JP2016051890A - Polymer piezoelectric material and method for manufacturing polymer piezoelectric material - Google Patents

Polymer piezoelectric material and method for manufacturing polymer piezoelectric material Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer piezoelectric material with high reliability and improved moist heat resistance and heat resistance, and a method for manufacturing the polymer piezoelectric material.SOLUTION: A polymer piezoelectric material includes an optically active polymer having an imide ring structure. A piezoelectric constant dis not less than 0.1pC/N. A method for manufacturing the polymer piezoelectric material includes the steps of: acquiring a film by forming a composition including an optically active polymer having an imide ring structure (filming step); and stretching the film (stretching step).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、高分子圧電材料および高分子圧電材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a polymer piezoelectric material and a method for producing the polymer piezoelectric material.

近年、高分子圧電材料として、ポリ乳酸等の光学活性を有する脂肪族系ポリエステルを用いることが着目されている。ポリ乳酸に代表される光学活性型高分子圧電体は、機械的な延伸操作だけで圧電性が発現し、ポリフッ化ビニリデンのような強誘電体型高分子圧電材料のようにポーリング処理が必要無いことが知られている。
光学活性高分子の中でも、ポリ乳酸のような高分子結晶の圧電性は、螺旋軸方向に存在するC=O結合の永久双極子に起因する。特にポリ乳酸は、主鎖に対する側鎖の体積分率が小さく、体積あたりの永久双極子の割合が大きく、ヘリカルキラリティをもつ高分子の中でも理想的な高分子といえる。
また、ポリ乳酸から形成される圧電材料は、ポーリング処理が不要で、圧電率は数年にわたり減少しないことが知られている。
In recent years, attention has been focused on the use of aliphatic polyester having optical activity such as polylactic acid as the polymer piezoelectric material. Optically active polymer piezoelectric materials represented by polylactic acid exhibit piezoelectricity only by mechanical stretching operation, and do not require poling treatment like ferroelectric polymer piezoelectric materials such as polyvinylidene fluoride It has been known.
Among optically active polymers, the piezoelectricity of polymer crystals such as polylactic acid is due to C = O bond permanent dipoles present in the direction of the helical axis. In particular, polylactic acid has a small volume fraction of side chains with respect to the main chain and a large ratio of permanent dipoles per volume, and can be said to be an ideal polymer among the polymers having helical chirality.
In addition, it is known that a piezoelectric material formed from polylactic acid does not require a poling process and the piezoelectricity does not decrease over several years.

以上のように、ポリ乳酸には種々の圧電特性があるため、種々のポリ乳酸を用いた高分子圧電材料が報告されている。
例えば、ポリ乳酸の成形物を延伸処理することで、常温で、10pC/N程度の圧電率を示す高分子圧電材料が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、ポリ乳酸結晶を高配向にするために、鍛造法と呼ばれる特殊な配向方法により18pC/N程度の高い圧電性を出すことも報告されている(例えば、特許文献2参照)。
As described above, since polylactic acid has various piezoelectric characteristics, polymer piezoelectric materials using various polylactic acids have been reported.
For example, a polymer piezoelectric material that exhibits a piezoelectric constant of about 10 pC / N at room temperature by stretching a molded product of polylactic acid has been disclosed (for example, see Patent Document 1).
In addition, in order to make polylactic acid crystals highly oriented, it has also been reported that high piezoelectricity of about 18 pC / N is obtained by a special orientation method called a forging method (see, for example, Patent Document 2).

特開平5−152638号公報JP-A-5-152638 特開2005−213376号公報JP 2005-213376 A

しかし、上記特許文献1および特許文献2に示される圧電材料に用いられるポリ乳酸などの脂肪族系ポリエステルは水分を含む環境下では加水分解されるおそれがある。そのため、大気中などの加水分解が生じやすい環境下にて圧電素子を用いた場合、圧電素子が劣化しやすく、信頼性が低いという問題がある。
さらに、ポリ乳酸などの脂肪族系ポリエステルは耐熱性が低く、高温環境下での圧電素子としての使用が制限されるという問題がある。
However, aliphatic polyesters such as polylactic acid used in the piezoelectric materials disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 may be hydrolyzed in an environment containing moisture. Therefore, when a piezoelectric element is used in an environment where hydrolysis is likely to occur, such as in the atmosphere, there is a problem that the piezoelectric element is likely to deteriorate and reliability is low.
Furthermore, aliphatic polyesters such as polylactic acid have low heat resistance, and there is a problem that use as a piezoelectric element in a high temperature environment is limited.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、信頼性が高く、耐湿熱性および耐熱性が改良された高分子圧電材料及び高分子圧電材料の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a polymer piezoelectric material having high reliability and improved wet heat resistance and heat resistance, and a method for producing the polymer piezoelectric material.

前記課題を達成するための具体的手段は、例えば以下の通りである。
<1> イミド環構造を有する光学活性高分子を含み、圧電定数d14が0.1pC/N以上である、高分子圧電材料。
Specific means for achieving the above object are as follows, for example.
<1> comprises an optically active polymer having an imide ring structure, is the piezoelectric constant d 14 is 0.1pC / N or more, a polymeric piezoelectric material.

<2> 前記イミド環構造を有する光学活性高分子が、ポリスクシンイミドである、<1>に記載の高分子圧電材料。 <2> The polymeric piezoelectric material according to <1>, wherein the optically active polymer having an imide ring structure is polysuccinimide.

<3> 前記イミド環構造を有する光学活性高分子の589nmにおける比旋光度の絶対値が0.1deg・cm・g−1以上である、<1>または<2>に記載の高分子圧電材料。 <3> The polymer piezoelectric according to <1> or <2>, wherein the optically active polymer having an imide ring structure has an absolute value of specific rotation at 589 nm of 0.1 deg · cm 2 · g −1 or more. material.

<4> 前記イミド環構造を有する光学活性高分子の重量平均分子量が18,000以上である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。 <4> The polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <3>, wherein the optically active polymer having an imide ring structure has a weight average molecular weight of 18,000 or more.

<5> 前記イミド環構造を有する光学活性高分子の含有量が50質量%以上である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。 <5> The polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <4>, wherein the content of the optically active polymer having the imide ring structure is 50% by mass or more.

<6> <1>〜<5>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料の製造方法であって、前記イミド環構造を有する光学活性高分子を含む組成物を製膜して膜を得る製膜工程と、前記膜を延伸する延伸工程と、を有する、高分子圧電材料の製造方法。 <6> The method for producing a polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <5>, wherein a film is formed by forming a composition containing the optically active polymer having the imide ring structure. A method for producing a polymeric piezoelectric material, comprising: a film forming step to be obtained; and a stretching step for stretching the film.

<7> 前記組成物が、溶媒を含み、前記製膜工程が、前記組成物をキャスト法で製膜して膜を得る工程と、前記膜から前記溶媒を蒸発除去する工程と、を含む、<6>に記載の高分子圧電材料の製造方法。 <7> The composition contains a solvent, and the film forming step includes a step of forming the film by casting the composition to obtain a film, and a step of evaporating and removing the solvent from the film. <6> The method for producing a polymeric piezoelectric material according to <6>.

<8> 前記延伸工程が、ロール延伸により配向処理を行う工程である、<6>または<7>に記載の高分子圧電材料の製造方法。 <8> The method for producing a polymeric piezoelectric material according to <6> or <7>, wherein the stretching step is a step of performing orientation treatment by roll stretching.

本発明によれば、信頼性が高く、耐湿熱性および耐熱性が改良された高分子圧電材料及び高分子圧電材料の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of a polymeric piezoelectric material with high reliability and improved heat-and-moisture resistance and heat resistance and a polymeric piezoelectric material can be provided.

本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「フィルム」は、一般的に「フィルム」と呼ばれているものだけでなく、一般的に「シート」と呼ばれているものをも包含する概念である。
In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
Further, in the present specification, “film” is a concept including not only what is generally called “film” but also what is generally called “sheet”.

[高分子圧電材料]
本発明の一実施形態に係る高分子圧電材料は、イミド環構造を有する光学活性高分子を含み、圧電定数d14が0.1pC/N以上である。
[Polymer piezoelectric material]
Polymeric piezoelectric material according to one embodiment of the present invention includes an optically active polymer having an imide ring structure, is the piezoelectric constant d 14 is 0.1pC / N or more.

イミド環構造を有する光学活性高分子を含む材料(例えば、フィルム)を延伸することにより、圧電性が発現されるため、イミド環構造を有する光学活性高分子を含む材料は、高分子圧電材料として用いることができる。
さらに、イミド環構造を有する光学活性高分子は、脂肪族系ポリエステルと比較して加水分解が生じにくい。そのため、イミド環構造を有する光学活性高分子を含む本実施形態の高分子圧電材料は、ポリ乳酸のような脂肪族系ポリエステルを含む高分子圧電材料と比較して、大気中などの水分を含む環境下にて劣化しにくく、信頼性が高い。
すなわち、イミド環構造を有する光学活性高分子は、脂肪族系ポリエステルと比較して耐熱性および耐湿熱性に優れている。したがって、イミド環構造を有する光学活性高分子を含む本実施形態の高分子圧電材料は、高温や、高湿熱環境下での圧電素子としての使用に適している。
Since the piezoelectricity is expressed by stretching a material (for example, a film) containing an optically active polymer having an imide ring structure, the material containing an optically active polymer having an imide ring structure is a polymer piezoelectric material. Can be used.
Furthermore, the optically active polymer having an imide ring structure is less prone to hydrolysis than aliphatic polyesters. Therefore, the polymer piezoelectric material of the present embodiment including an optically active polymer having an imide ring structure contains moisture in the atmosphere as compared with a polymer piezoelectric material including an aliphatic polyester such as polylactic acid. It is difficult to deteriorate in the environment and has high reliability.
That is, the optically active polymer having an imide ring structure is superior in heat resistance and heat and moisture resistance as compared with aliphatic polyester. Therefore, the polymer piezoelectric material of the present embodiment including the optically active polymer having an imide ring structure is suitable for use as a piezoelectric element in a high temperature or high humidity heat environment.

(イミド環構造を有する光学活性高分子)
イミド環構造を有する光学活性高分子は、イミド環構造を有し、かつ、光学活性を有する高分子である。ここで、光学活性を有する高分子とは、構造中に対称中心が存在しない高分子をいい。このような高分子としては、例えば、不斉炭素を有する高分子、軸性不斉を有する高分子、面性不斉を有する高分子などが挙げられる。構造中に対称中心が存在しないことは、旋光度または比旋光度を測定し、その絶対値が0より大きいことから確認することができる。
イミド環構造は、環構造中にイミド結合を有する環状化合物である。イミド環構造としては、例えば、下記(I)−1〜(I)−5に示すような構造が挙げられる。
(Optically active polymer with imide ring structure)
The optically active polymer having an imide ring structure is a polymer having an imide ring structure and having optical activity. Here, the polymer having optical activity refers to a polymer having no symmetrical center in the structure. Examples of such a polymer include a polymer having asymmetric carbon, a polymer having axial asymmetry, and a polymer having planar asymmetry. The absence of the center of symmetry in the structure can be confirmed by measuring the optical rotation or specific optical rotation and checking that the absolute value is greater than zero.
An imide ring structure is a cyclic compound having an imide bond in the ring structure. Examples of the imide ring structure include structures shown in the following (I) -1 to (I) -5.

イミド環構造を有する光学活性高分子は、その骨格にアミド結合、エステル結合、またはエーテル結合を有するものであっても良い。かかるイミド環構造は、アミノ基およびイソシアネート基含有化合物から選択される一種以上の化合物と、テトラカルボン酸、そのエステルおよび酸無水物等の誘導体から選択される一種以上の化合物と、の縮合環化反応により形成させることができる。その際、かかる化合物同士をほぼ量論的に存在させても良いし、アミノジカルボン酸のようにかかる反応基を分子内に量論的に共存させて自己縮合環化反応させても良い。   The optically active polymer having an imide ring structure may have an amide bond, an ester bond, or an ether bond in its skeleton. Such an imide ring structure is a condensed cyclization of one or more compounds selected from amino group and isocyanate group-containing compounds and one or more compounds selected from derivatives such as tetracarboxylic acids, esters thereof and acid anhydrides. It can be formed by reaction. At that time, such compounds may exist almost stoichiometrically, or such reactive groups such as aminodicarboxylic acid may be stoichiometrically coexisted in the molecule to cause a self-condensation cyclization reaction.

また、自己縮合環化反応可能な化合物としては、マレイン酸とアンモニアとの反応物、マレアミド酸、アスパラギン酸等が挙げられ、他にも、マレイン酸およびアンモニアを組み合わせて用いてもよい。マレイン酸としては、その無水物、部分および完全エステル等の誘導体を含み、また、アンモニアとしては気体または溶液の両方が使用できる。アンモニアが溶液の場合には水に溶解させて、水酸化アンモニウム水溶液としたもの、メタノール、エタノール等のアルコールや他の有機溶媒に溶解させたもの等が挙げられる。アスパラギン酸としては、D体、L体、またはそれらの混合物が挙げられる。   Examples of the compound capable of self-condensation cyclization include a reaction product of maleic acid and ammonia, maleamic acid, aspartic acid, and the like. In addition, maleic acid and ammonia may be used in combination. Maleic acid includes its anhydrides, partials and derivatives such as complete esters, and ammonia can be either a gas or a solution. In the case where ammonia is a solution, examples include an aqueous solution of ammonium hydroxide dissolved in water, an alcohol such as methanol and ethanol, and another organic solvent. Aspartic acid includes D-form, L-form, or a mixture thereof.

イミド環構造を有する光学活性高分子の原料としては、本発明の効果を損なわない範囲で共重合可能な他のモノマーも併用することができる。共重合可能な他のモノマーの具体例としては、アスパラギン酸塩、グルタミン酸およびその塩;アラニン、ロイシン、リシン等のアミノ酸、グリコール酸、乳酸、3−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸;2−ヒドロキシエタノール、マレイン酸、6−アミノカプロン酸等のアミノ基及びカルボン酸基の少なくともいずれか一方と反応する官能基を2個以上有する化合物;等が挙げられる。共重合可能な他のモノマーの使用量としては、モノマー全体の50モル%を越えないことが好ましい。   As a raw material for the optically active polymer having an imide ring structure, other monomers that can be copolymerized within a range not impairing the effects of the present invention can be used in combination. Specific examples of other copolymerizable monomers include aspartate, glutamic acid and salts thereof; amino acids such as alanine, leucine and lysine; hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, lactic acid and 3-hydroxybutyric acid; 2-hydroxyethanol , A compound having two or more functional groups that react with at least one of an amino group and a carboxylic acid group such as maleic acid and 6-aminocaproic acid. The amount of other copolymerizable monomers used is preferably not more than 50 mol% of the total monomers.

対称中心が存在しない高分子を得るには、自己縮合環化反応可能なアミノジカルボン酸及び共重合可能な他のモノマーの全て、もしくは一部に、または重合後の高分子に、不斉炭素か、軸性不斉か、面性不斉のいずれかが存在すればよい。   In order to obtain a polymer having no symmetry center, all or part of the aminodicarboxylic acid capable of self-condensation cyclization and other monomers capable of copolymerization, or the polymer after polymerization may be asymmetric carbon. Any of axial asymmetry or planar asymmetry may be present.

このようなイミド環構造を有する光学活性高分子の製造には、溶媒を使用してもよい。溶媒を使用する場合には、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−ジエチルベンゼン、m−ジエチルベンゼン、p−ジエチルベンゼン、トルエン、アミルベンゼン、クメン、メシチレン、テトラリン等の芳香族炭化水素系溶媒;クロロベンゼン、o−クロロトルエン、m−クロロトルエン、p−クロロトルエン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、1,4−ジクロロブタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;ジクロロエチルエーテル、ブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、アニソールなどのエーテル系溶媒;酢酸−n−アミル、酢酸イソアミル、酢酸メチルイソアミル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸−n−ブチル、プロピオン酸イソアミル、酪酸イソアミル、酪酸−n−ブチル等のエステル系溶媒が挙げられる。また、溶媒としては非プロトン性極性溶媒を用いてもよく、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、テトラメチル尿素等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド、スルホラン、ヘキサメチルホスホロアミド等のイオウ系溶媒が挙げられる。これらの溶媒は、単独で又は混合して使用してもよい。   A solvent may be used for the production of the optically active polymer having such an imide ring structure. When a solvent is used, o-xylene, m-xylene, p-xylene, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-diethylbenzene, m-diethylbenzene, p-diethylbenzene, toluene, amylbenzene, cumene , Aromatic hydrocarbon solvents such as mesitylene and tetralin; chlorobenzene, o-chlorotoluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dichlorobenzene, 1,4-dichloro Halogenated hydrocarbon solvents such as butane; ether solvents such as dichloroethyl ether, butyl ether, diisoamyl ether, and anisole; acetic acid-n-amyl, isoamyl acetate, methyl isoamyl acetate, cyclohexyl acetate, benzyl acetate, propionic acid-n -Butyl, Propionate, isoamyl butyrate, isoamyl, include ester solvents such as butyric -n- butyl. In addition, an aprotic polar solvent may be used as the solvent, for example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolide. Amide solvents such as non- and tetramethylurea; and sulfur-based solvents such as dimethyl sulfoxide, sulfolane and hexamethylphosphoramide. These solvents may be used alone or in combination.

このようなイミド環構造を有する光学活性高分子の製造には、溶媒を使用しなくてもよい。溶媒を使用しない場合には、溶融重合法、固相重合法などによりイミド環構造を有する光学活性高分子を製造することができる。   The production of the optically active polymer having such an imide ring structure does not require the use of a solvent. When no solvent is used, an optically active polymer having an imide ring structure can be produced by a melt polymerization method, a solid phase polymerization method or the like.

イミド環構造を有する光学活性高分子としては、例えば、以下の一般式(II)で表される、スクシンイミド骨格を有する高分子が挙げられる。   Examples of the optically active polymer having an imide ring structure include a polymer having a succinimide skeleton represented by the following general formula (II).

一般式(II)中、R、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、または炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基は、置換されていてもよく、直鎖または分岐であってもよく、環状であってもよい。R、RおよびRは、それぞれ独立に、飽和であっても不飽和であってもよい。
一般式(II)中、nは0〜10を表し、*は不斉炭素を表す(以下の反応式(III)、一般式(IV)〜(VI)についても同様)。
In general formula (II), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, Alternatively, it represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. The alkyl group, alkoxy group and alkylthio group may be substituted, may be linear or branched, and may be cyclic. R 1 , R 2 and R 3 may each independently be saturated or unsaturated.
In general formula (II), n represents 0 to 10 and * represents an asymmetric carbon (the same applies to the following reaction formula (III) and general formulas (IV) to (VI)).

中でも、一般式(II)中、R〜Rは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルチオ基、または炭素数6〜10の芳香族炭化水素基であることが好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基またはフェニル基であることがより好ましく、水素原子またはメチル基であることがさらに好ましく、水素原子であることがもっとも好ましい。
また、一般式(II)中、nは0〜6であることが好ましく、0〜4であることがより好ましく、0〜2であることがさらに好ましく、0または1であることが特に好ましく、0であることがもっとも好ましい。
Among them, in general formula (II), R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, or It is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a methylthio group, an ethylthio group or a phenyl group, and a hydrogen atom or It is more preferably a methyl group, and most preferably a hydrogen atom.
In general formula (II), n is preferably 0 to 6, more preferably 0 to 4, still more preferably 0 to 2, particularly preferably 0 or 1. Most preferably it is zero.

一般式(II)において、R、R、およびRが水素原子であり、かつn=0を満たすポリスクシンイミドが好ましい。ポリスクシンイミドは、アスパラギン酸重合体であり、例えば、以下の反応式(III)に示すように、L−アスパラギン酸またはD−アスパラギン酸の脱水縮合により合成される。 In general formula (II), polysuccinimide in which R 1 , R 2 , and R 3 are hydrogen atoms and n = 0 is preferable. Poliscinimide is an aspartic acid polymer and is synthesized, for example, by dehydration condensation of L-aspartic acid or D-aspartic acid as shown in the following reaction formula (III).

このような脱水縮合反応には一般的に用いられる脱水縮合触媒を用いてもよい。脱水縮合触媒としては、例えば、硫酸、無水硫酸、リン酸、ポリリン酸、メタリン酸、縮合リン酸等の無機酸触媒;p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、3,4,5−トリフルオロフェニルボロン酸等の有機酸触媒;クレアチニン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エンなどの有機塩基;塩化スズ(II)、塩化スズ(IV)、酸化スズ(II)、塩化亜鉛(II)等の金属触媒(水和物であってもよい);などが挙げられる。   For such dehydration condensation reaction, a commonly used dehydration condensation catalyst may be used. Examples of the dehydration condensation catalyst include inorganic acid catalysts such as sulfuric acid, sulfuric anhydride, phosphoric acid, polyphosphoric acid, metaphosphoric acid, and condensed phosphoric acid; p-toluenesulfonic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, 3 Organic acid catalysts such as 1,4,5-trifluorophenylboronic acid; organic bases such as creatinine and 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene; tin (II) chloride; And metal catalysts (may be hydrates) such as tin (IV) chloride, tin (II) oxide, and zinc (II) chloride.

また、ポリスクシンイミドの合成方法としては、アスパラギン酸−N−カルボキシ無水物(NCA)をモノマーとした開環重合と、スクシンイミド環への閉環反応とを組み合わせてもよい。   As a method for synthesizing polysuccinimide, ring-opening polymerization using aspartic acid-N-carboxy anhydride (NCA) as a monomer and ring-closing reaction to a succinimide ring may be combined.

また、イミド環構造を有する光学活性高分子としては、以下に示す一般式(IV)、(V)、(VI)のような化合物も挙げられる。   In addition, examples of the optically active polymer having an imide ring structure include compounds represented by the following general formulas (IV), (V), and (VI).

一般式(IV)、(V)、(VI)中、R、R、R、R、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、または炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基は、置換されていてもよく、直鎖または分岐であってもよく、環状であってもよい。R、R、R、R、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、飽和であっても不飽和であってもよい。 In general formulas (IV), (V), (VI), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom, A 20-alkyl group, a C1-C20 alkoxy group, a C1-C20 alkylthio group, or a C6-C20 aromatic hydrocarbon group is represented. The alkyl group, alkoxy group and alkylthio group may be substituted, may be linear or branched, and may be cyclic. R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 may each independently be saturated or unsaturated.

一般式(IV)〜(VI)におけるR〜Rの好ましい範囲は、一般式(II)におけるR〜Rの好ましい範囲と同様である。 The preferable range of R 1 to R 8 in the general formulas (IV) to (VI) is the same as the preferable range of R 1 to R 3 in the general formula (II).

本実施形態の高分子圧電材料は、イミド環構造を有する光学活性高分子を、1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。
また、高分子圧電材料中におけるイミド環構造を有する光学活性高分子の含有量(2種以上である場合には総含有量)は、高分子圧電材料の全量に対し、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。
The polymeric piezoelectric material of this embodiment may contain only one type of optically active polymer having an imide ring structure, or may contain two or more types.
In addition, the content of the optically active polymer having an imide ring structure in the polymer piezoelectric material (the total content when there are two or more types) is 50% by mass or more based on the total amount of the polymer piezoelectric material. It is preferably 60% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more.

−重量平均分子量−
イミド環構造を有する光学活性高分子の重量平均分子量(Mw)は、18,000以上であることが好ましい。これにより、高分子圧電材料の機械的強度が向上すると共に、延伸操作により高分子鎖が配向して圧電性を発現させることができる。上記Mwは、20,000以上であることが好ましく、30,000以上であることがより好ましく、50,000以上であることが更に好ましい。
また、イミド環構造を有する光学活性高分子のMwは、1,000,000以下であることが好ましい。これにより、成形(例えば押出成形)によって高分子圧電材料を得る際の成形性が向上する。上記Mwは、800,000以下であることが好ましく、300,000以下であることがより好ましい。
-Weight average molecular weight-
The weight average molecular weight (Mw) of the optically active polymer having an imide ring structure is preferably 18,000 or more. As a result, the mechanical strength of the polymeric piezoelectric material is improved, and the polymer chain is oriented by the stretching operation to exhibit piezoelectricity. The Mw is preferably 20,000 or more, more preferably 30,000 or more, and further preferably 50,000 or more.
The Mw of the optically active polymer having an imide ring structure is preferably 1,000,000 or less. Thereby, the moldability at the time of obtaining a polymeric piezoelectric material by shaping | molding (for example, extrusion molding) improves. The Mw is preferably 800,000 or less, and more preferably 300,000 or less.

また、イミド環構造を有する光学活性高分子の分子量分布(Mw/Mn)は、高分子圧電材料の強度の観点から、1.1〜20であることが好ましく、1.5〜15であることがより好ましく、2〜15であることがさらに好ましく、3〜15であることが特に好ましい。Mw/Mnの上限は、10であってもよく、7であってもよい。   The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the optically active polymer having an imide ring structure is preferably 1.1 to 20, and preferably 1.5 to 15 from the viewpoint of the strength of the polymer piezoelectric material. Is more preferable, it is more preferable that it is 2-15, and it is especially preferable that it is 3-15. The upper limit of Mw / Mn may be 10 or 7.

なお、イミド環構造を有する光学活性高分子の重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)を用い、下記GPC測定方法により、測定された値を指す。ここで、Mnは、イミド環構造を有する光学活性高分子の数平均分子量である。   In addition, the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the optically active polymer having an imide ring structure indicate values measured by the following GPC measurement method using gel permeation chromatograph (GPC). . Here, Mn is the number average molecular weight of the optically active polymer having an imide ring structure.

−GPC測定装置−
昭和電工社製、Shodex GPC−101
−カラム−
昭和電工社製、Shodex OHpak SB−804 HQ
−サンプルの調製−
イミド環構造を有する光学活性高分子(例えば、ポリスクシンイミド)を40℃で溶媒であるジメチルホルムアミドに溶解させ、濃度1mg/mLのサンプル溶液を準備する。
−測定条件−
サンプル溶液0.1mLを溶媒(ジメチルホルムアミド(LiBr 0.1質量%含有))、温度40℃、0.7mL/分の流速でカラムに導入し、カラムで分離されたサンプル溶液中のサンプル濃度を示差屈折計で測定する。イミド環構造を有する光学活性高分子の重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)は、昭和電工社製のStandard Shodex SM−105を用いて作成した検量線に基づき算出する。
-GPC measuring device-
Showex DPC, Shodex GPC-101
-Column-
Showex Denko, Shodex OHpak SB-804 HQ
-Sample preparation-
An optically active polymer having an imide ring structure (for example, polysuccinimide) is dissolved in dimethylformamide as a solvent at 40 ° C. to prepare a sample solution having a concentration of 1 mg / mL.
-Measurement conditions-
0.1 mL of the sample solution was introduced into the column with a solvent (dimethylformamide (containing 0.1% by mass of LiBr)) at a temperature of 40 ° C. and a flow rate of 0.7 mL / min, and the sample concentration in the sample solution separated by the column was determined. Measure with a differential refractometer. The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the optically active polymer having an imide ring structure are calculated based on a calibration curve created using Standard Shodex SM-105 manufactured by Showa Denko KK.

−比旋光度の絶対値−
イミド環構造を有する光学活性高分子の589nmにおける比旋光度の絶対値は、0.1deg・cm・g−1以上であることが好ましい。これにより、イミド環構造を有する高分子が光学活性を有することがわかる。
-Absolute value of specific rotation-
The absolute value of the specific rotation at 589 nm of the optically active polymer having an imide ring structure is preferably 0.1 deg · cm 2 · g −1 or more. This shows that the polymer having an imide ring structure has optical activity.

−測定条件−
イミド環構造を有する光学活性高分子(例えば、ポリスクシンイミド)を1.5質量%となるようにジメチルホルムアミドに溶解し、全自動旋光計AUTOPOL V(Rudolph Research Analytical社製)を用いて、測定波長589nm、20℃における旋光度αを測定する。旋光度αから下記式を用いて比旋光度[α]を計算する。
[式1]
[α]=α/(c×l)
c:測定サンプル濃度(g/dL)
l:セル長(100mm)
-Measurement conditions-
An optically active polymer having an imide ring structure (for example, polysuccinimide) is dissolved in dimethylformamide so as to be 1.5% by mass, and a measurement wavelength is measured using a fully automatic polarimeter AUTOPOL V (manufactured by Rudolph Research Analytical). The optical rotation α at 589 nm and 20 ° C. is measured. The specific rotation [α] is calculated from the optical rotation α using the following formula.
[Formula 1]
[α] = α / (c × l)
c: Measurement sample concentration (g / dL)
l: Cell length (100 mm)

<その他の光学活性高分子>
本実施形態の高分子圧電材料は、本発明の効果を損なわない限度において、イミド環構造を有する光学活性高分子以外の光学活性高分子(以下「その他の光学活性高分子」と称する)を含んでいてもよい。
その他の光学活性高分子としては、例えば、ポリペプチド、セルロース誘導体、ポリ乳酸系樹脂、ポリプロピレンオキシド、ポリ(β―ヒドロキシ酪酸)等を挙げることができる。
前記ポリペプチドとしては、例えば、ポリ(グルタル酸γ―ベンジル)、ポリ(グルタル酸γ−メチル)等が挙げられる。
前記セルロース誘導体としては、例えば、酢酸セルロース、シアノエチルセルロース等が挙げられる。
前記ポリ乳酸系樹脂としては、例えば、ポリ乳酸が挙げられ、中でもL−乳酸のホモポリマー(PLLA)またはD−乳酸のホモポリマー(PDLA)が好ましい。
<Other optically active polymers>
The polymeric piezoelectric material of the present embodiment includes an optically active polymer other than the optically active polymer having an imide ring structure (hereinafter referred to as “other optically active polymer”) as long as the effects of the present invention are not impaired. You may go out.
Examples of other optically active polymers include polypeptides, cellulose derivatives, polylactic acid resins, polypropylene oxide, poly (β-hydroxybutyric acid), and the like.
Examples of the polypeptide include poly (glutaric acid γ-benzyl), poly (glutaric acid γ-methyl), and the like.
Examples of the cellulose derivative include cellulose acetate and cyanoethyl cellulose.
Examples of the polylactic acid-based resin include polylactic acid. Among them, L-lactic acid homopolymer (PLLA) or D-lactic acid homopolymer (PDLA) is preferable.

<安定化剤>
本実施形態の高分子圧電材料は、安定化剤として、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる1種類以上の官能基を有する重量平均分子量が200〜60000の化合物を含むことが好ましい。
これにより、イミド環構造を有する光学活性高分子の加水分解反応を抑制し、得られるフィルムの耐湿熱性をより向上させることができる。
安定化剤については、国際公開第2013/054918号パンフレットの段落003
9〜0055の記載を適宜参照できる。
<Stabilizer>
The polymeric piezoelectric material of the present embodiment includes a compound having a weight average molecular weight of 200 to 60000 having at least one functional group selected from the group consisting of a carbodiimide group, an epoxy group, and an isocyanate group as a stabilizer. Is preferred.
Thereby, the hydrolysis reaction of the optically active polymer having an imide ring structure can be suppressed, and the moisture and heat resistance of the resulting film can be further improved.
As for the stabilizer, paragraph 003 of International Publication No. 2013/054918 pamphlet.
The description of 9 to 0055 can be referred to as appropriate.

<酸化防止剤>
また、本実施形態の高分子圧電材料は、酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤は、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、ホスファイト系化合物、チオエーテル系化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
また、酸化防止剤として、ヒンダードフェノール系化合物又はヒンダードアミン系化合物を用いることが好ましい。これにより、耐湿熱性および透明性にも優れる高分子圧電材料を提供することができる。
<Antioxidant>
Moreover, the polymeric piezoelectric material of this embodiment may contain an antioxidant. The antioxidant is at least one compound selected from a hindered phenol compound, a hindered amine compound, a phosphite compound, and a thioether compound.
Moreover, it is preferable to use a hindered phenol compound or a hindered amine compound as the antioxidant. Thereby, the polymeric piezoelectric material which is excellent also in heat-and-moisture resistance and transparency can be provided.

<その他の成分>
本実施形態の高分子圧電部材は、本発明の効果を損なわない限度において、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン樹脂またはポリスチレン樹脂に代表される公知の樹脂や、シリカ、ヒドロキシアパタイト、モンモリロナイト等の無機フィラー、フタロシアニン等の公知の結晶核剤等、その他の成分を含有していてもよい。
無機フィラー、結晶核剤等のその他の成分については、国際公開第2013/054918号パンフレットの段落0057〜0060の記載を適宜参照できる。
<Other ingredients>
The polymer piezoelectric member of the present embodiment is a known resin represented by polyvinylidene fluoride, polyethylene resin or polystyrene resin, inorganic fillers such as silica, hydroxyapatite, montmorillonite, phthalocyanine, as long as the effects of the present invention are not impaired. It may contain other components such as known crystal nucleating agents.
As for other components such as an inorganic filler and a crystal nucleating agent, the description in paragraphs 0057 to 0060 of International Publication No. 2013/054918 can be referred to as appropriate.

高分子圧電部材がイミド環構造を有する光学活性高分子以外の成分を含む場合、イミド環構造を有する光学活性高分子以外の成分の含有量は、高分子圧電部材全質量中に対して、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。   When the polymer piezoelectric member contains a component other than the optically active polymer having an imide ring structure, the content of the component other than the optically active polymer having an imide ring structure is 20 with respect to the total mass of the polymer piezoelectric member. The content is preferably at most 10 mass%, more preferably at most 10 mass%.

なお、高分子圧電材料は、透明性の観点からは、イミド環構造を有する光学活性高分子以外の成分を含まないことが好ましい。   In addition, it is preferable that a polymeric piezoelectric material does not contain components other than the optically active polymer which has an imide ring structure from a transparency viewpoint.

[高分子圧電材料の製造方法]
以下、本発明の一実施形態に係る高分子圧電材料の製造方法について説明する。本実施形態の高分子圧電材料の製造方法は、前記イミド環構造を有する光学活性高分子を含む組成物を製膜して膜を得る製膜工程と、前記膜を延伸する延伸工程と、を有する。
[Method for producing polymeric piezoelectric material]
Hereinafter, a method for producing a polymeric piezoelectric material according to an embodiment of the present invention will be described. The method for producing a polymeric piezoelectric material according to the present embodiment includes a film-forming process for forming a film by forming a composition containing the optically active polymer having the imide ring structure, and a stretching process for stretching the film. Have.

(製膜工程)
本実施形態に係る高分子圧電材料の製造方法は、イミド環構造を有する光学活性高分子を含む組成物を製膜して膜を得る製膜工程を含む。製膜工程では、溶融製膜法や溶液キャスト法など、種々の製膜方法を用いることができる。
(Film forming process)
The method for producing a polymeric piezoelectric material according to the present embodiment includes a film forming step of forming a film by forming a composition containing an optically active polymer having an imide ring structure. In the film forming step, various film forming methods such as a melt film forming method and a solution casting method can be used.

まず、本実施形態の高分子圧電材料を製造する際には、イミド環構造を有する光学活性高分子を所定量採取し、溶媒に溶解することが好ましい。溶媒としては、イミド環構造を有する光学活性高分子が溶解し、更に成膜が可能なものであれば特に限定されないが、好ましくは、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、メタノール、エタノール、プロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、塩化メチレン、エーテル、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトニトリルまたはこれらの混合液などが挙げられる。   First, when manufacturing the polymeric piezoelectric material of this embodiment, it is preferable to collect a predetermined amount of an optically active polymer having an imide ring structure and dissolve it in a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve an optically active polymer having an imide ring structure and can form a film. Preferably, N, N-dimethylformamide, N-methylformamide, N, N -Diethylformamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide, methanol, ethanol, propanol, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, chloroform, methylene chloride, ether, benzene, toluene, xylene, acetonitrile or mixtures thereof Liquid and the like.

溶液の濃度は、製膜が可能であれば特に限定されないが、0.1質量%〜30質量%であることが好ましく、1質量%〜20質量%であることがより好ましい。
0.1質量%以上であることにより、膜の破損を抑制することができ、積層などの繰り返し成膜をせずとも成膜化が容易である。
また、30質量%以下であることにより、溶液の粘度が高くなりすぎず、キャスト法による均一な製膜が容易である。
ここで、溶液としては、光学活性高分子の一部または全部が溶媒に溶解した溶液であることが好ましく、光学活性高分子が実質的に全部溶解した溶液であることがさらに好ましい。
The concentration of the solution is not particularly limited as long as film formation is possible, but it is preferably 0.1% by mass to 30% by mass, and more preferably 1% by mass to 20% by mass.
When the content is 0.1% by mass or more, damage to the film can be suppressed, and film formation is easy without repeated film formation such as lamination.
Moreover, the viscosity of a solution does not become too high because it is 30 mass% or less, and uniform film formation by a casting method is easy.
Here, the solution is preferably a solution in which part or all of the optically active polymer is dissolved in a solvent, and more preferably a solution in which substantially all of the optically active polymer is dissolved.

溶液を流延して、成膜する方法としては特に限定されないが、ローラーコート法、ディップコート法、スプレイコート法、スピナーコート法、カーテンコート法、スロットコート法、スクリーン印刷法、キャスト法等の手段が挙げられ、特に成膜表面を平坦かつ均一に、流延および成膜できるキャスト法が好ましい。   The method for forming a film by casting a solution is not particularly limited, but includes roller coating, dip coating, spray coating, spinner coating, curtain coating, slot coating, screen printing, casting, and the like. In particular, a casting method capable of casting and forming a film-forming surface flat and uniformly is preferable.

キャスト法では、前述の溶液を基板上に流し込み溶媒を蒸発させることが望ましい。基板としては、特に限定されないが、フィルムの剥離が容易であるテフロン(登録商標)が好ましい。
溶剤を除去する方法としては、加熱、減圧、通風などの方法が挙げられる。中でも生産効率、取り扱い性の点から加熱により溶剤を蒸発させることが好ましい。また、溶媒蒸発時の温度は、特に限定されないが、0℃〜200℃であることが好ましく、10℃〜150℃であることがより好ましい。
溶媒が蒸発した後、必要に応じて、更に真空乾燥などの処理を行ってもよい。真空乾燥時の温度は、特に限定されないが、0℃〜200℃であることが好ましい。なお、300℃以下にすることで、光学活性高分子が酸化などの変性を起こすことを抑制できる。
In the casting method, it is desirable to pour the above-mentioned solution onto the substrate and evaporate the solvent. Although it does not specifically limit as a board | substrate, Teflon (trademark) with which peeling of a film is easy is preferable.
Examples of the method for removing the solvent include methods such as heating, decompression, and ventilation. Of these, it is preferable to evaporate the solvent by heating from the viewpoint of production efficiency and handling. Moreover, the temperature at the time of solvent evaporation is although it does not specifically limit, It is preferable that it is 0 to 200 degreeC, and it is more preferable that it is 10 to 150 degreeC.
After the solvent evaporates, a treatment such as vacuum drying may be further performed as necessary. Although the temperature at the time of vacuum drying is not specifically limited, It is preferable that it is 0 degreeC-200 degreeC. In addition, it can suppress that optically active polymer raise | generates modification | denaturation, such as oxidation, by setting it as 300 degrees C or less.

(延伸工程)
本実施形態の高分子圧電材料の製造方法は、製膜工程により得られた膜を延伸する延伸工程を含む。延伸方法としては、特に限定されず、1軸延伸、2軸延伸、後述する固相延伸、ロール延伸などの種々の延伸方法を用いることができる。
イミド環構造を有する光学活性高分子を延伸することにより、圧電性が発現し、また主面の面積が大きな高分子圧電材料を得ることができる。
(Stretching process)
The method for producing the polymeric piezoelectric material of the present embodiment includes a stretching step of stretching the film obtained by the film forming step. The stretching method is not particularly limited, and various stretching methods such as uniaxial stretching, biaxial stretching, solid phase stretching described below, and roll stretching can be used.
By stretching an optically active polymer having an imide ring structure, a piezoelectric polymer can be obtained that exhibits piezoelectricity and has a large principal surface area.

さらに、本発明者らは、鋭意検討の結果、イミド環構造を有する光学活性高分子の分子鎖を高密度に、一方向に配向させることで、さらに高い圧電性を有する高分子圧電材料を製造可能であることを見出した。そのため、上述の延伸処理を施すことで、イミド環構造を有する光学活性高分子の分子鎖を高密度に、一方向に配向させることが好ましい。   Furthermore, as a result of intensive studies, the present inventors have produced a polymer piezoelectric material having higher piezoelectricity by orienting molecular chains of an optically active polymer having an imide ring structure at high density in one direction. I found it possible. Therefore, it is preferable to orient the molecular chains of the optically active polymer having an imide ring structure in one direction at a high density by performing the above-described stretching treatment.

前記延伸工程における延伸倍率は、高い圧電性を発現する倍率に最適化される。延伸倍率は、高分子圧電材料、延伸方法などによって異なるが、イミド環構造を有する光学活性高分子を用いて高分子圧電材料を製造する場合には、概ね、1.5倍から30倍の範囲で延伸することが好ましく、1.8倍から15倍の範囲で延伸することがより好ましい。   The stretching ratio in the stretching step is optimized to a ratio that exhibits high piezoelectricity. The draw ratio varies depending on the polymer piezoelectric material, the drawing method, etc., but in the case of producing a polymer piezoelectric material using an optically active polymer having an imide ring structure, it is generally in the range of 1.5 to 30 times. It is preferable to stretch at a ratio of 1.8 times to 15 times.

延伸工程では、固相延伸またはロール延伸で配向処理を行うことが好ましい。これらの方法によれば、フィルムの量産化が容易である。   In the stretching step, the orientation treatment is preferably performed by solid phase stretching or roll stretching. According to these methods, mass production of the film is easy.

固相延伸では、製膜した膜の主面に圧縮応力を印加しながら、該主面に平行な少なくとも1方向に、延伸配向させることが好ましい。また、固相延伸では、高分子圧電材料のガラス転移温度Tgより高く、高分子圧電材料の融点Tmより低い温度下、かつ5MPa〜10,000MPaの圧縮応力下にて延伸を行うことが好ましい。これにより、高分子圧電材料の圧電性をより向上させ、また透明性及び弾力性を向上し得る。
ここで、高分子圧電材料のガラス転移温度Tg〔℃〕および高分子圧電材料の融点Tm〔℃〕は、前記示差走査型熱量計(DSC)を用い、高分子圧電材料に対して、昇温速度10℃/分の条件で、温度を上昇させたときの、融解吸熱曲線から、曲線の屈曲点として得られるガラス転移温度(Tg)と、吸熱反応のピーク値として確認される温度(Tm)である。
また、圧縮応力は、50MPa〜5000MPaが好ましく、100MPa〜3000MPaであることがより好ましい。
In solid-phase stretching, it is preferable to stretch and align in at least one direction parallel to the principal surface while applying a compressive stress to the principal surface of the formed film. In solid phase stretching, it is preferable to perform stretching under a compressive stress of 5 MPa to 10,000 MPa at a temperature higher than the glass transition temperature Tg of the polymer piezoelectric material and lower than the melting point Tm of the polymer piezoelectric material. Thereby, the piezoelectricity of the polymer piezoelectric material can be further improved, and the transparency and elasticity can be improved.
Here, the glass transition temperature Tg [° C.] of the polymer piezoelectric material and the melting point Tm [° C.] of the polymer piezoelectric material are raised with respect to the polymer piezoelectric material using the differential scanning calorimeter (DSC). From the melting endothermic curve when the temperature is increased at a rate of 10 ° C./min, the glass transition temperature (Tg) obtained as the inflection point of the curve and the temperature (Tm) confirmed as the peak value of the endothermic reaction It is.
The compressive stress is preferably 50 MPa to 5000 MPa, more preferably 100 MPa to 3000 MPa.

ロール延伸では、2つのロールにより製膜した膜の2つの主面に圧縮応力を印加しながら、該主面に平行な少なくとも1方向に、延伸配向させることが好ましい。ロール延伸の方法は、2つのロール間に周速差をつけて延伸を行なうロール間延伸、以下にて説明するロール圧延などが含まれる。   In roll stretching, it is preferable to stretch and align in at least one direction parallel to the principal surface while applying compressive stress to the two principal surfaces of the film formed by two rolls. Roll stretching methods include inter-roll stretching in which stretching is performed with a peripheral speed difference between two rolls, roll rolling described below, and the like.

ロール圧延では、非結晶性樹脂のみならず、結晶性樹脂であっても容易に延伸できるため好ましい。一般に、結晶性樹脂を一軸延伸すると、局部的にフィルム(膜)の厚みと幅が減少するネックインが発生し易いのに対し、ロール圧延によれば結晶性樹脂を用いてもネックインを防止でき、フィルムの延伸工程を安定化できる。
そして、ロール圧延では、延伸前後でフィルム幅の減少が少なく、かつ幅方向の厚みを均一にできる。そのため、フィルムの幅方向において光散乱特性を均一にでき、製品の品質を維持しやすく、フィルムの使用率(歩留まり)も向上させることができる。さらに、延伸倍率を幅広く設定できる。
Roll rolling is preferable because not only non-crystalline resin but also crystalline resin can be easily stretched. In general, when a crystalline resin is uniaxially stretched, necking in which the thickness and width of the film (film) is locally reduced tends to occur, whereas roll rolling prevents necking in even when crystalline resin is used. And the film stretching process can be stabilized.
In roll rolling, there is little decrease in the film width before and after stretching, and the thickness in the width direction can be made uniform. Therefore, the light scattering characteristics can be made uniform in the width direction of the film, the product quality can be easily maintained, and the usage rate (yield) of the film can be improved. Furthermore, a wide stretch ratio can be set.

ロール圧延の延伸倍率は、幅広い範囲から選択でき、例えば、延伸倍率を1.1倍〜10倍程度の範囲とすることが好ましく、1.3倍〜5倍程度の範囲とすることがより好ましく、1.5倍〜3倍程度の範囲とすることがさらに好ましい。   The draw ratio of roll rolling can be selected from a wide range. For example, the draw ratio is preferably in the range of about 1.1 to 10 times, more preferably in the range of about 1.3 to 5 times. More preferably, the range is about 1.5 to 3 times.

ロール圧延の加熱温度は、高分子圧電材料の融点未満であり、かつ成形が可能な限り、特に限定されず、ガラス転移温度以上の温度であってもよい。また、ロール圧延の加熱温度は、連続相樹脂が結晶性樹脂の場合、融点以下の融点近傍の温度であってもよく、連続相樹脂が非結晶性樹脂の場合、ガラス転移温度以下のガラス転移温度近傍の温度であってもよい。
ロール圧延の加熱温度(延伸温度)は、例えば、20℃〜200℃程度であることが好ましく、40℃〜150℃程度であることがより好ましく、60℃〜120℃程度であることがさらに好ましく、80℃〜120℃程度であることが特に好ましい。
The heating temperature of roll rolling is not particularly limited as long as it is lower than the melting point of the polymeric piezoelectric material and can be molded, and may be a temperature equal to or higher than the glass transition temperature. In addition, when the continuous phase resin is a crystalline resin, the heating temperature of the roll rolling may be a temperature near the melting point below the melting point, and when the continuous phase resin is an amorphous resin, the glass transition temperature below the glass transition temperature. The temperature may be near the temperature.
The heating temperature (stretching temperature) of roll rolling is preferably, for example, about 20 ° C to 200 ° C, more preferably about 40 ° C to 150 ° C, and further preferably about 60 ° C to 120 ° C. It is particularly preferable that the temperature is about 80 ° C to 120 ° C.

ロール圧延の圧力は、例えば、9.8×103N/m〜9.8×106N/m程度であることが好ましく、9.8×104N/m〜9.8×106N/m程度であることがより好ましい。 The roll rolling pressure is preferably, for example, about 9.8 × 10 3 N / m to 9.8 × 10 6 N / m, and 9.8 × 10 4 N / m to 9.8 × 10 6. More preferably, it is about N / m.

なお、フィルムの延伸は、フィルムをロールまたはビュレットに挟んで圧力を負荷することにより行なわれる。フィルムの延伸を、ビュレットを用いて行なうときは、ビュレットに挟んだフィルムに圧力を負荷する前に、すなわち延伸前に、フィルムを、予め60℃〜170℃で、1分〜60分加熱する延伸前予熱処理をすることが好ましい。
延伸前予熱処理の温度は、100℃〜160℃であることが好ましく、予熱時間は、5分〜30分であることが好ましい。
The film is stretched by applying a pressure with the film sandwiched between rolls or burettes. When the film is stretched using a burette, the film is preliminarily heated at 60 to 170 ° C. for 1 to 60 minutes before applying pressure to the film sandwiched between the burettes, that is, before stretching. It is preferable to perform pre-preheating.
The pre-stretching preheat treatment temperature is preferably 100 ° C. to 160 ° C., and the preheating time is preferably 5 minutes to 30 minutes.

圧電定数を向上させる観点から、延伸処理を施した後の高分子圧電材料を、一定の熱処理(以下「アニール処理」とも称する)することが好ましい。
アニール処理の温度は、概ね80℃〜160℃であることが好ましく、100℃〜155℃あることがさらに好ましい。
From the viewpoint of improving the piezoelectric constant, it is preferable that the polymer piezoelectric material after the stretching treatment is subjected to a certain heat treatment (hereinafter also referred to as “annealing treatment”).
The temperature of the annealing treatment is preferably about 80 ° C to 160 ° C, and more preferably 100 ° C to 155 ° C.

アニール処理の温度印加方法は、特に限定されないが、熱風ヒータや赤外線ヒータを用いて直接加熱したり、加熱したシリコンオイルなど、加熱した液体に高分子圧電材料を浸漬したりすること等が挙げられる。
このとき、線膨張や寸法変化により高分子圧電材料が変形すると、実用上平坦なフィルムを得ることが困難になるため、高分子圧電材料に一定の引張応力(例えば、0.01MPa〜100Mpa)を印加し、高分子圧電材料がたるまないようにしながら温度を印加することが好ましい。
The temperature application method for the annealing treatment is not particularly limited, and examples thereof include direct heating using a hot air heater or infrared heater, or immersing a polymer piezoelectric material in a heated liquid such as heated silicon oil. .
At this time, if the polymer piezoelectric material is deformed due to linear expansion or dimensional change, it becomes difficult to obtain a practically flat film. Therefore, a certain tensile stress (for example, 0.01 MPa to 100 MPa) is applied to the polymer piezoelectric material. It is preferable to apply the temperature while preventing the polymer piezoelectric material from sagging.

アニール処理の温度印加時間は、1秒〜300秒であることが好ましく、1秒から60秒の範囲で加熱することがさらに好ましい。300秒を超えてアニールをすると、高分子圧電材料のガラス転移温度より高い温度で、非晶部分の分子鎖から球晶が成長することにより配向度が低下する場合があり、その結果、圧電性が低下する場合がある。   The temperature application time for the annealing treatment is preferably from 1 second to 300 seconds, and more preferably from 1 second to 60 seconds. When annealing is performed for more than 300 seconds, the degree of orientation may decrease due to the growth of spherulites from the molecular chains of the amorphous portion at a temperature higher than the glass transition temperature of the polymeric piezoelectric material. May decrease.

上記のようにしてアニール処理された高分子圧電材料は、アニール処理した後に急冷することが好ましい。アニール処理において、「急冷する」とは、アニール処理した高分子圧電材料を、アニール処理直後に、例えば氷水中等に浸漬して、少なくともガラス転移温度Tg以下に冷やすことをいい、アニール処理と氷水中等への浸漬との間に他の処理が含まれないことをいう。
急冷の方法は、水、氷水、エタノール、ドライアイスを入れたエタノールやメタノール、液体窒素などの冷媒に、アニール処理した高分子圧電材料を浸漬する方法や、蒸気圧の低い液体スプレーを吹き付け、蒸発潜熱により冷却したりする方法が挙げられる。連続的に高分子圧電材料を冷却するには、高分子圧電材料のガラス転移温度Tg以下の温度に管理された金属ロールと、高分子圧電材料とを接触させるなどして、急冷することが可能である。
The polymeric piezoelectric material annealed as described above is preferably cooled rapidly after the annealing treatment. In the annealing process, “rapidly cool” means that the annealed polymer piezoelectric material is immersed in, for example, ice water immediately after the annealing process and cooled to at least the glass transition temperature Tg or less. It means that no other treatment is included in the dipping time.
The rapid cooling method includes a method of immersing the annealed polymer piezoelectric material in a coolant such as ethanol, methanol, or liquid nitrogen containing water, ice water, ethanol, or dry ice, or by spraying a liquid spray with a low vapor pressure to evaporate. The method of cooling by latent heat is mentioned. To continuously cool the polymer piezoelectric material, it is possible to rapidly cool the polymer piezoelectric material by bringing it into contact with a metal roll controlled to a temperature not higher than the glass transition temperature Tg of the polymer piezoelectric material. It is.

また、冷却の回数は、1回のみであっても、2回以上であってもよく、さらには、アニールと冷却とを交互に繰り返し行なうことも可能である。   Further, the number of times of cooling may be only once, or may be two or more. Furthermore, annealing and cooling can be alternately repeated.

<高分子圧電材料の物性>
以下、本実施形態の高分子圧電材料の物性について説明する。
<Physical properties of polymer piezoelectric material>
Hereinafter, the physical properties of the polymeric piezoelectric material of the present embodiment will be described.

−圧電定数d14
高分子圧電材料の圧電性は、例えば、高分子圧電材料の圧電定数d14を測定することによって評価できる。
本実施形態の高分子圧電材料は、圧電定数d14が0.1pC/N以上である。なお、圧電定数d14が大きいほど、圧電性が高いことを示す。
- piezoelectric constant d 14 -
Piezoelectricity of polymeric piezoelectric material, for example, can be evaluated by measuring the piezoelectric constant d 14 of the piezoelectric polymer.
Polymeric piezoelectric material of the present embodiment is the piezoelectric constant d 14 is 0.1pC / N or more. Incidentally, as the piezoelectric constant d 14 is large, indicating that high piezoelectricity.

本発明における圧電定数d14は、長さ10mm×幅3mmの高分子圧電材料の試験片について、動的粘弾性測定装置を用いて得られる応力と発生する電荷量から計算される値である。
具体的には、動的粘弾性測定装置を用い、周波数10Hzで、室温にて試験片に印加される最大せん断ひずみが0.01%〜0.1%の範囲に収まるように、0.01N/m〜0.1N/mのせん断応力を印加したときの該試験片の複素圧電率d14の実数部を測定し、実数部を圧電定数d14とする。
動的粘弾性測定装置としては、例えば、東洋精機製作所社製の「レオログラフソリッドS−1」を用いればよい。
Piezoelectric constant d 14 in the present invention, the test piece of piezoelectric polymer length 10 mm × width 3 mm, is a value calculated from the amount of charge generated and stresses gained by using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus.
Specifically, using a dynamic viscoelasticity measuring device, 0.01 N so that the maximum shear strain applied to the test piece at a frequency of 10 Hz at room temperature falls within a range of 0.01% to 0.1%. When the shear stress of / m 2 to 0.1 N / m 2 is applied, the real part of the complex piezoelectric constant d 14 of the test piece is measured, and the real part is defined as the piezoelectric constant d 14 .
As the dynamic viscoelasticity measuring device, for example, “Rheograph Solid S-1” manufactured by Toyo Seiki Seisakusho may be used.

圧電定数d14は高ければ高いほど、高分子圧電部材に印加される電圧に対する高分子圧電部材の変位、逆に高分子圧電部材に印加される力に対し発生する電圧が大きくなり、高分子圧電部材としては有用である。
具体的には、本実施形態における高分子圧電部材において、圧電定数d14は、0.1pC/N以上であり、0.3pC/N以上が好ましく、0.5pC/N以上がより好ましい。また圧電定数d14の上限は特に限定されないが、後述する透明性などのバランスの観点からは、50pC/N以下が好ましく、20pC/N以下がより好ましく、10pC/N以下がさらに好ましい。
The higher the piezoelectric constant d 14 is, the larger the displacement of the polymer piezoelectric member with respect to the voltage applied to the polymer piezoelectric member, and conversely, the voltage generated with respect to the force applied to the polymer piezoelectric member increases. It is useful as a member.
Specifically, in a polymeric piezoelectric member in the present embodiment, the piezoelectric constant d 14 is at 0.1pC / N or more, preferably at least 0.3pC / N, more preferably at least 0.5 pC / N. The upper limit of the piezoelectric constant d 14 is not particularly limited, from the viewpoint of the balance, such as transparency, which will be described later, is preferably from 50pc / N, more preferably not more than 20 pC / N or less, and more preferably 10pC / N.

圧電定数d14には、他にも変位法で測定されるもの(単位:pm/V)と、応力−電荷法により測定されるもの(単位:pC/N)とがある。本実施形態の一態様では、応力−電荷法による圧電定数d14は0.1pC/N以上、変位法による圧電定数d14は0.1pm/V以上であってもよい。   Other piezoelectric constants d14 include those measured by the displacement method (unit: pm / V) and those measured by the stress-charge method (unit: pC / N). In one aspect of this embodiment, the piezoelectric constant d14 by the stress-charge method may be 0.1 pC / N or more, and the piezoelectric constant d14 by the displacement method may be 0.1 pm / V or more.

なお、本明細書中において、「MD方向」とはフィルムの流れる方向(Machine Direction)であり、「TD方向」とは、前記MD方向と直交し、フィルムの主面と平行な方向(Transverse Direction)である。   In the present specification, the “MD direction” is a direction in which the film flows (Machine Direction), and the “TD direction” is a direction perpendicular to the MD direction and parallel to the main surface of the film (Transverse Direction). ).

−弾性率−
本発明における弾性率は、上述した動的粘弾性測定装置を用いた圧電定数d14測定の際に、せん断ひずみ及び応力から得られる値である。
具体的には、動的粘弾性測定装置を用い、周波数10Hzで、室温にて試験片に印加される最大せん断ひずみが0.01%〜0.1%の範囲に収まるように、0.01N/m〜0.1N/mのせん断応力を印加したときの該試験片の弾性率である。
本実施形態の高分子圧電材料の弾性率は、好ましくは0.1GPa〜100GPaであり、より好ましくは0.2GPa〜50GPaであり、さらに好ましくは0.3GPa〜30GPaであり、特に好ましくは0.5GPa〜10GPaである。
高分子圧電材料の弾性率が0.1GPa以上であると、十分な形状保持性を確保することができ、弾性率が100GPa以下であると、フィルムが脆くなることを抑制できる。
高分子圧電材料の弾性率は、フィルムの組成、延伸倍率および加熱条件などによって調整することができる。例えば、延伸倍率を高めれば、高分子圧電材料の弾性率を高くすることができる。
-Elastic modulus-
Modulus in the present invention, when the piezoelectric constant d 14 measured with a dynamic viscoelasticity measuring apparatus described above, a value obtained from the shear strain and stress.
Specifically, using a dynamic viscoelasticity measuring device, 0.01 N so that the maximum shear strain applied to the test piece at a frequency of 10 Hz at room temperature falls within a range of 0.01% to 0.1%. It is an elastic modulus of the test piece when a shear stress of / m 2 to 0.1 N / m 2 is applied.
The elastic modulus of the polymeric piezoelectric material of the present embodiment is preferably 0.1 GPa to 100 GPa, more preferably 0.2 GPa to 50 GPa, still more preferably 0.3 GPa to 30 GPa, and particularly preferably 0.8. 5 GPa to 10 GPa.
When the elastic modulus of the polymeric piezoelectric material is 0.1 GPa or more, sufficient shape retention can be secured, and when the elastic modulus is 100 GPa or less, the film can be prevented from becoming brittle.
The elastic modulus of the polymeric piezoelectric material can be adjusted by the film composition, stretching ratio, heating conditions, and the like. For example, if the draw ratio is increased, the elastic modulus of the polymeric piezoelectric material can be increased.

他にも、本実施形態の高分子圧電材料の弾性率としては、JIS K7161に準拠した方法で測定した引張弾性率が挙げられる。具体的には、フィルムをカットして、巾(高分子圧電材料の延伸方向と直交する方向)10mm、長さ(高分子圧電材料の延伸方向)120mmの短冊状の試験片を準備し;引張試験機を用いて、温度23℃において、チャック間距離100mm、引張速度100mm/分の条件下で、試験片の引張弾性率を測定すればよい。試験片の引張弾性率としては、好ましくは0.1GPa〜100GPaであり、より好ましくは0.1GPa〜50GPaである。   In addition, examples of the elastic modulus of the polymer piezoelectric material of the present embodiment include a tensile elastic modulus measured by a method based on JIS K7161. Specifically, the film is cut to prepare a strip-shaped test piece having a width (direction orthogonal to the stretching direction of the polymer piezoelectric material) of 10 mm and a length (stretching direction of the polymer piezoelectric material) of 120 mm; What is necessary is just to measure the tensile elasticity modulus of a test piece on the conditions of the distance between chuck | zippers of 100 mm, and the tensile speed of 100 mm / min using a test machine at the temperature of 23 degreeC. The tensile modulus of the test piece is preferably 0.1 GPa to 100 GPa, more preferably 0.1 GPa to 50 GPa.

本実施形態において、「延伸方向」とは、高分子圧電材料の分子鎖の伸びきり方向;又は引張弾性率が0.1GPa〜100GPaとなる方向である。また、「延伸方向と直交する方向」とは、高分子圧電材料の分子鎖の伸びきり方向と直交する方向である。   In the present embodiment, the “stretching direction” is the direction in which the molecular chain of the polymeric piezoelectric material extends; or the direction in which the tensile modulus is 0.1 GPa to 100 GPa. The “direction orthogonal to the stretching direction” is a direction orthogonal to the direction in which the molecular chain of the polymeric piezoelectric material extends.

本実施形態の高分子圧電材料の形状には特に制限はないが、フィルム形状が好ましい。
また、高分子圧電材料の厚さ(例えば、フィルム形状である場合の高分子圧電材料の厚さ)には特に制限はないが、10μm〜400μmが好ましく、20μm〜300μmがより好ましく、20μm〜250μmがさらに好ましく、20μm〜200μmが特に好ましい。
Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of the polymeric piezoelectric material of this embodiment, A film shape is preferable.
The thickness of the polymeric piezoelectric material (for example, the thickness of the polymeric piezoelectric material in the case of a film shape) is not particularly limited, but is preferably 10 μm to 400 μm, more preferably 20 μm to 300 μm, and more preferably 20 μm to 250 μm. Is more preferable, and 20 μm to 200 μm is particularly preferable.

[積層体]
本実施形態の高分子圧電材料を用いて積層体を形成してもよい。積層体は、例えば、高分子圧電材料を含む高分子圧電層と、高分子圧電層の少なくとも一方の主面上に配置され、イミド環構造を有する光学活性高分子以外の熱可塑性樹脂からなる表面層と、を含む。
[Laminate]
You may form a laminated body using the polymeric piezoelectric material of this embodiment. The laminate is, for example, a polymer piezoelectric layer containing a polymer piezoelectric material, and a surface made of a thermoplastic resin other than an optically active polymer having an imide ring structure and disposed on at least one main surface of the polymer piezoelectric layer. And a layer.

前述の積層体は、熱可塑性樹脂からなる表面層を含んでいる。熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、なかでもポリエステル樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂が好ましい。
The aforementioned laminate includes a surface layer made of a thermoplastic resin. The thermoplastic resin is not particularly limited, and examples thereof include polyolefin resins such as polyethylene resins and polypropylene resins, polyvinyl chloride resins, polystyrene resins, polyester resins, polycarbonate resins, polyurethane resins, and acrylic resins. preferable.
As the polyester resin, polyethylene terephthalate (PET) resin is preferable.

また、積層体は、高分子圧電層と表面層との間に粘接着層を有することが好ましい。粘接着層としては、例えば、OCA(Optical Clear Adhesive)テープを採用することができる。   The laminate preferably has an adhesive layer between the polymer piezoelectric layer and the surface layer. As the adhesive layer, for example, an OCA (Optical Clear Adhesive) tape can be employed.

[高分子圧電材料および積層体の用途等]
高分子圧電材料および積層体は、スピーカー、ヘッドホン、タッチパネル、リモートコントローラー、マイクロホン、水中マイクロホン、超音波トランスデューサ、超音波応用計測器、圧電振動子、機械的フィルター、圧電トランス、遅延装置、センサー、加速度センサー、衝撃センサー、振動センサー、感圧センサー、触覚センサー、電界センサー、音圧センサー、ディスプレイ、ファン、ポンプ、可変焦点ミラー、遮音材料、防音材料、キーボード、音響機器、情報処理機、計測機器、医用機器などの種々の分野で利用することができる。
[Applications of polymer piezoelectric materials and laminates]
Polymer piezoelectric materials and laminates are speakers, headphones, touch panels, remote controllers, microphones, underwater microphones, ultrasonic transducers, ultrasonic applied measuring instruments, piezoelectric vibrators, mechanical filters, piezoelectric transformers, delay devices, sensors, accelerations Sensor, Shock sensor, Vibration sensor, Pressure sensor, Tactile sensor, Electric field sensor, Sound pressure sensor, Display, Fan, Pump, Variable focus mirror, Sound insulation material, Sound insulation material, Keyboard, Sound device, Information processing machine, Measurement device, It can be used in various fields such as medical equipment.

このとき、高分子圧電材料は、少なくとも2つの面を有し、当該面には電極が備えられた圧電素子として用いられることが好ましい。電極は、高分子圧電材料の少なくとも2つの面に備えられていればよい。また、電極と高分子圧電材料との間に粘接着層や基材層が備えられていてもよい。前記電極としては、特に制限されないが、例えば、Al、Cu、Ag、Agペースト、カーボンブラック等の不透明材料、ITO(結晶化ITO及び非晶ITO)、ZnO、IGZO、IZO、導電性高分子(ポリチオフェン、PEDOT)、Agナノワイヤー、カーボンナノチューブ、グラフェン等の透明材料が用いられる。   At this time, the polymer piezoelectric material preferably has at least two surfaces and is used as a piezoelectric element having electrodes on the surfaces. The electrodes only need to be provided on at least two surfaces of the polymeric piezoelectric material. Further, an adhesive layer or a base material layer may be provided between the electrode and the polymer piezoelectric material. The electrode is not particularly limited. For example, opaque materials such as Al, Cu, Ag, Ag paste, carbon black, ITO (crystallized ITO and amorphous ITO), ZnO, IGZO, IZO, conductive polymer ( Transparent materials such as polythiophene, PEDOT), Ag nanowires, carbon nanotubes, and graphene are used.

また高分子圧電材料と電極を繰り返し重ねて積層圧電素子として用いることもできる。例としては電極と高分子圧電材料のユニットを繰り返し重ね、最後に電極で覆われていない高分子圧電材料の主面を電極で覆ったものが挙げられる。具体的にはユニットの繰り返しが2回のものは、電極、高分子圧電材料、電極、高分子圧電材料、電極をこの順で重ねた積層圧電素子である。積層圧電素子に用いられる高分子圧電材料はそのうち1層の高分子圧電材料が本実施形態に係る高分子圧電材料であればよく、その他の層は本実施形態に係る高分子圧電材料でなくてもよい。   In addition, a polymer piezoelectric material and electrodes can be repeatedly stacked to be used as a laminated piezoelectric element. As an example, a unit in which an electrode and a polymer piezoelectric material unit are repeatedly stacked, and the main surface of the polymer piezoelectric material that is not covered with an electrode is covered with an electrode. Specifically, the unit having two repetitions is a laminated piezoelectric element in which electrodes, polymer piezoelectric material, electrodes, polymer piezoelectric material, and electrodes are stacked in this order. The polymer piezoelectric material used for the laminated piezoelectric element may be one of the piezoelectric polymer materials according to the present embodiment, and the other layers may not be the polymer piezoelectric material according to the present embodiment. Also good.

本実施形態の高分子圧電材料を用いた前記圧電素子は、スピーカーやタッチパネル等、上述の種々の圧電デバイスに応用することができる。特に、透明性のある電極を備えた圧電素子は、スピーカー、タッチパネル、アクチュエータ等への応用に好適である。   The piezoelectric element using the polymeric piezoelectric material of the present embodiment can be applied to the above-described various piezoelectric devices such as speakers and touch panels. In particular, a piezoelectric element provided with a transparent electrode is suitable for application to a speaker, a touch panel, an actuator, and the like.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof.

〔製造例1〕
<圧電材料の作製>
L−アスパラギン酸(東京化成工業社製)150g、メシチレン340mL、スルホラン140mL、蒸留水200mL、および85%リン酸水溶液13g(触媒)をディーンスタークトラップが備え付けられた丸底フラスコに装入した。ディーンスタークトラップは、予めメシチレン及びスルホランの混合溶媒で充満した。上記丸底フラスコ内を窒素置換後、メカニカルスターラーで攪拌し、常圧、窒素雰囲気下180℃で36時間脱水縮合を行った。更に、この反応残渣を耐熱バットに入れ、窒素気流下200℃に設定したオーブンで加熱して残留溶媒を揮発させ、その後48時間固相重合を行った。
得られた残渣をジメチルホルムアミド1200mLに溶解し、ろ過により不溶物を除去した。得られたろ液にアセトン1200mLを加えて生成した微黄色固体をろ別し、ろ液が中性になるまで蒸留水で洗浄し、さらにメタノールで洗浄後、乾燥してポリスクシンイミド(光学活性高分子A)を得た。
[Production Example 1]
<Production of piezoelectric material>
A round bottom flask equipped with a Dean-Stark trap was charged with 150 g of L-aspartic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 340 mL of mesitylene, 140 mL of sulfolane, 200 mL of distilled water, and 13 g of 85% phosphoric acid aqueous solution (catalyst). The Dean Stark trap was previously filled with a mixed solvent of mesitylene and sulfolane. After the inside of the round bottom flask was purged with nitrogen, it was stirred with a mechanical stirrer and subjected to dehydration condensation at 180 ° C. for 36 hours under normal pressure and nitrogen atmosphere. Further, this reaction residue was put in a heat-resistant vat and heated in an oven set at 200 ° C. under a nitrogen stream to volatilize the residual solvent, and then solid phase polymerization was performed for 48 hours.
The obtained residue was dissolved in 1200 mL of dimethylformamide, and insoluble matters were removed by filtration. The resulting filtrate was added with 1200 mL of acetone to filter off the slightly yellow solid produced, washed with distilled water until the filtrate became neutral, further washed with methanol, dried, and dried to obtain polysuccinimide (optically active polymer). A) was obtained.

〔製造例2〕
L−アスパラギン酸(東京化成工業社製)50g、蒸留水100mLおよび85%リン酸水溶液21.7g(触媒)をディーンスタークトラップが備え付けられた丸底フラスコに装入した。上記丸底フラスコ内を窒素置換後、メカニカルスターラーで攪拌し、常圧、窒素雰囲気下で、120℃に加熱したオイルバスによりフラスコ内の水を留出させた。オイルバスの温度を上げてフラスコ内の温度を180℃にし、2.5時間反応を行った。更にフラスコ内を70mmHgに減圧して1時間反応を継続した。
得られた残渣をジメチルホルムアミド400mLに溶解し、ろ過により不溶物を除去した。得られたろ液にアセトン800mLを加えて生成した微黄色固体をろ別し、ろ液が中性になるまで蒸留水で洗浄し、さらにメタノールで洗浄後、乾燥してポリスクシンイミド(光学活性高分子B)を得た。
[Production Example 2]
A round bottom flask equipped with a Dean-Stark trap was charged with 50 g of L-aspartic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 100 mL of distilled water, and 21.7 g of 85% phosphoric acid aqueous solution (catalyst). After replacing the inside of the round bottom flask with nitrogen, the mixture was stirred with a mechanical stirrer, and water in the flask was distilled off with an oil bath heated to 120 ° C. under normal pressure and nitrogen atmosphere. The temperature in the flask was raised to 180 ° C. and the reaction was carried out for 2.5 hours. Further, the pressure in the flask was reduced to 70 mmHg, and the reaction was continued for 1 hour.
The obtained residue was dissolved in 400 mL of dimethylformamide, and insoluble matters were removed by filtration. To the obtained filtrate, 800 mL of acetone was added to filter out the slightly yellow solid produced, and the filtrate was washed with distilled water until the filtrate became neutral, further washed with methanol, and dried to obtain polysuccinimide (optically active polymer). B) was obtained.

〔製造例3〕
L−アスパラギン酸(東京化成工業社製)50g、メシチレン112mL、スルホラン50mL、蒸留水100mLおよび85%リン酸水溶液4.4g(触媒)をディーンスタークトラップが備え付けられた丸底フラスコに装入した。ディーンスタークトラップは、予めメシチレン及びスルホランの混合溶媒で充満した。上記丸底フラスコ内を窒素置換後、メカニカルスターラーで攪拌し、常圧、窒素雰囲気下180℃で4.5時間脱水縮合を行った。
溶媒を除去して得られた残渣をジメチルホルムアミド400mLに溶解し、ろ過により不溶物を除去した。得られたろ液にアセトン600mLを加えて生成した微黄色固体をろ別し、ろ液が中性になるまで蒸留水で洗浄し、さらにメタノールで洗浄後、乾燥してポリスクシンイミド(光学活性高分子C)を得た。
[Production Example 3]
A round bottom flask equipped with a Dean-Stark trap was charged with 50 g of L-aspartic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 112 mL of mesitylene, 50 mL of sulfolane, 100 mL of distilled water and 4.4 g of 85% aqueous phosphoric acid solution (catalyst). The Dean Stark trap was previously filled with a mixed solvent of mesitylene and sulfolane. The inside of the round bottom flask was purged with nitrogen, stirred with a mechanical stirrer, and dehydrated and condensed at 180 ° C. for 4.5 hours under normal pressure and nitrogen atmosphere.
The residue obtained by removing the solvent was dissolved in 400 mL of dimethylformamide, and the insoluble material was removed by filtration. To the obtained filtrate, 600 mL of acetone was added to filter out the slightly yellow solid formed. The filtrate was washed with distilled water until the filtrate became neutral, further washed with methanol, and dried to obtain polysuccinimide (optically active polymer). C) was obtained.

〔製造例4〕
触媒を85%リン酸水溶液4.4gを塩化スズ(II)・二水和物8.6gに変更したこと以外は製造例3と同様にしてポリスクシンイミド(光学活性高分子D)を得た。
[Production Example 4]
A polysuccinimide (optically active polymer D) was obtained in the same manner as in Production Example 3 except that 4.4 g of the 85% phosphoric acid aqueous solution was changed to 8.6 g of tin (II) chloride dihydrate.

〔製造例5〕
触媒を85%リン酸水溶液4.4gを塩化スズ(II)・二水和物8.6gに変更し、かつ、脱水縮合について、「常圧、窒素雰囲気下180℃で4.5時間脱水縮合を行った」操作を「常圧、窒素雰囲気下180℃で4時間脱水縮合を行った後、更に85%リン酸水溶液8.8gを加え、常圧、窒素雰囲気下180℃で4時間脱水縮合を行った」操作に変更したこと以外は製造例3と同様にしてポリスクシンイミド(光学活性高分子E)を得た。
[Production Example 5]
The catalyst was changed from 4.4 g of 85% phosphoric acid aqueous solution to 8.6 g of tin (II) chloride dihydrate, and for dehydration condensation, “dehydration condensation at 180 ° C. for 4.5 hours under atmospheric pressure and nitrogen atmosphere” The operation was performed after “dehydration condensation was performed at 180 ° C. for 4 hours under normal pressure and nitrogen atmosphere, and then 8.8 g of 85% phosphoric acid aqueous solution was added, and dehydration condensation was performed for 4 hours at 180 ° C. under normal pressure and nitrogen atmosphere. A polysuccinimide (optically active polymer E) was obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the operation was changed to “Performed”.

以下に示す方法により、前述の方法で合成されたポリスクシンイミド(光学活性高分子A〜E)の重量平均分子量および比旋光度を測定した。測定結果は、以下の表1に示すとおりである。   By the method shown below, the weight average molecular weight and specific rotation of the polysuccinimide (optically active polymers A to E) synthesized by the above-described method were measured. The measurement results are as shown in Table 1 below.

(数平均分子量及び重量平均分子量の測定)
ポリスクシンイミドの数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)を用い、下記GPC測定方法により、測定された値を指す。
−GPC測定装置−
昭和電工社製、Shodex GPC−101
−カラム−
昭和電工社製、Shodex OHpak SB−804 HQ
−サンプルの調製−
ポリスクシンイミドを40℃で溶媒であるジメチルホルムアミドに溶解させ、濃度1mg/mLのサンプル溶液を準備した。
−測定条件−
サンプル溶液0.1mLを溶媒(ジメチルホルムアミド(LiBr 0.1質量%含有))、温度40℃、0.7mL/分の流速でカラムに導入し、カラムで分離されたサンプル溶液中のサンプル濃度を示差屈折計で測定した。ポリスクシンイミドの数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、昭和電工社製のStandard Shodex SM−105を用いて作成した検量線に基づき算出した。
(Measurement of number average molecular weight and weight average molecular weight)
The number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of polysuccinimide indicate values measured by gel permeation chromatograph (GPC) by the following GPC measurement method.
-GPC measuring device-
Showex DPC, Shodex GPC-101
-Column-
Showex Denko, Shodex OHpak SB-804 HQ
-Sample preparation-
Poliscinimide was dissolved in dimethylformamide as a solvent at 40 ° C. to prepare a sample solution having a concentration of 1 mg / mL.
-Measurement conditions-
0.1 mL of the sample solution was introduced into the column with a solvent (dimethylformamide (containing 0.1% by mass of LiBr)) at a temperature of 40 ° C. and a flow rate of 0.7 mL / min, and the sample concentration in the sample solution separated by the column was determined. Measured with a differential refractometer. The number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of the polysuccinimide were calculated based on a calibration curve prepared using Standard Shodex SM-105 manufactured by Showa Denko K.K.

(比旋光度の測定)
ポリスクシンイミドの589nmにおける比旋光度は、下記の方法により測定した。
−測定条件−
ポリスクシンイミドを1.5質量%となるようにジメチルホルムアミドに溶解し、全自動旋光計AUTOPOL V(Rudolph Research Analytical社製)を用いて、測定波長589nm、20℃における旋光度αを測定した。旋光度αから下記式を用いて比旋光度[α]を計算した。
[式1]
[α]=α/(c×l)
c:測定サンプル濃度(g/dL)
l:セル長(100mm)
(Measurement of specific rotation)
The specific rotation at 589 nm of poriscinimide was measured by the following method.
-Measurement conditions-
Poliscinimide was dissolved in dimethylformamide so as to be 1.5% by mass, and the optical rotation α at a measurement wavelength of 589 nm and 20 ° C. was measured using a fully automatic polarimeter AUTOPOL V (manufactured by Rudolph Research Analytical). The specific rotation [α] was calculated from the optical rotation α using the following formula.
[Formula 1]
[α] = α / (c × l)
c: Measurement sample concentration (g / dL)
l: Cell length (100 mm)

ポリスクシンイミド(光学活性高分子A〜E)の重量平均分子量および比旋光度の測定結果は、以下の表1に示すとおりである。   The measurement results of the weight average molecular weight and specific rotation of polysuccinimide (optically active polymers A to E) are as shown in Table 1 below.

〔実施例1〕
製造例1で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子A)1gをジメチルホルムアミド10mLに溶解した後、テフロン(登録商標)シャーレにキャストして窒素気流下、常温で24時間放置してキャストフィルムを得た。得られたキャストフィルムを、100℃に設定した加熱延伸ローラー(井元製作所製)を用いて延伸倍率2倍にロール圧延して、配向処理を行った。これにより、高分子圧電材料を作製した。
得られた高分子圧電材料の厚さは46μmであった。
[Example 1]
1 g of polysuccinimide (optically active polymer A) obtained in Production Example 1 is dissolved in 10 mL of dimethylformamide, cast into a Teflon (registered trademark) petri dish, and allowed to stand at room temperature for 24 hours in a nitrogen stream. Obtained. The obtained cast film was roll-rolled at a draw ratio of 2 using a heat-stretching roller (manufactured by Imoto Seisakusho) set to 100 ° C., and subjected to orientation treatment. Thereby, a polymer piezoelectric material was produced.
The thickness of the obtained polymer piezoelectric material was 46 μm.

〔比較例1〕
加熱延伸ローラー(井元製作所製)の設定温度を100℃から120℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして高分子圧電材料を作製した。
[Comparative Example 1]
A polymeric piezoelectric material was produced in the same manner as in Example 1 except that the set temperature of the heat-stretching roller (manufactured by Imoto Seisakusho) was changed from 100 ° C to 120 ° C.

〔実施例2〕
製造例1で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子A)1gを製造例2で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子B)1gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして高分子圧電材料を作製した。
[Example 2]
Except that 1 g of polysuccinimide (optically active polymer A) obtained in Production Example 1 was changed to 1 g of polysuccinimide (optically active polymer B) obtained in Production Example 2, the same procedure as in Example 1 was carried out. A molecular piezoelectric material was prepared.

〔実施例3〕
製造例1で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子A)1gを製造例3で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子C)1gに変更し、かつ、加熱延伸ローラー(井元製作所製)の設定温度を100℃から80℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして高分子圧電材料を作製した。
Example 3
1 g of the polysuccinimide (optically active polymer A) obtained in Production Example 1 was changed to 1 g of the polysuccinimide (optically active polymer C) obtained in Production Example 3, and the heat stretching roller (manufactured by Imoto Seisakusho) A polymeric piezoelectric material was produced in the same manner as in Example 1 except that the set temperature was changed from 100 ° C. to 80 ° C.

〔実施例4〕
製造例1で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子A)1gを製造例3で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子C)1gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして高分子圧電材料を作製した。
Example 4
Except that 1 g of polysuccinimide (optically active polymer A) obtained in Production Example 1 was changed to 1 g of polysuccinimide (optically active polymer C) obtained in Production Example 3, the same procedure as in Example 1 was carried out. A molecular piezoelectric material was prepared.

〔実施例5〕
製造例1で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子A)1gを製造例3で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子C)1gに変更し、かつ、加熱延伸ローラー(井元製作所製)の設定温度を100℃から120℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして高分子圧電材料を作製した。
Example 5
1 g of the polysuccinimide (optically active polymer A) obtained in Production Example 1 was changed to 1 g of the polysuccinimide (optically active polymer C) obtained in Production Example 3, and the heat stretching roller (manufactured by Imoto Seisakusho) A polymeric piezoelectric material was produced in the same manner as in Example 1 except that the set temperature was changed from 100 ° C. to 120 ° C.

〔実施例6〕
製造例1で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子A)1gを製造例4で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子D)1gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして高分子圧電材料を作製した。
Example 6
Except that 1 g of polysuccinimide (optically active polymer A) obtained in Production Example 1 was changed to 1 g of polysuccinimide (optically active polymer D) obtained in Production Example 4, the same procedure as in Example 1 was carried out. A molecular piezoelectric material was prepared.

〔実施例7〕
製造例1で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子A)1gを製造例5で得られたポリスクシンイミド(光学活性高分子E)1gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして高分子圧電材料を作製した。
Example 7
Except that 1 g of polysuccinimide (optically active polymer A) obtained in Production Example 1 was changed to 1 g of polysuccinimide (optically active polymer E) obtained in Production Example 5, the same procedure as in Example 1 was carried out. A molecular piezoelectric material was prepared.

(圧電定数d14の測定)
前述した圧電定数d14の測定方法に従い、上記実施例1〜7および比較例1の高分子圧電材料の圧電定数d14を測定した。動的粘弾性測定装置としては、東洋精機製作所社製の「レオログラフソリッドS−1」を用いた。
圧電定数d14の測定結果を以下の表2に示す。
(Measurement of piezoelectric constant d 14)
According measuring method of the piezoelectric constant d 14 as described above, it was measured piezoelectric constant d 14 of the piezoelectric polymer of Example 7 and Comparative Example 1. As a dynamic viscoelasticity measuring apparatus, “Rheograph Solid S-1” manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. was used.
The measurement results of the piezoelectric constant d 14 in Table 2 below.

(弾性率の測定)
前述した弾性率の測定方法に従い、上記実施例1〜7および比較例1の高分子圧電材料の弾性率を測定した。動的粘弾性測定装置としては、東洋精機製作所社製の「レオログラフソリッドS−1」を用いた。
弾性率の測定結果を以下の表2に示す。
(Measurement of elastic modulus)
According to the elastic modulus measurement method described above, the elastic modulus of the polymeric piezoelectric materials of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 was measured. As a dynamic viscoelasticity measuring apparatus, “Rheograph Solid S-1” manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. was used.
The measurement results of the elastic modulus are shown in Table 2 below.

上記表2に示すように、光学活性高分子A〜Eとしてポリスクシンイミドを用いた場合であっても、圧電定数d14が0.1pC/N以上である高分子圧電材料が得られた。 As shown in Table 2, even in the case of using the polysuccinimide as an optically active polymer A-E, the piezoelectric constant d 14 is a polymeric piezoelectric material is obtained at 0.1pC / N or more.

〔参考例1〕
NatureWorks LLC社製のポリ乳酸(PLA)(品名:IngeoTM biopolymer、銘柄:4032D、重量平均分子量Mw:20万)のペレットを205℃で熱プレスを1分間行った後に20℃に設定したプレス機でプレスして急冷フィルムを得た。前記急冷フィルムの対向する2辺をクリップで固定し、固定した2辺と直交する方向に、70℃に加熱しながら4倍まで延伸し延伸フィルムを得た。得られたフィルムを、130℃で600秒アニールした後、急冷し、参考例1の高分子圧電材料を得た。また、以下のGPC測定方法により、ポリ乳酸のMwを測定した。
−GPC測定方法−
・測定装置
Waters社製GPC−100
・カラム
昭和電工社製、Shodex LF−804
・サンプルの調製
参考例1の高分子圧電材料を、それぞれ40℃で溶媒(クロロホルム)へ溶解させ、濃度1mg/mLのサンプル溶液を準備した。
・測定条件
サンプル溶液0.1mLを溶媒(クロロホルム)、温度40℃、1mL/分の流速でカラムに導入し、カラムで分離されたサンプル溶液中のサンプル濃度を示差屈折計で測定した。ポリ乳酸の分子量は、ポリスチレン標準試料にてユニバーサル検量線を作成し、ポリ乳酸の重量平均分子量(Mw)を算出した。
[Reference Example 1]
NatureWorks LLC manufactured by polylactic acid (PLA) (product name: Ingeo TM biopolymer, brand: 4032D, weight average molecular weight Mw: 20 50,000) press set at 20 ° C. after the heat pressing for one minute at 205 ° C. pellets To obtain a quenched film. Two opposite sides of the quenched film were fixed with a clip, and stretched up to 4 times while heating at 70 ° C. in a direction perpendicular to the two fixed sides to obtain a stretched film. The obtained film was annealed at 130 ° C. for 600 seconds and then rapidly cooled to obtain the polymeric piezoelectric material of Reference Example 1. Further, Mw of polylactic acid was measured by the following GPC measurement method.
-GPC measurement method-
・ Measurement device Waters GPC-100
・ Column Showa Denko KK, Shodex LF-804
Sample Preparation The polymer piezoelectric material of Reference Example 1 was dissolved in a solvent (chloroform) at 40 ° C. to prepare a sample solution having a concentration of 1 mg / mL.
Measurement conditions 0.1 mL of the sample solution was introduced into the column at a solvent (chloroform), a temperature of 40 ° C. and a flow rate of 1 mL / min, and the sample concentration in the sample solution separated by the column was measured with a differential refractometer. For the molecular weight of polylactic acid, a universal calibration curve was prepared using a polystyrene standard sample, and the weight average molecular weight (Mw) of polylactic acid was calculated.

<耐湿熱性>
製造直後(製造から24時間以内)の高分子圧電材料(実施例1、参考例1)の重量平均分子量を測定した(初期Mw)。次に、製造直後(製造から24時間以内)の積層体から、長手方向50mm×幅方向50mmの矩形の試験片を用意し、この試験片を85℃85%RHに保った恒温恒湿器内に吊り下げ、所定時間(24時間又は192時間)保持した。この試験片について高分子圧電材料の重量平均分子量を測定し(耐湿熱試験後Mw)、下記式で表されるMw維持率について以下の基準で評価した。結果を表3に示す。
式: Mw維持率=耐湿熱試験後Mw/初期Mw
〔評価基準〕
A:Mw維持率≧0.8
B:0.8>Mw維持率≧0.5
C:Mw維持率<0.5
<Heat and heat resistance>
The weight average molecular weight of the polymeric piezoelectric material (Example 1, Reference Example 1) immediately after production (within 24 hours from production) was measured (initial Mw). Next, from a laminate immediately after production (within 24 hours from production), a rectangular test piece of 50 mm in the longitudinal direction and 50 mm in the width direction was prepared, and the test piece was kept in a constant temperature and humidity chamber maintained at 85 ° C. and 85% RH. And held for a predetermined time (24 hours or 192 hours). With respect to this test piece, the weight average molecular weight of the polymeric piezoelectric material was measured (Mw after the wet heat resistance test), and the Mw maintenance rate represented by the following formula was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 3.
Formula: Mw retention rate = Mw after wet heat resistance test / initial Mw
〔Evaluation criteria〕
A: Mw maintenance rate ≧ 0.8
B: 0.8> Mw maintenance rate ≧ 0.5
C: Mw maintenance rate <0.5

表3に示すように、実施例1で得られた高分子圧電材料は、85℃85%RHの条件下にて192時間経過後であってもMw維持率の数値が高く、耐湿熱性に優れていることが分かる。
一方、参考例1で得られた高分子圧電材料は、85℃85%RHの条件下にて24時間経過した時点でMw維持率の数値が低く、耐湿熱性が不十分であることが分かる。
As shown in Table 3, the polymeric piezoelectric material obtained in Example 1 has a high Mw retention rate even after 192 hours under the condition of 85 ° C. and 85% RH, and is excellent in heat and moisture resistance. I understand that
On the other hand, it can be seen that the polymer piezoelectric material obtained in Reference Example 1 has a low Mw retention rate after 24 hours under the condition of 85 ° C. and 85% RH, and has insufficient moisture and heat resistance.

Claims (8)

イミド環構造を有する光学活性高分子を含み、圧電定数d14が0.1pC/N以上である、高分子圧電材料。 Comprises an optically active polymer having an imide ring structure, is the piezoelectric constant d 14 is 0.1pC / N or more, a polymeric piezoelectric material. 前記イミド環構造を有する光学活性高分子が、ポリスクシンイミドである、請求項1に記載の高分子圧電材料。   The polymeric piezoelectric material according to claim 1, wherein the optically active polymer having an imide ring structure is polysuccinimide. 前記イミド環構造を有する光学活性高分子の589nmにおける比旋光度の絶対値が0.1deg・cm・g−1以上である、請求項1または請求項2に記載の高分子圧電材料。 The polymeric piezoelectric material according to claim 1 or 2, wherein the optically active polymer having an imide ring structure has an absolute value of specific rotation at 589 nm of 0.1 deg · cm 2 · g -1 or more. 前記イミド環構造を有する光学活性高分子の重量平均分子量が18,000以上である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の高分子圧電材料。   The polymeric piezoelectric material according to any one of claims 1 to 3, wherein the optically active polymer having the imide ring structure has a weight average molecular weight of 18,000 or more. 前記イミド環構造を有する光学活性高分子の含有量が50質量%以上である、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の高分子圧電材料。   5. The polymeric piezoelectric material according to claim 1, wherein the content of the optically active polymer having an imide ring structure is 50% by mass or more. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の高分子圧電材料の製造方法であって、
前記イミド環構造を有する光学活性高分子を含む組成物を製膜して膜を得る製膜工程と、
前記膜を延伸する延伸工程と、
を有する、高分子圧電材料の製造方法。
It is a manufacturing method of the polymeric piezoelectric material of any one of Claims 1-5,
A film forming step of obtaining a film by forming a composition containing the optically active polymer having the imide ring structure; and
A stretching step of stretching the film;
A method for producing a polymeric piezoelectric material, comprising:
前記組成物が、溶媒を含み、
前記製膜工程が、前記組成物をキャスト法で製膜して膜を得る工程と、前記膜から前記溶媒を蒸発除去する工程と、を含む、請求項6に記載の高分子圧電材料の製造方法。
The composition comprises a solvent;
The method for producing a piezoelectric polymer material according to claim 6, wherein the film forming step includes a step of forming a film by forming the composition by a casting method and a step of evaporating and removing the solvent from the film. Method.
前記延伸工程が、ロール延伸により配向処理を行う工程である、請求項6または請求項7に記載の高分子圧電材料の製造方法。   The method for producing a polymeric piezoelectric material according to claim 6 or 7, wherein the stretching step is a step of performing orientation treatment by roll stretching.
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