JP2016058617A - Method of manufacturing electret - Google Patents

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大樹 山下
Daiki Yamashita
大樹 山下
升澤 正弘
Masahiro Masuzawa
正弘 升澤
長尾 和也
Kazuya Nagao
和也 長尾
崇尋 今井
Takahiro Imai
崇尋 今井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an electret capable of controlling the charge amount of an electret material, i.e., the absolute value of surface potential as an electret index, in the increasing direction.SOLUTION: A method of manufacturing an electret has a deposition step for forming a coating film on the substrate surface by using a coating liquid where a fluorine-containing resin is dispersed into a solvent, a drying step for drying the coating film following to the deposition step, a charge injection step for injecting charges into a resin film of fluorine-containing resin obtained after the drying step, and a heating step for heating the resin film of fluorine-containing resin after the charge injection step.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、エレクトレットの製造方法に関する。   The present invention relates to an electret manufacturing method.

エレクトレットとは、誘電体に電荷を打ち込んだものであり、半永久的に静電場を発生させることができる物質として知られている。エレクトレットの製造方法はいくつかあり、コロナ放電、電子ビーム、軟エックス線や真空紫外線を用いた光電離、イオンドーピングなどを利用する方法が挙げられる。   An electret is a substance in which electric charges are injected into a dielectric, and is known as a substance that can generate an electrostatic field semipermanently. There are several methods for producing electrets, and examples include methods using corona discharge, electron beam, soft ionization using soft X-rays or vacuum ultraviolet rays, ion doping, and the like.

コロナ放電は大気中において短時間で荷電可能で、かつ安定なエレクトレットの作製ができる。このため、マイクロホンやフィルタの製造など、広範囲な用途において採用されている。最近では振動発電素子の電極部の帯電方法として利用されている。例えば、コロナ針とグリッドを設けたコロナ放電装置を用いてエレクトレットを製造する方法が利用されている(特許文献1参照)。   Corona discharge can be charged in the atmosphere in a short time and can produce a stable electret. For this reason, it is employed in a wide range of applications such as the manufacture of microphones and filters. Recently, it is used as a charging method for the electrode portion of the vibration power generation element. For example, a method of manufacturing an electret using a corona discharge device provided with a corona needle and a grid is used (see Patent Document 1).

電子ビームの照射によるエレクトレットの荷電方法は、最も古い荷電方法の一つである。利点としては、加速電圧の調整によるエレクトレットへの電子の侵入深さや、電流密度、面内均一性の制御が容易であることなどが挙げられる。電子ビームの具体的使用方法として、例えば、電子線をオレフィン系樹脂シートに照射して、オレフィン系樹脂シートの近傍部の空気分子をイオン化することによってオレフィン系樹脂に電荷を注入してオレフィン系樹脂シートを帯電させる方法がある(特許文献2参照)。   The electret charging method by electron beam irradiation is one of the oldest charging methods. Advantages include easy control of the penetration depth of electrons into the electret, current density, and in-plane uniformity by adjusting the acceleration voltage. As a specific method of using an electron beam, for example, an olefin resin sheet is irradiated with an electron beam and air molecules in the vicinity of the olefin resin sheet are ionized to inject charges into the olefin resin. There is a method of charging a sheet (see Patent Document 2).

また、エレクトレット性微粒子の製造方法として「ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン三元共重合体を含む含フッ素材料を、当該含フッ素材料が相溶しない液体中で乳化することにより乳化粒子とし、当該乳化粒子に電子線照射、放射線照射又はコロナ放電することによりエレクトレット性微粒子を製造する方法」が記載されている(特許文献3参照)。   Further, as a method for producing electret fine particles, “emulsified particles are obtained by emulsifying a fluorine-containing material containing vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene terpolymer in a liquid in which the fluorine-containing material is not compatible. And a method of producing electret fine particles by applying electron beam irradiation, radiation irradiation or corona discharge to the emulsified particles ”(see Patent Document 3).

軟エックス線を用いたエレクトレットの製造方法もある。軟エックス線は、数十keV以下のエネルギーを有する電磁波であり、硬エックス線と比較するとエネルギーが低いため、物体を透過する能力は小さい。利用例としては、NHK放送技術研究所のHagiwaraらが、MEMSで作製したSiマイクロホンの内部に配置した誘電体に対し、厚さ2μmのSi製のダイアフラムを通して軟エックス線を照射し、エレクトレットを作製する方法を提案している。(非特許文献1参照)(K. Hagiwara, M. Goto, Y. Iguchi, Y. Yasuno, H. Kodama, K. Kidokoro, and T. Tajima, “Soft Xray charging method for a silicon electret condenser microphone,” Appl. Phys. Exp., 3, 091502, 3pp, 2010.)   There is also an electret manufacturing method using soft X-rays. A soft X-ray is an electromagnetic wave having an energy of several tens of keV or less, and has a lower energy than a hard X-ray, and therefore has a low ability to transmit an object. As an example of use, Hagiwara et al. Of NHK Science and Technology Research Laboratories irradiate a dielectric placed inside a Si microphone made by MEMS with a soft X-ray through a 2 μm thick Si diaphragm to produce an electret. Proposed method. (See Non-Patent Document 1) (K. Hagiwara, M. Goto, Y. Iguchi, Y. Yasuno, H. Kodama, K. Kidokoro, and T. Tajima, “Soft Xray charging method for a silicon electret condenser microphone,” Appl. Phys. Exp., 3, 091502, 3pp, 2010.)

真空紫外線を利用したエレクトレットの製造方法について述べる。真空紫外線とは、波長が200nm以下で、空気中で大きな減衰を示す紫外線のことを言う。ある圧力においては、コロナ放電や軟エックス線と比較して多量のイオン/電子が生成され、高速にエレクトレットを作製することが知られている。例えば、窒素の圧力を一定に保持できる真空チャンバーに、重水素ランプ(波長120〜160nm)を取り付けてエレクトレットの作製する方法が提案されている。(非特許文献2参照)(Honzumi, M., Hagiwara, K., Iguchi, Y., and Suzuki, Y., “High-Speed Electret Charging Method Using Vacuum UV Irradiation,” Appl. Phys. Lett., Vol. 98, Issue 5, 052901 (2011))
このように、コロナ放電だけでなく様々なエレクトレット化技術の開発が進められている。
An electret manufacturing method using vacuum ultraviolet rays will be described. The vacuum ultraviolet ray means an ultraviolet ray having a wavelength of 200 nm or less and showing a large attenuation in the air. It is known that, at a certain pressure, a large amount of ions / electrons are generated as compared with corona discharge or soft X-ray, and an electret is produced at a high speed. For example, a method for producing an electret by attaching a deuterium lamp (wavelength 120 to 160 nm) to a vacuum chamber capable of maintaining a constant nitrogen pressure has been proposed. (See Non-Patent Document 2) (Honzumi, M., Hagiwara, K., Iguchi, Y., and Suzuki, Y., “High-Speed Electret Charging Method Using Vacuum UV Irradiation,” Appl. Phys. Lett., Vol. 98, Issue 5, 052901 (2011))
In this way, development of various electretization techniques as well as corona discharge is underway.

一方で、材料面からエレクトレット性を高める試みもなされている。例えば、ミクロ相分離構造を示すブロック共重合体を含む樹脂組成物からなることを特徴とするエレクトレットが開示されている(特許文献4参照)。
また、含フッ素芳香族ポリマーを主成分として含む含フッ素芳香族系樹脂を含有することを特徴とするエレクトレットによって、表面電荷密度が大きなエレクトレットが得られることが開示されている(特許文献5参照)。
On the other hand, attempts have been made to improve electret properties from the material aspect. For example, an electret comprising a resin composition containing a block copolymer exhibiting a microphase separation structure has been disclosed (see Patent Document 4).
Further, it is disclosed that an electret having a large surface charge density can be obtained by an electret characterized by containing a fluorinated aromatic resin containing a fluorinated aromatic polymer as a main component (see Patent Document 5). .

以上のように、エレクトレット化工法やエレクトレット材料の開発によって高いエレクトレット性を有する材料開発が進められている。しかしながら、エレクトレット材料の課題として、エレクトレット性の長期安定性、高温環境下におけるエレクトレット性の保持等が挙げられており、振動発電器をはじめとするエレクトレットデバイスの実用化において一つの障壁となっている。   As described above, the development of materials having high electret properties has been promoted by the development of electret methods and electret materials. However, electret materials have long-term stability of electret properties, retention of electret properties in high-temperature environments, etc., and are one barrier in the practical application of electret devices including vibration power generators. .

また、エレクトレット性の指標の一つである表面電位の制御はエレクトレットデバイスの実用化に非常に重要な技術となる。現在、コロナ放電によるエレクトレット化ではグリッド電極を用いて、印加電圧を制御することによって帯電量の制御が行われていることが知られている。その他のエレクトレット化技術においても、印加電圧、電流、雰囲気、圧力等を制御することで帯電量の制御が検討されている。
さらに、エレクトレット性の長期安定性の観点からも、エレクトレット化後のエレクトレット材料の表面電位の絶対値を増加させる方向に制御することは非常に重要であるが、それを可能にする技術はいまだ存在しないのが現状である。
In addition, control of the surface potential, which is one of the indices of electret properties, is a very important technology for practical use of electret devices. Currently, it is known that electretization by corona discharge uses a grid electrode to control the amount of charge by controlling the applied voltage. In other electretization techniques, the control of the charge amount is studied by controlling the applied voltage, current, atmosphere, pressure, and the like.
In addition, from the viewpoint of long-term stability of electret properties, it is very important to control the electret material surface potential after electretization in the direction of increasing the absolute value, but there is still a technology that makes this possible. The current situation is not.

本発明は、上記の現状の課題を鑑み、エレクトレット化されたエレクトレット材料の帯電量、すなわちエレクトレット指標として表面電位の絶対値を増加させる方向に制御することができるエレクトレットの製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above-described current problems, the present invention provides an electret manufacturing method capable of controlling the electrified electret material charge amount, that is, the direction of increasing the absolute value of the surface potential as an electret index. Objective.

上記の課題を解決する本発明は以下の態様を有する。
(1)含フッ素樹脂を溶媒に分散させた塗工液を用いて基板表面に塗工膜を形成する成膜工程と、
前記成膜工程後に前記塗工膜を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程後に得られる含フッ素樹脂の樹脂膜に電子線照射により電荷を注入する電荷注入工程と、
前記電荷注入工程後に前記含フッ素樹脂の樹脂膜を加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とするエレクトレットの製造方法。
The present invention for solving the above problems has the following aspects.
(1) a film forming step of forming a coating film on a substrate surface using a coating liquid in which a fluorine-containing resin is dispersed in a solvent;
A drying step of drying the coating film after the film formation step;
A charge injection step of injecting charges into the resin film of the fluororesin obtained after the drying step by electron beam irradiation;
A heating step of heating the resin film of the fluororesin after the charge injection step;
A method for producing an electret, comprising:

本発明によると、エレクトレット化されたエレクトレット材料の帯電量、すなわちエレクトレット指標として表面電位の絶対値を増加させる方向に制御することができるエレクトレットの製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electret which can be controlled to the direction which increases the electrification amount of electret electret material, ie, the absolute value of surface potential, as an electret parameter | index can be provided.

コロナ荷電装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a corona charging device.

次に、本発明を実施するための形態を説明する。
本発明のエレクトレッとの製造方法においては、まず、含フッ素樹脂を溶媒に分散させて塗工液を作製し、この塗工液を用いて基板表面に塗工膜を形成する(成膜工程)。そして、塗工膜を十分に乾燥させて含フッ素樹脂の樹脂膜を作製する(乾燥工程)。続いて、電子線照射によって樹脂膜に電荷を注入する(電荷注入工程)。最後に、樹脂膜を加熱する(加熱工程)ことで、本発明のエレクレットを得ることができる。
以下に各材料を詳細に説明する。
Next, the form for implementing this invention is demonstrated.
In the method for producing an electret according to the present invention, first, a fluororesin is dispersed in a solvent to prepare a coating solution, and a coating film is formed on the substrate surface using this coating solution (film forming step). . Then, the coating film is sufficiently dried to produce a fluororesin resin film (drying step). Subsequently, charges are injected into the resin film by electron beam irradiation (charge injection step). Finally, the electret of this invention can be obtained by heating a resin film (heating process).
Each material will be described in detail below.

《基板》
基板は導電性を有する材料からなるものが好ましい。基板上に形成された樹脂膜をエレクトレット化する際に、基板が導電性であることで樹脂膜に保持された電荷を安定化させることができると考えられるためである。導電性材料として具体的には、金、銀、銅、ニッケル、クロム、アルミニウム、チタン、タングステン、モリブデン、錫、コバルト、パラジウム、白金、これらのうちの少なくとも1種を主成分とする合金等が挙げられる。また、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)などの金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリピロール、PEDOT/PSS、カーボンナノチューブなどから成る有機導電膜も例示できる。さらに、基板はその他上記に記載のない材料であっても良く、特に上記に限定されることはないが、導電性を有する材料が好適であると言える。
"substrate"
The substrate is preferably made of a conductive material. This is because, when the resin film formed on the substrate is electretized, it is considered that the charge held on the resin film can be stabilized because the substrate is conductive. Specific examples of the conductive material include gold, silver, copper, nickel, chromium, aluminum, titanium, tungsten, molybdenum, tin, cobalt, palladium, platinum, and alloys containing at least one of these as a main component. Can be mentioned. Further, examples thereof include metal oxide conductive films such as ITO (Indium Tin Oxide) and IZO (Indium Zinc Oxide), and organic conductive films made of polyaniline, polypyrrole, PEDOT / PSS, carbon nanotubes, and the like. Further, the substrate may be made of any other material not described above, and is not particularly limited to the above, but it can be said that a conductive material is suitable.

《塗工膜及び樹脂膜》
前記塗工膜は、含フッ素樹脂を溶媒に分散させた塗工液を用いて基板表面に形成されるものであり、含フッ素樹脂と溶媒とを含むものである。そしてこの塗工膜を乾燥させることで溶媒が蒸発し、乾燥した含フッ素樹脂の樹脂膜が得られる。
前記塗工液に分散させる含フッ素樹脂が重合性の樹脂ではない場合には、前記塗工膜から溶媒が蒸発して乾燥した含フッ素樹脂の樹脂膜が得られる。一方、塗工液に分散させる含フッ素樹脂が重合性のものであり、塗工液が重合性の含フッ素樹脂と反応する他の化合物を含む場合には、塗工膜を乾燥させる際に加える熱によって重合性の含フッ素樹脂と他の化合物とが反応する。これにより、塗工液に分散させた含フッ素樹脂を骨格中に含む含フッ素樹脂からなる樹脂膜が得られる。
<Coating film and resin film>
The coating film is formed on the substrate surface using a coating liquid in which a fluorine-containing resin is dispersed in a solvent, and includes a fluorine-containing resin and a solvent. Then, by drying the coated film, the solvent is evaporated, and a dried resin film of fluorine-containing resin is obtained.
When the fluorine-containing resin to be dispersed in the coating liquid is not a polymerizable resin, the resin film of the fluorine-containing resin dried by evaporation of the solvent from the coating film is obtained. On the other hand, when the fluorine-containing resin dispersed in the coating liquid is polymerizable and the coating liquid contains other compounds that react with the polymerizable fluorine-containing resin, it is added when the coating film is dried. The polymerizable fluorine-containing resin and other compounds react with heat. Thereby, the resin film which consists of a fluorine-containing resin which contains the fluorine-containing resin disperse | distributed to the coating liquid in frame | skeleton is obtained.

《塗工液》
本発明において、塗工膜の形成に用いられる塗工液は、溶媒に前記含フッ素樹脂を分散してなるものである。より具体的には、後述する前記重合体(A)を溶媒に分散してなるもの、または重合体(A)と該重合体(A)以外の他の成分とを、溶媒に分散乃至溶解してなるものである。
溶媒としては、前記塗工液に含まれる各成分を分散乃至溶解するものであればよく、少なくとも重合体(A)を分散する溶媒が用いられる。
他の成分を含む場合、前記重合体(A)を分散する溶媒が、該他の成分を分散乃至溶解するものであれば、該溶媒単独で均一な溶液とすることができる。また、該他の成分を分散乃至溶解する他の溶媒を併用してもよい。
《Coating fluid》
In the present invention, the coating liquid used for forming the coating film is obtained by dispersing the fluororesin in a solvent. More specifically, the polymer (A) described later is dispersed in a solvent, or the polymer (A) and other components other than the polymer (A) are dispersed or dissolved in a solvent. It will be.
Any solvent may be used as long as it can disperse or dissolve each component contained in the coating solution, and a solvent that disperses at least the polymer (A) is used.
When the other component is contained, the solvent alone can be used to form a uniform solution as long as the solvent in which the polymer (A) is dispersed disperses or dissolves the other component. Moreover, you may use together the other solvent which disperse | distributes or melt | dissolves this other component.

前記他の成分としては、アミノ基を有するシランカップリング剤または後述する化合物(C)が含まれていることが好ましい。塗工液中には他の成分としてアミノ基を有するシランカップリング剤が含まれていることが特に好ましい。塗工液中に前記重合体(A)とアミノ基を有するシランカップリング剤が含まれていると、塗工膜を乾燥させる際にこれらが反応し、アミノシラン骨格を有する樹脂による膜が形成される。これにより、形成されるエレクトレットが保持する電荷の熱安定性がさらに向上し、経時安定性等も向上する。該効果は、特に、重合体(A)が、主鎖に脂肪族環を有すると共に、末端基としてカルボキシ基またはカルボニル基を有する重合体である場合に顕著である。これは、アミノ基を有するシランカップリング剤由来のナノクラスタ構造が、エレクトレットにおける電荷を蓄える部位として機能するためであると推察される。このアミノ基を有するシランカップリング剤由来のナノクラスタ構造は、重合体(A)とアミノ基を有するシランカップリング剤がナノ相分離を引き起こすことにより形成される。   As said other component, it is preferable that the silane coupling agent which has an amino group, or the compound (C) mentioned later is contained. It is particularly preferred that the coating liquid contains a silane coupling agent having an amino group as another component. If the polymer (A) and a silane coupling agent having an amino group are contained in the coating liquid, these react with each other when the coating film is dried, and a film made of a resin having an aminosilane skeleton is formed. The Thereby, the thermal stability of the electric charge held by the electret formed is further improved, and the temporal stability and the like are also improved. This effect is particularly remarkable when the polymer (A) is a polymer having an aliphatic ring in the main chain and a carboxy group or a carbonyl group as a terminal group. This is presumably because the nanocluster structure derived from the silane coupling agent having an amino group functions as a site for storing charges in the electret. The nanocluster structure derived from the amino group-containing silane coupling agent is formed by causing nanophase separation between the polymer (A) and the amino group-containing silane coupling agent.

塗工液は、各成分を含む組成物を予め調製し、これを溶媒に分散乃至溶解して得てもよく、各成分をそれぞれの溶媒に分散乃至溶解し、その各溶液を混合して得てもよい。
各成分を含む組成物を予め調製する場合の該組成物の製造方法としては、固体と固体、または固体と液体を混練、共融押し出し法等により混合してもよく、それぞれを可溶な溶媒に分散乃至溶解した各溶液を混合してもよい。これらの中でも、各溶液を混合することがより好ましい。
たとえば重合体(A)とアミノ基を有するシランカップリング剤とを併用する場合、塗工液は、重合体(A)を非プロトン性含フッ素溶媒に分散した重合体(A)溶液と、アミノ基を有するシランカップリング剤をプロトン性含フッ素溶媒に分散乃至溶解したシランカップリング剤溶液とを各々調製し、アミノ基を有する重合体(A)溶液と、シランカップリング剤溶液とを混合することによって得ることが好ましい。非プロトン性含フッ素溶媒およびプロトン性含フッ素溶媒についてはそれぞれ後述する。
The coating liquid may be obtained by preparing a composition containing each component in advance and dispersing or dissolving it in a solvent, or by dispersing or dissolving each component in each solvent and mixing each solution. May be.
As a method for producing the composition in the case of preparing a composition containing each component in advance, the solid and the solid, or the solid and the liquid may be mixed by kneading, eutectic extrusion, etc. Each solution dispersed or dissolved in may be mixed. Among these, it is more preferable to mix each solution.
For example, when the polymer (A) and a silane coupling agent having an amino group are used in combination, the coating solution is prepared by dispersing the polymer (A) in an aprotic fluorinated solvent, A silane coupling agent solution in which a silane coupling agent having a group is dispersed or dissolved in a protic fluorine-containing solvent is prepared, and the polymer (A) solution having an amino group and the silane coupling agent solution are mixed. It is preferable to obtain by this. The aprotic fluorinated solvent and the protic fluorinated solvent will be described later.

[含フッ素樹脂]
本発明に使用される含フッ素樹脂とはフッ素原子(F原子)を有する樹脂である。
本発明における含フッ素樹脂は、特に限定されるものではなく、公知の含フッ素樹脂の他に、含フッ素オイル、含フッ素接着剤、含フッ素エラストマー、含フッ素塗料ワニス、重合性含フッ素樹脂等が樹脂材料として挙げられる。
上記含フッ素樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂等が挙げられる。具体例としては、テトラフルオロエチレン(TFE)やその誘導体(FRC=CR、R=F又はH、R=F、H、Cl、又は任意)の重合物等が挙げられる。
上記含フッ素オイルとしては、パーフルオロポリエーテルオイル、三フッ化塩化エチレン低重合体等が挙げられる。具体例としては、パーフルオロポリエーテルオイル(商品名「デムナム」ダイキン工業製)、三フッ化塩化エチレン低重合体(商品名「ダイフロイル」ダイキン工業製)等が挙げられる。
上記含フッ素接着剤としては、紫外線硬化型フッ素化エポキシ接着剤等が挙げられる。具体例としては、(商品名「オプトダイン」ダイキン工業製)等が挙げられる。
上記含フッ素エラストマーとしては、直鎖状フルオロポリエーテル化合物が挙げられる。具体例としては、(商品名「SIFEL3590−N」、「SIFEL2610」、「SIFEL8470」いずれも信越化学工業製)等が挙げられる。
上記含フッ素塗料ワニスとしては、四フッ化エチレン/ビニルモノマー共重合体(商品名「ゼッフル」ダイキン工業製)等が挙げられる。
[Fluorine-containing resin]
The fluorine-containing resin used in the present invention is a resin having a fluorine atom (F atom).
The fluorine-containing resin in the present invention is not particularly limited, and in addition to the known fluorine-containing resins, fluorine-containing oils, fluorine-containing adhesives, fluorine-containing elastomers, fluorine-containing paint varnishes, polymerizable fluorine-containing resins, etc. It is mentioned as a resin material.
As said fluorine-containing resin, tetrafluoroethylene resin etc. are mentioned. Specific examples include polymers of tetrafluoroethylene (TFE) and derivatives thereof (FR 1 C = CR 1 R 2 , R 1 = F or H, R 2 = F, H, Cl, or any). .
Examples of the fluorine-containing oil include perfluoropolyether oil and low-polymer trifluoroethylene chloride. Specific examples include perfluoropolyether oil (trade name “DEMNUM” manufactured by Daikin Industries), ethylene trifluoride chloride low polymer (trade name “DAIFLOY” manufactured by Daikin Industries), and the like.
Examples of the fluorine-containing adhesive include an ultraviolet curable fluorinated epoxy adhesive. Specific examples include (trade name “Optodyne” manufactured by Daikin Industries).
Examples of the fluorine-containing elastomer include linear fluoropolyether compounds. Specific examples include (trade names “SIFEL3590-N”, “SIFEL2610”, and “SIFEL8470” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
Examples of the fluorine-containing paint varnish include a tetrafluoroethylene / vinyl monomer copolymer (trade name “Zeffle” manufactured by Daikin Industries).

上記重合性含フッ素樹脂としては、重合性アモルファスフッ素樹脂(商品名「CYTOP」旭硝子製)等が挙げられる。
CYTOPにはAタイプ(末端官能基が−COOH)、Mタイプ(末端官能基が−CONH〜Si(OR)n)、Sタイプ(末端基が−CF)が存在し、いずれのタイプも重合性含フッ素樹脂が溶媒に分散乃至溶解したものであり、樹脂膜の形成に使用することができる。
CYTOP(EGG−811)はCYTOP(Aタイプ)にアミノ基を有するシランカップリング剤を混合して溶媒に分散乃至溶解したものである。CYTOP(EGG−811)は樹脂末端がCOOH基となっており、成膜時の加熱によって、−COOHとシランカップリング剤が反応する。
テフロン(登録商標)AF1601Sはアモルファスフッ素樹脂溶液であり、重合性含フッ素樹脂である。テフロン(登録商標)FEPはテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンが共重合したフッ素樹脂である。
Examples of the polymerizable fluorine-containing resin include polymerizable amorphous fluororesins (trade name “CYTOP” manufactured by Asahi Glass).
CYTOP has A type (terminal functional group is —COOH), M type (terminal functional group is —CONH to Si (OR) n), and S type (terminal group is —CF 3 ). The fluorinated resin is dispersed or dissolved in a solvent and can be used for forming a resin film.
CYTOP (EGG-811) is obtained by mixing CYTOP (A type) with a silane coupling agent having an amino group and dispersing or dissolving in a solvent. CYTOP (EGG-811) has a COOH group at the resin end, and -COOH reacts with a silane coupling agent by heating during film formation.
Teflon (registered trademark) AF1601S is an amorphous fluororesin solution and is a polymerizable fluororesin. Teflon (registered trademark) FEP is a fluororesin in which tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene are copolymerized.

また、前記含フッ素樹脂は、主鎖に脂肪族環を有する以下の重合体(A)を有することが好ましい。
−重合体(A)−
重合体(A)は、主鎖に脂肪族環を有する重合体である。該脂肪族環が、電荷保持性能の向上に寄与する。「脂肪族環」とは、芳香族性を有さない環を示す。該脂肪族環は、環骨格が、炭素原子のみから構成される炭素環構造のものであってもよく、環骨格に、炭素原子以外の原子(ヘテロ原子)を含む複素環構造のものであってもよい。該ヘテロ原子としては酸素原子、窒素原子等が挙げられる。脂肪族環は、飽和であってもよく、不飽和であってもよい。脂肪族環の環骨格を構成する原子の数は、4個〜7個が好ましく、5個又は6個であることがより好ましい。すなわち、脂肪族環は4員環〜7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがより好ましい。
Moreover, it is preferable that the said fluorine-containing resin has the following polymers (A) which have an aliphatic ring in a principal chain.
-Polymer (A)-
The polymer (A) is a polymer having an aliphatic ring in the main chain. The aliphatic ring contributes to improvement of charge retention performance. “Aliphatic ring” refers to a ring having no aromaticity. The aliphatic ring may have a carbocyclic structure in which the ring skeleton is composed only of carbon atoms, or has a heterocyclic structure in which the ring skeleton includes atoms (heteroatoms) other than carbon atoms. May be. Examples of the hetero atom include an oxygen atom and a nitrogen atom. The aliphatic ring may be saturated or unsaturated. The number of atoms constituting the ring skeleton of the aliphatic ring is preferably 4 to 7, and more preferably 5 or 6. That is, the aliphatic ring is preferably a 4-membered ring to a 7-membered ring, and more preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring.

該脂肪族環としては、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素環、該脂肪族炭化水素環における炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された脂肪族複素環、前記脂肪族炭化水素環または脂肪族複素環における水素原子がフッ素原子で置換された含フッ素脂肪族環等が好ましい。
該脂肪族環は、置換基(ただしフッ素原子を除く)を有していてもよい。「置換基を有していてもよい」とは、該脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子に結合した水素原子またはフッ素原子の一部または全部が置換基で置換されていてもよいことを意味する。
Examples of the aliphatic ring include a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon ring, an aliphatic heterocyclic ring in which a part of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon ring is substituted with a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom, A fluorine-containing aliphatic ring in which a hydrogen atom in an aliphatic hydrocarbon ring or an aliphatic heterocyclic ring is substituted with a fluorine atom is preferred.
The aliphatic ring may have a substituent (excluding a fluorine atom). “It may have a substituent” means that part or all of the hydrogen atom or fluorine atom bonded to the carbon atom constituting the ring skeleton of the aliphatic ring may be substituted with a substituent. Means.

重合体(A)は、上記の中でも、含フッ素脂肪族環または脂肪族炭化水素環を主鎖に有することが好ましい。
「主鎖に脂肪族環を有する」とは、脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子のうち、少なくとも1つが、重合体(A)の主鎖を構成する炭素原子であることを意味する。重合体(A)の重合に用いられた単量体が有する重合性二重結合に由来する炭素原子のうち、少なくとも1つが、前記主鎖を構成する炭素原子となる。たとえば重合体(A)が、後述するような環状単量体を重合させて得た含フッ素重合体の場合は、該二重結合を構成する2個の炭素原子が主鎖を構成する炭素原子となる。また、2個の重合性二重結合を有する単量体を環化重合させて得た含フッ素重合体の場合は、2個の重合性二重結合を構成する4個の炭素原子のうちの少なくとも2個が主鎖を構成する炭素原子となる。
Among the above, the polymer (A) preferably has a fluorine-containing aliphatic ring or an aliphatic hydrocarbon ring in the main chain.
“Having an aliphatic ring in the main chain” means that at least one of carbon atoms constituting the ring skeleton of the aliphatic ring is a carbon atom constituting the main chain of the polymer (A). . At least one of the carbon atoms derived from the polymerizable double bond of the monomer used for the polymerization of the polymer (A) is a carbon atom constituting the main chain. For example, in the case where the polymer (A) is a fluoropolymer obtained by polymerizing a cyclic monomer as described later, two carbon atoms constituting the double bond are carbon atoms constituting the main chain. It becomes. Further, in the case of a fluorinated polymer obtained by cyclopolymerizing a monomer having two polymerizable double bonds, among the four carbon atoms constituting the two polymerizable double bonds At least two are carbon atoms constituting the main chain.

重合体(A)は、反応性官能基を有することが好ましい。特に、重合体(A)を、アミノ基を有するシランカップリング剤または化合物(C)と配合して用いる場合は、重合体(A)が、アミノ基を有するシランカップリング剤が有する官能基または化合物(C)が有する極性官能基と反応し得る反応性官能基を有することが好ましい。「反応性官能基」とは、加熱等を行った際に、当該重合体(A)の分子間、または重合体(A)とともに配合されている他の成分と反応して結合を形成し得る反応性を有する基を意味する。反応性官能基を有することで、本発明の効果が向上する。
アミノ基を有するシランカップリング剤または化合物(C)との相互作用の強さ、重合体中への導入のしやすさを考慮すると、重合体(A)が有する反応性官能基は、次の官能基であることが好ましい。即ち、前記官能基としては、カルボキシ基、カルボニル基、酸ハライド基、アルコキシカルボニル基、カルボニルオキシ基、カーボネート基、スルホ基、ホスホノ基、ヒドロキシ基、チオール基、シラノール基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
The polymer (A) preferably has a reactive functional group. In particular, when the polymer (A) is used in combination with a silane coupling agent or compound (C) having an amino group, the polymer (A) is a functional group or a functional group possessed by the silane coupling agent having an amino group. The compound (C) preferably has a reactive functional group capable of reacting with the polar functional group. A “reactive functional group” can form a bond by reacting with other components blended together with the polymer (A) or between the molecules of the polymer (A) when heated or the like. It means a group having reactivity. By having a reactive functional group, the effect of the present invention is improved.
Considering the strength of interaction with the silane coupling agent or compound (C) having an amino group and ease of introduction into the polymer, the reactive functional group of the polymer (A) is It is preferably a functional group. That is, the functional group includes a carboxy group, a carbonyl group, an acid halide group, an alkoxycarbonyl group, a carbonyloxy group, a carbonate group, a sulfo group, a phosphono group, a hydroxy group, a thiol group, a silanol group, and an alkoxysilyl group. At least one selected from is preferred.

重合体(A)は、上記の中でも、カルボキシ基またはカルボニル基を有することが好ましい。
重合体(A)の重量平均分子量は、5万以上が好ましく、15万以上がより好ましく、20万以上がさらに好ましく、25万以上であることが特に好ましい。該重量平均分子量が5万以上であることにより、成膜を容易に行なうことができる。また、20万以上であると、膜の耐熱性が向上し、エレクトレットとしての熱安定性が向上する。
一方、該重量平均分子量が大きすぎると、溶媒に溶けにくくなり、成膜プロセスが制限される等の問題が生じるおそれがある。したがって、重合体(A)の重量平均分子量は、100万以下が好ましく、85万以下がより好ましく、65万以下がさらに好ましく、55万以下であることが特に好ましい。
Among the above, the polymer (A) preferably has a carboxy group or a carbonyl group.
The weight average molecular weight of the polymer (A) is preferably 50,000 or more, more preferably 150,000 or more, further preferably 200,000 or more, and particularly preferably 250,000 or more. When the weight average molecular weight is 50,000 or more, film formation can be easily performed. Moreover, the heat resistance of a film | membrane improves that it is 200,000 or more, and the thermal stability as an electret improves.
On the other hand, if the weight average molecular weight is too large, it may be difficult to dissolve in a solvent, and there may be a problem that a film forming process is limited. Therefore, the weight average molecular weight of the polymer (A) is preferably 1 million or less, more preferably 850,000 or less, further preferably 650,000 or less, and particularly preferably 550,000 or less.

重合体(A)は、エレクトレットとしての電荷保持性能を考慮すると、比誘電率が1.8〜8.0であることが好ましく、1.8〜5.0がより好ましく、1.8〜3.0が特に好ましい。該比誘電率は、ASTM D150に準拠し、周波数1MHzにおいて測定される値である。
また、重合体(A)としては、体積固有抵抗が高く、絶縁破壊電圧が大きいものが好ましい。
重合体(A)の体積固有抵抗は、1010Ωcm〜1020Ωcmであることが好ましく、1016Ωcm〜1019Ωcmであるがより好ましい。該体積固有抵抗は、ASTM D257により測定される。
重合体(A)の絶縁破壊電圧は、10kV/mm〜25kV/mmが好ましく、15kV/mm〜22kV/mmがより好ましい。該絶縁破壊電圧は、ASTM D149により測定される。
重合体(A)としては、絶縁性に悪影響を与える水を排除し、高い絶縁性を維持するために、疎水性の高いものが好ましい。
重合体(A)は、具体的には、後述の含フッ素重合体であることが好ましい。
In consideration of charge retention performance as an electret, the polymer (A) preferably has a relative dielectric constant of 1.8 to 8.0, more preferably 1.8 to 5.0, and more preferably 1.8 to 3 0.0 is particularly preferred. The relative dielectric constant is a value measured at a frequency of 1 MHz in accordance with ASTM D150.
Further, the polymer (A) is preferably one having a high volume resistivity and a high dielectric breakdown voltage.
The volume resistivity of the polymer (A) is preferably 10 10 Ωcm to 10 20 Ωcm, more preferably 10 16 Ωcm to 10 19 Ωcm. The volume resistivity is measured according to ASTM D257.
The dielectric breakdown voltage of the polymer (A) is preferably 10 kV / mm to 25 kV / mm, more preferably 15 kV / mm to 22 kV / mm. The breakdown voltage is measured according to ASTM D149.
As the polymer (A), a highly hydrophobic polymer is preferable in order to eliminate water that adversely affects insulation and maintain high insulation.
Specifically, the polymer (A) is preferably a fluoropolymer described later.

(含フッ素重合体)
含フッ素重合体は、主鎖に脂肪族環を有する含フッ素重合体である。該脂肪族環としては前記と同様のものが挙げられる。
ここで、「含フッ素重合体」とは、その構造中にフッ素原子を有する重合体である。含フッ素重合体において、フッ素原子は、主鎖を構成する炭素原子に結合していてもよく、側鎖に結合していてもよい。低吸水率・低誘電率で絶縁破壊電圧が高く、体積抵抗率の高いエレクトレット化に適した重合体を得る観点から、少なくとも、主鎖を構成する炭素原子に結合したフッ素原子を有することが好ましい。すなわち、含フッ素重合体は、主鎖に含フッ素脂肪族環を有することが好ましい。
(Fluoropolymer)
The fluoropolymer is a fluoropolymer having an aliphatic ring in the main chain. Examples of the aliphatic ring include those described above.
Here, the “fluorinated polymer” is a polymer having a fluorine atom in its structure. In the fluoropolymer, the fluorine atom may be bonded to the carbon atom constituting the main chain or may be bonded to the side chain. From the viewpoint of obtaining a polymer suitable for electretization having a low water absorption and low dielectric constant, a high dielectric breakdown voltage, and a high volume resistivity, it preferably has at least fluorine atoms bonded to carbon atoms constituting the main chain. . That is, the fluoropolymer preferably has a fluorinated aliphatic ring in the main chain.

特に、該含フッ素脂肪族環が、骨格に1個又は2個のエーテル性酸素原子を有する複素環構造の含フッ素脂肪族環であることが、単量体から重合体の生成が容易、重合体の入手が容易等の点から好ましい。
該含フッ素脂肪族環は、置換基を有していてもよい。
In particular, the fluorine-containing aliphatic ring is a fluorine-containing aliphatic ring having a heterocyclic structure having one or two etheric oxygen atoms in the skeleton. It is preferable from the viewpoint of easy acquisition of the coalescence.
The fluorine-containing aliphatic ring may have a substituent.

好ましい含フッ素重合体として、下記含フッ素環状重合体(I’)、含フッ素環状重合体(II’)が挙げられる。
含フッ素環状重合体(I’) :環状含フッ素単量体に基づく単位を有する重合体。
含フッ素環状重合体(II’):ジエン系含フッ素単量体の環化重合により形成される単位を有する重合体。
「環状重合体」とは環状構造を有する重合体を意味する。「単位」は、重合体を構成する繰り返し単位を意味する。以下、式(1)で表される化合物を「化合物(1)」とも記す。他の式で表される単位、化合物等についても同様に記し、たとえば式(3−1)で表される単位を「単位(3−1)」とも記す。
Preferred fluorine-containing polymers include the following fluorine-containing cyclic polymers (I ′) and fluorine-containing cyclic polymers (II ′).
Fluorine-containing cyclic polymer (I ′): a polymer having units based on a cyclic fluorine-containing monomer.
Fluorine-containing cyclic polymer (II ′): a polymer having units formed by cyclopolymerization of a diene fluorine-containing monomer.
“Cyclic polymer” means a polymer having a cyclic structure. “Unit” means a repeating unit constituting a polymer. Hereinafter, the compound represented by the formula (1) is also referred to as “compound (1)”. The same applies to units, compounds and the like represented by other formulas. For example, the unit represented by formula (3-1) is also referred to as “unit (3-1)”.

含フッ素環状重合体(I’)は、「環状含フッ素単量体」に基づく単位を有する。
「環状含フッ素単量体」とは、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子間に重合性二重結合を有する単量体、または、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子と含フッ素脂肪族環外の炭素原子との間に重合性二重結合を有する単量体である。
環状含フッ素単量体としては、下記の化合物(1)または化合物(2)が好ましい。
The fluorinated cyclic polymer (I ′) has units based on “cyclic fluorinated monomer”.
“Cyclic fluorine-containing monomer” means a monomer having a polymerizable double bond between carbon atoms constituting a fluorine-containing aliphatic ring, or a carbon atom constituting a fluorine-containing aliphatic ring and a fluorine-containing fat. It is a monomer having a polymerizable double bond with a carbon atom outside the group ring.
As the cyclic fluorine-containing monomer, the following compound (1) or compound (2) is preferable.

Figure 2016058617
Figure 2016058617

上記化合物(1)及び化合物(2)の式中において、X11、X12、X13、X14、Y11およびY12は、それぞれ独立に、フッ素原子、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルコキシ基である。
11、X12、X13、X14、Y11およびY12におけるパーフルオロアルキル基としては、炭素数が1〜7であることが好ましく、炭素数1〜4であることがより好ましい。該パーフルオロアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状が好ましく、直鎖状がより好ましい。具体的には、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基等が挙げられ、特にトリフルオロメチル基が好ましい。
11、X12、X13、X14、Y11およびY12におけるパーフルオロアルコキシ基としては、前記パーフルオロアルキル基に酸素原子(−O−)が結合したものが挙げられる。具体的にはトリフルオロメトキシ基が挙げられる。
11としては、フッ素原子が好ましい。
12としては、フッ素原子、トリフルオロメチル基、または炭素数1〜4のパーフルオロアルコキシ基が好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメトキシ基がより好ましい。
13およびX14としては、それぞれ独立に、フッ素原子または炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメチル基がより好ましい。
11およびY12としては、それぞれ独立に、フッ素原子、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基または炭素数1〜4のパーフルオロアルコキシ基が好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメチル基がより好ましい。
化合物(1)の好ましい具体例としては、化合物(1−1)〜(1−5)が挙げられる。
化合物(2)の好ましい具体例としては、化合物(2−1)〜(2−2)が挙げられる。
In the formulas of the compound (1) and the compound (2), X 11 , X 12 , X 13 , X 14 , Y 11 and Y 12 are each independently a fluorine atom, a perfluoroalkyl group or a perfluoroalkoxy group. It is.
The perfluoroalkyl group in X 11 , X 12 , X 13 , X 14 , Y 11 and Y 12 preferably has 1 to 7 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The perfluoroalkyl group is preferably linear or branched, and more preferably linear. Specific examples include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, and the like, and a trifluoromethyl group is particularly preferable.
Examples of the perfluoroalkoxy group in X 11 , X 12 , X 13 , X 14 , Y 11 and Y 12 include those in which an oxygen atom (—O—) is bonded to the perfluoroalkyl group. Specific examples include a trifluoromethoxy group.
X 11 is preferably a fluorine atom.
X 12 is preferably a fluorine atom, a trifluoromethyl group, or a perfluoroalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a fluorine atom or a trifluoromethoxy group.
X 13 and X 14 are each independently preferably a fluorine atom or a C 1-4 perfluoroalkyl group, more preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group.
Y 11 and Y 12 are each independently preferably a fluorine atom, a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a perfluoroalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group.
Preferable specific examples of compound (1) include compounds (1-1) to (1-5).
Preferable specific examples of compound (2) include compounds (2-1) to (2-2).

Figure 2016058617
Figure 2016058617

Figure 2016058617
Figure 2016058617

含フッ素環状重合体(I’)は、上記環状含フッ素単量体により形成される単位のみから構成されてもよく、該単位と、それ以外の他の単位とを有する共重合体であってもよい。
ただし、該含フッ素環状重合体(I’)中、環状含フッ素単量体に基づく単位の割合は、該含フッ素環状重合体(I’)を構成する全繰り返し単位の合計に対し、20モル%以上が好ましく、40モル%以上がより好ましく、100モル%であってもよい。
該他の単量体としては、上記環状含フッ素単量体と共重合可能なものであればよく、特に限定されない。具体的には、後述するジエン系含フッ素単量体、側鎖に反応性官能基を有する単量体、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)等が挙げられる。
なお環状含フッ素単量体とジエン系含フッ素単量体との共重合により得られる重合体は含フッ素環状重合体(I’)として考える。
The fluorine-containing cyclic polymer (I ′) may be composed only of units formed by the cyclic fluorine-containing monomer, and is a copolymer having the units and other units. Also good.
However, the proportion of the units based on the cyclic fluorinated monomer in the fluorinated cyclic polymer (I ′) is 20 mol with respect to the total of all repeating units constituting the fluorinated cyclic polymer (I ′). % Or more is preferable, 40 mol% or more is more preferable, and 100 mol% may be sufficient.
The other monomer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with the cyclic fluorine-containing monomer. Specific examples include diene fluorine-containing monomers described later, monomers having a reactive functional group in the side chain, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, perfluoro (methyl vinyl ether), and the like.
A polymer obtained by copolymerization of a cyclic fluorine-containing monomer and a diene fluorine-containing monomer is considered as a fluorine-containing cyclic polymer (I ′).

含フッ素環状重合体(II’)は、「ジエン系含フッ素単量体」の環化重合により形成される単位を有している。
「ジエン系含フッ素単量体」とは、2個の重合性二重結合およびフッ素原子を有する単量体である。該重合性二重結合としては、特に限定されないが、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基が好ましい。
ジエン系含フッ素単量体としては、下記化合物(3)が好ましい。
CF=CF−Q−CF=CF ・・・(3)
化合物(3)の式中、Qは、エーテル性酸素原子を有していてもよく、フッ素原子の一部がフッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜5、好ましくは1〜3の、分岐を有してもよいパーフルオロアルキレン基である。該フッ素以外のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
前記Qはエーテル性酸素原子を有するパーフルオロアルキレン基であることが好ましい。その場合、該パーフルオロアルキレン基におけるエーテル性酸素原子は、該基の一方の末端に存在していてもよく、該基の両末端に存在していてもよく、該基の炭素原子間に存在していてもよい。環化重合性の点から、該基の一方の末端に存在していることが好ましい。
The fluorinated cyclic polymer (II ′) has units formed by cyclopolymerization of the “diene fluorinated monomer”.
The “diene fluorine-containing monomer” is a monomer having two polymerizable double bonds and fluorine atoms. Although it does not specifically limit as this polymerizable double bond, A vinyl group, an allyl group, an acryloyl group, and a methacryloyl group are preferable.
As the diene fluorine-containing monomer, the following compound (3) is preferable.
CF 2 = CF-Q-CF = CF 2 ··· (3)
In the formula of the compound (3), Q may have an etheric oxygen atom, and a part of the fluorine atom may be substituted with a halogen atom other than the fluorine atom, preferably 1 to 5, preferably 1 to 3 perfluoroalkylene groups which may have a branch. Examples of halogen atoms other than fluorine include chlorine atom and bromine atom.
Q is preferably a perfluoroalkylene group having an etheric oxygen atom. In that case, the etheric oxygen atom in the perfluoroalkylene group may be present at one end of the group, may be present at both ends of the group, and is present between the carbon atoms of the group. You may do it. From the viewpoint of cyclopolymerizability, it is preferably present at one end of the group.

化合物(3)の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
CF2=CFOCF2CF=CF2
CF2=CFOCF(CF3)CF=CF2
CF2=CFOCF2CF2CF=CF2
CF2=CFOCF2CF(CF3)CF=CF2
CF2=CFOCF(CF3)CF2CF=CF2
CF2=CFOCFClCF2CF=CF2
CF2=CFOCCl2CF2CF=CF2
CF2=CFOCF2OCF=CF2
CF2=CFOC(CF32OCF=CF2
CF2=CFOCF2CF(OCF3)CF=CF2
CF2=CFCF2CF=CF2
CF2=CFCF2CF2CF=CF2
CF2=CFCF2OCF2CF=CF2
化合物(3)の環化重合により形成される単位としては、下記単位(3−1)〜(3−
4)等が挙げられる。
Specific examples of the compound (3) include the following compounds.
CF 2 = CFOCF 2 CF = CF 2 ,
CF 2 = CFOCF (CF 3 ) CF = CF 2 ,
CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF = CF 2 ,
CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) CF = CF 2 ,
CF 2 = CFOCF (CF 3 ) CF 2 CF = CF 2 ,
CF 2 = CFOCFClCF 2 CF = CF 2 ,
CF 2 = CFOCCl 2 CF 2 CF = CF 2 ,
CF 2 = CFOCF 2 OCF = CF 2 ,
CF 2 = CFOC (CF 3 ) 2 OCF = CF 2 ,
CF 2 = CFOCF 2 CF (OCF 3 ) CF = CF 2 ,
CF 2 = CFCF 2 CF = CF 2 ,
CF 2 = CFCF 2 CF 2 CF = CF 2 ,
CF 2 = CFCF 2 OCF 2 CF = CF 2.
The units formed by the cyclopolymerization of the compound (3) include the following units (3-1) to (3-
4) and the like.

Figure 2016058617
Figure 2016058617

含フッ素重合体は、前述した単量体を重合させることにより合成したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。
主鎖にエーテル性酸素原子を含む含フッ素脂肪族環を有し、主鎖の末端にカルボキシ基またはカルボニル基を有する含フッ素重合体の市販品としては、CYTOP(登録商標、旭硝子社製)が挙げられる。
As the fluoropolymer, one synthesized by polymerizing the above-described monomers may be used, or a commercially available product may be used.
CYTOP (registered trademark, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) is a commercially available fluoropolymer having a fluorine-containing aliphatic ring containing an etheric oxygen atom in the main chain and having a carboxy group or a carbonyl group at the end of the main chain. Can be mentioned.

−重合体(A’)−
前記重合体(A’)は、前記重合体(A)と他の化合物とが反応して得られるものである。この場合には、前記塗工液を、重合体(A)と、該重合体(A)以外の他の化合物が分散乃至溶解した塗工液とすればよい。これにより、乾燥工程後に、重合体(A)と他の化合物とが反応した重合体(A’)からなる乾燥した樹脂膜が得られる。
前記他の化合物としては、アミノ基を有するシランカップリング剤、または極性官能基を2個以上有する分子量50〜2,000の化合物(C)(ただしシランカップリング剤は除く。)が好ましい。特に、アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましい。これにより、形成されるエレクトレットが保持する電荷の熱安定性がさらに向上し、経時安定性等も向上する。該効果は、特に、重合体(A)が、主鎖に脂肪族環を有すると共に、末端基としてカルボキシ基またはカルボニル基を有する重合体である場合に顕著である。
反応生成物としては、たとえば重合体(A)および該他の成分を溶媒に分散乃至溶解した塗工液を加熱した際に、各成分が反応して生成するものが挙げられる。前記加熱とは、溶媒を揮発させて成膜する際のベーク、パターン膜の上面から側面にかけて連続的に湾曲する所定の曲率半径の曲面を形成する際の熱処理等が挙げられる。
-Polymer (A ')-
The polymer (A ′) is obtained by reacting the polymer (A) with another compound. In this case, the coating solution may be a coating solution in which the polymer (A) and other compounds other than the polymer (A) are dispersed or dissolved. Thereby, the dry resin film which consists of a polymer (A ') with which the polymer (A) and other compound reacted was obtained after a drying process.
As the other compound, a silane coupling agent having an amino group or a compound (C) having a molecular weight of 50 to 2,000 having two or more polar functional groups (excluding the silane coupling agent) is preferable. In particular, a silane coupling agent having an amino group is preferable. Thereby, the thermal stability of the electric charge held by the electret formed is further improved, and the temporal stability and the like are also improved. This effect is particularly remarkable when the polymer (A) is a polymer having an aliphatic ring in the main chain and a carboxy group or a carbonyl group as a terminal group.
Examples of the reaction product include those produced by reacting each component when the coating liquid in which the polymer (A) and the other components are dispersed or dissolved in a solvent is heated. Examples of the heating include baking when forming a film by volatilizing a solvent, and heat treatment when forming a curved surface having a predetermined curvature radius that continuously curves from the upper surface to the side surface of the pattern film.

(アミノ基を有するシランカップリング剤)
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、特に限定されず、従来公知または周知のものを含めて広範囲にわたって利用できる。
入手の容易性等を考慮すると、特に好ましいアミノ基を有するシランカップリング剤は、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、およびN−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、から選択される1以上である。
アミノ基を有するシランカップリング剤の含有量は、重合体(A)とシランカップリング剤の合計量に対して、0.1質量%〜20質量%が好ましく、0.3質量%〜10質量%がより好ましく、0.5質量%〜5質量%が最も好ましい。この範囲にあると、重合体(A)と均一に混合でき、各成分を溶媒に分散乃至溶解して塗工液とした際、相分離を起こしにくい。
(Silane coupling agent having amino group)
It does not specifically limit as a silane coupling agent which has an amino group, A conventionally well-known or well-known thing can be utilized over a wide range.
Considering availability, etc., particularly preferred silane coupling agents having an amino group are γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyl. Triethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, and N- (β-aminoethyl) -γ- 1 or more selected from aminopropyltriethoxysilane.
The content of the amino group-containing silane coupling agent is preferably 0.1% by mass to 20% by mass, and 0.3% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the polymer (A) and the silane coupling agent. % Is more preferable, and 0.5% by mass to 5% by mass is most preferable. Within this range, the polymer (A) can be uniformly mixed, and phase separation is unlikely to occur when each component is dispersed or dissolved in a solvent to form a coating solution.

(化合物(C))
化合物(C)は、極性官能基を2個以上有する分子量50〜2,000の化合物(ただし前記シランカップリング剤は除く。)である。
「極性官能基」とは、下記の(1a)および(1b)の何れか一方または両方の特性を有する官能基である。
(1a):電気陰性度の異なる2種類以上の原子を含み、当該官能基中に分極による極性を有する。
(1b):当該官能基と結合した炭素との電気陰性度の差により分極を生じさせる。
上記特性(1a)のみを有する極性官能基の具体例としては、ヒドロキシフェニル基等が挙げられる。
上記特性(1b)のみを有する極性官能基の具体例としては、1級アミノ基(−NH)、2級アミノ基(−NH−)、ヒドロキシ基、チオール基等が挙げられる。
上記特性(1a)および(1b)の両方を有する極性官能基の具体例としては、スルホ基、ホスホノ基、カルボキシ基、カルボニル基、アルコキシカルボニル基、酸ハライド基、ホルミル基、イソシアナート基、シアノ基、カルボニルオキシ基(−C(O)−O−)カーボネート基(−O−C(O)−O−)等が挙げられる。
(Compound (C))
The compound (C) is a compound having two or more polar functional groups and a molecular weight of 50 to 2,000 (excluding the silane coupling agent).
The “polar functional group” is a functional group having one or both of the following properties (1a) and (1b).
(1a): Two or more types of atoms having different electronegativity are included, and the functional group has polarity due to polarization.
(1b): Polarization is caused by the difference in electronegativity with carbon bonded to the functional group.
Specific examples of the polar functional group having only the above characteristic (1a) include a hydroxyphenyl group.
Specific examples of the polar functional group having only the characteristic (1b) include a primary amino group (—NH 2 ), a secondary amino group (—NH—), a hydroxy group, and a thiol group.
Specific examples of polar functional groups having both the above characteristics (1a) and (1b) include sulfo group, phosphono group, carboxy group, carbonyl group, alkoxycarbonyl group, acid halide group, formyl group, isocyanate group, cyano group. Group, a carbonyloxy group (—C (O) —O—) carbonate group (—O—C (O) —O—) and the like.

化合物(C)の分子量は50〜2,000であることが好ましく、100〜2,000であることがより好ましい。化合物(C)の分子量が50以上であると揮発しにくくなり、成膜後に膜中に残存させやすくなる。また、化合物(C)の分子量が2,000以下であることにより、重合体(A)と相分離することがなく相容性が良好となる。
化合物(C)としては、ペンタン−1,5−ジアミン、ヘキサン−1,6−ジアミン、シクロヘキサン−1,2−ジアミン、シクロヘキサン−1,3−ジアミン、シクロヘキサン−1,4−ジアミン、1,2−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,4−ジアミノベンゼン、トリアミノメチルアミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、トリス(3−アミノプロピル)アミン、シクロヘキサン−1,3,5−トリアミン、シクロヘキサン−1,2,4−トリアミン、1,3,5−トリアミノベンゼン、1,2,4−トリアミノベンゼン、2,4,6−トリアミノトルエン、1,3,5−トリス(2−アミノエチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(2−アミノエチル)ベンゼン、2,4,6−トリス(2−アミノエチル)トルエン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンおよびポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、トリス(2−アミノエチル)アミン、トリス(3−アミノプロピル)アミン、シクロヘキサン−1,3−ジアミン、ヘキサン−1,6−ジアミン、ジエチレントリアミンおよびポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも1種が最も好ましい。
The molecular weight of the compound (C) is preferably 50 to 2,000, and more preferably 100 to 2,000. When the molecular weight of the compound (C) is 50 or more, it is difficult to volatilize and it is easy to remain in the film after film formation. Further, when the molecular weight of the compound (C) is 2,000 or less, the compatibility is improved without phase separation from the polymer (A).
As the compound (C), pentane-1,5-diamine, hexane-1,6-diamine, cyclohexane-1,2-diamine, cyclohexane-1,3-diamine, cyclohexane-1,4-diamine, 1,2 -Diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene, 1,4-diaminobenzene, triaminomethylamine, tris (2-aminoethyl) amine, tris (3-aminopropyl) amine, cyclohexane-1,3,5-triamine , Cyclohexane-1,2,4-triamine, 1,3,5-triaminobenzene, 1,2,4-triaminobenzene, 2,4,6-triaminotoluene, 1,3,5-tris (2 -Aminoethyl) benzene, 1,2,4-tris (2-aminoethyl) benzene, 2,4,6-tris (2-aminoethyl) tolu More preferred is at least one selected from the group consisting of ethylene, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine and polyethyleneimine, tris (2-aminoethyl) amine, tris (3-aminopropyl) amine, cyclohexane-1, Most preferred is at least one selected from the group consisting of 3-diamine, hexane-1,6-diamine, diethylenetriamine and polyethyleneimine.

化合物(C)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。たとえば、極性官能基を2個有する化合物と、極性官能基を3個以上有する化合物とを混合して用いてもよい。
化合物(C)の含有量は、重合体(A)の含有量の0.01質量%〜30質量%であることが好ましく、0.05質量%〜10質量%であることがより好ましい。該含有量が0.01質量%以上であると、化合物(C)を配合することによる効果が充分に得られ、エレクトレットとして充分な電荷の熱安定性、経時安定性等を確保できる。該含有量が30質量%以下であると、重合体(A)との混和性が良好であり、塗工液中での分布が均一となる。
A compound (C) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. For example, a compound having two polar functional groups and a compound having three or more polar functional groups may be mixed and used.
The content of the compound (C) is preferably 0.01% by mass to 30% by mass of the content of the polymer (A), and more preferably 0.05% by mass to 10% by mass. When the content is 0.01% by mass or more, an effect obtained by blending the compound (C) is sufficiently obtained, and sufficient thermal stability of the charge, stability over time, etc. can be secured as an electret. When the content is 30% by mass or less, the miscibility with the polymer (A) is good, and the distribution in the coating liquid becomes uniform.

[溶媒]
塗工液は、少なくとも重合体(A)、又は重合体(A)及び前記他の成分を分散乃至溶解可能な溶媒に、重合体(A)、又は重合体(A)及び前記他の成分を分散乃至溶解させてなるものである。該溶媒としては、使用する重合体(A)、又は重合体(A)及び前記他の成分に応じて適宜選択すればよい。前記他の成分とは、重合体(A)と反応する前記アミノ基を有するシランカップリング剤や前記化合物(C)などである。
たとえば、重合体(A)として前記含フッ素重合体を用いる場合は、溶媒として含フッ素有機溶媒を用いることができる。
含フッ素有機溶媒としては、非プロトン性含フッ素溶媒が好ましい。「非プロトン性含フッ素溶媒」とは、プロトン供与性を有さない含フッ素溶媒である。
非プロトン性含フッ素溶媒としては、たとえば、1,4−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン等のポリフルオロ芳香族化合物、パーフルオロトリブチルアミン等のポリフルオロトリアルキルアミン化合物、パーフルオロデカリン等のポリフルオロシクロアルカン化合物、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)等のポリフルオロ環状エーテル化合物、パーフルオロポリエーテル、ポリフルオロアルカン化合物、ハイドロフルオロエーテル(HFE)などを用いることができる。
含フッ素有機溶媒としては、溶解度が大きく、良溶媒であることから、非プロトン性含フッ素溶媒のみを用いることが好ましい。
また、含フッ素有機溶媒の沸点は、65℃〜220℃が好ましい。含フッ素有機溶媒の沸点が100℃以上であれば、コーティングの際に均一な塗工膜を形成しやすい。
[solvent]
The coating liquid contains at least the polymer (A) or the polymer (A) and the other component in a solvent capable of dispersing or dissolving the polymer (A) or the polymer (A) and the other component. Dispersed or dissolved. What is necessary is just to select suitably as this solvent according to the polymer (A) to be used or a polymer (A) and said other component. The other component is a silane coupling agent having the amino group that reacts with the polymer (A), the compound (C), or the like.
For example, when using the said fluoropolymer as a polymer (A), a fluorine-containing organic solvent can be used as a solvent.
As the fluorine-containing organic solvent, an aprotic fluorine-containing solvent is preferable. The “aprotic fluorine-containing solvent” is a fluorine-containing solvent having no proton donating property.
Examples of the aprotic fluorine-containing solvent include polyfluoroaromatic compounds such as 1,4-bis (trifluoromethyl) benzene, polyfluorotrialkylamine compounds such as perfluorotributylamine, and polyfluoros such as perfluorodecalin. Cycloalkane compounds, polyfluorocyclic ether compounds such as perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), perfluoropolyethers, polyfluoroalkane compounds, hydrofluoroethers (HFE), and the like can be used.
As the fluorine-containing organic solvent, it is preferable to use only an aprotic fluorine-containing solvent because of its high solubility and good solvent.
Further, the boiling point of the fluorine-containing organic solvent is preferably 65 ° C to 220 ° C. If the boiling point of the fluorine-containing organic solvent is 100 ° C. or higher, it is easy to form a uniform coating film during coating.

アミノ基を有するシランカップリング剤または化合物(C)を分散乃至溶解する溶媒としては、プロトン性含フッ素溶媒が好ましい。「プロトン性含フッ素溶媒」とは、プロトン供与性を有する含フッ素溶媒である。
プロトン性含フッ素溶媒としては、たとえば、2−(パーフルオロオクチル)エタノールなどの含フッ素アルコール、含フッ素カルボン酸、含フッ素カルボン酸のアミド、含フッ素スルホン酸などを用いることができる。
塗工液の調製に用いる溶媒は、水分含量が少ないことが好ましい。該水分含量は、100ppm以下が好ましく、20ppm以下がより好ましい。
塗工液における重合体(A)の濃度は、0.1質量%〜30質量%が好ましく、0.5質量%〜20質量%がより好ましい。
塗工液の固形分濃度は、形成しようとする膜厚に応じて適宜設定すればよい。
通常、0.1質量%〜30質量%であり、0.5質量%〜20質量%が好ましい。
なお固形分は、質量を測定した塗工液を常圧下200℃で1時間加熱することで、溶媒を留去し、残存する固形分の質量を測定して算出する。
The solvent for dispersing or dissolving the silane coupling agent having an amino group or the compound (C) is preferably a protic fluorine-containing solvent. The “protic fluorine-containing solvent” is a fluorine-containing solvent having proton donating properties.
As the protic fluorine-containing solvent, for example, fluorine-containing alcohols such as 2- (perfluorooctyl) ethanol, fluorine-containing carboxylic acids, amides of fluorine-containing carboxylic acids, fluorine-containing sulfonic acids and the like can be used.
The solvent used for preparing the coating liquid preferably has a low water content. The water content is preferably 100 ppm or less, and more preferably 20 ppm or less.
The concentration of the polymer (A) in the coating liquid is preferably 0.1% by mass to 30% by mass, and more preferably 0.5% by mass to 20% by mass.
What is necessary is just to set the solid content density | concentration of a coating liquid suitably according to the film thickness to form.
Usually, it is 0.1 mass%-30 mass%, and 0.5 mass%-20 mass% are preferable.
The solid content is calculated by heating the coating liquid whose mass was measured at 200 ° C. for 1 hour under normal pressure to distill off the solvent and measuring the mass of the remaining solid content.

特に、エレクトレットが、主鎖に脂肪族環を有すると共に、末端基としてカルボキシ基またはカルボニル基を有する重合体と、アミノ基を有するシランカップリング剤との反応生成物を含む材料を含有すると、上記熱安定性がさらに向上する。また、該エレクトレットは基板に対する密着性にも優れる。
主鎖に脂肪族環を有すると共に、末端基としてカルボキシ基またはカルボニル基を有する重合体としては、前述のCYTOP(旭硝子社製)が挙げられる。CYTOPのAタイプは末端基がカルボキシ基(−COOH)であり、Mタイプは末端基がカルボニル基(−CONH−Si(OR)n))であり、Sタイプは末端基がフルオロメチル基(−CF)である。
また、主鎖に脂肪族環を有すると共に、末端基としてカルボキシ基またはカルボニル基を有する重合体と、アミノ基を有するシランカップリング剤を含有するものとしては、前述のCYTOP(EGG−811)が挙げられる。CYTOP(EGG−811)はCYTOP(Aタイプ)にアミノ基を有するシランカップリング剤を混合したものであり、末端基がカルボキシ基(−COOH)となっている。このため、乾燥工程時の加熱によって、COOHとシランカップリング剤が反応する。
In particular, when the electret contains a material containing an aliphatic ring in the main chain and a reaction product of a polymer having a carboxy group or a carbonyl group as a terminal group and a silane coupling agent having an amino group, Thermal stability is further improved. The electret is also excellent in adhesion to the substrate.
Examples of the polymer having an aliphatic ring in the main chain and having a carboxy group or a carbonyl group as a terminal group include the aforementioned CYTOP (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). The A type of CYTOP has a carboxy group (—COOH) as a terminal group, the M type has a carbonyl group (—CONH—Si (OR) n)), and the S type has a fluoromethyl group (— CF 3 ).
In addition, the above-mentioned CYTOP (EGG-811) includes a polymer having an aliphatic ring in the main chain and having a carboxy group or a carbonyl group as a terminal group and a silane coupling agent having an amino group. Can be mentioned. CYTOP (EGG-811) is a mixture of CYTOP (A type) with a silane coupling agent having an amino group, and the terminal group is a carboxy group (—COOH). For this reason, COOH and a silane coupling agent react by the heating at the time of a drying process.

《電子線照射装置》
電子線照射装置は特に限定されることはなく、電子線を照射することができる能力を具備している装置であれば良い。本願の実施例においては、浜松ホトニクス株式会社製の電子線照射源(EBエンジン)を使用した。EBエンジンは、フィラメントから生じた熱電子を高電圧で加速してエネルギーを高め、窓箔からその電子線を大気中に取り出すことができる。出射窓には透過性の良い素材が採用されており、低エネルギーの電子線を効率よく照射することができる。ライン照射型低エネルギー電子線照射源EB−ENGINEは、加速電圧を40kV〜70kVまで可変でき、電子線をスキャンすることで150mm幅試料への均一な電子線照射が可能である。
《Electron beam irradiation device》
The electron beam irradiation apparatus is not particularly limited as long as the apparatus has an ability to irradiate an electron beam. In the examples of the present application, an electron beam irradiation source (EB engine) manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. was used. The EB engine can accelerate the thermoelectrons generated from the filament with a high voltage to increase energy, and take out the electron beam from the window foil into the atmosphere. A material having good transparency is used for the exit window, and a low-energy electron beam can be efficiently irradiated. The line irradiation type low energy electron beam irradiation source EB-ENGINE can vary the acceleration voltage from 40 kV to 70 kV, and can scan the electron beam uniformly to irradiate a 150 mm wide sample.

《熱エネルギー》
熱エネルギー源は特に制限はなく、樹脂膜に熱エネルギーを与えることができるものであれば良い。例えば、加熱ヒーター、レーザー照射、赤外線照射、摩擦熱等あらゆる熱エネルギー源が考えられる。
加熱の際は、樹脂膜の表面に直接接触すると、樹脂膜の劣化が生じる可能性があるため非接触による熱エネルギー供給が好ましい。また、基板側からの熱エネルギー供給も樹脂膜に接触しないという観点から好ましい。
本発明では、コロナ荷電装置(株式会社リコー製)における加熱手段を用いて、加熱を行った。コロナ荷電装置の概略図は図1に示す。
《Thermal energy》
The thermal energy source is not particularly limited, and any thermal energy source may be used as long as it can give thermal energy to the resin film. For example, any heat energy source such as a heater, laser irradiation, infrared irradiation, frictional heat, and the like can be considered.
In the case of heating, if the resin film is brought into direct contact with the surface of the resin film, the resin film may be deteriorated. Further, the supply of thermal energy from the substrate side is also preferable from the viewpoint of not contacting the resin film.
In this invention, it heated using the heating means in a corona charging device (made by Ricoh Co., Ltd.). A schematic diagram of the corona charging device is shown in FIG.

《表面電位測定》
表面電位測定に使用する表面電位計は特に制限はなく、表面電位を検出可能であれば良い。本発明では、トレックジャパン株式会社製の表面電位計、Model344を用い、プローブにはModel6000B−7Cを使用した。
また、サンプル−センサー間距離は1mmとし、5mmΦのサンプルエリアを測定した。
−表面電位の増加率について−
表面電位の増加率は初期表面電位V、加熱後の表面電位Vを用いて以下の計算式で表される。
増加率=|{(V−V)/V}|×100
|{(V−V)/V}|は絶対値を意味する。
<Surface potential measurement>
The surface potential meter used for the surface potential measurement is not particularly limited as long as the surface potential can be detected. In the present invention, a surface potential meter, Model 344 manufactured by Trek Japan Co., Ltd. was used, and Model 6000B-7C was used as a probe.
The sample-sensor distance was 1 mm, and a sample area of 5 mmΦ was measured.
-On the increase rate of surface potential-
The increase rate of the surface potential is expressed by the following calculation formula using the initial surface potential V 0 and the surface potential V 1 after heating.
Increase rate = | {(V 1 −V 0 ) / V 0 } | × 100
| {(V 1 −V 0 ) / V 0 } | means an absolute value.

<製造例>
《成膜工程》
基板への成膜方法は、成膜できれば特に限定されないが、例として、スピンコート法、ブレード塗工法、アプリケーター塗工法、ディップ工法、スプレー塗工法、等が挙げられる。
<Production example>
<Film formation process>
The method for forming a film on the substrate is not particularly limited as long as the film can be formed, and examples thereof include a spin coating method, a blade coating method, an applicator coating method, a dip coating method, and a spray coating method.

《乾燥工程》
前記成膜工程後の乾燥工程は特に限定されないが、循環型乾燥機加熱法、ホットプレート加熱法、減圧過熱法、等が挙げられる。乾燥条件としては、使用する溶媒の沸点以上の温度において、1時間以上十分に乾燥させることが好ましい。十分に乾燥させて溶媒が残存しない状態にすることで樹脂を固化させることができ、後述の電荷注入工程において電子線照射により電子を樹脂膜中にトラップさせることが可能となる。なお、圧力を下げて低温で乾燥させる場合には、更に十分な時間をかけて樹脂を乾燥させる必要がある。
<< Drying process >>
The drying step after the film forming step is not particularly limited, and examples thereof include a circulation dryer heating method, a hot plate heating method, and a vacuum overheating method. As drying conditions, it is preferable to sufficiently dry for 1 hour or more at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent to be used. The resin can be solidified by sufficiently drying it so that the solvent does not remain, and electrons can be trapped in the resin film by electron beam irradiation in the charge injection step described later. When the pressure is reduced and drying is performed at a low temperature, it is necessary to further dry the resin over a sufficient time.

−成膜した樹脂膜の厚み−
樹脂膜の厚みは10μm〜100μmが好ましい。さらに好ましくは10μm〜60μmである。さらに好ましくは、15μm〜30μmである。
-Thickness of the formed resin film-
The thickness of the resin film is preferably 10 μm to 100 μm. More preferably, it is 10 micrometers-60 micrometers. More preferably, it is 15 micrometers-30 micrometers.

《電荷注入工程》
電子線照射源下に設置したサンプルに電子線を照射する。電子線の加速電圧は1kV〜10kVが好ましい。さらに好ましくは40kV〜70kVである。
電子線の加速電圧は電子線の進入深度との関係があるため、サンプルの材質、特に比重に適した加速電圧を選定するのが良い。比重が2倍になると、電子線の進入深度は約1/2になる。また、加速電圧が硬すぎる場合は、サンプルの破壊や劣化、電子線がサンプルを通過することによって電荷トラップが生じない可能性がある。
電荷注入方法は電子線照射が良い。その他の方法では電荷をサンプル内部にトラップさせることが難しく、さらに、加熱処理による内部にトラップされた電荷の表面近傍への移動ができない。
電子線照射雰囲気は不活性ガスが好ましい。アルゴン、窒素、等が挙げられる。また、真空度の高い状態であっても良い。酸素分圧は100ppm以下が好ましい。酸素分圧が高すぎると酸素プラズマが発生し、サンプルの表面劣化や組成破壊が生じる可能性がある。
なお、エレクトレット性を低下させないためには、エレクトレットを溶媒や水分と接触させないようにすることが好ましい。このため、電子線を照射する場合には樹脂膜が十分に乾燥しており、溶媒が残存しない状態にしておくことが好ましい。
《Charge injection process》
The sample placed under the electron beam irradiation source is irradiated with an electron beam. The acceleration voltage of the electron beam is preferably 1 kV to 10 kV. More preferably, it is 40 kV-70 kV.
Since the acceleration voltage of the electron beam is related to the penetration depth of the electron beam, it is preferable to select an acceleration voltage suitable for the material of the sample, particularly the specific gravity. When the specific gravity is doubled, the penetration depth of the electron beam is about ½. In addition, when the acceleration voltage is too hard, there is a possibility that charge traps do not occur due to destruction or deterioration of the sample and the electron beam passing through the sample.
As a charge injection method, electron beam irradiation is preferable. In other methods, it is difficult to trap the charge inside the sample, and furthermore, the charge trapped inside by the heat treatment cannot move to the vicinity of the surface.
The electron beam irradiation atmosphere is preferably an inert gas. Argon, nitrogen, etc. are mentioned. Moreover, the state with a high degree of vacuum may be sufficient. The oxygen partial pressure is preferably 100 ppm or less. If the oxygen partial pressure is too high, oxygen plasma is generated, and there is a possibility that the surface of the sample deteriorates or the composition is broken.
In order not to lower the electret property, it is preferable that the electret is not brought into contact with a solvent or moisture. For this reason, when irradiating an electron beam, it is preferable that the resin film is sufficiently dry and the solvent does not remain.

《加熱工程》
前記電荷注入工程後の加熱工程の条件について述べる。加熱温度は60℃以上、180℃以下が好ましい。加熱温度が60℃以上であることにより樹脂膜の内部にトラップされた電荷を移動させるのに必要なエネルギーを十分に与えることができる。また、加熱温度が180℃以下であることにより樹脂膜の劣化や、樹脂膜の内部にトラップされた電荷の消失を抑制することができる。前記加熱温度のさらに好ましい範囲は、120℃以上、170℃以下である。
加熱時間は特に制限はないが、1分以上、15分以下が好ましい。加熱時間が1分以上であれば電荷を移動させるのに必要な熱量を十分に与えることができる。また、15分以下であることにより樹脂膜が劣化することを抑制できる。
電子線で注入された電荷は樹脂膜の内部に蓄積される。その電荷の進入深度は電子線の加速電圧、樹脂膜の比重等に影響される。内部に蓄積された電荷は外部からの熱エネルギーによって樹脂膜の熱運動によって、移動しやすくなる。その際、徐々に樹脂膜の表面に電荷の湧き出しが生じる。その結果、外部の表面電位センサーによって表面電位が検出され、表面電位の絶対値の増加が発生する。
《Heating process》
The conditions of the heating process after the charge injection process will be described. The heating temperature is preferably 60 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. When the heating temperature is 60 ° C. or higher, sufficient energy can be given to move the charge trapped inside the resin film. In addition, when the heating temperature is 180 ° C. or lower, the deterioration of the resin film and the disappearance of the charges trapped inside the resin film can be suppressed. A more preferable range of the heating temperature is 120 ° C. or higher and 170 ° C. or lower.
The heating time is not particularly limited, but is preferably 1 minute or more and 15 minutes or less. If the heating time is 1 minute or longer, a sufficient amount of heat can be given to move the charge. Moreover, it can suppress that a resin film deteriorates because it is 15 minutes or less.
The charges injected by the electron beam are accumulated inside the resin film. The penetration depth of the charge is affected by the acceleration voltage of the electron beam, the specific gravity of the resin film, and the like. The charge accumulated inside is easily moved by the thermal motion of the resin film by the external heat energy. At that time, electric charge is gradually generated on the surface of the resin film. As a result, the surface potential is detected by an external surface potential sensor, and the absolute value of the surface potential increases.

本発明による表面電位の増加の制御は含フッ素樹脂以外である場合は、電荷の保持能力が低いため、実現が難しい。フッ素樹脂は絶縁性が高く、また、電子線照射による劣化に強いため、好適である。
従来のエレクトレット化工法では帯電時に加熱を行うことは一般的に知られているが、エレクトレット化後の加熱は通常はエレクトレット性を低下させることにつながるため、行われていなかった。しかしながら、電子線照射の場合は、樹脂膜の深さ方向に深く電荷が注入されるため、エレクトレット化後に加熱を行うことで、電荷の移動が可能であることを見出した。よって、電子線照射後に加熱を行うことで表面電位の絶対値の増加方向に制御することが可能となった。
The control of the increase in the surface potential according to the present invention is difficult to realize in cases other than the fluorine-containing resin because the charge holding ability is low. A fluororesin is suitable because it has high insulating properties and is resistant to deterioration caused by electron beam irradiation.
In the conventional electret method, it is generally known that heating is performed at the time of charging, but heating after electret is not performed because it usually leads to a decrease in electret properties. However, in the case of electron beam irradiation, since charges are injected deeply in the depth direction of the resin film, it was found that charges can be transferred by heating after electretization. Therefore, it is possible to control the absolute value of the surface potential in the increasing direction by heating after the electron beam irradiation.

また、本発明は下記(1)のエレクトレットの製造方法に係るものであるが、次の(2)〜(7)をも実施の形態として含む。
(1)含フッ素樹脂を溶媒に分散させた塗工液を用いて基板表面に塗工膜を形成する製膜成膜工程と、
前記成膜工程後に前記塗工膜を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程後に得られる含フッ素樹脂の樹脂膜に電子線照射により電荷を注入する電荷注入工程と、
前記電荷注入工程後に前記含フッ素樹脂の樹脂膜を加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とするエレクトレットの製造方法。
(2)前記乾燥工程後の前記樹脂膜中の含フッ素樹脂は、アミノシラン骨格を有することを特徴とする上記(1)に記載のエレクトレットの製造方法。
(3)前記乾燥工程後の前記樹脂膜中の含フッ素樹脂は、主鎖に脂肪族環を有する重合体(A)又は前記重合体(A)と他の化合物とを反応させた重合体(A’)を有することを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のエレクトレットの製造方法。
(4)前記重合体(A’)は、前記重合体(A)と、アミノ基を有するシランカップリング剤との反応生成物を有する重合体であることを特徴とする上記(3)に記載のエレクトレットの製造方法。
(5)前記塗工液中の含フッ素樹脂は、末端基としてカルボキシ基又はカルボニル基を有することを特徴とする上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のエレクトレットの製造方法。
(6)前記加熱工程が、加熱温度を制御することで前記電荷注入工程後の含フッ素樹脂の樹脂膜における表面電位の絶対値の増加率を制御する工程であることを特徴とする上記(1)乃至(5)のいずれかに記載のエレクトレットの製造方法。
(7)前記加熱工程は、加熱温度が60℃以上、180℃以下であり、加熱時間が1分以上、15分以下であることを特徴とする上記(1)乃至(6)のいずれかに記載のエレクトレットの製造方法。
Moreover, although this invention concerns on the manufacturing method of the electret of following (1), following (2)-(7) is also included as embodiment.
(1) a film-forming film forming step of forming a coating film on the substrate surface using a coating liquid in which a fluorine-containing resin is dispersed in a solvent;
A drying step of drying the coating film after the film formation step;
A charge injection step of injecting charges into the resin film of the fluororesin obtained after the drying step by electron beam irradiation;
A heating step of heating the resin film of the fluororesin after the charge injection step;
A method for producing an electret, comprising:
(2) The method for producing an electret according to (1) above, wherein the fluororesin in the resin film after the drying step has an aminosilane skeleton.
(3) The fluororesin in the resin film after the drying step is a polymer (A) having an aliphatic ring in the main chain or a polymer obtained by reacting the polymer (A) with another compound ( The method for producing an electret according to the above (1) or (2), comprising A ′).
(4) The polymer (A ′) is a polymer having a reaction product of the polymer (A) and a silane coupling agent having an amino group. Method for manufacturing the electret.
(5) The method for producing an electret according to any one of (1) to (4) above, wherein the fluorine-containing resin in the coating liquid has a carboxy group or a carbonyl group as a terminal group.
(6) The heating step is a step of controlling an increase rate of an absolute value of a surface potential in a resin film of a fluororesin after the charge injection step by controlling a heating temperature (1) The manufacturing method of the electret in any one of (5) thru | or (5).
(7) In the heating step, the heating temperature is 60 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, and the heating time is 1 minute or longer and 15 minutes or shorter. The manufacturing method of the electret of description.

以下に、上記実施形態の具体例を実施例として記載する。なお、本発明は、以下の実施例になんら限定されるものではない。
[実施例1]
40mm角の銅板(厚さ1mm)上に重合性含フッ素樹脂(CYTOP EGG−811:旭硝子社製)をスピンコート法により成膜した。CYTOP EGG−811は末端官能基が−COOHである重合性含フッ素樹脂とアミノ基を有するシランカップリング剤とが溶媒に分散乃至溶解したものである。これを用いて塗工液を作製し、基板(前記銅板)上に樹脂膜を形成した。成膜後、280℃で1時間加熱し、十分に乾燥させた。これにより、末端官能基が−COOHの樹脂と、アミノ基を有するシランカップリング剤とが反応し、かつ、溶媒が十分に蒸発して乾燥した含フッ素樹脂の樹脂膜が得られた。加熱乾燥後に測定した含フッ素樹脂の膜厚は28μmであった。得られた樹脂コートサンプルを以下の条件下で電子線照射を行った。
加速電圧:50kV
管電流:2mA
吸収線量:154.6kGy(計算値)
酸素分圧:100ppm以下
充填気体:N
電子線照射後のサンプルの表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
初期表面電位:−82[V]
電子線照射後のサンプルをコロナ荷電装置(株式会社リコー製)が備えるホットプレート上で10min間、160℃で加熱した。その後、室温まで自然放冷し、サンプルの表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
加熱後の表面電位:−228[V]
電子線照射を実施したサンプルを加熱して熱エネルギーを与えることで、エレクトレットの表面電位を増加させることができた。
Below, the specific example of the said embodiment is described as an Example. The present invention is not limited to the following examples.
[Example 1]
A polymerizable fluorine-containing resin (CYTOP EGG-811: manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was formed on a 40 mm square copper plate (thickness 1 mm) by spin coating. CYTOP EGG-811 is obtained by dispersing or dissolving a polymerizable fluorine-containing resin having a terminal functional group of -COOH and a silane coupling agent having an amino group in a solvent. A coating solution was prepared using this, and a resin film was formed on the substrate (the copper plate). After film formation, it was heated at 280 ° C. for 1 hour and sufficiently dried. As a result, a resin film of a fluorine-containing resin in which a resin having a terminal functional group of —COOH and a silane coupling agent having an amino group reacted and the solvent was sufficiently evaporated to be dried was obtained. The film thickness of the fluorine-containing resin measured after heat drying was 28 μm. The obtained resin-coated sample was irradiated with an electron beam under the following conditions.
Acceleration voltage: 50 kV
Tube current: 2mA
Absorbed dose: 154.6kGy (calculated value)
Oxygen partial pressure: 100 ppm or less Filling gas: N 2
The surface potential of the sample after electron beam irradiation was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Initial surface potential: -82 [V]
The sample after electron beam irradiation was heated at 160 ° C. for 10 minutes on a hot plate provided in a corona charging device (manufactured by Ricoh Co., Ltd.). Thereafter, the sample was allowed to cool to room temperature, and the surface potential of the sample was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Surface potential after heating: -228 [V]
The surface potential of the electret could be increased by heating the sample subjected to electron beam irradiation and applying thermal energy.

[比較例1]
実施例1と同様の手順で作製した含フッ素樹脂コートサンプルを以下の条件でコロナ帯電させた。コロナ帯電はコロナ放電を発生させる帯電装置(図1に示すコロナ荷電装置:株式会社リコー製)を用いた。
チャージャー印加電圧:4.2kV
グリッド印加電圧:100V
サンプル加熱温度:100℃
コロナ帯電後のサンプルの表面電位を測定した。(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用)
初期表面電位:−98[V]
コロナ帯電後に160℃のホットプレート上で10min間加熱したのち、室温まで自然放冷後、表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
加熱後の表面電位:−92[V]
熱エネルギーを与えても、表面電位を増加させることはできなかった。
電子線照射の場合は、電子線が樹脂コートサンプルの含フッ素樹脂膜内へ深く入り込むため、電荷が内部に蓄積されると考えられる。一方で、コロナ帯電は樹脂コートサンプルのごく表面に電荷が蓄積される。
よって、電子線照射の場合は、含フッ素樹脂膜内部へ蓄積された電荷を熱エネルギーによって、活性化させ、移動しやすくすることで蓄積された電荷が樹脂コートサンプルの表面に湧き出してくると考えられる。
[Comparative Example 1]
A fluorine-containing resin-coated sample produced by the same procedure as in Example 1 was corona charged under the following conditions. For the corona charging, a charging device that generates corona discharge (corona charging device shown in FIG. 1: manufactured by Ricoh Co., Ltd.) was used.
Charger applied voltage: 4.2 kV
Grid applied voltage: 100V
Sample heating temperature: 100 ° C
The surface potential of the sample after corona charging was measured. (Used by Trek Co., main unit: Model 344, probe: Model 6000B-7C)
Initial surface potential: -98 [V]
After corona charging, the plate was heated on a hot plate at 160 ° C. for 10 minutes, and then naturally cooled to room temperature, and then the surface potential was measured (manufactured by Trek, main unit: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Surface potential after heating: -92 [V]
Even when thermal energy was applied, the surface potential could not be increased.
In the case of electron beam irradiation, the electron beam penetrates deeply into the fluorine-containing resin film of the resin coat sample, so that it is considered that charges are accumulated inside. On the other hand, in the corona charging, charges are accumulated on the very surface of the resin-coated sample.
Therefore, in the case of electron beam irradiation, the charge accumulated inside the fluorine-containing resin film is activated by thermal energy, and the accumulated charge springs out on the surface of the resin-coated sample by making it easy to move. Conceivable.

[実施例2]〜[実施例4]
サンプルの樹脂膜の膜厚と加熱温度を変更した以外は実施例1と同様にして実験を行った。
結果を表1に示す。
[Example 2] to [Example 4]
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the resin film of the sample and the heating temperature were changed.
The results are shown in Table 1.

[比較例2]〜[比較例4]
サンプルの樹脂膜の膜厚と加熱温度を変更した以外は比較例1と同様にして実験を行った。
結果を表1に示す。
[Comparative Example 2] to [Comparative Example 4]
The experiment was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness of the resin film of the sample and the heating temperature were changed.
The results are shown in Table 1.

[実施例5]〜[実施例8]
サンプルの樹脂、サンプル膜厚と加熱温度を変更した以外は実施例1と同様にして実験を行った。
結果を表1に示す。
[Example 5] to [Example 8]
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the sample resin, the sample film thickness, and the heating temperature were changed.
The results are shown in Table 1.

[比較例5]〜[比較例8]
サンプルの樹脂、膜厚と加熱温度を変更した以外は比較例1と同様にして実験を行った。
結果を表1に示す。
[Comparative Example 5] to [Comparative Example 8]
The experiment was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the resin, film thickness, and heating temperature of the sample were changed.
The results are shown in Table 1.

[実施例9]〜[実施例11]
加熱温度を100℃、120℃、140℃に変更した以外は実施例4と同様にして実験を行った。
結果を表1に示す。
[Example 9] to [Example 11]
The experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that the heating temperature was changed to 100 ° C, 120 ° C, and 140 ° C.
The results are shown in Table 1.

[比較例9]〜[比較例11]
加熱温度を100℃、120℃、140℃に変更した以外は比較例4と同様にして実験を行った。
結果を表1に示す。
実施例4、9〜11の結果から、加熱温度の制御によって、表面電位の絶対値の増加率を制御できていることがわかる。一方で比較例4、9〜11の結果から、コロナ帯電では表面電位の絶対値の増加率を加熱温度の制御によって制御できていないことがわかる。
[Comparative Example 9] to [Comparative Example 11]
The experiment was performed in the same manner as in Comparative Example 4 except that the heating temperature was changed to 100 ° C, 120 ° C, and 140 ° C.
The results are shown in Table 1.
From the results of Examples 4 and 9 to 11, it is understood that the increase rate of the absolute value of the surface potential can be controlled by controlling the heating temperature. On the other hand, it can be seen from the results of Comparative Examples 4 and 9 to 11 that the rate of increase in the absolute value of the surface potential cannot be controlled by controlling the heating temperature in corona charging.

[実施例12]
Cu基板にテフロン(登録商標)FEP(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製)のディスパージョン溶液を塗布して塗工膜を形成した。続いて、150℃で60分間乾燥させることで膜厚約400μmの含フッ素樹脂の樹脂膜を得た。
得られた樹脂コートサンプルを以下の条件下で電子線照射を行った。
加速電圧:50kV
管電流:2mA
吸収線量:154.6kGy(計算値)
酸素分圧:100ppm以下
充填気体:N
電子線照射後のサンプルの表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
初期表面電位:−5[V]
電子線照射後のサンプルを160℃のホットプレート上で10min間加熱したのち、室温まで自然放冷後、表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
加熱後の表面電位:−13[V]
電子線照射を実施したサンプルに熱エネルギーを与えることで、表面電位を増加させることができた。
[Example 12]
A dispersion film of Teflon (registered trademark) FEP (Mitsui / DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied to a Cu substrate to form a coating film. Subsequently, the film was dried at 150 ° C. for 60 minutes to obtain a fluororesin resin film having a thickness of about 400 μm.
The obtained resin-coated sample was irradiated with an electron beam under the following conditions.
Acceleration voltage: 50 kV
Tube current: 2mA
Absorbed dose: 154.6kGy (calculated value)
Oxygen partial pressure: 100 ppm or less Filling gas: N 2
The surface potential of the sample after electron beam irradiation was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Initial surface potential: -5 [V]
The sample after electron beam irradiation was heated on a hot plate at 160 ° C. for 10 minutes, and then allowed to cool naturally to room temperature, and then the surface potential was measured (using Trek Corp., main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C). did).
Surface potential after heating: −13 [V]
The surface potential could be increased by applying thermal energy to the sample subjected to electron beam irradiation.

[比較例12]
実施例12と同様に樹脂膜を作製した。得られた樹脂コートサンプルを以下の条件でコロナ帯電させた。
チャージャー印加電圧:4.2kV
グリッド印加電圧:100V
サンプル加熱温度:100℃
電子線照射後のサンプルの表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
初期表面電位:−95[V]
コロナ帯電後に160℃のホットプレート上で10min間加熱したのち、室温まで自然放冷後、表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
加熱後の表面電位:−21[V]
熱エネルギーを与えても、表面電位を増加させることはできなかった。
[Comparative Example 12]
A resin film was prepared in the same manner as in Example 12. The obtained resin-coated sample was corona charged under the following conditions.
Charger applied voltage: 4.2 kV
Grid applied voltage: 100V
Sample heating temperature: 100 ° C
The surface potential of the sample after electron beam irradiation was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Initial surface potential: -95 [V]
After corona charging, the plate was heated on a hot plate at 160 ° C. for 10 minutes, and then naturally cooled to room temperature, and then the surface potential was measured (manufactured by Trek, main unit: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Surface potential after heating: -21 [V]
Even when thermal energy was applied, the surface potential could not be increased.

[実施例13]
テフロン(登録商標)AF1601S(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製)に添加剤として3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシランが1.5質量%になるように分散させ、Cu基板上にコートして塗工膜を形成した。なお、テフロン(登録商標)AF1601Sはテフロン(登録商標)AF1600(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製)がフッ素系溶媒に分散したものである。塗工膜を150℃で60分間乾燥後、24μmの樹脂膜が形成された樹脂コートサンプルを得た。
得られた樹脂コートサンプルを以下の条件下で電子線照射を行った。
加速電圧:50kV
管電流:2mA
吸収線量:154.6kGy(計算値)
酸素分圧:100ppm以下
充填気体:N
電子線照射後のサンプルの表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用)。
初期表面電位:−64[V]
照射後に160℃のホットプレート上で10min間加熱したのち、室温まで自然放冷後、表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用)。
加熱後の表面電位:−101[V]
電子線照射を実施したサンプルに熱エネルギーを与えることで、表面電位を増加させることができた。
[Example 13]
In Teflon (registered trademark) AF1601S (Mitsui / DuPont Fluorochemical Co., Ltd.), 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane as an additive was dispersed so as to be 1.5% by mass, and was added onto the Cu substrate. The coated film was formed by coating. Teflon (registered trademark) AF1601S is obtained by dispersing Teflon (registered trademark) AF1600 (manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) in a fluorine-based solvent. The coating film was dried at 150 ° C. for 60 minutes to obtain a resin-coated sample on which a 24 μm resin film was formed.
The obtained resin-coated sample was irradiated with an electron beam under the following conditions.
Acceleration voltage: 50 kV
Tube current: 2mA
Absorbed dose: 154.6kGy (calculated value)
Oxygen partial pressure: 100 ppm or less Filling gas: N 2
The surface potential of the sample after electron beam irradiation was measured (manufactured by Trek, using main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C).
Initial surface potential: -64 [V]
After irradiation, the plate was heated on a hot plate at 160 ° C. for 10 minutes, and then allowed to cool naturally to room temperature, and then the surface potential was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C).
Surface potential after heating: -101 [V]
The surface potential could be increased by applying thermal energy to the sample subjected to electron beam irradiation.

[比較例13]
実施例13と同様に作製した樹脂コートサンプルを以下の条件でコロナ帯電させた。
チャージャー印加電圧:4.2kV
グリッド印加電圧:100V
サンプル加熱温度:100℃
電子線照射後のサンプルの表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
初期表面電位:−96[V]
コロナ帯電後に160℃のホットプレート上で10min間加熱したのち、室温まで自然放冷後、表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
加熱後の表面電位:−64[V]
熱エネルギーを与えても、表面電位を増加させることはできなかった。
[Comparative Example 13]
A resin-coated sample produced in the same manner as in Example 13 was corona charged under the following conditions.
Charger applied voltage: 4.2 kV
Grid applied voltage: 100V
Sample heating temperature: 100 ° C
The surface potential of the sample after electron beam irradiation was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Initial surface potential: -96 [V]
After corona charging, the plate was heated on a hot plate at 160 ° C. for 10 minutes, and then naturally cooled to room temperature, and then the surface potential was measured (manufactured by Trek, main unit: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Surface potential after heating: -64 [V]
Even when thermal energy was applied, the surface potential could not be increased.

[比較例14]
Cu基板上にPET樹脂層を形成したサンプルを作製した。PET樹脂層は、Cu基板上に絶縁性の接着剤をコートし、その上から、PETシート(ルミラー(登録商標)X30:東レ株式会社製)を貼り付け、十分な圧力を与えて密着させることで形成した。PET樹脂層の膜厚は30μmであった。
得られた樹脂コートサンプルを以下の条件下で電子線照射を行った。
加速電圧:50kV
管電流:2mA
吸収線量:154.6kGy(計算値)
酸素分圧:100ppm以下
充填気体:N
電子線照射後のサンプルの表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
初期表面電位:−2[V]
照射後に160℃のホットプレート上で10min間加熱したのち、室温まで自然放冷後、表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用した)。
加熱後の表面電位:−1[V]
電子線照射を実施したサンプルを加熱しても、表面電位を増加させることができなかった。
[Comparative Example 14]
A sample in which a PET resin layer was formed on a Cu substrate was prepared. For the PET resin layer, an insulating adhesive is coated on a Cu substrate, and a PET sheet (Lumirror (registered trademark) X30: manufactured by Toray Industries, Inc.) is pasted thereon, and a sufficient pressure is applied to adhere the PET sheet. Formed with. The film thickness of the PET resin layer was 30 μm.
The obtained resin-coated sample was irradiated with an electron beam under the following conditions.
Acceleration voltage: 50 kV
Tube current: 2mA
Absorbed dose: 154.6kGy (calculated value)
Oxygen partial pressure: 100 ppm or less
Filling gas: N 2
The surface potential of the sample after electron beam irradiation was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Initial surface potential: -2 [V]
After irradiation, the plate was heated on a hot plate at 160 ° C. for 10 minutes, and then naturally cooled to room temperature, and then the surface potential was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C was used).
Surface potential after heating: -1 [V]
Even when the sample subjected to electron beam irradiation was heated, the surface potential could not be increased.

[比較例15]
比較例14と同様に作製した樹脂コートサンプルを以下の条件でコロナ帯電させた。
チャージャー印加電圧:4.2kV
グリッド印加電圧:100V
サンプル加熱温度:100℃
電子線照射後のサンプルの表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用)。
初期表面電位:−88[V]
コロナ帯電後に160℃のホットプレート上で10min間加熱したのち、室温まで自然放冷後、表面電位を測定した(トレック社製、本体:Model 344、プローブ:Model 6000B−7Cを使用)。
加熱後の表面電位:−7[V]
熱エネルギーを与えても、表面電位を増加させることはできなかった。
以下の表1にこれらの実験結果を示す。
[Comparative Example 15]
A resin-coated sample produced in the same manner as in Comparative Example 14 was corona charged under the following conditions.
Charger applied voltage: 4.2 kV
Grid applied voltage: 100V
Sample heating temperature: 100 ° C
The surface potential of the sample after electron beam irradiation was measured (manufactured by Trek, using main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C).
Initial surface potential: -88 [V]
After corona charging, the plate was heated on a hot plate at 160 ° C. for 10 minutes, and then naturally cooled to room temperature, and then the surface potential was measured (manufactured by Trek, main body: Model 344, probe: Model 6000B-7C).
Surface potential after heating: -7 [V]
Even when thermal energy was applied, the surface potential could not be increased.
Table 1 below shows the results of these experiments.

Figure 2016058617
Figure 2016058617

1 コロナチャージャー(グリッド取り付け可能)
2 金属プレート
3 ヒーター
4 高圧電源装置
1 Corona charger (grid mountable)
2 Metal plate 3 Heater 4 High voltage power supply

特許第5381979号公報Japanese Patent No. 5381979 特開2014−037451号公報JP 2014-037451 A 特許第4774130号公報Japanese Patent No. 4774130 特許第4753609号公報Japanese Patent No. 4753609 特開2009−088444号公報JP 2009-088444 A

K. Hagiwara, M. Goto, Y. Iguchi, Y. Yasuno, H. Kodama, K. Kidokoro, and T. Tajima, “Soft Xray charging method for a silicon electret condenser microphone,” Appl. Phys. Exp., 3, 091502, 3pp, 2010.K. Hagiwara, M. Goto, Y. Iguchi, Y. Yasuno, H. Kodama, K. Kidokoro, and T. Tajima, “Soft Xray charging method for a silicon electret condenser microphone,” Appl. Phys. Exp., 3 , 091502, 3pp, 2010. Honzumi, M., Hagiwara, K., Iguchi, Y., and Suzuki, Y., “High-Speed Electret Charging Method Using Vacuum UV Irradiation,” Appl. Phys. Lett., Vol. 98, Issue 5, 052901 (2011)Honzumi, M., Hagiwara, K., Iguchi, Y., and Suzuki, Y., “High-Speed Electret Charging Method Using Vacuum UV Irradiation,” Appl. Phys. Lett., Vol. 98, Issue 5, 052901 ( 2011)

Claims (7)

含フッ素樹脂を溶媒に分散させた塗工液を用いて基板表面に塗工膜を形成する成膜工程と、
前記成膜工程後に前記塗工膜を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程後に得られる含フッ素樹脂の樹脂膜に電子線照射により電荷を注入する電荷注入工程と、
前記電荷注入工程後に前記含フッ素樹脂の樹脂膜を加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とするエレクトレットの製造方法。
A film forming step of forming a coating film on the substrate surface using a coating liquid in which a fluorine-containing resin is dispersed in a solvent;
A drying step of drying the coating film after the film formation step;
A charge injection step of injecting charges into the resin film of the fluororesin obtained after the drying step by electron beam irradiation;
A heating step of heating the resin film of the fluororesin after the charge injection step;
A method for producing an electret, comprising:
前記乾燥工程後の前記樹脂膜中の含フッ素樹脂は、アミノシラン骨格を有することを特徴とする請求項1に記載のエレクトレットの製造方法。   The method for producing an electret according to claim 1, wherein the fluorine-containing resin in the resin film after the drying step has an aminosilane skeleton. 前記乾燥工程後の前記樹脂膜中の含フッ素樹脂は、主鎖に脂肪族環を有する重合体(A)又は前記重合体(A)と他の化合物とを反応させた重合体(A’)を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のエレクトレットの製造方法。   The fluororesin in the resin film after the drying step is a polymer (A) having an aliphatic ring in the main chain or a polymer (A ′) obtained by reacting the polymer (A) with another compound. The manufacturing method of the electret of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記重合体(A’)は、前記重合体(A)と、アミノ基を有するシランカップリング剤との反応生成物を有する重合体であることを特徴とする請求項3に記載のエレクトレットの製造方法。   The said polymer (A ') is a polymer which has a reaction product of the said polymer (A) and the silane coupling agent which has an amino group, The manufacture of the electret of Claim 3 characterized by the above-mentioned. Method. 前記塗工液中の含フッ素樹脂は、末端基としてカルボキシ基又はカルボニル基を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のエレクトレットの製造方法。   The method for producing an electret according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluorine-containing resin in the coating liquid has a carboxy group or a carbonyl group as a terminal group. 前記加熱工程が、加熱温度を制御することで前記電荷注入工程後の含フッ素樹脂の樹脂膜における表面電位の絶対値の増加率を制御する工程であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のエレクトレットの製造方法。   The heating step is a step of controlling an increase rate of an absolute value of a surface potential in a resin film of a fluorine-containing resin after the charge injection step by controlling a heating temperature. The manufacturing method of the electret in any one. 前記加熱工程は、加熱温度が60℃以上、180℃以下であり、加熱時間が1分以上、15分以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のエレクトレットの製造方法。
The method for producing an electret according to any one of claims 1 to 6, wherein the heating step has a heating temperature of 60 ° C or higher and 180 ° C or lower and a heating time of 1 minute or longer and 15 minutes or shorter. .
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