JP2014068141A - Piezoelectric loudspeaker - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric loudspeaker that can output a loud sound by using a piezoelectric laminate made of a polymer and causing a diaphragm to resonate.SOLUTION: There is provided a piezoelectric loudspeaker having a piezoelectric laminate joined to at least one surface of a diaphragm 11, the piezoelectric loudspeaker being characterized in that: (i) the piezoelectric laminate has a conductive layer 2 and an oriented film layer 1 made of polylactic acid laminated alternately and conductive layers adjoining each other with an oriented film layer interposed each have an effective electrode part 6 having one end short-circuited to a negative electrode 10 and the other end short-circuited to a positive electrode 9 and also including a conductive layer between the adjacent oriented film layers and also have immobile parts 7 and 8 where the oriented film layers adjoin each other with no conductive layer interposed; (ii) the piezoelectric laminate and the diaphragm are joined together at both effective electrode part and immobile parts of the piezoelectric laminate; and (iii) oriented film layers sandwiched between respective conductive layers are so laminated as to expand and contract in the same directions when current flows and the diaphragm is caused to resonate through plane-directional expansion and contraction of the piezoelectric laminate.

Description

本発明は、ポリ乳酸からなる配向フィルムを用いた高分子圧電積層体を振動板に接合した圧電スピーカーに関する。   The present invention relates to a piezoelectric speaker in which a polymer piezoelectric laminate using an oriented film made of polylactic acid is bonded to a diaphragm.

特許文献1には、透明圧電フィルムスピーカーを携帯電話の表示面に湾曲させて設置し、音を広い範囲から出力して、スピーカーからの聞き取り性能を向上させたものが開示されている。そして、具体的に開示されているのは長方形のPVDF(ポリビニルフッ化ビニリデン)のフィルムを、厚み方向の一方の表層側と他方の表層側とを、電荷を付加したときに、逆向きの伸縮挙動を示す、いわゆるバイモルフ構造で積層し、その2つの短辺を固定して、フィルムを湾曲させる振動によって音を出す方法が提案されている。
また、特許文献2では、高分子圧電シートに主面に沿った方向に有効電極部分を設け、その有効電極部分を分割して隣り合う有効電極部分に当該圧電シートの厚み方向に生じる電界ベクトルが互いに逆向きになるように、電荷を印加することで、四角形の圧電シートの4辺を固定しても、圧電シートが湾曲して音を出力できる圧電スピーカーが提案されている。また、圧電シートを構成する高分子として、キラル高分子であるL−ポリ乳酸が提案されている。
Patent Document 1 discloses a transparent piezoelectric film speaker that is installed in a curved shape on a display surface of a mobile phone and outputs sound from a wide range to improve listening performance from the speaker. And what is specifically disclosed is that a rectangular PVDF (polyvinylidene fluoride) film is stretched in the opposite direction when electric charge is applied to one surface layer side and the other surface layer side in the thickness direction. A method has been proposed in which a so-called bimorph structure that exhibits behavior is laminated, two short sides thereof are fixed, and a sound is generated by vibration that curves the film.
Further, in Patent Document 2, an effective electrode portion is provided in a direction along a main surface of a polymer piezoelectric sheet, and an electric field vector generated in the thickness direction of the piezoelectric sheet is divided into adjacent effective electrode portions by dividing the effective electrode portion. There has been proposed a piezoelectric speaker that can output a sound by bending the piezoelectric sheet even when the four sides of the rectangular piezoelectric sheet are fixed by applying electric charges so as to be opposite to each other. Further, L-polylactic acid, which is a chiral polymer, has been proposed as a polymer constituting the piezoelectric sheet.

さらにまた、本発明者らは以前、特許文献3や特許文献4で、ポリL−乳酸やポリD−乳酸からなる層を積層することで変位量を大きくできることを提案している。
ところで、圧電体を振動板に貼り付けて音を出すには、圧電体の伸縮変位によって振動板に反りを発生させ、曲げ振動で音を出す方式と、圧電体が面内で伸縮することで、張り合わせた振動板に面内振動を発生させ、その共振により音を出す方式とがある。そして、PZTなど圧電セラミックスに比べ、高分子からなる圧電体は圧電率が低く、その力も弱いため、硬い振動板を共振させるのには適しておらず、前述の特許文献1と2のように、圧電体の曲げ振動による方式が用いられてきた。
Furthermore, the present inventors have previously proposed in Patent Document 3 and Patent Document 4 that the amount of displacement can be increased by laminating layers made of poly-L-lactic acid or poly-D-lactic acid.
By the way, in order to produce sound by attaching the piezoelectric body to the diaphragm, there is a method in which the diaphragm is warped by expansion and contraction displacement of the piezoelectric body and sound is generated by bending vibration, and the piezoelectric body is expanded and contracted in the plane. There is a method in which in-plane vibration is generated in the bonded diaphragm and a sound is produced by the resonance. Compared with piezoelectric ceramics such as PZT, a piezoelectric body made of a polymer has a low piezoelectric ratio and weak force, so that it is not suitable for resonating a hard diaphragm. As described in Patent Documents 1 and 2 above, A method based on bending vibration of a piezoelectric body has been used.

特開2003−244792号公報JP 2003-244792 A 国際公開2009/50236号パンフレットInternational Publication No. 2009/50236 Pamphlet 特開2011−243606号公報JP 2011-243606 A 特開2011−153023号公報JP 2011-153023 A

本発明の目的は、高分子からなる圧電積層体を用い振動板を共振させることで大きな音を出すことができる圧電スピーカーを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a piezoelectric speaker capable of producing a loud sound by resonating a diaphragm using a piezoelectric laminate made of a polymer.

本発明者らは上記課題を解決しようと鋭意研究した結果、高分子からなる圧電積層体として、導電層を介してキラル高分子であるポリ乳酸からなる配向フィルム層を複数積層し、かつ電荷を掛けたときに配向フィルム層の伸縮が同方向になるように導電層と積層すること、そして、圧電積層体に有効電極部分と不動部分とを設け、有効電極部分だけではなく、該不動部分をも振動板に接合することで、高分子からなる圧電積層体の伸縮を効率的に振動板に伝えることができることを見出し、本発明に到達した。   As a result of diligent research to solve the above problems, the inventors of the present invention have laminated a plurality of oriented film layers made of polylactic acid, which is a chiral polymer, through a conductive layer as a piezoelectric laminate made of a polymer, Laminate with the conductive layer so that the expansion and contraction of the oriented film layer is in the same direction when hung, and provide the piezoelectric laminate with an effective electrode portion and a non-moving portion, and not only the effective electrode portion but also the non-moving portion. In addition, it has been found that the expansion and contraction of the piezoelectric laminate made of a polymer can be efficiently transmitted to the diaphragm by bonding to the diaphragm, and the present invention has been achieved.

かくして本発明によれば、以下の(1)で示す圧電スピーカーおよびその好ましい態様として、以下の(2)〜(10)の圧電スピーカーも提供される。
(1) 振動板の少なくとも片面に、圧電積層体が接合した圧電スピーカーであって、
(i)圧電積層体は、導電層とポリ乳酸からなる配向フィルム層とが交互に積層され、かつ配向フィルム層を介して隣り合う導電層は、一方は負極に、他方は正極に短絡し、隣り合う配向フィルム層の間に導電層が存在する有効電極部分と、導電層を介することなく隣り合う配向フィルム層が存在する不動部分とを有すること、
(ii)圧電積層体と振動板とは、圧電積層体の有効電極部分と不動部分の両方で振動板に接合されていること、そして
(iii)各導電層に挟まれた配向フィルム層は、電流を流した際に、伸縮方向が同方向になるように積層されており、圧電積層体の面方向の伸縮によって振動板を共振させる圧電スピーカー。
(2)圧電積層体は、両最表面に導電層を有する上記(1)記載の圧電スピーカー。
(3)圧電積層体が2つの向かい合う辺を有する多角形であり、該向かい合う辺の一方が負極部分、他方が正極部分である上記(1)記載の圧電スピーカー。
(4)振動板の両表面に、電流を流した際に、伸縮方向が同方向になる圧電積層体が接合されている上記(1)記載の圧電スピーカー。
(5)圧電積層体は、不動部分の面積が有効電極部分の面積に対し0.1%以上である上記(1)記載の圧電スピーカー。
(6)配向フィルム層の層数が3以上である上記(1)記載の圧電スピーカー。
(7)隣り合う配向フィルム層が、一方がポリL−乳酸からなる配向フィルム層Lで、他方がポリD−乳酸からなる配向フィルム層Dである上記(1)記載の圧電スピーカー。
(8)圧電積層体の厚みが、3〜500μmである上記(1)記載の圧電スピーカー。
(9)配向フィルム層の厚みが、それぞれ独立に、25μm以下である上記(1)記載の圧電スピーカー。
(10)振動板は、ヤング率が3GPa以上の熱可塑性高分子フィルムからなる上記(1)記載の圧電スピーカー。
(11)振動板は、全光線透過率が85%以上の熱可塑性高分子フィルムからなる上記(1)記載の圧電スピーカー。
Thus, according to the present invention, the piezoelectric speakers shown in the following (1) and preferred embodiments thereof are also provided as the following (2) to (10) piezoelectric speakers.
(1) A piezoelectric speaker having a piezoelectric laminate bonded to at least one surface of a diaphragm,
(I) In the piezoelectric laminate, conductive layers and oriented film layers made of polylactic acid are alternately laminated, and the adjacent conductive layers via the oriented film layer are short-circuited to the negative electrode and the other to the positive electrode, Having an effective electrode part where a conductive layer exists between adjacent oriented film layers, and a stationary part where an adjacent oriented film layer exists without a conductive layer;
(Ii) The piezoelectric laminate and the diaphragm are bonded to the diaphragm at both the effective electrode portion and the non-moving portion of the piezoelectric laminate, and (iii) the orientation film layer sandwiched between the conductive layers is A piezoelectric speaker that is laminated so that the expansion and contraction directions are the same when an electric current is passed, and resonates the diaphragm by expansion and contraction in the surface direction of the piezoelectric laminate.
(2) The piezoelectric laminate according to the above (1), wherein the piezoelectric laminate has conductive layers on both outermost surfaces.
(3) The piezoelectric speaker according to (1), wherein the piezoelectric laminate is a polygon having two opposite sides, and one of the opposite sides is a negative electrode portion and the other is a positive electrode portion.
(4) The piezoelectric speaker as described in (1) above, wherein a piezoelectric laminate that has the same expansion and contraction direction when an electric current is applied to both surfaces of the diaphragm.
(5) The piezoelectric speaker according to the above (1), wherein the piezoelectric laminated body has an area of the stationary portion of 0.1% or more with respect to the area of the effective electrode portion.
(6) The piezoelectric speaker according to (1), wherein the number of oriented film layers is 3 or more.
(7) The piezoelectric speaker according to (1), wherein one of the adjacent oriented film layers is an oriented film layer L made of poly L-lactic acid and the other is an oriented film layer D made of poly D-lactic acid.
(8) The piezoelectric speaker as described in (1) above, wherein the piezoelectric laminate has a thickness of 3 to 500 μm.
(9) The piezoelectric speaker according to the above (1), wherein the thickness of the oriented film layer is independently 25 μm or less.
(10) The piezoelectric speaker according to (1), wherein the diaphragm is made of a thermoplastic polymer film having a Young's modulus of 3 GPa or more.
(11) The piezoelectric speaker according to (1), wherein the diaphragm is made of a thermoplastic polymer film having a total light transmittance of 85% or more.

本発明の圧電スピーカーは、ポリ乳酸からなる配向フィルム層を導電層を介して複数積層し、かつ電荷を掛けたときに各配向フィルム層の伸縮が同方向になるように積層して圧電積層体を形成し、かつ、圧電積層体に有効電極部分と不動部分とを設け、有効電極部分だけではなく、該不動部分を振動板に接合したものである。その結果、本発明の圧電スピーカーは、圧電積層体の伸縮を効率的に振動板に伝えることができ大きな音量を出すことができる。   The piezoelectric speaker of the present invention is a piezoelectric laminate in which a plurality of oriented film layers made of polylactic acid are laminated via a conductive layer, and the oriented film layers are stretched in the same direction when charged. And an effective electrode portion and a non-moving portion are provided in the piezoelectric laminate, and not only the effective electrode portion but also the non-moving portion is joined to the diaphragm. As a result, the piezoelectric speaker of the present invention can efficiently transmit the expansion and contraction of the piezoelectric laminate to the diaphragm and can produce a large volume.

配向フィルム層(1)と導電層(2)との積層体A(3)および積層体B(4)の一例である。It is an example of laminated body A (3) and laminated body B (4) of an oriented film layer (1) and a conductive layer (2). 圧電積層体を構成する配向フィルム層(1)と導電層(2)の積層の一例で、図1の積層体A(3)および積層体B(4)を複数積層するときの概略図である。It is an example of lamination | stacking of the oriented film layer (1) and conductive layer (2) which comprise a piezoelectric laminated body, and is the schematic when laminating | stacking the laminated body A (3) and laminated body B (4) of FIG. . 圧電積層体を構成する配向フィルム層(1)と導電層(2)の積層の一例で、図1の積層体A(3)および積層体B(4)を複数積層したときの圧電積層体の概略図である。1 is an example of a laminate of an oriented film layer (1) and a conductive layer (2) constituting a piezoelectric laminate, and the piezoelectric laminate when a plurality of laminates A (3) and laminates B (4) in FIG. FIG. 圧電スピーカーの断面図であり、圧電積層体が有効電極部分(6)と不動部分(7,8)の両方で振動板と接合された概略図である。It is sectional drawing of a piezoelectric speaker, and is the schematic diagram by which the piezoelectric laminated body was joined with the diaphragm in both the effective electrode part (6) and the non-moving part (7, 8). 圧電スピーカーの断面図であり、圧電積層体が有効電極部分(6)と不動部分(7,8)の両方で振動板の表裏両面と接合された概略図である。It is sectional drawing of a piezoelectric speaker, and is a schematic diagram by which the piezoelectric laminated body was joined with the front and back both surfaces of the diaphragm in both the effective electrode part (6) and the non-moving part (7, 8). 本発明の効果を奏さない圧電スピーカーの断面図であり、図4で示した圧電積層体が有効電極部分(6)でのみ、振動板と接合された状況を示す。It is sectional drawing of the piezoelectric speaker which does not show the effect of this invention, and shows the condition where the piezoelectric laminated body shown in FIG. 4 was joined with the diaphragm only in the effective electrode part (6). 圧電積層体の他の好ましい態様の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the other preferable aspect of a piezoelectric laminated body. 圧電積層体の他の好ましい態様の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the other preferable aspect of a piezoelectric laminated body. 圧電積層体の他の好ましい態様の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the other preferable aspect of a piezoelectric laminated body. 圧電積層体の他の好ましい態様の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the other preferable aspect of a piezoelectric laminated body. 配向フィルム層の主配向軸(14)が四角形の辺と平行であるときの有効電極部分(6)の変位方向(13)を示す図である。It is a figure which shows the displacement direction (13) of an effective electrode part (6) when the main orientation axis | shaft (14) of an oriented film layer is parallel to a square side. 配向フィルム層の主配向軸(14)が四角形の辺と辺とがなす角に対して45度の角度であるときの有効電極部分(6)の変位方向(13)を示す図である。It is a figure which shows the displacement direction (13) of the effective electrode part (6) when the main orientation axis | shaft (14) of an oriented film layer is an angle of 45 degree | times with respect to the angle | corner which a side of a rectangle makes. 図4で示した本発明の圧電スピーカーに厚み方向に電荷を印加したときの変位を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a displacement when an electric charge is applied to the piezoelectric speaker of this invention shown in FIG. 4 in the thickness direction. 図6で示した比較の圧電スピーカーに厚み方向に電荷を印加したときの変位を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a displacement when an electric charge is applied to the comparative piezoelectric speaker shown in FIG. 6 in the thickness direction. 本発明における圧電スピーカー全体を示した図であり、圧電積層体(5)と振動板(11)を接合させた一例で、圧電スピーカーの特性の評価方法を示した図である。It is the figure which showed the whole piezoelectric speaker in this invention, and is the figure which showed the evaluation method of the characteristic of a piezoelectric speaker in the example which joined the piezoelectric laminated body (5) and the diaphragm (11). 本発明の圧電スピーカーの他の好ましい態様の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the other preferable aspect of the piezoelectric speaker of this invention. PVDFを用いた圧電スピーカーの断面図を示す概略図である。It is the schematic which shows sectional drawing of the piezoelectric speaker using PVDF.

以下、本発明の圧電スピーカーについて説明する。
本発明の圧電スピーカーは、圧電積層体を少なくとも振動板の片面に接合した圧電スピーカーであって、以下の(i)〜(iii)の特徴を有する。
(i)圧電積層体は、導電層(2)とポリ乳酸からなる配向フィルム層(1)とが交互に積層され、かつ配向フィルム層(1)を介して隣り合う導電層(2)は、一方は負極に、他方は正極に短絡し、隣り合う配向フィルム層の間に必ず導電層が存在する有効電極部分(6)と、導電層を介することなく隣り合う配向フィルム層が存在する不動部分(7または8)とを有すること、
(ii)圧電積層体(5)と振動板(11)とは、圧電積層体(5)の有効電極部分(6)と不動部分(7および8)の両方で振動板(11)に接合されていること、そして
(iii)各導電層(2)に挟まれた配向フィルム層は、電流を流した際に、伸縮方向が同方向になるように積層されており、配向フィルム層(1)のフィルム面方向の伸縮によって振動板(11)を共振させること。
Hereinafter, the piezoelectric speaker of the present invention will be described.
The piezoelectric speaker of the present invention is a piezoelectric speaker in which a piezoelectric laminate is bonded to at least one surface of a diaphragm, and has the following features (i) to (iii).
(I) In the piezoelectric laminate, the conductive layer (2) and the oriented film layer (1) made of polylactic acid are alternately laminated, and the conductive layer (2) adjacent via the oriented film layer (1) is One is short-circuited to the negative electrode, the other is short-circuited to the positive electrode, and an effective electrode portion (6) in which a conductive layer always exists between adjacent oriented film layers, and a non-moving portion in which adjacent oriented film layers exist without interposing a conductive layer Having (7 or 8),
(Ii) The piezoelectric laminate (5) and the diaphragm (11) are joined to the diaphragm (11) at both the effective electrode portion (6) and the non-moving portions (7 and 8) of the piezoelectric laminate (5). And (iii) the alignment film layer sandwiched between the conductive layers (2) is laminated so that the expansion and contraction directions are the same when an electric current is applied, and the alignment film layer (1) Resonating the diaphragm (11) by expansion and contraction in the film surface direction.

まず、本発明における配向フィルム層(1)について説明する。
[配向フィルム層(1)]
<ポリ乳酸>
配向フィルム層を構成するポリ乳酸としては、ポリL−乳酸、ポリD−乳酸が好ましく挙げられる。
本発明におけるポリL−乳酸は、実質的にL−乳酸単位のみから構成されるポリL−乳酸(以下、PLLAと省略する場合がある。)や、L−乳酸とその他のモノマーとの共重合体であることが好ましく、特に、実質的にL−乳酸単位だけで構成されるポリL−乳酸であることが好ましい。また、本発明におけるポリD−乳酸は、実質的にD−乳酸単位のみから構成されるポリD−乳酸(以下、PDLAと省略する場合がある。)や、D−乳酸とその他のモノマーとの共重合体が好ましく、特に、実質的にD−乳酸単位だけで構成されるポリD−乳酸であることが好ましい。
なお、ここで「主たる」とは、各層を構成する樹脂の質量に対して、ポリ乳酸(層LにおいてはポリL−乳酸、層DにおいてポリD−乳酸)が60質量%以上、好ましくは75質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上であることを示す。また、「実質的に」とは、ポリL−(D―)乳酸におけるL−(D−)乳酸単位の量が90モル%以上であることを示す。
First, the oriented film layer (1) in this invention is demonstrated.
[Oriented film layer (1)]
<Polylactic acid>
As polylactic acid which comprises an oriented film layer, poly L-lactic acid and poly D-lactic acid are mentioned preferably.
The poly L-lactic acid in the present invention is substantially composed of only L-lactic acid units (hereinafter may be abbreviated as PLLA), and the co-polymerization of L-lactic acid and other monomers. It is preferable that it is a coalescence, and in particular, it is preferable that it is poly L-lactic acid substantially composed of only L-lactic acid units. The poly-D-lactic acid in the present invention is composed of poly-D-lactic acid (hereinafter sometimes abbreviated as PDLA) substantially composed only of D-lactic acid units, D-lactic acid and other monomers. A copolymer is preferred, and in particular, poly-D-lactic acid composed substantially only of D-lactic acid units is preferred.
Here, “main” means that 60% by mass or more of polylactic acid (poly L-lactic acid in layer L and poly D-lactic acid in layer D) is 60% by mass or more with respect to the mass of the resin constituting each layer, preferably 75. It indicates that it is at least mass%, more preferably at least 90 mass%, particularly preferably at least 95 mass%. Further, “substantially” indicates that the amount of L- (D-) lactic acid units in poly L- (D-) lactic acid is 90 mol% or more.

ポリL−(D−)乳酸におけるL−(D−)乳酸単位の量は、結晶性の観点、また変位量の向上効果を高くするという観点、およびフィルム耐熱性などの観点より、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは95〜100モル%、さらに好ましくは98〜100モル%である。すなわち、L−(D−)乳酸単位以外の単位の含有量は、好ましくは0〜10モル%、より好ましくは0〜5モル%、さらに好ましくは0〜2モル%である。
かかるポリ乳酸は、結晶性を有していることが好ましく、前述のような配向・結晶の態様とすることが容易となり、変位量の向上効果を高くすることができる。またその融点は150℃以上190℃以下であることが好ましく、160℃以上190℃以下であることがさらに好ましい。このような態様であるとフィルムの耐熱性に優れる。
本発明におけるポリ乳酸は、その重量平均分子量(Mw)が8万から25万の範囲であることが好ましく、10万から25万以下であることがより好ましい。とりわけ好ましくは12万から20万の範囲である。重量平均分子量Mwが上記数値範囲にあると、フィルムの剛性に優れ、またフィルムの厚み斑が良好になる。
本発明で用いられるポリL−乳酸、ポリD−乳酸には、本発明の目的を損なわない範囲で所望により、L−乳酸、D−乳酸以外の共重合成分を含有させることができる。このとき、ポリ乳酸の結晶性を大きく損なわない範囲で含有させることが好ましい。かかる共重合成分は、特に限定されるものではない。
また、ポリL−乳酸およびポリD−乳酸を製造する方法は特別に限定されるものではなく、従来公知の方法が好適に使用できる。例えば、L−乳酸またはD−乳酸を直接脱水縮合する方法、L−またはD−乳酸オリゴマーを固相重合する方法、L−またはD−乳酸を一度脱水環化してラクチドとした後、溶融開環重合する方法等が例示される。なかでも、直接脱水縮合方法、あるいはラクチド類の溶融開環重合法により得られるポリ乳酸が、品質、生産効率の観点から好ましく、中でもラクチド類の溶融開環重合法が特に好ましく選択される。
The amount of L- (D-) lactic acid units in poly L- (D-) lactic acid is preferably 90 from the viewpoints of crystallinity, enhancing the effect of improving displacement, and film heat resistance. It is -100 mol%, More preferably, it is 95-100 mol%, More preferably, it is 98-100 mol%. That is, the content of units other than L- (D-) lactic acid units is preferably 0 to 10 mol%, more preferably 0 to 5 mol%, and still more preferably 0 to 2 mol%.
Such polylactic acid preferably has crystallinity, and it becomes easy to obtain the above-described orientation / crystal mode, and the effect of improving the displacement can be increased. The melting point is preferably 150 ° C. or higher and 190 ° C. or lower, and more preferably 160 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. With such an embodiment, the film has excellent heat resistance.
The polylactic acid in the present invention preferably has a weight average molecular weight (Mw) in the range of 80,000 to 250,000, and more preferably 100,000 to 250,000 or less. Particularly preferred is a range of 120,000 to 200,000. When the weight average molecular weight Mw is in the above numerical range, the rigidity of the film is excellent and the thickness unevenness of the film becomes good.
The poly L-lactic acid and poly D-lactic acid used in the present invention can contain a copolymer component other than L-lactic acid and D-lactic acid, as desired, within a range not impairing the object of the present invention. At this time, it is preferable to contain in the range which does not impair the crystallinity of polylactic acid largely. Such a copolymerization component is not particularly limited.
The method for producing poly L-lactic acid and poly D-lactic acid is not particularly limited, and a conventionally known method can be suitably used. For example, a method of directly dehydrating and condensing L-lactic acid or D-lactic acid, a method of solid-phase polymerizing L- or D-lactic acid oligomers, once dehydrating and cyclizing L- or D-lactic acid into lactide, and then melt-opening The method of superposing | polymerizing is illustrated. Among them, polylactic acid obtained by a direct dehydration condensation method or a melt ring-opening polymerization method of lactides is preferable from the viewpoint of quality and production efficiency, and among them, a melt ring-opening polymerization method of lactides is particularly preferably selected.

本発明の配向フィルム層を構成する配向ポリ乳酸フィルムは、一軸配向フィルムであることが好ましい。二軸配向フィルムや無配向フィルムでは、圧電特性が低く、後述のガラス転移温度が60℃以下の熱可塑性樹脂を含有させる効果が十分に発現されない。なお、本発明における一軸配向フィルムとは、フィルムの面内方向におけるもっとも屈折率の高い方向を主配向方向としたとき、フィルムの面内方向における該主配向方向と直交する方向の破断強度との差が、100MPa以上であるような偏った配向を有するフィルムを意味する。なお、本発明において、説明の便宜上、配向ポリ乳酸フィルムの製膜方向を縦方向、MD方向と称することがあり、厚み方向をZ方向、製膜方向と厚み方向とに直交する方向を幅方向、横方向、TD方向と称することがある。   The oriented polylactic acid film constituting the oriented film layer of the present invention is preferably a uniaxially oriented film. Biaxially oriented films and non-oriented films have low piezoelectric properties, and the effect of containing a thermoplastic resin having a glass transition temperature described below of 60 ° C. or lower is not sufficiently exhibited. In addition, the uniaxially oriented film in the present invention refers to the breaking strength in the direction perpendicular to the main orientation direction in the in-plane direction of the film, when the direction with the highest refractive index in the in-plane direction of the film is the main orientation direction. It means a film having a biased orientation such that the difference is 100 MPa or more. In the present invention, for convenience of explanation, the film-forming direction of the oriented polylactic acid film is sometimes referred to as the longitudinal direction and the MD direction, the thickness direction is the Z-direction, and the direction perpendicular to the film-forming direction and the thickness direction is the width direction. , Sometimes referred to as lateral direction and TD direction.

ところで、本発明における配向フィルム層は、耐衝撃性改良剤を、配向フィルム層の質量を基準として、0.1〜10質量%の範囲で含有させていることが好ましい。本発明における耐衝撃性改良剤とは、ポリ乳酸の耐衝撃性改良に用いることのできるものであれば特に制限されず、室温でゴム弾性を示すゴム状物質のことであり、例えば、下記の各種耐衝撃性改良剤などが挙げられる。   By the way, it is preferable that the oriented film layer in this invention contains the impact resistance improving agent in the range of 0.1-10 mass% on the basis of the mass of an oriented film layer. The impact resistance improver in the present invention is not particularly limited as long as it can be used to improve the impact resistance of polylactic acid, and is a rubber-like substance that exhibits rubber elasticity at room temperature. Examples include various impact resistance improvers.

具体的な耐衝撃性改良剤としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、各種アクリルゴム、エチレン−アクリル酸共重合体およびそのアルカリ金属塩(いわゆるアイオノマー)、エチレン−グリシジル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体(例えば、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸ブチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体)、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酸変性エチレン−プロピレン共重合体、ジエンゴム(例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン)、ジエンとビニル単量体との共重合体およびその水素添加物(例えば、スチレン−ブタジエンランダム共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレンランダム共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体、ポリブタジエンにスチレンをグラフト共重合せしめたもの、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体)、ポリイソブチレン、イソブチレンとブタジエンまたはイソプレンとの共重合体、天然ゴム、チオコールゴム、多硫化ゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、ポリエーテルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ポリエステル系エラストマーまたはポリアミド系エラストマーなどが挙げることができる。さらに、各種の架橋度を有するものや、各種のミクロ構造、例えばシス構造、トランス構造などを有するもの、コア層とそれを覆う1以上のシェル層から構成される多層構造重合体なども使用することができる。また、本発明において、耐衝撃性改良剤としては、上記具体例に挙げた各種の(共)重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体またはグラフト共重合体などのいずれも用いることができる。さらに、これらの(共)重合体を製造するに際し、他のオレフィン類、ジエン類、芳香族ビニル化合物、アクリル酸、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルなどの単量体を共重合することも可能である。   Specific impact resistance improvers include ethylene-propylene copolymers, ethylene-propylene-nonconjugated diene copolymers, ethylene-butene-1 copolymers, various acrylic rubbers, ethylene-acrylic acid copolymers, and Its alkali metal salt (so-called ionomer), ethylene-glycidyl (meth) acrylate copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid alkyl ester copolymer (for example, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer) Polymer, ethylene-butyl acrylate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer), ethylene-vinyl acetate copolymer, acid-modified ethylene-propylene copolymer, diene rubber (eg, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene) ), Copolymers of diene and vinyl monomers and The hydrogenated product (for example, styrene-butadiene random copolymer, styrene-butadiene block copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene random copolymer, styrene-isoprene block copolymer, styrene) -Isoprene-styrene block copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymer, polybutadiene grafted with styrene, butadiene-acrylonitrile copolymer ), Polyisobutylene, copolymers of isobutylene and butadiene or isoprene, natural rubber, thiocol rubber, polysulfide rubber, acrylic rubber, silicone rubber, polyurethane rubber, polyether rubber, epichrome Hydrin may be like that mentioned polyester elastomer or polyamide elastomer. Further, those having various cross-linking degrees, those having various microstructures such as cis structure and trans structure, and multilayer polymers composed of a core layer and one or more shell layers covering it are also used. be able to. In the present invention, as the impact resistance improver, the various (co) polymers mentioned in the above specific examples may be any of random copolymers, block copolymers or graft copolymers. it can. Furthermore, when producing these (co) polymers, it is also possible to copolymerize monomers such as other olefins, dienes, aromatic vinyl compounds, acrylic acid, acrylic ester or methacrylic ester. is there.

これらの耐衝撃性改良剤の中でも、アクリル単位を含む重合体や、酸無水物基および/またはグリシジル基を持つ単位を含む重合体が好ましい。ここでいうアクリル単位の好適例としては、メタクリル酸メチル単位、アクリル酸メチル単位、アクリル酸エチル単位またはアクリル酸ブチル単位を挙げることができ、酸無水物基やグリシジル基を持つ単位の好適例としては、無水マレイン酸単位またはメタクリル酸グリシジル単位を挙げることができる。
本発明において、耐衝撃性改良剤としては、本発明の効果の点で、コア層とそれを覆う1以上のシェル層から構成される多層構造重合体がより好ましい。なお、本発明において、多層構造重合体とは、コア層とそれを覆う1以上のシェル層から構成され、また、隣接する層が異種の重合体から構成される、いわゆるコアシェル型と呼ばれる構造を有する重合体である。また、多層構造重合体を構成する層の数は、特に限定されるものではなく、2層以上であればよく、3層以上または4層以上であってもよい。
Among these impact modifiers, a polymer containing an acrylic unit and a polymer containing a unit having an acid anhydride group and / or a glycidyl group are preferable. Preferable examples of the acrylic unit here include methyl methacrylate unit, methyl acrylate unit, ethyl acrylate unit or butyl acrylate unit, and preferable examples of the unit having an acid anhydride group or glycidyl group. May include maleic anhydride units or glycidyl methacrylate units.
In the present invention, as the impact resistance improver, a multilayer structure polymer composed of a core layer and one or more shell layers covering the core layer is more preferable from the viewpoint of the effect of the present invention. In the present invention, the multilayer structure polymer is composed of a core layer and one or more shell layers covering the core layer, and a so-called core-shell type structure in which adjacent layers are composed of different polymers. It is a polymer having. In addition, the number of layers constituting the multilayer structure polymer is not particularly limited, and may be two or more, and may be three or more or four or more.

本発明で用いられる多層構造重合体としては、内部に少なくとも1層以上のゴム層を有する多層構造重合体であることが好ましい。ここで、ゴム層の種類は、特に限定されるものではなく、ゴム弾性を有する重合体成分から構成されるものであればよい。例えば、(メタ)アクリル成分、シリコーン成分、スチレン成分、ニトリル成分、共役ジエン成分、ウレタン成分またはエチレンプロピレン成分などを重合させたものから構成されるゴムを挙げることができる。好ましいゴムとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エチル単位、(メタ)アクリル酸ブチル単位、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル単位または(メタ)アクリル酸ベンジル単位などの(メタ)アクリル成分、ジメチルシロキサン単位やフェニルメチルシロキサン単位などのシリコーン成分、スチレン単位やα−メチルスチレン単位などのスチレン成分、アクリロニトリル単位やメタクリロニトリル単位などのニトリル成分またはブタンジエン単位やイソプレン単位などの共役ジエン成分を重合させたものから構成されるゴムである。また、これらの成分の他に、ジビニルベンゼン単位、(メタ)アクリル酸アリル単位またはブチレングリコールジアクリレート単位などの架橋性成分を共重合して架橋させた架橋ゴムも好ましい。これらの中でも、本発明の効果の点から、ゴム層としては、架橋ゴムが好ましく、ガラス転移温度が0℃以下の架橋ゴムであることがより好ましく、このようなゴム層の種類としては、アクリル酸エチル単位、アクリル酸−2−エチルヘキシル単位、アクリル酸ブチル単位、アクリル酸ベンジル単位、メタクリル酸アリル単位を適宜選択し併用して用いることがさらに好ましく、メタクリル酸アリル単位をゴム層構成単位の0.005〜3質量%の範囲で用いるのが特に好ましい。   The multilayer structure polymer used in the present invention is preferably a multilayer structure polymer having at least one rubber layer therein. Here, the type of the rubber layer is not particularly limited as long as it is composed of a polymer component having rubber elasticity. For example, the rubber | gum comprised from what polymerized the (meth) acryl component, the silicone component, the styrene component, the nitrile component, the conjugated diene component, the urethane component, or the ethylene propylene component can be mentioned. Preferred rubbers include, for example, (meth) acrylic components such as ethyl (meth) acrylate units, butyl (meth) acrylate units, (meth) acrylic acid-2-ethylhexyl units or benzyl (meth) acrylate units, dimethyl Polymerize silicone components such as siloxane units and phenylmethylsiloxane units, styrene components such as styrene units and α-methylstyrene units, nitrile components such as acrylonitrile units and methacrylonitrile units, or conjugated diene components such as butanediene units and isoprene units. It is a rubber made of In addition to these components, a crosslinked rubber obtained by copolymerizing and crosslinking a crosslinkable component such as a divinylbenzene unit, an (meth) acrylate allyl unit, or a butylene glycol diacrylate unit is also preferable. Among these, from the viewpoint of the effects of the present invention, the rubber layer is preferably a crosslinked rubber, more preferably a crosslinked rubber having a glass transition temperature of 0 ° C. or less. It is more preferable to select an ethyl acid unit, an acrylic acid-2-ethylhexyl unit, a butyl acrylate unit, a benzyl acrylate unit, and an allyl methacrylate unit as appropriate. It is particularly preferable to use in the range of 0.005 to 3% by mass.

本発明における多層構造重合体において、ゴム層以外の層の種類は、熱可塑性を有する重合体成分から構成されるものであれば特に限定されるものではないが、透明性、耐熱性および耐衝撃性の点で、ゴム層よりもガラス転移温度が高い重合体成分であることが好ましい。熱可塑性を有する重合体としては、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単位、グリシジル基含有ビニル系単位、不飽和ジカルボン酸無水物系単位、脂肪族ビニル系単位、芳香族ビニル系単位、シアン化ビニル系単位、マレイミド系単位、不飽和ジカルボン酸系単位およびその他のビニル系単位などから選ばれる少なくとも1種以上の単位を含有する重合体を挙げることができ、中でも、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単位、不飽和グリシジル基含有単位および不飽和ジカルボン酸無水物系単位から選ばれる少なくとも1種以上の単位を含有する重合体が好ましく、さらに不飽和グリシジル基含有単位または不飽和ジカルボン酸無水物系単位から選ばれる少なくとも1種以上の単位を含有する重合体がより好ましい。
本発明で用いられる多層構造重合体としては、シェル層の種類は、特に限定されるものではなく、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単位、グリシジル基含有ビニル系単位、脂肪族ビニル系単位、芳香族ビニル系単位、シアン化ビニル系単位、マレイミド系単位、不飽和ジカルボン酸系単位、不飽和ジカルボン酸無水物系単位および/またはその他のビニル系単位などを含む重合体を挙げることができ、本発明の効果の点で、メタクリル酸メチル単位および/またはアクリル酸メチル単位を含む重合体から構成される多層構造重合体であることが好ましい。
In the multilayer polymer in the present invention, the type of layer other than the rubber layer is not particularly limited as long as it is composed of a polymer component having thermoplasticity, but transparency, heat resistance and impact resistance are not limited. From the viewpoint of properties, it is preferably a polymer component having a glass transition temperature higher than that of the rubber layer. Polymers having thermoplastic properties include unsaturated carboxylic acid alkyl ester units, glycidyl group-containing vinyl units, unsaturated dicarboxylic anhydride units, aliphatic vinyl units, aromatic vinyl units, and vinyl cyanide units. Examples include polymers containing at least one unit selected from units, maleimide units, unsaturated dicarboxylic acid units and other vinyl units, among others, unsaturated carboxylic acid alkyl ester units, A polymer containing at least one unit selected from an unsaturated glycidyl group-containing unit and an unsaturated dicarboxylic acid anhydride unit is preferred, and further selected from an unsaturated glycidyl group-containing unit or an unsaturated dicarboxylic acid anhydride unit. More preferred is a polymer containing at least one unit.
As the multilayer structure polymer used in the present invention, the type of the shell layer is not particularly limited, and is an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit, a glycidyl group-containing vinyl unit, an aliphatic vinyl unit, an aromatic Examples of the polymer include vinyl units, vinyl cyanide units, maleimide units, unsaturated dicarboxylic acid units, unsaturated dicarboxylic anhydride units, and / or other vinyl units. From the viewpoint of the effect, a multilayer structure polymer composed of a polymer containing methyl methacrylate units and / or methyl acrylate units is preferable.

本発明で用いられる多層構造重合体としては、上述した条件を満たすものとして、市販品を用いてもよく、また、公知の方法により作製することもでき、市販品としては、例えば、三菱レイヨン製“メタブレン”、カネカ製“カネエース”、ロームアンドハース製“パラロイド”、ガンツ化成製“スタフィロイド”またはクラレ製“パラフェイス”などを挙げることができ、これらは、単独ないし2種以上を用いることができる。また、公知の方法としては、乳化重合法がより好ましい。製造方法としては、まず所望の単量体混合物を乳化重合させてコア粒子を作った後、他の単量体混合物をそのコア粒子の存在下において乳化重合させてコア粒子の周囲にシェル層を形成するコアシェル粒子を作る。さらに該粒子の存在下において他の単量体混合物を乳化重合させて別のシェル層を形成するコアシェル粒子を作る。このような反応を繰り返して所望のコア層とそれを覆う1以上のシェル層から構成される多層構造重合体を得る。各層の(共)重合体を形成させるための重合温度は、各層とも0〜120℃が好ましく、5〜90℃がより好ましい。   As the multilayer structure polymer used in the present invention, a commercially available product may be used as a material satisfying the above-mentioned conditions, and it can also be produced by a known method. “Metablene”, Kaneka “Kane Ace”, Rohm and Haas “Paraloid”, Gantz Kasei “Staffyroid” or Kuraray “Paraface” can be used alone or in combination of two or more. Can do. Moreover, as a well-known method, an emulsion polymerization method is more preferable. As a production method, a desired monomer mixture is first emulsion-polymerized to form core particles, and then another monomer mixture is emulsion-polymerized in the presence of the core particles to form a shell layer around the core particles. Make core-shell particles to form. Further, in the presence of the particles, another monomer mixture is emulsion-polymerized to form core-shell particles that form another shell layer. Such a reaction is repeated to obtain a multilayer polymer composed of a desired core layer and one or more shell layers covering it. The polymerization temperature for forming the (co) polymer of each layer is preferably 0 to 120 ° C, more preferably 5 to 90 ° C for each layer.

本発明で用いられる多層構造重合体としては、本発明の効果の点で、ガラス転移温度が0℃以下の構成成分を含むものであることがより好ましく、−30℃以下の構成成分を含むものであることがさらに好ましく、−40℃以下の構成成分を含むものであることが特に好ましい。なお、本発明において、上記ガラス転移温度は、示差走査熱量計を用い、昇温速度20℃/分で測定した値である。
本発明において、多層構造重合体の平均一次粒子径は、特に限定されるものではないが、本発明の効果の点で、10〜10000nmであることが好ましく、さらに、20〜1000nmであることがより好ましく、50〜700nmであることが特に好ましく、100〜500nmであることが最も好ましい。
The multilayer polymer used in the present invention is more preferably a component having a glass transition temperature of 0 ° C. or lower, and a component having a temperature of −30 ° C. or lower in view of the effects of the present invention. More preferably, it is particularly preferable that it contains a constituent component of −40 ° C. or lower. In the present invention, the glass transition temperature is a value measured using a differential scanning calorimeter at a rate of temperature increase of 20 ° C./min.
In the present invention, the average primary particle diameter of the multilayer structure polymer is not particularly limited, but is preferably 10 to 10,000 nm and more preferably 20 to 1000 nm in terms of the effects of the present invention. More preferably, it is 50-700 nm, and it is most preferable that it is 100-500 nm.

本発明において、耐衝撃性改良剤の配合量は、本発明の効果の点で、配向フィルム層の質量を基準として、0.1〜10質量%の範囲であることが好ましい。下限未満では、後述の圧着などの処理をしたときに層間が剥離しやすくなることがある。他方、上限を超えると圧電特性が低下する。そのような観点から、好ましい耐衝撃性改良剤の配合量の下限は、0.5質量%、さらに1質量%であり、他方上限は、9質量%、さらに8質量%である。なお、このような耐衝撃性改良剤を配合させることで、圧電特性を低下させることなく、圧着後の剥離を抑制できる。理由は定かではないが、得られた配向ポリ乳酸フィルムの配向を低下させずに、柔軟性を付与でき、結果圧着時の圧力が均等に伝わり、圧電積層体の界面に局所的に剥離しやすい部分や局所的に強直に圧着している部分が存在しなくなったためではないかと推定される。   In this invention, it is preferable that the compounding quantity of an impact resistance improving agent is the range of 0.1-10 mass% on the basis of the mass of an oriented film layer at the point of the effect of this invention. If it is less than the lower limit, the layers may be easily peeled off when a treatment such as a pressure bonding described later is performed. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the piezoelectric characteristics deteriorate. From such a viewpoint, the lower limit of the blending amount of the preferred impact modifier is 0.5% by mass and further 1% by mass, and the upper limit is 9% by mass and further 8% by mass. In addition, by blending such an impact resistance improver, peeling after pressure bonding can be suppressed without deteriorating piezoelectric characteristics. The reason is not clear, but flexibility can be imparted without lowering the orientation of the obtained oriented polylactic acid film, resulting in uniform pressure transfer during crimping and easy local separation at the interface of the piezoelectric laminate. It is presumed that this is because there is no longer a part or a part that is locally crimped.

以下、本発明における配向フィルム層の好ましい態様について説明する。
本発明における各配向フィルム層の破断強度は、その主配向方向が120MPa以上であることが好ましい。なお、本発明における主配向軸とは、エリプソメーター(型式M−220;日本分光)を用いて測定された面内方向の最も屈折率の高い方向である。主配向方向の破断強度が上記下限以上あることで、共振特性の向上効果を高くすることができる。破断強度が上記下限よりも低い場合は、共振特性の向上効果が低くなる。他方、主配向方向の破断強度の上限は特に制限されないが、製膜性などの点から300MPa以下であることが好ましい。このような観点から、主配向方向の破断強度の下限は、より好ましくは120MPa以上、さらに150MPa以上、特に180MPa以上が好ましく、他方上限は300MPa以下、さらに好ましくは250MPa以下であることが好ましい。
Hereinafter, the preferable aspect of the oriented film layer in this invention is demonstrated.
As for the breaking strength of each oriented film layer in this invention, it is preferable that the main orientation direction is 120 Mpa or more. In addition, the main orientation axis in this invention is a direction with the highest refractive index of the in-plane direction measured using the ellipsometer (model M-220; JASCO). When the breaking strength in the main orientation direction is not less than the above lower limit, the effect of improving the resonance characteristics can be enhanced. When the breaking strength is lower than the above lower limit, the effect of improving the resonance characteristics is lowered. On the other hand, the upper limit of the breaking strength in the main orientation direction is not particularly limited, but is preferably 300 MPa or less from the viewpoint of film forming properties. From such a viewpoint, the lower limit of the breaking strength in the main orientation direction is more preferably 120 MPa or more, further preferably 150 MPa or more, particularly preferably 180 MPa or more, and the upper limit is preferably 300 MPa or less, more preferably 250 MPa or less.

また、本発明におけるポリ乳酸配向フィルムの破断強度は、主配向軸方向に直交する方向は、80MPa以下であることが好ましい。破断強度が上記上限以下にあると、共振特性の向上効果を高くすることができる。主配向軸方向に直交する方向の破断強度が上記上限よりも高い場合は、共振特性の向上効果が低くなる。他方、主配向軸方向に直交する方向の破断強度の下限は特に制限されないが、製膜後の取り扱いなどの点から、30MPa以上、さらに50MPa以上であることが好ましい。
本発明における配向フィルム層の密度は、1.22〜1.27g/cmであることが好ましい。密度が上記数値範囲にあると、共振特性の向上効果を高くすることができる。密度が低い場合は、共振特性の向上効果が低くなる傾向にあり、他方、密度が高い場合は、共振特性の向上効果は高いもののフィルムの機械特性に劣る傾向にある。このような観点から、密度は、より好ましくは1.225〜1.26g/cm、さらに好ましくは1.23〜1.25g/cmである。
本発明における配向フィルム層の各層の厚みは、厚すぎると剛性が高くなりすぎて共振特性を奏さなくなってしまう傾向を考慮して、共振特性を奏する程度の厚さであれば特に限定されない。共振特性の観点からは薄い方が好ましい。特に、積層数を増加させる際には、各層の厚さを薄くして、積層フィルム全体としての厚さが厚くなりすぎないようにすることが好ましい。このような観点から、配向ポリ乳酸フィルム層の1層の厚みは、好ましくは25μm以下、さらに好ましくは15μm以下、特に好ましくは10μm以下である。厚みが上記数値範囲にあると、共振特性の向上効果を高くすることができる。他方、取り扱い性や剛性の観点からは厚い方が好ましく、例えば2μm以上が好ましく、さらに好ましくは3μm以上である。
Moreover, it is preferable that the breaking strength of the polylactic acid oriented film in this invention is 80 Mpa or less in the direction orthogonal to the main orientation axis direction. When the breaking strength is less than or equal to the above upper limit, the effect of improving the resonance characteristics can be increased. When the breaking strength in the direction orthogonal to the main alignment axis direction is higher than the above upper limit, the effect of improving the resonance characteristics becomes low. On the other hand, the lower limit of the breaking strength in the direction orthogonal to the main orientation axis direction is not particularly limited, but is preferably 30 MPa or more, and more preferably 50 MPa or more from the viewpoint of handling after film formation.
The density of the oriented film layer in the present invention is preferably 1.22 to 1.27 g / cm 3 . When the density is in the above numerical range, the effect of improving the resonance characteristics can be enhanced. When the density is low, the effect of improving the resonance characteristics tends to be low. On the other hand, when the density is high, the effect of improving the resonance characteristics is high, but the mechanical characteristics of the film tend to be inferior. From such a viewpoint, the density is more preferably 1.225 to 1.26 g / cm 3 , and still more preferably 1.23 to 1.25 g / cm 3 .
The thickness of each layer of the oriented film layer in the present invention is not particularly limited as long as it is thick enough to exhibit resonance characteristics in consideration of the tendency that if it is too thick, the rigidity becomes too high to exhibit resonance characteristics. The thinner one is preferable from the viewpoint of resonance characteristics. In particular, when increasing the number of layers, it is preferable to reduce the thickness of each layer so that the thickness of the entire laminated film does not become too large. From such a viewpoint, the thickness of one layer of the oriented polylactic acid film layer is preferably 25 μm or less, more preferably 15 μm or less, and particularly preferably 10 μm or less. When the thickness is in the above numerical range, the effect of improving the resonance characteristics can be enhanced. On the other hand, from the viewpoint of handleability and rigidity, a thicker is preferable, for example, 2 μm or more is preferable, and 3 μm or more is more preferable.

ところで、本発明における配向フィルム層は、本発明の効果を損なわない範囲で、それ自体公知の添加剤や機能剤を含有していてもよく、例えば、耐加水分解抑制剤、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、蛍光蒼白剤、可塑剤、架橋剤、紫外線吸収剤、その他の樹脂等を必要に応じて添加することができる。
例えば、本発明で使用するポリ乳酸は、カルボキシル基量は10当量/10g以下であることが、フィルムキャスティング時の安定性、加水分解抑制、重量平均分子量低下抑制の観点から好ましく、このような観点から、カルボキシル基量は5当量/10g以下であることがさらに好ましく、2当量/10g以下であることが特に好ましい。このような態様とするために、カルボキシル基封止剤を配合することが好ましい。カルボキシル基封止剤は、ポリ乳酸等のポリエステルの末端カルボキシル基の封止に加え、ポリエステルや各種添加剤の分解反応で生成するカルボキシル基、乳酸、ギ酸などの低分子化合物のカルボキシル基を封止し樹脂を安定化することができ、フィルム化時の樹脂温度を、流動斑を抑えるに足る温度まで昇温できる利点ももたらす。
By the way, the oriented film layer in the present invention may contain additives and functional agents known per se, as long as the effects of the present invention are not impaired, for example, hydrolysis resistance inhibitors, lubricants, antioxidants. An antistatic agent, a colorant, a pigment, a fluorescent whitening agent, a plasticizer, a crosslinking agent, an ultraviolet absorber, other resins, and the like can be added as necessary.
For example, the polylactic acid used in the present invention preferably has a carboxyl group amount of 10 equivalents / 10 6 g or less from the viewpoint of stability during film casting, suppression of hydrolysis, and suppression of decrease in weight average molecular weight. From such a viewpoint, the amount of carboxyl groups is more preferably 5 equivalents / 10 6 g or less, and particularly preferably 2 equivalents / 10 6 g or less. In order to set it as such an aspect, it is preferable to mix | blend a carboxyl group sealing agent. Carboxyl group sealant seals terminal carboxyl groups of polyesters such as polylactic acid, as well as carboxyl groups generated by decomposition reactions of polyester and various additives, and carboxyl groups of low molecular compounds such as lactic acid and formic acid. The resin can be stabilized, and there is an advantage that the resin temperature at the time of film formation can be raised to a temperature sufficient to suppress flow spots.

かかるカルボキシル基封止剤としては、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、イソシアネート化合物から選択される少なくとも1種の化合物を使用することが好ましく、なかでもカルボジイミド化合物が好ましい。
カルボキシル基封止剤の使用量は、各層を構成する樹脂において、ポリ乳酸100質量部あたり、0.01〜10質量部が好ましく、0.03〜5質量部がさらに好ましい。本発明においては、さらに封止反応触媒を使用してもよい。
As such a carboxyl group-capping agent, it is preferable to use at least one compound selected from a carbodiimide compound, an epoxy compound, an oxazoline compound, an oxazine compound, and an isocyanate compound, and among them, a carbodiimide compound is preferable.
As for the usage-amount of a carboxyl group sealing agent, in resin which comprises each layer, 0.01-10 mass parts is preferable per 100 mass parts of polylactic acid, and 0.03-5 mass parts is further more preferable. In the present invention, a sealing reaction catalyst may be further used.

また、本発明における配向フィルム層は、フィルムの状態での巻き取り性や走行性を改良する目的で、フィルム中に滑剤を含有することができる。かかる滑剤としては、例えば乾式法で製造されたシリカ、湿式法で製造されたシリカ、ゼオライト、炭酸カルシウム、燐酸カルシウム、カオリン、カオリナイト、クレイ、タルク、酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、水酸化アルミニウム、酸化カルシウム、グラファイト、カーボンブラック、酸化亜鉛、炭化珪素、酸化スズ等の無機粒子や、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子等の有機微粒子を好ましく挙げることができる。滑剤としては、平均粒径が0.001〜5.0μmの微粒子が好ましく、1種類で使用することもできるし2種類以上併用することも可能である。また滑剤は、各配向ポリ乳酸フィルムの質量に対して、0.01〜1.0質量%、さらに好ましくは0.1〜0.5質量%の範囲で配合することができる。   Moreover, the oriented film layer in this invention can contain a lubricant in a film for the purpose of improving the winding property in the state of a film, and runnability. Examples of such lubricants include silica produced by a dry method, silica produced by a wet method, zeolite, calcium carbonate, calcium phosphate, kaolin, kaolinite, clay, talc, titanium oxide, alumina, zirconia, aluminum hydroxide, Preferable examples include inorganic particles such as calcium oxide, graphite, carbon black, zinc oxide, silicon carbide, and tin oxide, and organic fine particles such as crosslinked acrylic resin particles, crosslinked polystyrene resin particles, melamine resin particles, and crosslinked silicone resin particles. . As the lubricant, fine particles having an average particle diameter of 0.001 to 5.0 μm are preferable, and one kind can be used, or two or more kinds can be used in combination. Moreover, a lubricant can be mix | blended in 0.01-1.0 mass% with respect to the mass of each orientation polylactic acid film, More preferably, it is 0.1-0.5 mass%.

つぎに、本発明における配向フィルム層の製造方法を説明する。
<ポリ乳酸の製造方法>
本発明におけるポリL−乳酸およびポリD−乳酸を製造する方法は特別に限定されるものではなく、従来公知の方法が好適に使用できる。例えば、L−乳酸またはD−乳酸を直接脱水縮合する方法、L−またはD−乳酸オリゴマーを固相重合する方法、L−またはD−乳酸を一度脱水環化してラクチドとした後、溶融開環重合する方法等が例示される。なかでも、直接脱水縮合方法、あるいはラクチド類の溶融開環重合法により得られるポリ乳酸が、品質、生産効率の観点から好ましく、中でもラクチド類の溶融開環重合法が特に好ましく選択される。
これらの製造法において使用する触媒は、ポリ乳酸が前述した所定の特性を有するように重合させることができるものであれば特に限定されず、それ自体公知のものを適宜使用できる。
得られたポリL−乳酸およびポリD−乳酸は、従来公知の方法により、重合触媒を除去したり、失活剤を用いて重合触媒の触媒活性を失活、不活性化したりするのが、フィルムの溶融安定性、湿熱安定性のために好ましい。
失活剤を用いる場合、その使用量は、特定金属含有触媒の金属元素1当量あたり0.3から20当量、より好ましくは0.5から15当量、さらに好ましくは0.5から10等量、特に好ましくは0.6から7当量とすればよい。失活剤の使用量が少なすぎると、触媒金属の活性を十分に低下させることができないし、また過剰に使用すると、失活剤が樹脂の分解を引き起こす可能性があり好ましくない。
Below, the manufacturing method of the oriented film layer in this invention is demonstrated.
<Method for producing polylactic acid>
The method for producing poly L-lactic acid and poly D-lactic acid in the present invention is not particularly limited, and a conventionally known method can be suitably used. For example, a method of directly dehydrating and condensing L-lactic acid or D-lactic acid, a method of solid-phase polymerizing L- or D-lactic acid oligomers, once dehydrating and cyclizing L- or D-lactic acid into lactide, and then melt-opening The method of superposing | polymerizing etc. is illustrated. Among them, polylactic acid obtained by a direct dehydration condensation method or a melt ring-opening polymerization method of lactides is preferable from the viewpoint of quality and production efficiency, and among them, a melt ring-opening polymerization method of lactides is particularly preferably selected.
The catalyst used in these production methods is not particularly limited as long as polylactic acid can be polymerized so as to have the predetermined characteristics described above, and a known catalyst can be used as appropriate.
The obtained poly L-lactic acid and poly D-lactic acid may be removed by a conventionally known method or the catalytic activity of the polymerization catalyst is deactivated or deactivated using a deactivator. It is preferable for the melt stability and wet heat stability of the film.
When using a deactivator, the amount used is 0.3 to 20 equivalents, more preferably 0.5 to 15 equivalents, and even more preferably 0.5 to 10 equivalents per equivalent of metal element of the specific metal-containing catalyst. Particularly preferably, it may be 0.6 to 7 equivalents. If the amount of the deactivator used is too small, the activity of the catalyst metal cannot be lowered sufficiently, and if used excessively, the deactivator may cause decomposition of the resin, which is not preferable.

<押出工程>
上記の方法により得られたポリ乳酸に、所望により前述の耐衝撃性改良剤、カルボキシル基封止剤、滑剤、その他の添加剤等を配合し、ポリ乳酸を、押出機において溶融し、ダイから冷却ドラム上に押し出す。なお、押出機に供給するポリ乳酸は、溶融時の分解を抑制するため、押出機供給前に乾燥処理を行い、水分含有量を100ppm以下程度にすることが好ましい。
押出機における樹脂温度は、ポリ乳酸が十分に流動性を有する温度、すなわち、ポリ乳酸の融点をTmとすると、(Tm+20)から(Tm+50)(℃)の範囲で実施されるが、ポリ乳酸が分解しない温度で溶融押し出しするのが好ましく、かかる温度としては、好ましくは200〜260℃、さらに好ましくは205〜240℃、特に好ましくは210〜235℃である。上記温度範囲であると流動斑が発生しにくい。
<Extrusion process>
If desired, the polylactic acid obtained by the above method is blended with the above-mentioned impact resistance improver, carboxyl group-capping agent, lubricant, other additives, etc., and the polylactic acid is melted in an extruder, Extrude onto cooling drum. In addition, in order to suppress the decomposition | disassembly at the time of a fusion | melting, the polylactic acid supplied to an extruder is preferable to perform a drying process before an extruder supply, and to make a water content into about 100 ppm or less.
The resin temperature in the extruder is a temperature at which polylactic acid is sufficiently fluid, that is, when the melting point of polylactic acid is Tm, it is carried out in the range of (Tm + 20) to (Tm + 50) (° C.). It is preferable to melt and extrude at a temperature that does not decompose, and the temperature is preferably 200 to 260 ° C, more preferably 205 to 240 ° C, and particularly preferably 210 to 235 ° C. Within the above temperature range, flow spots are unlikely to occur.

<キャスティング工程>
ダイから押し出した後、フィルムを冷却ドラムにキャスティングして未延伸フィルムを得る。その際、静電密着法により電極より静電荷を印加させることによって冷却ドラムに十分に密着させて冷却固化するのが好ましい。この時、静電荷を印加する電極はワイヤー状或いはナイフ状の形状のものが好適に使用される。該電極の表面物質は白金であることが好ましく、フィルムより昇華する不純物が電極表面に付着するのを抑制することができる。また、高温空気流を電極或いはその近傍に噴きつけ電極の温度を170〜350℃に保ち、電極上部に排気ノズルを設置することにより不純物の付着を防ぐこともできる。
<Casting process>
After extruding from the die, the film is cast on a cooling drum to obtain an unstretched film. At that time, it is preferable that the electrostatic charge is applied from the electrode by an electrostatic contact method so that it is sufficiently brought into close contact with the cooling drum and cooled and solidified. At this time, the electrode to which an electrostatic charge is applied preferably has a wire shape or a knife shape. The surface material of the electrode is preferably platinum, and can prevent impurities sublimated from the film from adhering to the electrode surface. Further, it is possible to prevent adhesion of impurities by blowing a high-temperature air flow on or near the electrode, keeping the temperature of the electrode at 170 to 350 ° C., and installing an exhaust nozzle above the electrode.

<延伸工程>
前記で得られた未延伸フィルムは、一軸方向に延伸する。延伸方向は特に制限されないが、製膜方向、幅方向、または製膜方向と幅方向に対してそれぞれ45度となるような斜め方向に延伸するのが好ましい。かかる延伸を行うには、未延伸フィルムを延伸可能な温度、例えばポリ乳酸のガラス転移点温度(Tg)以上(Tg+80)℃以下の温度に加熱して延伸する。
主配向方向の延伸倍率は、好ましくは3倍以上、より好ましくは3.5倍以上、さらに好ましくは4.0倍以上、特に好ましくは4.5倍以上である。延伸倍率を上記上限以上にとすることによって変位量の向上効果を高くすることができる。一方、延伸倍率の上限は特に制限されないが、製膜性の点から10倍以下であることがこのましく、さらに8倍以下、特に7倍以下であることが好ましい。他方、主配向方向と直交する方向は、延伸を行う必要はないが、前述の破断強度の関係を満足する範囲で延伸を施してもよい。その場合の延伸倍率は1.5倍以下が好ましく、さらに1.3倍以下が好ましい。
<Extension process>
The unstretched film obtained above is stretched in a uniaxial direction. The stretching direction is not particularly limited, but it is preferable to stretch in a film forming direction, a width direction, or an oblique direction that is 45 degrees with respect to the film forming direction and the width direction. In order to perform such stretching, the unstretched film is stretched by heating to a temperature at which it can be stretched, for example, a glass transition temperature (Tg) or higher (Tg + 80) ° C. of polylactic acid.
The draw ratio in the main orientation direction is preferably 3 times or more, more preferably 3.5 times or more, still more preferably 4.0 times or more, and particularly preferably 4.5 times or more. The effect of improving the amount of displacement can be increased by setting the draw ratio to the above upper limit or more. On the other hand, the upper limit of the draw ratio is not particularly limited, but is preferably 10 times or less from the viewpoint of film forming property, and further preferably 8 times or less, particularly preferably 7 times or less. On the other hand, the direction orthogonal to the main orientation direction does not need to be stretched, but may be stretched within a range satisfying the above-described relationship of breaking strength. In that case, the draw ratio is preferably 1.5 times or less, more preferably 1.3 times or less.

<熱処理工程>
上記で得られた延伸フィルムは、熱処理することが好ましい。熱処理温度は、前述の延伸温度よりも高く、樹脂の融点(Tm)未満の温度で行えばよく、好ましくはガラス転移点温度(Tg+15)℃以上(Tm−10)℃以下で、圧電特性をより高くすることができる。熱処理温度が低い場合は、変位量の向上効果が低くなる傾向にあり、他方、高い場合は、フィルムの平面性や機械特性に劣る傾向にあり、また変位量の向上効果が低くなる傾向にある。このような観点から、熱処理温度は、さらに好ましくは(Tg+20)℃以上(Tm−20)℃、特に好ましくは(Tg+30)℃以上(Tm−35)℃である。また、熱処理時間は、好ましくは1〜120秒、さらに好ましくは2〜60秒であり、変位量の向上効果を高くすることができる。
さらに本発明においては、熱処理工程において弛緩処理して、熱寸法安定性を調整することも可能である。
<Heat treatment process>
The stretched film obtained above is preferably heat treated. The heat treatment temperature may be higher than the above-described stretching temperature and lower than the melting point (Tm) of the resin, and preferably has a glass transition temperature (Tg + 15) ° C. or higher and (Tm−10) ° C. or lower, resulting in more piezoelectric characteristics. Can be high. When the heat treatment temperature is low, the displacement improvement effect tends to be low. On the other hand, when the heat treatment temperature is high, the flatness and mechanical properties of the film tend to be inferior, and the displacement improvement effect tends to be low. . From such a viewpoint, the heat treatment temperature is more preferably (Tg + 20) ° C. or higher (Tm−20) ° C., and particularly preferably (Tg + 30) ° C. or higher (Tm−35) ° C. The heat treatment time is preferably 1 to 120 seconds, more preferably 2 to 60 seconds, and the effect of improving the displacement can be increased.
Furthermore, in the present invention, it is possible to adjust the thermal dimensional stability by performing a relaxation treatment in the heat treatment step.

<易接着処理>
かくして得られた配向ポリ乳酸フィルム層は、所望により従来公知の方法で、例えば表面活性化処理、例えばプラズマ処理、アミン処理、コロナ処理を施すことも可能である。
なかでも、後述の導電層との密着性を向上し、圧電積層体の耐久性を高めるという観点から、配向フィルム層の少なくとも片面、好ましくは両面に、コロナ処理を施すことも好ましい。かかるコロナ処理の条件としては、例えば電極距離を5mmとした際に、好ましくは1〜20kV、さらに好ましくは5〜15kVの電圧で、好ましくは1〜60秒、さらに好ましくは5〜30秒、特に好ましくは10〜25秒行うとよい。また、かかる処理は大気中で行うことができる。
<Easy adhesion treatment>
The oriented polylactic acid film layer thus obtained can be subjected to surface activation treatment such as plasma treatment, amine treatment or corona treatment by a conventionally known method if desired.
Among these, from the viewpoint of improving the adhesion with the conductive layer described later and enhancing the durability of the piezoelectric laminate, it is also preferable to perform corona treatment on at least one side, preferably both sides, of the oriented film layer. As conditions for such corona treatment, for example, when the electrode distance is 5 mm, the voltage is preferably 1 to 20 kV, more preferably 5 to 15 kV, preferably 1 to 60 seconds, more preferably 5 to 30 seconds, particularly Preferably it is 10 to 25 seconds. Further, such treatment can be performed in the atmosphere.

[導電層]
本発明における導電層は、電圧印加した際に圧電特性を示すことができる程度の導電性を有していれば、その種類は特に限定されないが、より好適に圧電特性および共振特性を示すことができるという観点から、金属または金属酸化物からなる層および導電性高分子からなる層であることが好ましい。
かかる金属または金属酸化物としては、特に限定はされないが、インジウム、スズ、亜鉛、ガリウム、アンチモン、チタン、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、タングステンからなる群より選択される少なくとも1種の金属、または上記群より選択される少なくとも1種の金属の酸化物が好ましく用いられる。また、金属酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属、または上記群に示された他の金属の酸化物を含んでいてもよい。例えば、アルミニウム、金、酸化スズを含有する酸化インジウム、アンチモンを含有する酸化スズ等が好ましく用いられる。導電性高分子としては、ポリチオフェン系、ポリアニリン系、ポリピロール系が挙げられ、必要に応じて導電性や透明性を考慮した選定を行えば良い。例えば、ディスプレイパネルなどに使用する際には透明性に優れたポリチオフェン系、ポリアニリン系高分子が好ましく用いられる。
導電層の各層の厚さは特に制限されないが、その表面抵抗値が1×10Ω/□以下、好ましくは5×10Ω/□以下、さらに好ましくは1×10Ω/□以下となるような厚みを選択すればよく、例えば、厚さ10nm以上とするのが好ましい。さらに、導電性と、層形成のし易さの観点から、15〜35nmであることが好ましく、より好ましくは20〜30nmである。厚さが薄すぎると、表面抵抗値が高くなる傾向にあり、かつ連続被膜になり難くなる。他方、厚すぎると、品質過剰であり、また積層フィルムの形成が困難となったり、積層フィルムの層間の強度が弱くなったりする傾向にある。
ところで、導電層は、図1に示すように、配向フィルム層の全面に形成するのではなく、マージンを設ける。このマージンは端面に近い部位に設けることが振動板をより効率的に共振させる観点から好ましい。マージンを有する側においては電極と導電層とが短絡せず、マージンを有しない側においては電極と導電層とが短絡した構成となることが好ましい。このような構成とすることにより、配向フィルム層を挟んだ各導電層は、簡便に正負が互いに異なるように電極と短絡させることができ、しかも、後述の通り、このマージンの部分が不動部分となり、この不動部分を振動板と接合することで、より効率的に振動板を共振させることができる。
[Conductive layer]
The type of the conductive layer in the present invention is not particularly limited as long as it has a degree of conductivity that can exhibit piezoelectric characteristics when a voltage is applied, but it can more suitably exhibit piezoelectric characteristics and resonance characteristics. From the viewpoint of being capable of being formed, a layer made of a metal or a metal oxide and a layer made of a conductive polymer are preferable.
Such metal or metal oxide is not particularly limited, but is selected from the group consisting of indium, tin, zinc, gallium, antimony, titanium, silicon, zirconium, magnesium, aluminum, gold, silver, copper, palladium, tungsten. Preferably, at least one metal selected from the group described above or an oxide of at least one metal selected from the above group is preferably used. Further, the metal oxide may further contain an oxide of a metal shown in the above group or another metal shown in the above group, if necessary. For example, aluminum, gold, indium oxide containing tin oxide, tin oxide containing antimony, or the like is preferably used. Examples of the conductive polymer include polythiophene-based, polyaniline-based, and polypyrrole-based polymers, and selection may be made in consideration of conductivity and transparency as necessary. For example, when used for a display panel or the like, a polythiophene-based or polyaniline-based polymer excellent in transparency is preferably used.
The thickness of each layer of the conductive layer is not particularly limited, but the surface resistance value is 1 × 10 4 Ω / □ or less, preferably 5 × 10 3 Ω / □ or less, more preferably 1 × 10 3 Ω / □ or less. For example, a thickness of 10 nm or more is preferable. Furthermore, it is preferable that it is 15-35 nm from a viewpoint of electroconductivity and the ease of layer formation, More preferably, it is 20-30 nm. If the thickness is too thin, the surface resistance value tends to be high, and it becomes difficult to form a continuous film. On the other hand, if it is too thick, the quality is excessive, and it is difficult to form a laminated film, or the strength between layers of the laminated film tends to be weak.
By the way, as shown in FIG. 1, the conductive layer is not formed on the entire surface of the oriented film layer, but a margin is provided. It is preferable to provide this margin at a portion close to the end face from the viewpoint of causing the diaphragm to resonate more efficiently. It is preferable that the electrode and the conductive layer are not short-circuited on the side having a margin, and the electrode and the conductive layer are short-circuited on the side having no margin. By adopting such a configuration, each conductive layer sandwiching the orientation film layer can be short-circuited with the electrode so that the sign is easily different from each other, and the margin portion becomes a non-moving portion as described later. The diaphragm can be resonated more efficiently by joining the stationary part to the diaphragm.

[圧電積層体]
本発明における圧電積層体について、その一例を図1〜図5を用いて説明する。図1は本発明における配向フィルム層(1)と導電層(2)との積層体A(3)および積層体B(4)の一例である。
図2は本発明における圧電積層体を構成する配向フィルム層(1)と導電層(2)の積層の一例で、図1の積層体A(3)および積層体B(4)を複数積層するときの概略図である。
図3は本発明における圧電積層体を構成する配向フィルム層(1)と導電層(2)の積層の一例で、図1の積層体A(3)と積層体B(4)を複数積層したときの圧電積層体の概略図である。
図4および図5は本発明の圧電スピーカーの断面図であり、圧電積層体が有効電極部分(6)と不動部分(7,8)の両方で振動板と接合された概略図である。図4は圧電積層体が振動板の片面に接合された図であり、図5は圧電積層体が振動板(11)の表裏両面に接合された図である。なお、図4および5に示す圧電スピーカーの断面図において、これを構成する各要素の厚みは誇張されて図示されている。
そして、これら図中の符号1は配向フィルム層、符号2は導電層、符号3は左側にマージンを設けた積層体A、符号4は右側にマージンを設けた積層体B、符号5は圧電積層体、符号6は有効電極部分、符号7と8は不動部分、符号9は正極に短絡される電極、符号10は負極に短絡される電極、符号11は振動板、符号12は接着剤層など圧電積層体と振動板との接合部分を示す。
[Piezoelectric laminate]
An example of the piezoelectric laminate in the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an example of a laminate A (3) and a laminate B (4) of an oriented film layer (1) and a conductive layer (2) in the present invention.
FIG. 2 is an example of the lamination of the oriented film layer (1) and the conductive layer (2) constituting the piezoelectric laminate in the present invention. A plurality of laminates A (3) and laminates B (4) in FIG. 1 are laminated. FIG.
FIG. 3 is an example of the lamination of the oriented film layer (1) and the conductive layer (2) constituting the piezoelectric laminate in the present invention. A plurality of laminates A (3) and laminates B (4) in FIG. 1 are laminated. It is the schematic of the piezoelectric laminated body at the time.
4 and 5 are cross-sectional views of the piezoelectric speaker of the present invention, and are schematic views in which the piezoelectric laminate is joined to the diaphragm at both the effective electrode portion (6) and the non-moving portion (7, 8). 4 is a diagram in which the piezoelectric laminate is bonded to one side of the diaphragm, and FIG. 5 is a diagram in which the piezoelectric laminate is bonded to both the front and back surfaces of the diaphragm (11). 4 and 5, the thickness of each element constituting the piezoelectric speaker is exaggerated.
In these drawings, reference numeral 1 denotes an oriented film layer, reference numeral 2 denotes a conductive layer, reference numeral 3 denotes a laminate A having a left margin, reference numeral 4 denotes a laminate B having a right margin, and reference numeral 5 denotes a piezoelectric laminate. Body, reference numeral 6 is an effective electrode part, reference numerals 7 and 8 are immobile parts, reference numeral 9 is an electrode short-circuited to the positive electrode, reference numeral 10 is an electrode short-circuited to the negative electrode, reference numeral 11 is a diaphragm, reference numeral 12 is an adhesive layer, etc. The junction part of a piezoelectric laminated body and a diaphragm is shown.

まず、本発明における圧電積層体は、例えば図1に示すような左側にマージンを有する積層体A(3)と、右側にマージンを有する積層体B(4)と2種類を作成し、これらを図2に示す通り、前述の導電層と配向フィルム層とが交互に、かつ導電層が交互に一方の端には存在しつつ、他方の端には存在しないように積層することで製造できる。
そして、導電層と配向フィルム層が交互に、かつ配向フィルム層を介して隣り合う導電層は、一方は負極に、他方は正極に短絡できるように積層されている。このような積層とすることで、隣り合う配向フィルム層に、その厚み方向に逆の電荷を付加することができる。
また、図4および5の圧電積層体で見たとき、正極に短絡する導電層と負極に短絡する導電層の両方が存在する有効電極部分6と、少なくとも一方の導電層がない不動部分7または8とを有する。この際、圧電積層体の端部に、負極の導電層が存在し、正極の導電層が存在しない不動部分7と、正極の導電層が存在し、負極の導電層が存在しない不動部分8とを配置することで、図4および5に示すように、不動部分が存在する端部に負極に短絡させる電極9を設け、その不動部分が存在する端部に正極に短絡させる電極10を設けるようにすることで、各導電層を正極と負極に簡便に短絡させることができる。
First, two types of piezoelectric laminates according to the present invention are produced, for example, a laminate A (3) having a margin on the left side and a laminate B (4) having a margin on the right side as shown in FIG. As shown in FIG. 2, it can manufacture by laminating | stacking so that the above-mentioned conductive layer and orientation film layer may alternately exist, and a conductive layer may alternately exist in one end, but does not exist in the other end.
The conductive layers and the oriented film layers are alternately laminated so that one can be short-circuited with the negative electrode and the other with the positive electrode. By setting it as such lamination | stacking, the reverse electric charge can be added to the thickness direction of an adjacent orientation film layer.
4 and 5, the effective electrode portion 6 in which both the conductive layer short-circuited to the positive electrode and the conductive layer short-circuited to the negative electrode are present, and the stationary portion 7 having no at least one conductive layer or 8. At this time, the negative electrode conductive layer is present at the end of the piezoelectric laminate, the non-moving portion 7 where the positive electrode conductive layer is not present, and the non-moving portion 8 where the positive electrode conductive layer is present and the negative electrode conductive layer is not present. 4 and 5, an electrode 9 that is short-circuited to the negative electrode is provided at the end where the stationary part is present, and an electrode 10 that is short-circuited to the positive electrode is provided at the end where the stationary part is present. Thus, each conductive layer can be easily short-circuited to the positive electrode and the negative electrode.

ところで、各導電層に挟まれた配向フィルム層は、電流を流した際に、伸縮方向が同方向になるように積層されていることが必要である。圧電積層体の一部に、伸縮方向が異なる配向フィルム層が存在すると、圧電特性が打ち消しあう状況となり、振動板を共振させる効果が損なわれる。このように圧電積層体中の配向フィルム層の伸縮方向を揃える方法は特に制限されないが、L−ポリ乳酸からなる配向フィルム層LとD−ポリ乳酸からなる配向フィルム層Dとを交互に積層した構成であることが、同様に製膜延伸した配向ポリ乳酸フィルムをそのまま交互に積層するだけでよいことから好ましい。これは、フィルム層Lとフィルム層Dとが、その厚み方向に逆の電荷を付加したとき、同方向に伸縮特性を示すからである。一方、隣り合う配向フィルム層が、どちらも配向フィルム層Lまたは配向フィルム層Dである場合は、一方のフィルム層を固定し、他方のフィルム層は重ねる前に、裏返すことやフィルムの面方向に回転させるなどして、逆の電荷を与えた際に伸縮方向が揃うように合わせる操作が必要となる。なお、ポリ乳酸を製膜して、生産性に優れるロールtoロールで積層しようとすると、前者の配向フィルム層Lと配向フィルム層Dとを交互に積層した構成が好ましいことは理解されるであろう。
そして、配向フィルム層Lと配向フィルム層Dを用いる場合、図2の符号3で示される積層体Aを構成する配向フィルム層を配向フィルム層L、符号4で示される積層体Bを構成する配向フィルム層を配向フィルム層Dとなるように積層すればよい。
By the way, the oriented film layers sandwiched between the conductive layers need to be laminated so that the expansion and contraction directions are the same when an electric current is passed. If an oriented film layer with a different expansion / contraction direction exists in a part of the piezoelectric laminate, the piezoelectric characteristics cancel each other, and the effect of resonating the diaphragm is impaired. The method for aligning the stretching direction of the oriented film layer in the piezoelectric laminate is not particularly limited, but the oriented film layer L made of L-polylactic acid and the oriented film layer D made of D-polylactic acid are alternately laminated. It is preferable that the configuration is the same because it is only necessary to alternately laminate the oriented polylactic acid films formed and stretched in the same manner. This is because when the film layer L and the film layer D add opposite charges in the thickness direction, they exhibit stretch characteristics in the same direction. On the other hand, when the adjacent oriented film layers are both the oriented film layer L or the oriented film layer D, one film layer is fixed, and the other film layer is turned over or in the plane direction of the film before being overlapped. It is necessary to perform operations such as rotating so that the directions of expansion and contraction are aligned when reverse charges are applied. In addition, when polylactic acid is formed into a film and it is going to laminate | stack with the roll to roll excellent in productivity, it understands that the former structure which laminated | stacked the orientation film layer L and the orientation film layer D alternately is preferable. Let's go.
And when using the oriented film layer L and the oriented film layer D, the oriented film layer which comprises the laminated body A shown by the code | symbol 3 of FIG. What is necessary is just to laminate | stack a film layer so that it may become the oriented film layer D.

ところで、図3および図4に示すように、圧電積層体の少なくとも一方の表面には導電層が存在し、本発明の効果の点、すなわち振動板をより効率的に共振させる点からは、全ての配向ポリ乳酸フィルム層が圧電特性を同様に発現することが好ましく、導電層が圧電積層体の両表面に配置されていることが好ましい。片面もしくは両表面が配向ポリ乳酸フィルム層では、表面にある配向ポリ乳酸フィルム層は、片面にしか導電層がないことからその厚み方向に電荷がかからないため圧電特性が発現されず、電荷を掛けたときの圧電積層体の変形が、バイモルフのような湾曲の変形となり、振動板に効率的に振動を伝搬できなくなる。
また、配向フィルム層と導電層は、厚み1000nmを超える接着剤層を介さずに固着していることが、優れた共振特性を発現させやすいことから好ましい。かかる観点から、本発明においては、配向フィルム層と導電層は、厚み500nmを超える接着剤層を介さずに固着している態様が好ましく、厚み200nmを超える接着剤層を介さずに固着している態様がさらに好ましい。共振特性の観点から、最も好ましいのは、接着剤層を介さずに配向フィルム層と導電層とが固着している態様である。
本発明においては、上記のような積層構成を有していれば、本発明の目的を阻害しない範囲において、さらにその他の層を有していても良い。例えば、圧電積層体の表面に、積層体の剛性を高めるための、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのような芳香族ポリエステル層を有することができる。一方、共振特性の観点からは、このような層は、その厚みが薄いことが好ましく、有しないことが特に好ましい。
By the way, as shown in FIGS. 3 and 4, there is a conductive layer on at least one surface of the piezoelectric laminate, and from the point of the effect of the present invention, that is, from the point of making the diaphragm more efficiently resonate, It is preferable that the oriented polylactic acid film layer similarly exhibits the piezoelectric characteristics, and it is preferable that the conductive layers are disposed on both surfaces of the piezoelectric laminate. When one or both surfaces are oriented polylactic acid film layers, the oriented polylactic acid film layer on the surface has a conductive layer only on one side, so there is no charge in the thickness direction, so piezoelectric properties are not manifested and charges are applied. The deformation of the piezoelectric laminate at that time becomes a curved deformation like a bimorph, and vibrations cannot be efficiently propagated to the diaphragm.
Moreover, it is preferable that the oriented film layer and the conductive layer are fixed without an adhesive layer having a thickness exceeding 1000 nm because excellent resonance characteristics are easily exhibited. From such a viewpoint, in the present invention, it is preferable that the oriented film layer and the conductive layer are fixed without using an adhesive layer having a thickness of more than 500 nm, and are fixed without using an adhesive layer having a thickness of more than 200 nm. The embodiment is more preferable. From the viewpoint of resonance characteristics, the most preferable embodiment is an embodiment in which the oriented film layer and the conductive layer are fixed without using an adhesive layer.
In the present invention, as long as it has the laminated structure as described above, it may further have other layers within a range not impairing the object of the present invention. For example, an aromatic polyester layer such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate for increasing the rigidity of the laminate can be provided on the surface of the piezoelectric laminate. On the other hand, from the viewpoint of resonance characteristics, such a layer is preferably thin and particularly preferably not.

<積層数>
本発明における圧電積層体は、配向フィルム層の合計層数は3以上であることが好ましい。このような態様とすることで優れた共振特性が得られる。共振特性の観点からは、合計層数は多い程好ましく、好ましくは5以上、さらに好ましくは6以上である。
一方、上限は特に制限されない。なお、このような数万オーダーの合計総数とするには、例えば巻回コンデンサーのごとく製造すればよい。
<Number of layers>
In the piezoelectric laminate of the present invention, the total number of oriented film layers is preferably 3 or more. By adopting such an aspect, excellent resonance characteristics can be obtained. From the viewpoint of resonance characteristics, the total number of layers is preferably as large as possible, preferably 5 or more, and more preferably 6 or more.
On the other hand, the upper limit is not particularly limited. In addition, what is necessary is just to manufacture like a winding capacitor | condenser, for example in order to set it as the total total of such tens of thousands order.

<共振特性>
本発明における圧電積層体は、圧電特性を有し、ある周波数の電圧を印加することにより振動するものであるが、とりわけPVDFに比べて圧電特性が一方向に揃う配向ポリ乳酸フィルムを選択し、かつそれを積層することで、極めて圧電特性に優れ、大きな運動量(力)を発生させることができる。そのため、かかる現象は、従来の例えばPVDFのような高分子フィルムやポリ乳酸からなる配向フィルムの単層や2層のような積層フィルムでは、電圧印加時に発生させることができる運動量(力)が小さいため、見られない現象である。
<Resonance characteristics>
The piezoelectric laminate in the present invention has a piezoelectric characteristic and vibrates when a voltage of a certain frequency is applied, but in particular, an oriented polylactic acid film having a piezoelectric characteristic aligned in one direction as compared with PVDF is selected. And by laminating them, the piezoelectric characteristics are extremely excellent, and a large momentum (force) can be generated. Therefore, such a phenomenon is small in the momentum (force) that can be generated when a voltage is applied in a conventional polymer film such as PVDF or a laminated film such as a single layer or two layers of an alignment film made of polylactic acid. Therefore, this phenomenon is not seen.

<主配向方向>
本発明において、圧電積層体は、各配向フィルム層の電荷を付加したときのもっとも伸縮の大きい方向が、圧電積層体の厚み方向からみたとき、10度以下の範囲で揃っていることが好ましい。このような態様とすることによって、共振特性の向上効果を高くすることができる。このような観点から、上記成す角は、より好ましくは5度以下、さらに好ましくは3度以下、特に好ましくは1度以下であり、理想的には0度である。上記のような主配向方向の態様とするには、サンプリング時に同方向でサンプリングしたり、積層時に同方向となるように積層したりすればよい。
<Main orientation direction>
In the present invention, it is preferable that the piezoelectric laminate is aligned in the range of 10 degrees or less when viewed from the thickness direction of the piezoelectric laminate when the direction of expansion and contraction when the charge of each oriented film layer is added. By setting it as such an aspect, the improvement effect of a resonance characteristic can be made high. From such a viewpoint, the angle formed is more preferably 5 degrees or less, further preferably 3 degrees or less, particularly preferably 1 degree or less, and ideally 0 degrees. In order to obtain the main orientation direction as described above, sampling may be performed in the same direction during sampling, or stacked so as to be in the same direction during stacking.

<圧電積層体の製造方法>
本発明における圧電積層体は、例えば配向フィルムが、配向フィルム層Lと配向フィルム層Dを交互に積層する場合、それぞれ別々に形成し、得られた各層の表面に導電層を設けて、層Lと層Dとが交互に、かつ層Lと層Dの間、および得られる圧電積層体の少なくとも一方の表面、好ましくは圧電積層体の両表面に導電層を有する構成となるように積層して固着することにより得ることができる。
また、本発明における圧電積層体が、例えば配向フィルム層Lまたは配向フィルム層Dのいずれかだけである場合は、2つの配向フィルム層L(D)を用意し、一方は表面側に導電層を設け、他方は裏面側や向きを変えて導電層を設け、それぞれ別々に形成し、層Lと層Dとが交互に、かつ層Lと層Dの間、および得られる圧電積層体の少なくとも一方の表面、好ましくは圧電積層体の両表面に導電層を有する構成となるように積層して固着することにより得ることができる。
上記により得られた配向フィルムLおよび配向フィルムDの表面に、導電層を形成する方法は、従来公知の導電層の形成方法であれば特に限定されないが、優れた導電性を有する導電層を均一に、容易に得ることができるという観点から、蒸着法またはスパッタリング法を採用することが好ましい。
また、導電層、配向フィルムの両面に形成してもよいが、密着性の観点からは、片面のみに導電層を形成し、それらを圧着することが好ましい。
<Method for producing piezoelectric laminate>
The piezoelectric laminate according to the present invention, for example, when the oriented film alternately laminates the oriented film layer L and the oriented film layer D, is formed separately, and a conductive layer is provided on the surface of each obtained layer. And layers D are alternately laminated, and are laminated so as to have a conductive layer between layers L and D and at least one surface of the obtained piezoelectric laminate, preferably both surfaces of the piezoelectric laminate. It can be obtained by fixing.
Moreover, when the piezoelectric laminated body in this invention is only the oriented film layer L or the oriented film layer D, for example, two oriented film layers L (D) are prepared, and one side has a conductive layer on the surface side. Provided, and the other is provided with a conductive layer by changing the back side and the direction, formed separately, and the layers L and D are alternately arranged, between the layers L and D, and at least one of the obtained piezoelectric laminates It can obtain by laminating | stacking and adhering so that it may become the structure which has a conductive layer on the surface of this, Preferably both surfaces of a piezoelectric laminated body.
The method for forming the conductive layer on the surfaces of the oriented film L and the oriented film D obtained as described above is not particularly limited as long as it is a conventionally known method for forming a conductive layer, but the conductive layer having excellent conductivity is uniformly formed. In addition, it is preferable to employ a vapor deposition method or a sputtering method from the viewpoint that it can be easily obtained.
Moreover, although you may form on both surfaces of a conductive layer and an oriented film, it is preferable from a viewpoint of adhesiveness to form a conductive layer only on one side and to crimp them.

<熱ラミネート工程>
上記により得られた導電層を有する配向フィルムを、本発明が規定する積層構成となるように積層して積層体を作成し、熱ラミネートにより固着する。ここで熱ラミネートは、接着剤層を用いずに行うことが好ましい。また、前述の耐衝撃性改良剤を含有させることにより、より圧着性を高めることができる。
かかる熱ラミネートにおける温度条件は、(Tg−5)〜(Tsm+20)℃とすることが好ましい。ここでTgは、積層体の形成に用いる配向フィルム層Lを構成する樹脂Lのガラス転移温度および配向フィルム層Dを構成する樹脂Dのガラス転移温度のうち、最も高いガラス転移温度を示す。また、Tsmは、積層体の形成に用いる配向フィルムLのサブピーク温度および配向フィルム層Dのサブピーク温度のうち、最も低いサブピーク温度を示す。なお、サブピーク温度とは、フィルム製造プロセスにおける熱固定温度に起因する温度であるである。上記温度条件を採用することにより、優れた共振特性を奏する圧電積層体を得ることができる。また、同時に、積層体の各層の密着性に優れる。温度が低すぎると密着性に劣る傾向にあり、他方高すぎると配向が崩れてしまい共振特性に劣る傾向にある。このような観点より、さらに好ましい温度条件はTgからTsm+15であり、特に好ましくはTg+10〜Tsm+10である。
また、圧力条件は、十分な圧着ができ、かつ配向ポリ乳酸フィルムの配向が崩れない条件であれば特に制限されず、例えば1〜100MPaとすることが好ましい。これにより優れた共振特性を有しながら、密着性に優れた積層体を得ることができる。圧力が低すぎると密着性に劣る傾向にあり、他方高すぎると共振特性に劣る傾向にある。このような観点より、さらに好ましい圧力条件は2〜80MPaであり、特に好ましくは2〜50MPaである。
以上のような温度条件および圧力条件において、10〜600秒の熱ラミネートを行うことが好ましい。これにより優れた共振特性を有しながら、密着性に優れた積層体を得ることができる。時間が短すぎると密着性に劣る傾向にあり、他方長すぎると共振特性に劣る傾向にある。このような観点より、さらに好ましい時間条件は30〜300秒であり、特に好ましくは60〜180秒である。
<Thermal lamination process>
The oriented film having the conductive layer obtained as described above is laminated so as to have a laminated structure defined by the present invention to prepare a laminated body, and is fixed by thermal lamination. Here, the heat lamination is preferably performed without using an adhesive layer. Further, the pressure-bonding property can be further improved by including the above-described impact resistance improver.
The temperature condition in such a heat laminate is preferably (Tg-5) to (Tsm + 20) ° C. Here, Tg indicates the highest glass transition temperature among the glass transition temperature of the resin L constituting the oriented film layer L used for forming the laminate and the glass transition temperature of the resin D constituting the oriented film layer D. Tsm indicates the lowest sub-peak temperature among the sub-peak temperature of the oriented film L and the sub-peak temperature of the oriented film layer D used for forming the laminate. In addition, subpeak temperature is temperature resulting from the heat setting temperature in a film manufacturing process. By adopting the above temperature condition, a piezoelectric laminate having excellent resonance characteristics can be obtained. At the same time, the adhesion of each layer of the laminate is excellent. If the temperature is too low, the adhesion tends to be inferior. On the other hand, if the temperature is too high, the orientation is lost and the resonance characteristics tend to be inferior. From such a viewpoint, more preferable temperature conditions are Tg to Tsm + 15, and particularly preferably Tg + 10 to Tsm + 10.
Further, the pressure condition is not particularly limited as long as it can be sufficiently pressure-bonded and the orientation of the oriented polylactic acid film does not collapse. For example, it is preferably 1 to 100 MPa. As a result, it is possible to obtain a laminate having excellent adhesion while having excellent resonance characteristics. If the pressure is too low, the adhesion tends to be inferior, whereas if the pressure is too high, the resonance characteristics tend to be inferior. From such a viewpoint, the more preferable pressure condition is 2 to 80 MPa, and particularly preferably 2 to 50 MPa.
It is preferable to perform thermal lamination for 10 to 600 seconds under the above temperature and pressure conditions. As a result, it is possible to obtain a laminate having excellent adhesion while having excellent resonance characteristics. If the time is too short, the adhesion tends to be inferior, while if too long, the resonance characteristics tend to be inferior. From such a viewpoint, a more preferable time condition is 30 to 300 seconds, and particularly preferably 60 to 180 seconds.

ところで、圧電積層体を効率よくロールtoロールで製造するには、配向ポリ乳酸フィルムLと配向ポリ乳酸フィルムDとをそれぞれ製膜してロール巻き取り、それぞれの配向ポリ乳酸フィルムの幅方向の一部に、導電層を製膜方向に沿って形成する。そして、導電層を有する配向フィルム層Lと導電層を有する配向フィルム層Dとを製膜方向に沿って重ね合せる。この際、配向フィルム層の幅方向に見たとき、厚み方向に存在する導電層が配向フィルム層Lに設けられた導電層と配向フィルム層Dに設けられた導電層の両方である、前述の有効電極部分と、厚み方向に導電層が配向フィルム層Lに設けられた導電層しかない不動部分7と、厚み方向に導電層が配向フィルム層Dに設けられた導電層しかない不動部分8とが存在するように、かつ圧電積層体の幅方向の一方の端部が不動部分7で、他方の端部が不動部分8となるようにスリットしつつ重ね合せ、所望のサイズにカットするのが好ましい。
そのような観点から、圧電積層体は2つの向かい合う辺を有する多角形であり、該向かい合う辺の一方が不動部分7、他方が不動部分8で、それぞれが正極と負極に短絡されていることが好ましい。
また、圧電積層体の圧電伸縮変位が0.1%であることから、本発明における圧電積層体は、不動部分の面積が有効電極部分の面積の0.1%以上、さらに0.5%以上であることが好ましく、特に好ましくは1%以上である。不動部分が狭すぎると、正極と負極が短絡しやすくなる。一方、上限は特に制限されないが、取扱いなどの点から、70%以下であることが好ましい。
また、本発明における圧電積層体は、前述のとおり、その形状は多角形で特に制限されないが、前述のようなロールtoロールで製造したときに、製品とならない部分を極力少なくできることから平行四角形であることが好ましく、さらに長方形や正方形が好ましい。また、圧電積層体が平行四辺形の場合、前述のとおり、向かい合う一対の辺において、一方の辺が不動部分7、他方の辺が不動部分8であることが好ましい。
そのような観点から、本発明の圧電積層体の好ましい形状の一部について、図7−10に例示する。
By the way, in order to efficiently manufacture the piezoelectric laminate by roll-to-roll, each of the oriented polylactic acid film L and the oriented polylactic acid film D is formed and wound up, and one width direction of each oriented polylactic acid film is obtained. The conductive layer is formed on the part along the film forming direction. And the oriented film layer L which has a conductive layer, and the oriented film layer D which has a conductive layer are overlapped along the film forming direction. At this time, when viewed in the width direction of the oriented film layer, the conductive layer existing in the thickness direction is both the conductive layer provided in the oriented film layer L and the conductive layer provided in the oriented film layer D, as described above. An effective electrode part, a stationary part 7 having only a conductive layer provided with an oriented film layer L in the thickness direction, and a stationary part 8 having only a conductive layer provided with a conductive layer provided in the oriented film layer D in the thickness direction; And stacking with slits so that one end in the width direction of the piezoelectric laminate is a fixed portion 7 and the other end is a fixed portion 8 and cut to a desired size. preferable.
From such a viewpoint, the piezoelectric laminate is a polygon having two opposite sides, and one of the opposite sides is a stationary part 7 and the other is a stationary part 8, and each is short-circuited to the positive electrode and the negative electrode. preferable.
Also, since the piezoelectric laminate displacement of the piezoelectric laminate is 0.1%, in the piezoelectric laminate in the present invention, the area of the non-moving portion is 0.1% or more, more preferably 0.5% or more of the area of the effective electrode portion. It is preferable that it is 1% or more. If the stationary part is too narrow, the positive electrode and the negative electrode are easily short-circuited. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is preferably 70% or less from the viewpoint of handling.
Further, as described above, the shape of the piezoelectric laminated body in the present invention is not particularly limited by a polygon, but when manufactured by the roll-to-roll method as described above, a portion that does not become a product can be reduced as much as possible so that it is a parallel square. It is preferable that there is a rectangle or square. Further, when the piezoelectric laminate is a parallelogram, it is preferable that one side of the pair of sides facing each other is the stationary part 7 and the other side is the stationary part 8 as described above.
From such a viewpoint, a part of a preferable shape of the piezoelectric laminate of the present invention is illustrated in FIGS. 7-10.

ところで、圧電積層体の有効電極が長方形や正方形のような四角形で、配向フィルム層の主配向軸が、該四角形の辺と平行である場合、図11に示すように、有効電極部分の形状は正方形に近いことが、より振動板を共振させやすいことから好ましい。そのような観点から、四角形における長辺と短辺の比(長辺/短辺)は、1.3未満が好ましく、さらに好ましくは1.2未満、特に好ましくは1.1未満である。この理由としては、圧電積層体の厚み方向に電荷を掛けた際、有効電極部分は主配向軸に対して45度の角度で伸長と収縮を発現することから、正方形が菱形のような形に変形し、長方形に比べてより均等に共振を伝えられるためと考えられる。   By the way, when the effective electrode of the piezoelectric laminate is a quadrangle such as a rectangle or a square, and the main alignment axis of the oriented film layer is parallel to the side of the quadrangle, the shape of the effective electrode part is as shown in FIG. A shape close to a square is preferable because it is easier to resonate the diaphragm. From such a viewpoint, the ratio of long side to short side (long side / short side) in the quadrangle is preferably less than 1.3, more preferably less than 1.2, and particularly preferably less than 1.1. The reason for this is that when an electric charge is applied in the thickness direction of the piezoelectric laminate, the effective electrode portion expands and contracts at an angle of 45 degrees with respect to the main alignment axis, so the square is shaped like a rhombus. It is thought that it is deformed and resonance can be transmitted more evenly than the rectangle.

一方、圧電積層体の有効電極が長方形や正方形のような四角形で、配向フィルム層の主配向軸が、該四角形の辺と辺とがなす角に対して、45度の角度である場合、図12に示すように、有効電極部分の形状は長辺が短辺に比べて非常に長い長方形であることが、より振動板を共振させやすいことから好ましい。そのような観点から、四角形における長辺と短辺の比(長辺/短辺)は、1.3以上が好ましく、さらに好ましくは1.5以上、特に好ましくは1.7以上である。この理由としては、圧電積層体の厚み方向に電荷を掛けた際、有効電極部分は主配向軸に対して45度の角度で伸長と収縮を発現することから、長方形の長辺に沿った方向に大きな伸縮を繰り返す変形を行い、正方形に比べて、そのより大きな伸縮による振動を振動板に伝えやすいためと考えられる。一方、長辺と短辺の比が大きくなることにより、伸縮変位は大きくなる傾向にあるため、上限は特に制限されないが、長辺が短辺に比べてあまりに長くなると、組立などの取扱いが困難になる。このような観点から、実質的な長辺と短辺の比の上限は10万程度である。   On the other hand, when the effective electrode of the piezoelectric laminate is a quadrangle such as a rectangle or a square, and the main orientation axis of the oriented film layer is an angle of 45 degrees with respect to the angle formed by the sides of the quadrangle, As shown in FIG. 12, it is preferable that the shape of the effective electrode portion is a rectangle whose long side is very long compared to the short side because the diaphragm is more easily resonated. From such a viewpoint, the ratio of the long side to the short side (long side / short side) in the quadrangle is preferably 1.3 or more, more preferably 1.5 or more, and particularly preferably 1.7 or more. The reason for this is that when an electric charge is applied in the thickness direction of the piezoelectric laminate, the effective electrode portion develops expansion and contraction at an angle of 45 degrees with respect to the main alignment axis, so the direction along the long side of the rectangle This is considered to be because it is easy to convey vibrations due to the larger expansion and contraction to the diaphragm than the square. On the other hand, since the expansion / contraction displacement tends to increase as the ratio of the long side to the short side increases, the upper limit is not particularly limited, but if the long side is too long compared to the short side, handling such as assembly is difficult. become. From such a viewpoint, the upper limit of the ratio of the substantial long side to the short side is about 100,000.

[振動板]
本発明における振動板(11)はヤング率が圧電積層体よりやや大きいことが、より振動板を共振させやすい。そのような観点から、振動板のヤング率は3GPa以上が好ましく、圧電積層体を接合する点から、接着性が良いものが好ましい。また、透明性を有することでタッチパネルや携帯電話などディスプレイ上への配置を可能にすることから、全光線透過率は85%以上が好ましい。以上の観点から、振動板の材質としては、上記特性を有する素材であれば特に限定されるのもではなく、有機素材、無機素材のどちらか、もしくは組み合わせであっても構わない。中でも振動板としての取り扱い性の容易さから有機高分子素材であることが好ましく、PLA(ポリ乳酸)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PS(ポリスチレン)、PC(ポリカーボネート)、COC(シクロオレフィンコポリマー)、PMMA(ポリメタクリル酸)が好ましく、さらにPLA、PET、PENが好ましい。
また、振動板の形状は共振させたい周波数によって適宜選択すればよい。例えば共振させたい波長が一つであれば円形でよく、複数の周波数域で共振させたい場合は、それに応じた多角形にすればよい。
また、厚みは圧電積層体と同程度の厚みが好ましい。用いる材質にもよるが、ポリエステルなどのプラスチックフィルムの場合、3〜500μmの範囲が好ましく、さらに25〜300μmの範囲が好ましい。
[Diaphragm]
The diaphragm (11) in the present invention has a Young's modulus that is slightly larger than that of the piezoelectric laminate, which makes it easier to resonate the diaphragm. From such a point of view, the Young's modulus of the diaphragm is preferably 3 GPa or more, and those having good adhesiveness are preferable from the viewpoint of joining the piezoelectric laminate. Moreover, since it can arrange | position on displays, such as a touch panel and a mobile telephone, by having transparency, a total light transmittance is preferable to be 85% or more. From the above viewpoint, the material of the diaphragm is not particularly limited as long as the material has the above characteristics, and may be either an organic material or an inorganic material, or a combination thereof. Among them, an organic polymer material is preferable because of ease of handling as a diaphragm, PLA (polylactic acid), PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PS (polystyrene), PC (polycarbonate), COC (cycloolefin copolymer) and PMMA (polymethacrylic acid) are preferable, and PLA, PET, and PEN are more preferable.
Further, the shape of the diaphragm may be appropriately selected depending on the frequency to be resonated. For example, if there is only one wavelength to be resonated, it may be circular, and if it is desired to resonate in a plurality of frequency ranges, it may be a polygon corresponding to it.
The thickness is preferably about the same as that of the piezoelectric laminate. Depending on the material used, in the case of a plastic film such as polyester, the range of 3 to 500 μm is preferable, and the range of 25 to 300 μm is more preferable.

[接合部]
本発明における接合部は、特に制限されず、圧電積層体(5)の振動を振動板(12)に伝えられるように両者を固定できるものであれば特に制限されず、例えば接着剤を用いた接合でも、圧電積層体と振動板とを圧着する方法でもよい。
接着剤を用いる場合は、使用する環境で剥離することがなく、かつ圧電積層体の振動を効率よく振動板に伝えられ、本目的を損なわない接着剤であれば特に制限するものではなく、中でも汎用性や取扱い易さの観点からエポキシ樹脂系接着剤や酢酸ビニル樹脂系接着剤が好ましい。特に酢酸ビニル樹脂系接着剤は再剥離性があり、作業のしやすさの点で好ましい。
[Joint part]
The joint in the present invention is not particularly limited, and is not particularly limited as long as both can be fixed so that the vibration of the piezoelectric laminate (5) can be transmitted to the diaphragm (12). For example, an adhesive is used. Alternatively, the piezoelectric laminate and the diaphragm may be pressure bonded.
When using an adhesive, it is not particularly limited as long as it is an adhesive that does not peel in the environment in which it is used, and can efficiently transmit the vibration of the piezoelectric laminate to the diaphragm and does not impair this purpose. From the viewpoint of versatility and ease of handling, an epoxy resin adhesive and a vinyl acetate resin adhesive are preferable. In particular, a vinyl acetate resin adhesive has removability and is preferable in terms of ease of work.

[電極]
本発明における圧電積層体は、前述の通り、各導電層を介して隣り合う樹脂層に逆方向の電界がかかるように電極に短絡される。電極としては特に制限されずそれ自体公知のものを採用でき、例えばアルミニウム、金、銀、銅が例示でき、これらの中でも、価格や取扱いの容易さからから、銀ペーストが好ましい。また、一般的に用いられるメタリコンを用いてもよく、更にはもっと簡便に各積層体を金属で貫通させて短絡させるような手段を用いてもよい。
[electrode]
As described above, the piezoelectric laminate in the present invention is short-circuited to the electrode so that an electric field in the opposite direction is applied to the adjacent resin layer via each conductive layer. There are no particular restrictions on the electrodes, and those known per se can be employed. For example, aluminum, gold, silver, and copper can be exemplified, and among these, silver paste is preferred because of its price and ease of handling. Further, a commonly used metallicon may be used, and further, a means for causing each laminate to be short-circuited with a metal may be used more simply.

[圧電スピーカー]
本発明の圧電スピーカーは、前述の圧電積層体(5)を少なくとも振動板(11)の片面に接合した圧電スピーカーである。
この際、圧電積層体(5)と振動板(11)とは、圧電積層体(5)の有効電極部分(6)と不動部分(7および8)の両方で振動板(11)に接合されていることが必要である。この理由としては、圧電積層体の厚み方向に見たとき、振動板に接合されていることから、振動板に近い側の配向フィルム層1の伸縮は制限され、振動板に遠い側の配向フィルム層の伸縮は比較的制限されずに大きいままである。その結果、圧電積層体の伸縮は、振動板に近い側の配向フィルム層の伸縮は、フィルム層のフィルム面方向に沿った方向よりも振動板に近づくような方向に変形するようになる。その結果、伸縮の方向が、圧電積層体の厚み方向にバラツキが生じ、結果として振動板に伝えられる振動が弱くなってしまう。そして、本発明の特徴は、図13のように、そのような圧電積層体の厚み方向に伸縮の方向がばらつくのを、前述の不動部分7や8を、振動板と接合することで抑制し、各配向フィルム層の伸縮を、振動板に効率よく伝搬できることを見出したのである。
なお、図14は、不動部分7や8を接合しなかった場合の概略図であるが、圧電積層体の厚み方向に伸縮の方向がばらつくのを抑制できず、各配向フィルム層の伸縮を、振動板に効率よく伝搬することができない。
[Piezoelectric speaker]
The piezoelectric speaker of the present invention is a piezoelectric speaker in which the above-described piezoelectric laminate (5) is bonded to at least one surface of the diaphragm (11).
At this time, the piezoelectric laminate (5) and the diaphragm (11) are joined to the diaphragm (11) at both the effective electrode portion (6) and the non-moving portion (7 and 8) of the piezoelectric laminate (5). It is necessary to be. This is because, when viewed in the thickness direction of the piezoelectric laminate, since it is bonded to the diaphragm, expansion and contraction of the oriented film layer 1 on the side close to the diaphragm is limited, and the oriented film on the side far from the diaphragm The stretch of the layer remains relatively unconstrained. As a result, the expansion and contraction of the piezoelectric laminate is deformed in a direction in which the expansion and contraction of the oriented film layer closer to the vibration plate is closer to the vibration plate than the direction along the film surface direction of the film layer. As a result, the expansion / contraction direction varies in the thickness direction of the piezoelectric laminate, and as a result, the vibration transmitted to the diaphragm is weakened. The feature of the present invention is to suppress the variation in the direction of expansion and contraction in the thickness direction of such a piezoelectric laminate as shown in FIG. 13 by joining the above-mentioned stationary parts 7 and 8 to the diaphragm. They found that the expansion and contraction of each oriented film layer can be efficiently propagated to the diaphragm.
FIG. 14 is a schematic view when the immovable portions 7 and 8 are not joined, but it is not possible to prevent the direction of expansion and contraction in the thickness direction of the piezoelectric laminate from being suppressed. It cannot propagate efficiently to the diaphragm.

また、このような不動部分7や8の接合によって、より有効電極部分における配向フィルム層の伸縮を振動板に伝えやすくするには、不動部分7や8で、有効電極部分を挟んだ構造であることが好ましい。そのような観点から、前述の通り、圧電積層体が多角形の場合、前述のとおり、向かい合う一対の辺において、一方の辺が不動部分7、他方の辺が不動部分8であることが好ましく、また正方形や長方形などの四角形の場合も同様に、向かい合う一対の辺において、一方の辺が不動部分7、他方の辺が不動部分8であることが好ましい。
また、配向フィルム層の主配向軸が該四角形の辺と平行である場合、有効電極部分が正方形に近いほど、向かい合う二対の辺全てが不動部分であることが好ましい。
図15に本発明における圧電積層体(5)と振動板(11)を接合させた圧電スピーカーの一例を示す。
また、接合する圧電積層体の位置に制限はなく、共振させたい周波数によって適宜選択すればよい。一方、振動板中央に圧電積層体を接合しないことでディスプレイスピーカーなどへの使用に有効となる。そのような観点から、本発明の圧電スピーカーの他の好ましい態様の一部について、図16に例示する。
Moreover, in order to make it easier to convey the expansion and contraction of the alignment film layer in the effective electrode portion to the diaphragm by joining the non-moving portions 7 and 8, the non-moving portions 7 and 8 sandwich the effective electrode portion. It is preferable. From such a viewpoint, as described above, when the piezoelectric laminated body is polygonal, as described above, it is preferable that one side is the stationary part 7 and the other side is the stationary part 8 in the pair of opposing sides. Similarly, in the case of a quadrangle such as a square or a rectangle, it is preferable that one side of the pair of sides facing each other is the stationary part 7 and the other side is the stationary part 8.
Further, when the main alignment axis of the oriented film layer is parallel to the quadrangular sides, it is preferable that all of the two opposing sides are immobile portions as the effective electrode portion is closer to a square.
FIG. 15 shows an example of a piezoelectric speaker in which the piezoelectric laminate (5) and the diaphragm (11) according to the present invention are joined.
Moreover, there is no restriction | limiting in the position of the piezoelectric laminated body to join, What is necessary is just to select suitably according to the frequency to make it resonate. On the other hand, it is effective for use in a display speaker or the like by not bonding the piezoelectric laminate to the center of the diaphragm. From such a viewpoint, a part of another preferred embodiment of the piezoelectric speaker of the present invention is illustrated in FIG.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受けるものではない。各層の物性、圧電スピーカーの評価は以下の方法で行った。
(1)各層の物性
積層体の端部をしごく等して切欠をつくり、各層を剥離し各層の物性を評価した。
(1−1)主配向方向
エリプソメーター(型式M−220;日本分光)を用い、得られたフィルムを550nm単色光の入射角度を変化させた透過光測定に供し、フィルムを固定した試料台を、光軸を中心に光軸に対して垂直な面内にて回転させて、面内方向の最も屈折率の高い方向を求め、その方向を主配向軸とした。
(1−2)ヤング率
フィルムを150mm長×10mm幅に切り出した試験片を用い、オリエンテック社製テンシロンUCT−100型を用いてヤング率を求めた。なお、測定は温度23℃、湿度65%RHに調節された室内において、チャック間100mmになるようサンプルを装着し、JIS−C2151に従って引張速度10mm/minの条件で行った。得られた荷重−伸び曲線の立ち上り部接線の傾きよりヤング率を計算した。
(1−3)全光線透過率
JIS K7361に準じ、日本電色工業社製のヘーズ測定器(NDH−2000)を使用してフィルムの全光線透過率(単位:%)を測定した。
(1−4)表面抵抗率
三菱化学社製、商品名:Lorester MCP−T600を用いて、JIS K7194に準拠して測定した。測定は、1つのフィルムから3つの測定用サンプル片を採取し、それぞれ任意の5箇所について実施し、それらの平均値を表面抵抗率(単位:Ω/□)とした。
(1−5)破断強度
フィルムを150mm長×10mm幅に切り出した試験片を用い、オリエンテック社製テンシロンUCT−100型を用いて破断強度を求めた。なお、測定は温度23℃、湿度65%RHに調節された室内において、チャック間距離100mm、チャック間スピード100mm/分で引張試験を実施した。ここでいう破断強度とは、引張試験を行った際の試料破断時の荷重の値を試験前の試料断面積で除した、単位面積当たりの応力の値を意味する。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention does not receive limitation at all by this. The physical properties of each layer and the evaluation of the piezoelectric speaker were performed by the following methods.
(1) Physical properties of each layer Notches were formed by squeezing the end of the laminate, and each layer was peeled off to evaluate the physical properties of each layer.
(1-1) Main orientation direction Using an ellipsometer (model M-220; JASCO), the obtained film was subjected to transmitted light measurement in which the incident angle of 550 nm monochromatic light was changed, and a sample stage on which the film was fixed was used. Rotating in the plane perpendicular to the optical axis around the optical axis, the direction with the highest refractive index in the in-plane direction was determined, and that direction was defined as the main alignment axis.
(1-2) Young's modulus Young's modulus was calculated | required using the Tensilon UCT-100 type | mold made from Orientec Co., Ltd. using the test piece which cut out the film into 150 mm length x 10 mm width. The measurement was performed in a room adjusted to a temperature of 23 ° C. and a humidity of 65% RH, with a sample mounted at a distance of 100 mm between chucks, and at a tensile speed of 10 mm / min according to JIS-C2151. The Young's modulus was calculated from the slope of the rising portion tangent of the obtained load-elongation curve.
(1-3) Total light transmittance The total light transmittance (unit:%) of the film was measured using the haze measuring device (NDH-2000) by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. according to JISK7361.
(1-4) Surface resistivity It measured based on JISK7194 using Mitsubishi Chemical Corporation make and brand name: Lorester MCP-T600. The measurement was performed by taking three measurement sample pieces from one film and carrying out the measurement at five arbitrary locations, and taking the average value as the surface resistivity (unit: Ω / □).
(1-5) Breaking strength The breaking strength was calculated | required using the tensilon UCT-100 type | mold by Orientec Co., Ltd. using the test piece which cut out the film to 150 mm length x 10 mm width. The measurement was performed in a room adjusted to a temperature of 23 ° C. and a humidity of 65% RH at a distance between chucks of 100 mm and a speed between chucks of 100 mm / min. The term “breaking strength” as used herein means the value of stress per unit area obtained by dividing the value of the load at the time of breaking the sample when the tensile test is performed by the cross-sectional area of the sample before the test.

(2)圧電スピーカーの評価
図15に示すように、圧電スピーカーの正極と負極とを、交直両用高圧アンプリファイヤ(TREK Inc.社製、商品名:ピエゾドライバ用電源 PZP350)に連結し、電圧200V、電流200mAの交流電流を流し、周波数30Hz〜20kHzの範囲での最大音量を測定した。なお、測定は騒音計(小野測器社製、商品名:高機能型騒音計 LA−2560)を用い、圧電スピーカーから前方に30cm離れた場所で行った。音量が大きいほど、圧電スピーカーとして効率が良いことを示す。
(2) Evaluation of Piezoelectric Speaker As shown in FIG. 15, the positive and negative electrodes of the piezoelectric speaker are connected to an AC / DC high-voltage amplifier (trade name: power supply PZP350, manufactured by TREK Inc.), and a voltage of 200V An alternating current with a current of 200 mA was passed, and the maximum volume in a frequency range of 30 Hz to 20 kHz was measured. In addition, the measurement was performed in a place 30 cm away from the piezoelectric speaker using a sound level meter (manufactured by Ono Sokki Co., Ltd., trade name: high-performance type sound level meter LA-2560). The higher the volume, the more efficient the piezoelectric speaker.

[参考例1]ポリL−乳酸(PLLA)の合成
真空配管、窒素ガス配管、触媒添加配管、L−ラクチド溶液添加配管、アルコール開始剤添加配管を具備したフルゾーン翼具備縦型攪拌槽(40L)を窒素置換した。その後、L−ラクチド30Kg、ステアリルアルコール0.90kg(0.030モル/kg)、オクチル酸スズ6.14g(5.05×10−4モル/1kg)を仕込み、窒素圧106.4kPaの雰囲気下、150℃に昇温した。内容物が溶解した時点で、攪拌を開始、内温をさらに190℃に昇温した。内温が180℃を超えると反応が始まるため、冷却しながら内温を185℃から190℃に保持し1時間反応を継続した。さらに攪拌しつつ、窒素圧106.4kPa、内温200℃から210℃で1時間反応を行なった後、攪拌を停止しリン系の触媒失活剤を添加した。
さらに20分間静置して気泡除去をおこなった後、内圧を窒素圧で2から3気圧に昇圧し、プレポリマーをチップカッターに押し出し、重量平均分子量13万、分子量分散1.8のプレポリマーをペレット化した。
さらに、ペレットを押出機で溶解させ、無軸籠型反応装置に15kg/hrで投入し、10.13kPaに減圧して残留するラクチドを低減処理し、それを再度チップ化した。得られたポリL−乳酸(PLLA)は、ガラス転移点温度(Tg)55℃、融点(Tm)175℃、重量平均分子量12万、分子量分散1.8、ラクチド含有量0.005質量%であった。
[Reference Example 1] Synthesis of poly-L-lactic acid (PLLA) Vertical stirring tank (40L) equipped with full zone blades equipped with vacuum piping, nitrogen gas piping, catalyst addition piping, L-lactide solution addition piping, alcohol initiator addition piping Was replaced with nitrogen. Thereafter, 30 kg of L-lactide, 0.90 kg of stearyl alcohol (0.030 mol / kg), and 6.14 g of tin octylate (5.05 × 10 −4 mol / 1 kg) were charged in an atmosphere with a nitrogen pressure of 106.4 kPa. The temperature was raised to 150 ° C. When the contents were dissolved, stirring was started and the internal temperature was further raised to 190 ° C. Since the reaction started when the internal temperature exceeded 180 ° C., the internal temperature was maintained from 185 ° C. to 190 ° C. while cooling and the reaction was continued for 1 hour. The reaction was further carried out at a nitrogen pressure of 106.4 kPa and an internal temperature of 200 ° C. to 210 ° C. for 1 hour while stirring, and then stirring was stopped and a phosphorus-based catalyst deactivator was added.
After removing the bubbles by standing still for 20 minutes, the internal pressure was increased from 2 to 3 atm with nitrogen pressure, the prepolymer was pushed out to a chip cutter, and a prepolymer having a weight average molecular weight of 130,000 and a molecular weight dispersion of 1.8 was obtained. Pelletized.
Further, the pellets were dissolved by an extruder, charged into a non-axial vertical reactor at 15 kg / hr, reduced in pressure to 10.13 kPa to reduce the remaining lactide, and chipped again. The obtained poly L-lactic acid (PLLA) has a glass transition temperature (Tg) of 55 ° C., a melting point (Tm) of 175 ° C., a weight average molecular weight of 120,000, a molecular weight dispersion of 1.8, and a lactide content of 0.005% by mass. there were.

[参考例2]ポリD−乳酸(PDLA)の合成
また、L−ラクチドの代わりにD−ラクチドを使用する以外は参考例1と同様にして、ガラス転移点温度(Tg)55℃、融点(Tm)175℃、重量平均分子量12万、分子量分散1.8、ラクチド含有量0.005質量%のポリD−乳酸(PDLA)を得た。
[Reference Example 2] Synthesis of poly-D-lactic acid (PDLA) In the same manner as Reference Example 1 except that D-lactide was used instead of L-lactide, the glass transition temperature (Tg) was 55 ° C, the melting point ( Tm) Poly D-lactic acid (PDLA) having a weight average molecular weight of 120,000, a molecular weight dispersion of 1.8, and a lactide content of 0.005% by mass was obtained.

[参考例3](配向フィルムL1の製造)
参考例1で得られたPLLAを、乾燥機を用いて十分に乾燥させた後、ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社社製、コアシェル構造体(パラロイドTMBPM−500)を5質量%添加し、押出機に投入し、220℃で溶融し、溶融樹脂をダイより押し出して単層のシート状に成形し、かかるシートを表面温度20℃の冷却ドラムで冷却固化して未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムを、75℃に加熱したロール群に導き、縦方向に1.1倍に延伸し、25℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き、75℃に加熱された雰囲気中で横方向に4.0倍に延伸した。その後テンター内で110℃の温度条件で30秒間の熱処理を行い、均一に徐冷して室温まで冷やして7μm厚みの二軸配向ポリL−乳酸単層フィルム(配向フィルムL1)を得た。なお、後述の導電層を形成する側の表面に、カスガ製、高周波電源CG−102型を用いて、電圧10kV、処理時間20秒の条件でコロナ処理を施した。
[Reference Example 3] (Production of oriented film L1)
After sufficiently drying the PLLA obtained in Reference Example 1 using a dryer, 5% by mass of a core shell structure (Paraloid TM BPM-500) manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd. is added. The molten resin was poured into an extruder, melted at 220 ° C., the molten resin was extruded from a die and formed into a single-layer sheet, and the sheet was cooled and solidified with a cooling drum having a surface temperature of 20 ° C. to obtain an unstretched film. . The obtained unstretched film was led to a roll group heated to 75 ° C., stretched 1.1 times in the longitudinal direction, and cooled by a roll group at 25 ° C. Subsequently, both ends of the longitudinally stretched film were guided to a tenter while being held with clips, and stretched 4.0 times in the transverse direction in an atmosphere heated to 75 ° C. Thereafter, heat treatment was performed in a tenter at a temperature of 110 ° C. for 30 seconds, and the mixture was gradually and gradually cooled to room temperature to obtain a 7 μm-thick biaxially oriented poly L-lactic acid monolayer film (aligned film L1). The surface on the side where a conductive layer described later is formed was subjected to corona treatment under the conditions of a voltage of 10 kV and a treatment time of 20 seconds using a high-frequency power source CG-102 manufactured by Kasuga.

[参考例4](配向フィルムD1の製造)
参考例2で得られたPDLAを用いて、参考例3と同様にして、7μm厚みの二軸配向ポリD−乳酸単層フィルム(配向フィルムD1)を得た。なお、後述の導電層を形成する側の表面に、カスガ製、高周波電源CG−102型を用いて、電圧10kV、処理時間20秒の条件でコロナ処理を施した。
[Reference Example 4] (Production of oriented film D1)
Using PDLA obtained in Reference Example 2, a biaxially oriented poly D-lactic acid monolayer film (aligned film D1) having a thickness of 7 μm was obtained in the same manner as Reference Example 3. The surface on the side where a conductive layer described later is formed was subjected to corona treatment under the conditions of a voltage of 10 kV and a treatment time of 20 seconds using a high-frequency power source CG-102 manufactured by Kasuga.

[参考例5](配向フィルムL2の製造)
参考例1で得られたPLLAを用い、ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社社製、コアシェル構造体(パラロイドTMBPM−500)を添加しなかったほかは、参考例3と同様にして、7μm厚みの二軸配向ポリD−乳酸単層フィルム(配向フィルムL2)を得た。なお、後述の導電層を形成する側の表面に、カスガ製、高周波電源CG−102型を用いて、電圧10kV、処理時間20秒の条件でコロナ処理を施した。
[参考例6](配向フィルムD2の製造)
参考例2で得られたPDLAを用い、ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社社製、コアシェル構造体(パラロイドTMBPM−500)を添加しなかったほかは、参考例3と同様にして、7μm厚みの二軸配向ポリD−乳酸単層フィルム(配向フィルムD2)を得た。なお、後述の導電層を形成する側の表面に、カスガ製、高周波電源CG−102型を用いて、電圧10kV、処理時間20秒の条件でコロナ処理を施した。
[Reference Example 5] (Production of oriented film L2)
7 μm in the same manner as in Reference Example 3 except that the PLLA obtained in Reference Example 1 was used and the core shell structure (Paraloid TM BPM-500) manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd. was not added. A biaxially oriented poly-D-lactic acid monolayer film (aligned film L2) having a thickness was obtained. The surface on the side where a conductive layer described later is formed was subjected to corona treatment under the conditions of a voltage of 10 kV and a treatment time of 20 seconds using a high-frequency power source CG-102 manufactured by Kasuga.
[Reference Example 6] (Production of oriented film D2)
7 μm in the same manner as in Reference Example 3 except that PDLA obtained in Reference Example 2 was used and the core shell structure (Paraloid TM BPM-500) manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd. was not added. A biaxially oriented poly-D-lactic acid monolayer film (alignment film D2) having a thickness was obtained. The surface on the side where a conductive layer described later is formed was subjected to corona treatment under the conditions of a voltage of 10 kV and a treatment time of 20 seconds using a high-frequency power source CG-102 manufactured by Kasuga.

[実施例1]
(切り出し)
参考例3で得られた配向フィルムL1および参考例4で得られた配向フィルムD1を、それぞれ延伸の横方向が長辺に対して45度の角度となるように3cm×7cmで切り出した。
(導電層の形成)
次いで、図1に示すように片方の短辺から1cmの領域(3cm×1cmの領域)をマージンとしてマスキングし、蒸着しない箇所を残した上で、残りの領域(3cm×6cmの領域)に表面抵抗値が10Ω/□となるような厚みでアルミ蒸着を施した。なおマージンの位置は配向フィルムL1と配向フィルムD1とで、それぞれ反対側の短辺においてマージンを作成した。
(積層)
得られた蒸着した配向フィルムL1と配向フィルムD1とを交互に各3枚、合計6枚を積層した。そして、110℃20MPaの圧力下で、3分間熱圧着を施し、圧電積層体とした。
(電極)
得られた積層体の両方の短辺に、導電性接着剤(藤倉化成製、ドータイトD550)を塗布して電極(6)を形成し、圧電性構造体を作成した。これにより、各アルミ蒸着層において、マージンを有する側においてはかかる導電性接着剤とアルミ蒸着層とが短絡せず、マージンを有しない側においてはかかる導電性接着剤とアルミ蒸着層とが短絡した構成となる。
(組立)
電極を形成した圧電積層体の導電層がない側の表面を、振動板として、長さ25.7cm、幅36.4cmのポリスチレンフィルム(厚み200μm)の表裏両面に、エポキシ樹脂系接着剤(Huntsman Advanced Materials社製、商品名:アラルダイト スタンダード)を用いて、図5に示すように有効電極部分および不動部分の両方を貼り合せた。この際、接着剤層の厚みは、平均10μmであった。その後、接着剤を乾燥させた。得られた圧電スピーカーを、前述の(2)の評価方法に用い、スピーカーとしての特性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 1]
(Cut out)
The oriented film L1 obtained in Reference Example 3 and the oriented film D1 obtained in Reference Example 4 were cut out at 3 cm × 7 cm so that the transverse direction of the stretching was an angle of 45 degrees with respect to the long side.
(Formation of conductive layer)
Next, as shown in FIG. 1, a 1 cm region (3 cm × 1 cm region) from one short side is masked as a margin to leave a portion not to be deposited, and the remaining region (3 cm × 6 cm region) is surfaced. Aluminum deposition was performed with a thickness such that the resistance value was 10Ω / □. In addition, the positions of the margins were the alignment film L1 and the alignment film D1, and the margins were created on the opposite short sides.
(Laminated)
The obtained oriented film L1 and oriented film D1 thus deposited were alternately laminated in a total of 6 sheets. And thermocompression bonding was performed for 3 minutes under the pressure of 110 degreeC20MPa, and it was set as the piezoelectric laminated body.
(electrode)
A conductive adhesive (Dotite D550, manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) was applied to both short sides of the obtained laminate to form an electrode (6), thereby producing a piezoelectric structure. Thus, in each aluminum vapor deposition layer, the conductive adhesive and the aluminum vapor deposition layer are not short-circuited on the side having a margin, and the conductive adhesive and the aluminum vapor deposition layer are short-circuited on the side having no margin. It becomes composition.
(assembly)
On the front and back surfaces of a polystyrene film (thickness: 200 μm) having a length of 25.7 cm and a width of 36.4 cm, the surface of the piezoelectric laminate on which the electrode is formed without the conductive layer is used as a vibration plate, and an epoxy resin adhesive (Huntsman Using an Advanced Materials, product name: Araldite Standard), both the effective electrode portion and the immobile portion were bonded together as shown in FIG. At this time, the average thickness of the adhesive layer was 10 μm. Thereafter, the adhesive was dried. The obtained piezoelectric speaker was used for the evaluation method (2) described above, and the characteristics as a speaker were evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
積層する配向フィルム6枚のうち、最表面の1枚に両面蒸着を施し、圧電積層体の両面が導電層になるように積層したほかは、実施例1と同様な操作を行った。この時、両面蒸着するフィルムはそれぞれ反対側短辺がマージンになるよう、アルミ蒸着を施した。
[Example 2]
Of the six oriented films to be laminated, the same operation as in Example 1 was performed, except that double-sided vapor deposition was performed on one of the outermost surfaces and the piezoelectric laminate was laminated so that both sides of the piezoelectric laminate became conductive layers. At this time, aluminum vapor deposition was performed so that the film which carries out double-sided vapor deposition had a margin on the opposite short side, respectively.

[実施例3]
配向フィルムL1および配向フィルムD1を、それぞれ延伸の横方向が長辺に対して45度の角度となるように4cm×6cmで切り出した。次いで短辺から1cmの領域(4cm×1cmの領域)をマージンとしてマスキングし、蒸着しない箇所を残した上で、残りの領域(4cm×5cmの領域)に表面抵抗値が10Ω/□となるような厚みでアルミ蒸着を施し、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 3]
The oriented film L1 and the oriented film D1 were cut out at 4 cm × 6 cm so that the transverse direction of the stretching was an angle of 45 degrees with respect to the long side. Next, a 1 cm region (4 cm × 1 cm region) from the short side is masked as a margin, leaving a portion not to be deposited, and a surface resistance value of 10 Ω / □ in the remaining region (4 cm × 5 cm region). Aluminum deposition was performed with a sufficient thickness, and the same operation as in Example 1 was performed.

[実施例4]
配向フィルムL1および配向フィルムD1を、それぞれ延伸の横方向が長辺に対して45度の角度となるように3cm×14cmで切り出した。次いで短辺から1cmの領域(3cm×1cmの領域)をマージンとしてマスキングし、蒸着しない箇所を残した上で、残りの領域(3cm×13cmの領域)に表面抵抗値が10Ω/□となるような厚みでアルミ蒸着を施し、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 4]
The oriented film L1 and the oriented film D1 were cut out at 3 cm × 14 cm so that the transverse direction of the stretching was an angle of 45 degrees with respect to the long side. Next, a 1 cm region (3 cm × 1 cm region) from the short side is masked as a margin, leaving a portion not to be deposited, and a surface resistance value of 10 Ω / □ in the remaining region (3 cm × 13 cm region). Aluminum deposition was performed with a sufficient thickness, and the same operation as in Example 1 was performed.

[実施例5]
配向フィルムL1および配向フィルムD1を、それぞれ延伸の横方向が長辺に対して45度の角度となるように3cm×14cmで切り出した。次いで短辺から0.5cmの領域(3cm×0.5cmの領域)をマージンとしてマスキングし、蒸着しない箇所を残した上で、残りの領域(3cm×13.5cmの領域)に表面抵抗値が10Ω/□となるような厚みでアルミ蒸着を施し、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 5]
The oriented film L1 and the oriented film D1 were cut out at 3 cm × 14 cm so that the transverse direction of the stretching was an angle of 45 degrees with respect to the long side. Next, a 0.5 cm region (3 cm × 0.5 cm region) from the short side is masked as a margin to leave a portion that is not evaporated, and the surface resistance value is in the remaining region (3 cm × 13.5 cm region). Aluminum deposition was performed with a thickness of 10Ω / □, and the same operation as in Example 1 was performed.

[実施例6]
参考例3で得られた配向フィルムL1および参考例4で得られた配向フィルムD1の厚みをそれぞれ20μmとしたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 6]
The same operation as in Example 1 was performed except that the thickness of the oriented film L1 obtained in Reference Example 3 and the oriented film D1 obtained in Reference Example 4 were each 20 μm.

[実施例7]
参考例3で得られた配向フィルムL1および参考例4で得られた配向フィルムD1の厚みをそれぞれ5μmとしたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 7]
The same operation as in Example 1 was performed except that the thickness of the oriented film L1 obtained in Reference Example 3 and the oriented film D1 obtained in Reference Example 4 were each 5 μm.

[実施例8]
配向フィルムL1および配向フィルムD1が交互となるように、配向フィルム層を20枚としたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 8]
The same operation as in Example 1 was performed except that 20 oriented film layers were used so that the oriented film L1 and the oriented film D1 were alternated.

[実施例9]
配向フィルムL1および配向フィルムD1が交互となるように、配向フィルム層を3枚としたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 9]
The same operation as in Example 1 was performed except that the number of the oriented film layers was changed to 3 so that the oriented film L1 and the oriented film D1 were alternated.

[実施例10]
図4に示すごとく、圧電積層体を振動板の片面のみ貼りあわせたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 10]
As shown in FIG. 4, the same operation as in Example 1 was performed except that the piezoelectric laminate was bonded to only one surface of the diaphragm.

[実施例11]
振動板として、厚み200μmのポリエチレン−2,6−ナフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、登録商標:テオネックス 商品名:Q65)を用いたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 11]
The same operation as in Example 1 was performed except that a 200 μm thick polyethylene-2,6-naphthalate film (manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., registered trademark: Teonex product name: Q65) was used as the diaphragm.

[実施例12]
配向フィルムL1および配向フィルムD1を、それぞれ延伸の横方向が長辺に対して45度の角度となるように3cm×7cmで切り出した。次いで短辺から1cmの領域(3cm×1cmの領域)をマージンとしてマスキングし、塗布しない箇所を残した上で、残りの領域(3cm×6cmの領域)に表面抵抗値が500Ω/□となるような厚みでポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)を塗布し、80℃で5分間乾燥させ、導電層を形成した。以降、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 12]
The oriented film L1 and the oriented film D1 were cut out at 3 cm × 7 cm so that the transverse direction of the stretching was an angle of 45 degrees with respect to the long side. Next, a 1 cm region (3 cm × 1 cm region) from the short side is masked as a margin, leaving a portion that is not applied, and a surface resistance value of 500 Ω / □ in the remaining region (3 cm × 6 cm region). Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) was applied in a thickness of sufficient thickness and dried at 80 ° C. for 5 minutes to form a conductive layer. Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed.

[実施例13]
参考例5で得られた配向フィルムL2および参考例6で得られた配向フィルムD2を用いたほかは、実施例1と同様な操作を行った。ただし、パラロイドTMBPM−500無添加の場合、添加の場合と比較して密着性が低かったため、圧着条件は110℃、40MPaの圧力下で、3分間熱圧着とした。
[Example 13]
The same operation as in Example 1 was performed except that the oriented film L2 obtained in Reference Example 5 and the oriented film D2 obtained in Reference Example 6 were used. However, in the case of no addition of Paraloid TM BPM-500, the adhesiveness was lower than in the case of addition, and therefore, the pressure bonding conditions were 110 ° C. and a pressure of 40 MPa for 3 minutes.

[実施例14]
参考例3で得られた配向フィルムL1の一方の面にコロナ処理を施したものを配向フィルムL1−Aとし、もう一方の面にコロナ処理を施したものを配向フィルムL1−Dとした。得られた配向フィルムL1−Aおよび配向フィルムL1−Dを、それぞれ延伸の横方向が長辺に対して45度の角度となるように3cm×7cmで切り出した。次いでコロナ処理を施した面に対して、短辺から1cmの領域(3cm×1cmの領域)をマージンとしてマスキングし、蒸着しない箇所を残した上で、残りの領域(3cm×6cmの領域)に表面抵抗値が10Ω/□となるような厚みでアルミ蒸着を施し、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 14]
One obtained by subjecting one surface of the oriented film L1 obtained in Reference Example 3 to corona treatment was designated as an oriented film L1-A, and one obtained by subjecting the other surface to corona treatment was designated as an oriented film L1-D. The obtained oriented film L1-A and oriented film L1-D were cut out at 3 cm × 7 cm so that the transverse direction of stretching was an angle of 45 degrees with respect to the long side. Next, the corona-treated surface is masked with a 1 cm region (3 cm × 1 cm region) from the short side as a margin, leaving a portion not to be deposited, and then the remaining region (3 cm × 6 cm region). Aluminum vapor deposition was performed at a thickness such that the surface resistance value was 10Ω / □, and the same operation as in Example 1 was performed.

[実施例15]
参考例3で得られた配向フィルムL1および参考例4で得られた配向フィルムD1、それぞれ延伸の横方向に平行な方向が長辺となるように3cm×7cmで切り出した。そのほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 15]
The oriented film L1 obtained in Reference Example 3 and the oriented film D1 obtained in Reference Example 4 were cut out at 3 cm × 7 cm so that the direction parallel to the transverse direction of the stretching was the long side. Otherwise, the same operation as in Example 1 was performed.

[実施例16]
積層する配向フィルム6枚のうち、最表面の1枚に両面蒸着を施し、圧電積層体の両面が導電層になるように積層したほかは、実施例15と同様な操作を行った。この時、両面蒸着するフィルムはそれぞれ反対側短辺がマージンになるよう、アルミ蒸着を施した。
[Example 16]
Of the six oriented films to be laminated, the same operation as in Example 15 was performed, except that double-sided vapor deposition was performed on one of the outermost surfaces and the both sides of the piezoelectric laminate were laminated to be conductive layers. At this time, aluminum vapor deposition was performed so that the film which carries out double-sided vapor deposition had a margin on the opposite short side, respectively.

[実施例17]
配向フィルムL1および配向フィルムD1を、それぞれ延伸の横方向に平行な方向が長辺となるように4cm×6cmで切り出した。次いで短辺から1cmの領域(4cm×1cmの領域)をマージンとしてマスキングし、蒸着しない箇所を残した上で、残りの領域(4cm×5cmの領域)に表面抵抗値が10Ω/□となるような厚みでアルミ蒸着を施し、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 17]
The oriented film L1 and the oriented film D1 were cut out at 4 cm × 6 cm so that the direction parallel to the transverse direction of the stretching was the long side. Next, a 1 cm region (4 cm × 1 cm region) from the short side is masked as a margin, leaving a portion not to be deposited, and a surface resistance value of 10 Ω / □ in the remaining region (4 cm × 5 cm region). Aluminum deposition was performed with a sufficient thickness, and the same operation as in Example 1 was performed.

[実施例18]
配向フィルムL1および配向フィルムD1を、延伸の横方向に平行となるように5cm×5cmで切り出した。次いで図9に示すごとく、端から0.5cm幅のL字領域をマージンとしてマスキングし、蒸着しない箇所を残した上で、残りの領域(4.5cm×4.5cmの領域)に表面抵抗値が10Ω/□となるような厚みでアルミ蒸着を施した。なおマージンの位置は配向フィルムL1と配向フィルムD1とで、それぞれ対角になるようマージンを作成した。そのほかは実施例1と同様な操作を行った。
[Example 18]
The oriented film L1 and the oriented film D1 were cut out at 5 cm × 5 cm so as to be parallel to the transverse direction of stretching. Next, as shown in FIG. 9, an L-shaped region having a width of 0.5 cm from the end is masked as a margin, a portion not deposited is left, and a surface resistance value is applied to the remaining region (4.5 cm × 4.5 cm region). The aluminum was vapor-deposited at a thickness such that becomes 10Ω / □. In addition, the margin was created so that the positions of the margins would be diagonal between the oriented film L1 and the oriented film D1. Otherwise, the same operation as in Example 1 was performed.

[実施例19]
図4に示すごとく、圧電積層体を振動板の片面のみ貼りあわせたほかは、実施例15と同様な操作を行った。
[Example 19]
As shown in FIG. 4, the same operation as in Example 15 was performed except that the piezoelectric laminate was bonded to only one surface of the diaphragm.

[実施例20]
振動板として 厚み200μmのポリエチレン−2,6−ナフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製 登録商標:テオネックス 商品名:Q65)を用いたほかは、実施例15と同様な操作を行った。
[Example 20]
The same operation as in Example 15 was performed, except that a polyethylene-2,6-naphthalate film (registered trademark: Teonex product name: Q65, manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.) having a thickness of 200 μm was used as the diaphragm.

[実施例21]
振動板として厚み200μmのステレオコンプレックスポリ乳酸フィルム(帝人株式会社製 登録商標:バイオフロント)を用いたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 21]
The same operation as in Example 1 was performed except that a 200 μm-thick stereocomplex polylactic acid film (registered trademark: Biofront, manufactured by Teijin Ltd.) was used as the diaphragm.

[実施例22]
振動板として厚み200μmのポリエチレン−テレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製 登録商標:テトロン 商品名:HS)を用いたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Example 22]
The same operation as in Example 1 was performed except that a 200 μm thick polyethylene-terephthalate film (registered trademark: Tetron, trade name: HS, manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.) was used as the diaphragm.

[実施例23]
エポキシ樹脂系接着剤の代わりに、酢酸ビニル樹脂系接着剤(シオノギ製薬社製、商品名:クッションコレクト プラスチック用)を用いて圧電積層体を振動板に接合したほかは、実施例1と同様な操作を繰り返した。この際、接着剤層の厚みは5μmであった。
[Example 23]
Example 1 except that the piezoelectric laminate was joined to the diaphragm using a vinyl acetate resin adhesive (manufactured by Shionogi Pharmaceutical Co., Ltd., trade name: for cushion collect plastic) instead of the epoxy resin adhesive. The operation was repeated. At this time, the thickness of the adhesive layer was 5 μm.

[比較例1]
図6に示すごとく、圧電積層体を有効電極部分でのみ振動板の片面のみに貼り合せたほかは、実施例1と同様な操作を行った。
[Comparative Example 1]
As shown in FIG. 6, the same operation as in Example 1 was performed except that the piezoelectric laminate was bonded to only one side of the diaphragm only at the effective electrode portion.

[比較例2]
図6に示すごとく、圧電積層体を有効電極部分でのみ振動板の片面のみに貼り合せたほかは、実施例15と同様な操作を行った。
[Comparative Example 2]
As shown in FIG. 6, the same operation as in Example 15 was performed, except that the piezoelectric laminate was bonded to only one side of the diaphragm only at the effective electrode portion.

[比較例3]
図17に示すごとく、厚み80μmのポリフッ化ビニリデンフィルム(クレハエクステック株式会社製 KFピエゾフィルム)を用いて表1に記載のサンプルを作製し、両面に表1に示す電極を形成した。該圧電積層体を有効電極のみ振動板の片面のみに貼り合せたほかは、実施例1と同様な操作を行い、圧電スピーカーの評価を行った。
実施例および比較例の結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
As shown in FIG. 17, samples shown in Table 1 were prepared using a polyvinylidene fluoride film having a thickness of 80 μm (KF Piezo Film manufactured by Kureha Extec Co., Ltd.), and electrodes shown in Table 1 were formed on both sides. The piezoelectric speaker was evaluated by performing the same operation as in Example 1 except that only the effective electrode was bonded to only one surface of the diaphragm.
The results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1.

Figure 2014068141
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Figure 2014068141
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1 配向フィルム層
2 導電層
3 積層体A
4 積層体B
5 圧電積層体
6 有効電極部分
7 不動部分
8 不動部分
9 正極
10 負極
11 振動板
12 接着層
13 変位方向
14 主配向軸方向
15 アンプリファイヤ
16 音源
17 導線
18 クリップ
19 アルミ箔
20 PVDFフィルム
1 Oriented Film Layer 2 Conductive Layer 3 Laminate A
4 Laminate B
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Piezoelectric laminated body 6 Effective electrode part 7 Immobility part 8 Immobility part 9 Positive electrode 10 Negative electrode 11 Diaphragm 12 Adhesive layer 13 Displacement direction 14 Main orientation axial direction 15 Amplifier 16 Sound source 17 Conductor 18 Clip 19 Aluminum foil 20 PVDF film

Claims (11)

振動板の少なくとも片面に、圧電積層体が接合した圧電スピーカーであって、
(i)圧電積層体は、導電層とポリ乳酸からなる配向フィルム層とが交互に積層され、かつ配向フィルム層を介して隣り合う導電層は、一方は負極に、他方は正極に短絡し、隣り合う配向フィルム層の間に導電層が存在する有効電極部分と、導電層を介することなく隣り合う配向フィルム層が存在する不動部分とを有すること、
(ii)圧電積層体と振動板とは、圧電積層体の有効電極部分と不動部分の両方で振動板に接合されていること、そして
(iii)各導電層に挟まれた配向フィルム層は、電流を流した際に、伸縮方向が同方向になるように積層されており、圧電積層体の面方向の伸縮によって振動板を共振させる圧電スピーカー。
A piezoelectric speaker having a piezoelectric laminate bonded to at least one surface of a diaphragm,
(I) In the piezoelectric laminate, conductive layers and oriented film layers made of polylactic acid are alternately laminated, and the adjacent conductive layers via the oriented film layer are short-circuited to the negative electrode and the other to the positive electrode, Having an effective electrode part where a conductive layer exists between adjacent oriented film layers, and a stationary part where an adjacent oriented film layer exists without a conductive layer;
(Ii) The piezoelectric laminate and the diaphragm are bonded to the diaphragm at both the effective electrode portion and the non-moving portion of the piezoelectric laminate, and (iii) the orientation film layer sandwiched between the conductive layers is A piezoelectric speaker that is laminated so that the expansion and contraction directions are the same when an electric current is passed, and resonates the diaphragm by expansion and contraction in the surface direction of the piezoelectric laminate.
圧電積層体は、両最表面に導電層を有する請求項1記載の圧電スピーカー。   The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the piezoelectric laminate has conductive layers on both outermost surfaces. 圧電積層体が2つの向かい合う辺を有する多角形であり、該向かい合う辺の一方が負極部分、他方が正極部分である請求項1記載の圧電スピーカー。   The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the piezoelectric laminate is a polygon having two opposite sides, and one of the opposite sides is a negative electrode portion and the other is a positive electrode portion. 振動板の両表面に、電流を流した際に伸縮方向が同方向になる圧電積層体を接合している請求項1記載の圧電スピーカー。   The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein a piezoelectric laminated body whose expansion and contraction directions are the same when an electric current is passed is bonded to both surfaces of the diaphragm. 圧電積層体は、不動部分の面積が有効電極部分の面積に対し0.1%以上である請求項1記載の圧電スピーカー。   2. The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the piezoelectric laminated body has an area of a stationary portion of 0.1% or more with respect to an area of an effective electrode portion. 圧電積層体は、配向フィルム層の層数が3以上である請求項1記載の圧電スピーカー。   The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the piezoelectric laminate has three or more oriented film layers. 隣り合う配向フィルム層が、一方がポリL−乳酸からなる配向フィルム層Lで、他方がポリD−乳酸からなる配向フィルム層Dである請求項1記載の圧電スピーカー。   2. The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein one of the adjacent oriented film layers is an oriented film layer L made of poly L-lactic acid and the other is an oriented film layer D made of poly D-lactic acid. 圧電積層体の厚みが、3〜500μmである請求項1に記載の圧電スピーカー。   The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the piezoelectric laminate has a thickness of 3 to 500 μm. 配向フィルム層の厚みがそれぞれ独立に、25μm以下である請求項1に記載の圧電スピーカー。   2. The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the orientation film layers each independently have a thickness of 25 μm or less. 振動板は、ヤング率が3GPa以上の熱可塑性高分子フィルムからなる請求項1記載の圧電スピーカー。   The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the diaphragm is made of a thermoplastic polymer film having a Young's modulus of 3 GPa or more. 振動板は、全光線透過率が85%以上の熱可塑性高分子フィルムからなる請求項1記載の圧電スピーカー。   The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the diaphragm is made of a thermoplastic polymer film having a total light transmittance of 85% or more.
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