JP2016138239A - Polymeric piezoelectric material and manufacturing method therefor - Google Patents

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一洋 谷本
Kazuhiro Tanimoto
一洋 谷本
吉田 光伸
Mitsunobu Yoshida
光伸 吉田
西川 茂雄
Shigeo Nishikawa
茂雄 西川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymeric piezoelectric material capable of maintaining piezoelectricity and excellent in heat resistance and transparency.SOLUTION: There is provided a polymeric piezoelectric material containing an optical active polymer (A) with weight average molecular weight of 500,000 to 1,000,000 and having stereocomplex crystallization rate (S) represented by following formula (X) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) of 6% to 85%, homo crystallinity obtained by the DSC method of 5% to 80% and piezoelectric constant dmeasured by a stress-electrical charge method at 25°C, of 1pC/N. S={▵Hmsc/(▵Hmsc+▵Hmh)}×100 (X), where ▵Hmh represents melting enthalpy of a low melting point melting peak where a crystal melting peak temperature is less than 190°C by a DSC measurement and ▵Hmsc represents melting enthalpy of a high melting point melting peak where the crystal melting peak temperature is 190°C or more by a DSC measurement.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、高分子圧電材料及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a polymeric piezoelectric material and a method for producing the same.

圧電材料としては、従来、セラミックス材料であるPZT(PBZrO−PbTiO系固溶体)が多く用いられてきた。しかし、PZTは鉛を含有することから、現在、圧電材料としては、環境負荷が低く、また柔軟性に富む高分子圧電材料(高分子圧電フィルム)が用いられるようになってきている。
高分子圧電材料としては、ナイロン11、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ尿素、ポリフッ化ビニリデン(β型)(PVDF)、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体(P(VDF−TrFE))(75/25)などに代表されるポーリング型高分子が知られている。
Conventionally, PZT (PBZrO 3 —PbTiO 3 based solid solution), which is a ceramic material, has been widely used as the piezoelectric material. However, since PZT contains lead, currently, as a piezoelectric material, a polymer piezoelectric material (polymer piezoelectric film) having a low environmental load and high flexibility has come to be used.
As the polymer piezoelectric material, nylon 11, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyurea, polyvinylidene fluoride (β type) (PVDF), vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer (P (VDF-TrFE)) Pauling type polymers represented by (75/25) and the like are known.

近年、上記高分子圧電材料以外にも、光学活性を有するヘリカルキラル高分子(例えば、ポリ乳酸に代表されるポリ乳酸系高分子)を用いた高分子圧電材料が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
ところで、ポリ乳酸等のポリエステル樹脂については、耐熱性を向上させるために、種々の検討がなされている。
例えば、L―乳酸単位のみからなるポリL―乳酸(以下、PLLAと略すことがある)とD―乳酸単位のみからなるポリD―乳酸(以下、PDLAと略すことがある)を溶液あるいは溶融状態で混合することにより、ステレオコンプレックスが形成されることが報告されている。このステレオコンプレックスポリ乳酸はPLLAやPDLAに比べて、高融点、高結晶性を示し、耐加水分解性及び耐溶剤性に優れることが知られている。ポリ乳酸等を用いてステレオコンプレックスを形成し、耐湿熱性を向上させる技術が知られている(特許文献3及び非特許文献1)。
また、ステレオコンプレックスポリ乳酸は、透明性が悪化する場合がある。ステレオコンプレックスポリ乳酸フィルムの透明性を向上させるために、核剤などを用いる技術が知られている(例えば、特許文献4)。
In recent years, in addition to the above-described polymeric piezoelectric materials, polymeric piezoelectric materials using optically active helical chiral polymers (for example, polylactic acid-based polymers typified by polylactic acid) are known (for example, patents). Reference 1 and 2).
By the way, about polyester resins, such as polylactic acid, in order to improve heat resistance, various examination is made | formed.
For example, poly L-lactic acid consisting of only L-lactic acid units (hereinafter sometimes abbreviated as PLLA) and poly-D-lactic acid consisting only of D-lactic acid units (hereinafter sometimes abbreviated as PDLA) in solution or in a molten state. It has been reported that a stereocomplex is formed by mixing in the above. It is known that this stereocomplex polylactic acid has a high melting point and high crystallinity as compared with PLLA and PDLA, and is excellent in hydrolysis resistance and solvent resistance. A technique is known in which a stereo complex is formed using polylactic acid or the like to improve the heat and moisture resistance (Patent Document 3 and Non-Patent Document 1).
Moreover, the transparency of stereocomplex polylactic acid may deteriorate. In order to improve the transparency of the stereocomplex polylactic acid film, a technique using a nucleating agent or the like is known (for example, Patent Document 4).

特開平5−152638号公報JP-A-5-152638 特開2005−213376号公報JP 2005-213376 A 特開昭63−241024号公報JP 63-24014 A 特開2008−248162号公報JP 2008-248162 A

Macromolecules,24,5651(1991)Macromolecules, 24,5651 (1991)

ポリ乳酸などの光学活性高分子を用いた高分子圧電材料は、圧電性を維持することができ、かつ、耐熱性及び透明性に優れていることが求められている。
しかしながら、上記特許文献3のように、高分子圧電材料にステレオコンプレックスポリ乳酸を用いると、耐熱性の向上は見られるが、透明性及び圧電性が低下する傾向にある。
さらに、上記特許文献4のように、ステレオコンプレックスポリ乳酸に対して、核剤を用いて透明性を改善する方法を採用した場合、核剤が熱分解触媒として作用するおそれがある。これにより、熱分解反応が進行して溶融混練時の分子量低下が生じ、熱安定性(耐熱性)が低下する傾向にある。
Polymer piezoelectric materials using optically active polymers such as polylactic acid are required to maintain piezoelectricity and to be excellent in heat resistance and transparency.
However, as in Patent Document 3, when stereocomplex polylactic acid is used for the polymer piezoelectric material, the heat resistance is improved, but the transparency and piezoelectricity tend to be lowered.
Furthermore, when the method of improving transparency using a nucleating agent is employed for stereocomplex polylactic acid as in Patent Document 4, the nucleating agent may act as a thermal decomposition catalyst. As a result, the thermal decomposition reaction proceeds to cause a decrease in molecular weight during melt kneading, and the thermal stability (heat resistance) tends to decrease.

そこで、本発明は、圧電性を維持することができ、かつ、耐熱性及び透明性に優れた高分子圧電材料及びその製造方法を提供することである。   Therefore, the present invention is to provide a polymeric piezoelectric material that can maintain piezoelectricity and is excellent in heat resistance and transparency, and a method for producing the same.

前記課題を達成するための具体的手段は、以下の通りである。
<1> 重量平均分子量が5万〜100万である光学活性高分子(A)を含み、示差走査型熱量計(DSC)で測定される、下記式(X)で示されるステレオコンプレックス結晶化率(S)が、6%〜85%であり、DSC法で得られるホモ結晶化度が5%〜80%であり、25℃において応力−電荷法で測定した圧電定数d14が1pC/N以上である高分子圧電材料。
S = {△Hmsc/(△Hmsc+△Hmh)} × 100 (X)
(式中、△Hmhは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃未満の低融点融解ピークの融解エンタルピーを表し、△Hmscは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃以上の高融点融解ピークの融解エンタルピーを表す。)
<2> 前記ステレオコンプレックス結晶化率(S)が、6%〜28%であり、かつ前記ホモ結晶化度が20%〜80%である<1>に記載の高分子圧電材料。
<3> 前記光学活性高分子(A)は、構成単位として、L体成分を65モル%以上又はD体成分を65モル%以上含む<1>又は<2>に記載の高分子圧電材料。
<4> 前記光学活性高分子(A)は、L体成分を90モル%以上有する光学活性高分子(B)、D体成分を90モル%以上有する光学活性高分子(C)、ならびに、L体成分及びD体成分をそれぞれ10モル%超90モル%未満有するステレオブロック共重合体である光学活性高分子(D)からなる群より選択される少なくとも1つからなる高分子である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。
<5> 前記光学活性高分子(B)の重量平均分子量、前記光学活性高分子(C)の重量平均分子量及び光学活性高分子(D)の重量平均分子量が、それぞれ5万〜100万である<4>に記載の高分子圧電材料。
<6> 可視光線に対する内部ヘイズが4.0%以下である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。
<7> 可視光線に対する内部ヘイズが2.0%以下である、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。
<8> マイクロ波透過型分子配向計で測定される基準厚さを50μmとしたときの規格化分子配向MORcと前記ホモ結晶化度との積が25〜700である、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。
<9> 前記光学活性高分子(A)が、下記構造式(1)で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子である、<1>〜<8>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> A stereocomplex crystallization ratio represented by the following formula (X), which includes an optically active polymer (A) having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000 and is measured by a differential scanning calorimeter (DSC) (S) is 6% to 85%, a homo crystallinity obtained by the DSC method is 5% to 80%, 25 stresses in ° C. - piezoelectric constant d 14 is 1 pC / N or more as measured by a charge method High molecular piezoelectric material.
S = {ΔHmsc / (ΔHmsc + ΔHmh)} × 100 (X)
(In the formula, ΔHmh represents the melting enthalpy of the low melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of less than 190 ° C. by DSC measurement, and ΔHmsc is the high melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of 190 ° C. or more by DSC measurement. Represents the melting enthalpy of
<2> The polymeric piezoelectric material according to <1>, wherein the stereocomplex crystallization ratio (S) is 6% to 28% and the homocrystallization degree is 20% to 80%.
<3> The polymeric piezoelectric material according to <1> or <2>, wherein the optically active polymer (A) includes, as a structural unit, 65 mol% or more of an L-form component or 65 mol% or more of a D-form component.
<4> The optically active polymer (A) includes an optically active polymer (B) having 90 mol% or more of L-form component, an optically active polymer (C) having 90 mol% or more of D-form component, and L <1> a polymer comprising at least one selected from the group consisting of an optically active polymer (D) which is a stereoblock copolymer having a body component and a D-form component each of more than 10 mol% and less than 90 mol% The polymeric piezoelectric material according to any one of to <3>.
<5> The weight average molecular weight of the optically active polymer (B), the weight average molecular weight of the optically active polymer (C), and the weight average molecular weight of the optically active polymer (D) are 50,000 to 1,000,000, respectively. <4> The polymeric piezoelectric material according to <4>.
<6> The polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <5>, wherein an internal haze with respect to visible light is 4.0% or less.
<7> The polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <6>, wherein an internal haze with respect to visible light is 2.0% or less.
<8> The product of the normalized molecular orientation MORc and the homocrystallinity is 25 to 700 when the reference thickness measured with a microwave transmission type molecular orientation meter is 50 μm, <1> to <7 The polymeric piezoelectric material according to any one of the above.
<9> Any one of <1> to <8>, wherein the optically active polymer (A) is a polylactic acid polymer having a main chain containing a repeating unit represented by the following structural formula (1). The polymeric piezoelectric material described in 1.

<10> 前記光学活性高分子(A)の含有量が80質量%以上である、<1>〜<9>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。
<11> 可視光線に対する内部ヘイズが1.0%以下である、<1>〜<10>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。
<12> 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から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する重量平均分子量が200〜60000の安定化剤を含み、前記光学活性高分子(A)100質量部に対し、前記安定化剤が0.01質量部〜10質量部含まれる、<1>〜<11>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料。
<13> 前記安定化剤が、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から選ばれる少なくとも1種の官能基を1分子内に1つ有する、<12>に記載の高分子圧電材料。
<10> The polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <9>, wherein the content of the optically active polymer (A) is 80% by mass or more.
<11> The polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <10>, wherein an internal haze with respect to visible light is 1.0% or less.
<12> A stabilizer 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, and 100 masses of the optically active polymer (A). The polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <11>, wherein the stabilizer is contained in an amount of 0.01 to 10 parts by mass with respect to parts.
<13> The polymeric piezoelectric material according to <12>, wherein the stabilizer has at least one functional group selected from the group consisting of a carbodiimide group, an epoxy group, and an isocyanate group in one molecule.

<14> <1>〜<13>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料を製造する方法であって、前記光学活性高分子(A)を含む予備結晶化フィルムを得る第一の工程と、前記予備結晶化フィルムを主として一軸方向に延伸する第二の工程と、を含む、高分子圧電材料の製造方法。
<15> 前記第二の工程の後に、アニール処理をする、<14>に記載の高分子圧電材料の製造方法。
<16> <1>〜<13>のいずれか1つに記載の高分子圧電材料を製造する方法であって、前記光学活性高分子(A)を含むフィルムを主として一軸方向に延伸する工程と、前記フィルムを延伸した後、アニール処理をする工程と、を含む高分子圧電材料の製造方法。
<14> A method for producing the polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <13>, wherein a first step of obtaining a pre-crystallized film containing the optically active polymer (A) And a second step of stretching the pre-crystallized film mainly in a uniaxial direction.
<15> The method for producing a polymeric piezoelectric material according to <14>, wherein annealing is performed after the second step.
<16> A method for producing the polymeric piezoelectric material according to any one of <1> to <13>, wherein the film containing the optically active polymer (A) is mainly stretched in a uniaxial direction; And a step of annealing after the film is stretched.

本発明によれば、圧電性を維持することができ、かつ、耐熱性及び透明性に優れた高分子圧電材料及びそ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 piezoelectricity which can maintain piezoelectricity, and was excellent in heat resistance and transparency, and its manufacturing method 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及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 this 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>
本発明の高分子圧電材料は、重量平均分子量が5万〜100万である光学活性高分子(A)を含み、示差走査型熱量計(DSC)で測定される、下記式(X)で示されるステレオコンプレックス結晶化率(S)が、6%〜85%であり、DSC法で得られるホモ結晶化度が5%〜80%であり、25℃において応力−電荷法で測定した圧電定数d14が1pC/N以上である。
S = {△Hmsc/(△Hmsc+△Hmh)} × 100 (X)
(式中、△Hmhは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃未満の低融点融解ピークの融解エンタルピーを表し、△Hmscは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃以上の高融点融解ピークの融解エンタルピーを表す。)
<Polymer piezoelectric material>
The polymeric piezoelectric material of the present invention includes an optically active polymer (A) having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000, and is represented by the following formula (X) measured by a differential scanning calorimeter (DSC). The stereocomplex crystallization rate (S) is 6% to 85%, the homocrystallization degree obtained by the DSC method is 5% to 80%, and the piezoelectric constant d measured by the stress-charge method at 25 ° C. 14 is 1 pC / N or more.
S = {ΔHmsc / (ΔHmsc + ΔHmh)} × 100 (X)
(In the formula, ΔHmh represents the melting enthalpy of the low melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of less than 190 ° C. by DSC measurement, and ΔHmsc is the high melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of 190 ° C. or more by DSC measurement. Represents the melting enthalpy of

一般に、例えばポリL−乳酸とポリD−乳酸とのステレオコンプレックス結晶を形成した場合、ポリL−乳酸とポリD−乳酸について、歪による発生電荷の符号及び電圧による歪み方向が反対になる。これにより、ポリL−乳酸及びポリD−乳酸を混合したステレオコンプレックス結晶を有する高分子圧電材料では、圧電性(圧電定数)の低下がみられる。ポリL−乳酸とポリD−乳酸とを等量(50/50)用いた場合、高分子圧電材料の圧電性はほぼゼロとなる。
さらに、ポリL−乳酸とポリD−乳酸とを等量(50/50)用いた場合、後述するステレオコンプレックス結晶化率(S)は、50%以上の数値となる傾向がある。
一方、本発明の高分子圧電材料では、ステレオコンプレックス結晶化率(S)が、6%〜85%となるように調整することで、圧電性の維持、ならびに、優れた耐熱性及び透明性を実現している。
In general, for example, when a stereocomplex crystal of poly L-lactic acid and poly D-lactic acid is formed, the sign of the generated charge due to strain and the direction of strain due to voltage are reversed for poly L-lactic acid and poly D-lactic acid. Thereby, in the polymeric piezoelectric material which has the stereocomplex crystal which mixed poly L-lactic acid and poly D-lactic acid, the fall of piezoelectricity (piezoelectric constant) is seen. When equal amounts (50/50) of poly L-lactic acid and poly D-lactic acid are used, the piezoelectricity of the polymeric piezoelectric material becomes almost zero.
Furthermore, when poly L-lactic acid and poly D-lactic acid are used in equal amounts (50/50), the stereocomplex crystallization rate (S) described later tends to be a numerical value of 50% or more.
On the other hand, in the polymer piezoelectric material of the present invention, by adjusting the stereocomplex crystallization ratio (S) to be 6% to 85%, it is possible to maintain the piezoelectricity and to have excellent heat resistance and transparency. Realized.

さらに、本発明の高分子圧電材料は、DSC法で得られるホモ結晶化度が5%以上であるため、高分子圧電材料の圧電性が維持される。また、DSC法で得られるホモ結晶化度が80%以下であることにより、高分子圧電材料の透明性が低下することを抑制できる。   Furthermore, since the polymer piezoelectric material of the present invention has a homocrystallization degree of 5% or more obtained by the DSC method, the piezoelectricity of the polymer piezoelectric material is maintained. Moreover, it can suppress that the transparency of a polymeric piezoelectric material falls because the homocrystallization degree obtained by DSC method is 80% or less.

また、本発明の高分子圧電材料は、前述のように圧電性が維持されており、具体的には、25℃において応力−電荷法で測定した圧電定数d14が1pC/N以上である。 Further, a polymeric piezoelectric material of the present invention has piezoelectric properties are maintained as described above, specifically, the stress at 25 ° C. - piezoelectric constant d 14 measured by the charge method is 1 pC / N or more.

−ステレオコンプレックス結晶化率(S)−
本発明の高分子圧電材料のステレオコンプレックス結晶化率(S)は、6%〜85%である。ステレオコンプレックス結晶化率(S)が6%以上であることにより、熱による変形が抑制され、耐熱性に優れる。ステレオコンプレックス結晶化率(S)が85%以下であることにより、圧電性を維持することができ、かつ、透明性に優れる。
-Stereo complex crystallization rate (S)-
The stereocomplex crystallization ratio (S) of the polymeric piezoelectric material of the present invention is 6% to 85%. When the stereocomplex crystallization ratio (S) is 6% or more, deformation due to heat is suppressed and heat resistance is excellent. When the stereocomplex crystallization ratio (S) is 85% or less, the piezoelectricity can be maintained and the transparency is excellent.

高分子圧電材料のステレオコンプレックス結晶化率(S)は、示差走査型熱量計(DSC)で測定される値であり、下記式(X)により算出される。
S={△Hmsc/(△Hmsc+△Hmh)}×100 (X)
(式中、△Hmhは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃未満の低融点融解ピークの融解エンタルピーを表し、△Hmscは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃以上の高融点融解ピークの融解エンタルピーを表す。)
なお、本発明の高分子圧電材料は、例えば、後述する光学活性高分子(B)からなるホモ相結晶、光学活性高分子(C)からなるホモ相結晶と、光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C)を混合してなるステレオコンプレックス相結晶と、を含んでもよい。このとき、DSC測定では通常、ホモ相結晶の融解ピークに対応するピーク温度190℃未満の低融点結晶融解ピークと、ステレオコンプレックス相結晶の融解ピークに対応するピーク温度190℃以上の高融点結晶融解ピークと、が観測される。
The stereocomplex crystallization rate (S) of the polymeric piezoelectric material is a value measured by a differential scanning calorimeter (DSC) and is calculated by the following formula (X).
S = {ΔHmsc / (ΔHmsc + ΔHmh)} × 100 (X)
(In the formula, ΔHmh represents the melting enthalpy of the low melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of less than 190 ° C. by DSC measurement, and ΔHmsc is the high melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of 190 ° C. or more by DSC measurement. Represents the melting enthalpy of
The polymeric piezoelectric material of the present invention includes, for example, a homophase crystal composed of an optically active polymer (B) described later, a homophase crystal composed of an optically active polymer (C), an optically active polymer (B), and And a stereocomplex phase crystal formed by mixing the optically active polymer (C). At this time, in DSC measurement, a low melting point crystal melting peak with a peak temperature of less than 190 ° C. corresponding to a melting peak of a homophase crystal and a high melting point crystal melting with a peak temperature of 190 ° C. or more corresponding to a melting peak of a stereocomplex phase crystal are usually used. A peak is observed.

本発明の高分子圧電材料のステレオコンプレックス結晶化率(S)は、6%〜85%であれば特に限定されないが、好ましい範囲は以下のとおりである。まず、ステレオコンプレックス結晶化率(S)の下限は、6%であるが、耐熱性をより向上させ、かつ高い圧電性を維持する観点から、7%であることが好ましく、8%であることがより好ましく、10%であることが更に好ましく、12%であることが特に好ましい。また、ステレオコンプレックス結晶化率(S)の上限は、85%であるが、透明性をより高め、かつ圧電性を維持する観点から、27%であることが好ましく、25%であることがより好ましく、21%であることが更に好ましく、17%であることが特に好ましい。
ステレオコンプレックス結晶化率(S)及び後述するホモ結晶化度は、公知の示差走査型熱量計、例えば、パーキンエルマー社製DSC−1を用いて測定すればよい。
The stereocomplex crystallization ratio (S) of the polymeric piezoelectric material of the present invention is not particularly limited as long as it is 6% to 85%, but preferred ranges are as follows. First, the lower limit of the stereocomplex crystallization ratio (S) is 6%, but from the viewpoint of further improving heat resistance and maintaining high piezoelectricity, it is preferably 7%, and 8%. Is more preferably 10%, and particularly preferably 12%. The upper limit of the stereocomplex crystallization ratio (S) is 85%, but it is preferably 27% and more preferably 25% from the viewpoint of further improving transparency and maintaining piezoelectricity. It is preferably 21%, more preferably 17%.
What is necessary is just to measure a stereocomplex crystallization rate (S) and the homo crystallinity mentioned later using a well-known differential scanning calorimeter, for example, DSC-1 by Perkin-Elmer.

本発明では、例えば、後述する光学活性高分子の質量比(B/C)、光学活性高分子(D)の含有量、高分子圧電材料を製造する際の結晶化及び延伸の条件を調整することにより、高分子圧電材料のステレオコンプレックス結晶化率(S)を、6%〜85%の範囲に調整することができる。   In the present invention, for example, the mass ratio (B / C) of the optically active polymer, which will be described later, the content of the optically active polymer (D), and the crystallization and stretching conditions for producing the polymeric piezoelectric material are adjusted. Thus, the stereocomplex crystallization ratio (S) of the polymer piezoelectric material can be adjusted to a range of 6% to 85%.

また、本発明では、高分子圧電材料のステレオコンプレックス結晶化率(S)の上限は、85%の代わりに、60%であってもよく、28%であってもよい。   In the present invention, the upper limit of the stereocomplex crystallization ratio (S) of the polymer piezoelectric material may be 60% or 28% instead of 85%.

−ホモ結晶化度−
本発明の高分子圧電材料は、DSC法で得られるホモ結晶化度が5%〜80%である。これにより、高分子圧電材料について、圧電性が高く維持され、かつ、透明性の低下が抑制される。
高分子圧電材料のホモ結晶化度は、示差走査型熱量計(DSC)で測定される値であり、下記式により算出される。
ホモ結晶化度(%)={△Hmh(J/g)/Q(J/g)}×100
(式中、△Hmhは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃未満の低融点融解ピークの融解エンタルピーを表し、Qは、ホモ結晶が結晶化度100%の場合の融解熱量を表す。)
-Homocrystallinity-
The polymer piezoelectric material of the present invention has a homocrystallization degree of 5% to 80% obtained by the DSC method. Thereby, about a polymeric piezoelectric material, piezoelectricity is maintained highly and the fall of transparency is suppressed.
The homocrystallization degree of the polymeric piezoelectric material is a value measured by a differential scanning calorimeter (DSC), and is calculated by the following formula.
Homo crystallinity (%) = {ΔHmh (J / g) / Q (J / g)} × 100
(In the formula, ΔHmh represents the melting enthalpy of the low melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of less than 190 ° C. by DSC measurement, and Q represents the heat of fusion when the homocrystal has a crystallinity of 100%.)

例えば、光学活性高分子(A)がポリ乳酸である場合、ポリ乳酸のホモ結晶は仮に結晶化度100%の場合93J/gの融解熱量になるといわれていることから、ホモ結晶化度(%)下記式により算出される。
ホモ結晶化度(%)={△Hmh(J/g)/93(J/g)}×100
(式中、△Hmhは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃未満の低融点融解ピークの融解エンタルピーを表す。)
なお、ホモ結晶化度とは、ポリL−乳酸のホモ結晶化度、ポリD−乳酸のホモ結晶化度、ポリ乳酸ステレオブロック共重合体のL体成分のホモ結晶化度、及びポリ乳酸ステレオブロック共重合体のD体成分のホモ結晶化度の総和である。
For example, when the optically active polymer (A) is polylactic acid, the homocrystal of polylactic acid is said to have a heat of fusion of 93 J / g if the crystallinity is 100%. ) It is calculated by the following formula.
Homo crystallinity (%) = {ΔHmh (J / g) / 93 (J / g)} × 100
(In the formula, ΔHmh represents the melting enthalpy of the low melting point melting peak whose crystal melting peak temperature is less than 190 ° C. by DSC measurement.)
The homocrystallization degree means the homocrystallization degree of poly L-lactic acid, the homo crystallization degree of poly D-lactic acid, the homo crystallization degree of the L-form component of the polylactic acid stereoblock copolymer, and the polylactic acid stereo. It is the sum total of the homocrystallization degree of the D-form component of a block copolymer.

本発明の高分子圧電材料のホモ結晶化度は、5%〜80%であり、25%〜60%が好ましく、30%〜50%がより好ましく、30%〜40%が更に好ましい。前記範囲にホモ結晶化度があれば、高分子圧電材料の圧電性、及び透明性のバランスがよく、また高分子圧電材料を延伸するときに、白化や破断がおきにくく製造しやすい。   The homocrystallinity of the polymeric piezoelectric material of the present invention is 5% to 80%, preferably 25% to 60%, more preferably 30% to 50%, and still more preferably 30% to 40%. If the degree of homocrystallization is within the above range, the piezoelectricity and transparency of the polymeric piezoelectric material are well balanced, and when the polymeric piezoelectric material is stretched, whitening and breakage are unlikely to occur and it is easy to manufacture.

本発明では、例えば、光学活性高分子の質量比(B/C)、光学活性高分子(D)の含有量、高分子圧電材料を製造する際の結晶化及び延伸の条件を調整することにより、高分子圧電材料のホモ結晶化度を5%〜80%の範囲に調整することができる。   In the present invention, for example, by adjusting the mass ratio (B / C) of the optically active polymer, the content of the optically active polymer (D), and the crystallization and stretching conditions when producing the polymeric piezoelectric material. The homocrystallinity of the polymeric piezoelectric material can be adjusted to a range of 5% to 80%.

また、本発明では、高分子圧電材料のホモ結晶化度の下限は、5%の代わりに、15%であってもよく、20%であってもよい。   In the present invention, the lower limit of the homocrystallinity of the polymeric piezoelectric material may be 15% or 20% instead of 5%.

また、本発明は、ステレオコンプレックス結晶化率(S)が、6%〜28%であり、かつホモ結晶化度が20%〜80%であってもよい。   In the present invention, the stereocomplex crystallization ratio (S) may be 6% to 28%, and the homocrystallinity may be 20% to 80%.

−圧電定数d14
本発明の高分子圧電材料は、25℃における応力−電荷法で測定した圧電定数d14は、1pC/N以上であり、圧電性が維持されている。
圧電定数d14は高ければ高いほど、高分子圧電材料に印加される電圧に対する高分子圧電材料の変位、逆に高分子圧電材料に印加される力に対し発生する電圧が大きくなり、高分子圧電材料としては有用である。
以下、応力−電荷法による圧電定数d14の測定方法の一例について説明する。
- piezoelectric constant d 14 -
Polymeric piezoelectric material of the present invention, the stress at 25 ° C. - piezoelectric constant d 14 measured by the charge method is a 1 pC / N or more, the piezoelectric property is maintained.
The higher the piezoelectric constant d 14 is, the larger the displacement of the polymer piezoelectric material with respect to the voltage applied to the polymer piezoelectric material, and conversely, the voltage generated with respect to the force applied to the polymer piezoelectric material increases. It is useful as a material.
Hereinafter, the stress - describing an example of a method for measuring a piezoelectric constant d 14 due to charge method.

まず、高分子圧電材料を、延伸方向(MD方向)に対して45°なす方向に150mm、45°なす方向に直交する方向に50mmにカットして、矩形の試験片を作製する。次に、昭和真空SIP−600の試験台に得られた試験片をセットし、アルミニウム(以下、Alとする)の蒸着厚が約50nmとなるように、試験片の一方の面にAlを蒸着する。次いで試験片の他方の面に同様に蒸着して、試験片の両面にAlを被覆し、Alの導電層を形成する。   First, the polymeric piezoelectric material is cut to 150 mm in a direction of 45 ° with respect to the stretching direction (MD direction) and 50 mm in a direction perpendicular to the direction of 45 ° to produce a rectangular test piece. Next, set the test piece obtained on the test stand of Showa Vacuum SIP-600, and deposit Al on one surface of the test piece so that the deposition thickness of aluminum (hereinafter referred to as Al) is about 50 nm. To do. Next, vapor deposition is similarly performed on the other side of the test piece, and Al is coated on both sides of the test piece to form an Al conductive layer.

両面にAlの導電層が形成された150mm×50mmの試験片を、高分子圧電材料の延伸方向(MD方向)に対して45°なす方向に120mm、45°なす方向に直交する方向に10mmにカットして、120mm×10mmの矩形のフィルムを切り出す。これを、圧電定数測定用サンプルとする。   A test piece of 150 mm × 50 mm with an Al conductive layer formed on both sides is 120 mm in a direction of 45 ° with respect to the stretching direction (MD direction) of the polymer piezoelectric material, and 10 mm in a direction perpendicular to the direction of 45 °. Cut and cut out a rectangular film of 120 mm × 10 mm. This is a piezoelectric constant measurement sample.

得られたサンプルを、チャック間距離70mmとした引張試験機(AND社製、TENSILON RTG−1250)に、弛まないようにセットする。クロスヘッド速度5mm/minで、印加力が4Nと9N間を往復するように周期的に力を加える。このとき印加力に応じてサンプルに発生する電荷量を測定するため、静電容量Qm(F)のコンデンサーをサンプルに並列に接続し、このコンデンサーCm(95nF)の端子間電圧Vを、バッファアンプを介して測定する。以上の測定は25℃の温度条件下で行う。発生電荷量Q(C)は、コンデンサー容量Cmと端子間電圧Vmとの積として計算する。圧電定数d14は下式により計算される。
14=(2×t)/L×Cm・ΔVm/ΔF
t:サンプル厚(m)
L:チャック間距離(m)
Cm:並列接続コンデンサー容量(F)
ΔVm/ΔF:力の変化量に対する、コンデンサー端子間の電圧変化量比
The obtained sample is set in a tensile tester (manufactured by AND, TENSILON RTG-1250) with a distance between chucks of 70 mm so as not to be loosened. The force is periodically applied so that the applied force reciprocates between 4N and 9N at a crosshead speed of 5 mm / min. At this time, in order to measure the amount of charge generated in the sample according to the applied force, a capacitor having a capacitance Qm (F) is connected in parallel to the sample, and the voltage V between the terminals of the capacitor Cm (95 nF) is converted into a buffer amplifier. Measure through. The above measurement is performed under a temperature condition of 25 ° C. The generated charge amount Q (C) is calculated as the product of the capacitor capacitance Cm and the terminal voltage Vm. Piezoelectric constant d 14 is calculated by the following equation.
d 14 = (2 × t) / L × Cm · ΔVm / ΔF
t: Sample thickness (m)
L: Distance between chucks (m)
Cm: Capacitor capacity in parallel (F)
ΔVm / ΔF: Ratio of change in voltage between capacitor terminals to change in force

本発明の高分子圧電材料において、25℃における応力−電荷法で測定した圧電定数d14は、1pC/N以上であり、2pC/N以上が好ましく、3pC/N以上がより好ましく、4pC/N以上がさらに好ましい。また圧電定数d14の上限は特に限定されないが、透明性などのバランスの観点からは、光学活性高分子を用いた高分子圧電材料では50pC/N以下が好ましく、30pC/N以下がより好ましい。
また、同様に透明性とのバランスの観点からは共振法で測定した圧電定数d14が15pC/N以下であることが好ましい。
In the polymer piezoelectric material of the present invention, the stress at 25 ° C. - The piezoelectric constant d 14 measured by a charge method, and a 1 pC / N or more, preferably more than 2pC / N, more preferably at least 3pC / N, 4pC / N The above is more preferable. The upper limit of the piezoelectric constant d 14 is not particularly limited, from the viewpoint of the balance, such as transparency, preferably less 50pc / N is a polymeric piezoelectric material using an optically active polymer, more preferably at most 30 pC / N.
From the viewpoint of the balance with similarly transparency is preferably a piezoelectric constant d 14 measured by a resonance method is not more than 15pC / N.

なお、本明細書中において、「MD方向」とは高分子圧電材料(高分子圧電フィルム)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、高分子圧電材料の主面と平行な方向(Transverse Direction)である。   In the present specification, the “MD direction” is the direction in which the polymer piezoelectric material (polymer piezoelectric film) flows, and the “TD direction” is orthogonal to the MD direction, and the polymer direction. The direction is parallel to the main surface of the piezoelectric material (Transverse Direction).

−透明性(内部ヘイズ)−
高分子圧電材料の透明性は、例えば、目視観察やヘイズ測定により評価することができる。
本発明の高分子圧電材料は、可視光線に対する内部ヘイズ(以下、単に「内部ヘイズ」ともいう)が40%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることがさらに好ましく、4.0%以下であることがさらに好ましく、2.0%以下であることが特に好ましく、1.0%以下であることがもっとも好ましい。
本実施形態の高分子圧電材料の内部ヘイズは、低ければ低いほどよいが、圧電定数などとのバランスの観点からは、0.01%〜15%であることが好ましく、0.01%〜10%であることがより好ましく、0.1%〜5%であることがさらに好ましく、0.1%〜4%であることが特に好ましく、0.1%〜1.0%であることがもっとも好ましい。
-Transparency (internal haze)-
The transparency of the polymeric piezoelectric material can be evaluated, for example, by visual observation or haze measurement.
In the polymer piezoelectric material of the present invention, the internal haze with respect to visible light (hereinafter also simply referred to as “internal haze”) is preferably 40% or less, more preferably 20% or less, and more preferably 10% or less. Is more preferably 4.0% or less, particularly preferably 2.0% or less, and most preferably 1.0% or less.
The lower the internal haze of the polymeric piezoelectric material of the present embodiment, the better. However, from the viewpoint of balance with the piezoelectric constant and the like, it is preferably 0.01% to 15%, and preferably 0.01% to 10%. %, More preferably 0.1% to 5%, particularly preferably 0.1% to 4%, and most preferably 0.1% to 1.0%. preferable.

本明細書において、「内部ヘイズ」とは、高分子圧電材料の外表面の形状によるヘイズを除外したヘイズを指す。
また、ここでいう「内部ヘイズ」は、高分子圧電材料に対して、JIS−K7105に準拠して、25℃で測定したときの値である。
In this specification, “internal haze” refers to haze excluding haze due to the shape of the outer surface of the polymeric piezoelectric material.
Further, the “internal haze” herein is a value when measured at 25 ° C. in accordance with JIS-K7105 for a polymer piezoelectric material.

より詳細には、内部ヘイズ(以下、「内部ヘイズH1」ともいう)は、以下のようにして測定された値を指す。
即ち、まず、シリコンオイルで満たした光路長10mmのセルについて、光路長方向のヘイズ(以下、「ヘイズH2」ともいう)を測定した。次いで、このセルのシリコンオイルに高分子圧電材料(高分子圧電フィルム)を、セルの光路長方向と高分子圧電材料の法線方向とが平行となるように浸漬させ、高分子圧電材料が浸漬されたセルの光路長方向のヘイズ(以下、「ヘイズH3」ともいう)を測定する。ヘイズH2及びヘイズH3は、いずれもJIS−K7105に準拠して25℃で測定する。
測定されたヘイズH2及びヘイズH3に基づき、下記式に従って内部ヘイズH1を求める。
内部ヘイズ(H1)=ヘイズ(H3)−ヘイズ(H2)
More specifically, the internal haze (hereinafter also referred to as “internal haze H1”) refers to a value measured as follows.
Specifically, first, a haze in the optical path length direction (hereinafter also referred to as “haze H2”) was measured for a cell having an optical path length of 10 mm filled with silicon oil. Next, a polymer piezoelectric material (polymer piezoelectric film) is immersed in the silicon oil of the cell so that the optical path length direction of the cell is parallel to the normal direction of the polymer piezoelectric material, and the polymer piezoelectric material is immersed in the cell. The haze in the optical path length direction (hereinafter also referred to as “haze H3”) of the formed cell is measured. Both haze H2 and haze H3 are measured at 25 ° C. in accordance with JIS-K7105.
Based on the measured haze H2 and haze H3, the internal haze H1 is obtained according to the following formula.
Internal haze (H1) = Haze (H3) -Haze (H2)

ヘイズH2及びヘイズH3の測定は、例えばヘイズ測定機〔東京電色社製、TC−HIII DPK〕を用いて行うことができる。
また、シリコンオイルとしては、例えば、信越化学工業(株)製の「信越シリコーン(商標)、型番KF−96−100CS」を用いることができる。
The haze H2 and the haze H3 can be measured using, for example, a haze measuring machine [manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd., TC-HIII DPK].
Moreover, as the silicone oil, for example, “Shin-Etsu Silicone (trademark), model number KF-96-100CS” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be used.

−規格化分子配向MORc−
本発明の高分子圧電材料は、規格化分子配向MORcが2.0〜15.0であることが好ましい。さらに、本発明において、高分子圧電材料の圧電性と透明性とのバランスを良好にし、かつ寸法安定性を高める観点から、後述する規格化分子配向MORcと高分子圧電材料のホモ結晶化度との積は25〜700であることが好ましい。
規格化分子配向MORcは、後述する光学活性高分子(A)の配向の度合いを示す指標である「分子配向度MOR」に基づいて定められる値である。
ここで、分子配向度MOR(Molecular Orientation Ratio)は、以下のようなマイクロ波測定法により測定される。すなわち、高分子圧電材料(試料)を、周知のマイクロ波分子配向度測定装置(マイクロ波透過型分子配向計ともいう)のマイクロ波共振導波管中に、マイクロ波の進行方向に高分子圧電材料の面(フィルム状の高分子圧電材料表面のうち、最も面積の大きい面をいう。)が垂直になるように配置する。そして、振動方向が一方向に偏ったマイクロ波を試料に連続的に照射した状態で、試料をマイクロ波の進行方向と垂直な面内で0〜360°回転させて、試料を透過したマイクロ波強度を測定することにより分子配向度MORを求める。
-Standardized molecular orientation MORc-
The polymer piezoelectric material of the present invention preferably has a normalized molecular orientation MORc of 2.0 to 15.0. Furthermore, in the present invention, from the viewpoint of improving the balance between the piezoelectricity and transparency of the polymeric piezoelectric material and enhancing the dimensional stability, the normalized molecular orientation MORc described later and the homocrystallinity of the polymeric piezoelectric material Is preferably 25 to 700.
The normalized molecular orientation MORc is a value determined based on “molecular orientation degree MOR” which is an index indicating the degree of orientation of the optically active polymer (A) described later.
Here, the molecular orientation degree MOR (Molecular Orientation Ratio) is measured by the following microwave measurement method. That is, a polymer piezoelectric material (sample) is placed in a microwave resonant waveguide of a known microwave molecular orientation measuring device (also referred to as a microwave transmission type molecular orientation meter) in the direction of microwave travel. The material is arranged so that the surface of the material (the surface of the film-like polymer piezoelectric material surface having the largest area) is vertical. Then, in a state where the sample is continuously irradiated with the microwave whose vibration direction is biased in one direction, the sample is rotated by 0 to 360 ° in a plane perpendicular to the traveling direction of the microwave, and the microwave transmitted through the sample is transmitted. The degree of molecular orientation MOR is determined by measuring the strength.

規格化分子配向MORcとは、基準厚さtcを50μmとしたときのMOR値であって、下記式により求めることができる。
MORc = (tc/t)×(MOR−1)+1
(tc:補正したい基準厚さ、t:試料厚さ)
規格化分子配向MORcは、公知の分子配向計、例えば王子計測機器株式会社製マイクロ波方式分子配向計MOA−2012AやMOA−6000等により、4GHzもしくは12GHz近傍の共振周波数で測定することができる。
The normalized molecular orientation MORc is an MOR value when the reference thickness tc is 50 μm, and can be obtained by the following equation.
MORc = (tc / t) × (MOR-1) +1
(Tc: reference thickness to be corrected, t: sample thickness)
The normalized molecular orientation MORc can be measured with a known molecular orientation meter such as a microwave molecular orientation meter MOA-2012A or MOA-6000 manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd., at a resonance frequency in the vicinity of 4 GHz or 12 GHz.

本発明の高分子圧電材料は、規格化分子配向MORcが2.0〜15.0であることが好ましく、2.5〜10.0であることがより好ましく、3.5〜8.0であることがより好ましく、4.0〜7.0であることがさらに好ましい。
規格化分子配向MORcが2.0以上であれば、延伸方向に配列する光学活性高分子の分子鎖(例えばポリ乳酸分子鎖)が多く、その結果、配向結晶の生成する率が高くなり、より高い圧電性を発現することが可能となる。
規格化分子配向MORcが15.0以下であれば、分子配向する光学活性高分子の分子鎖が多すぎることによる透明性の低下が抑制され、その結果、高分子圧電材料の透明性が高く維持される。
The polymer piezoelectric material of the present invention preferably has a normalized molecular orientation MORc of 2.0 to 15.0, more preferably 2.5 to 10.0, and 3.5 to 8.0. More preferably, it is more preferably 4.0 to 7.0.
If the normalized molecular orientation MORc is 2.0 or more, there are many optically active polymer molecular chains (for example, polylactic acid molecular chains) arranged in the stretching direction, and as a result, the rate of formation of oriented crystals is increased. High piezoelectricity can be expressed.
If the normalized molecular orientation MORc is 15.0 or less, a decrease in transparency due to too many molecular chains of the optically active polymer that undergoes molecular orientation is suppressed, and as a result, the high transparency of the polymeric piezoelectric material is maintained. Is done.

また、規格化分子配向MORcは、高分子圧電材料を製造する際の結晶化の条件(例えば、加熱温度及び加熱時間)及び延伸の条件(例えば、延伸倍率、延伸温度及び延伸速度)によって制御されうる。   Further, the normalized molecular orientation MORc is controlled by crystallization conditions (for example, heating temperature and heating time) and stretching conditions (for example, stretching ratio, stretching temperature, and stretching speed) at the time of producing the polymeric piezoelectric material. sell.

−規格化分子配向MORcとホモ結晶化度との積−
本発明において、規格化分子配向MORcと高分子圧電材料のホモ結晶化度との積は25〜700であることが好ましい。この範囲に調整することで、高分子圧電材料の圧電性と透明性とのバランスが良好であり、かつ寸法安定性も高い。
高分子圧電材料の規格化分子配向MORcと結晶化度との積は、好ましくは75〜600、より好ましくは100〜500、さらに好ましくは150〜300、特に好ましくは160〜210である。
-Product of normalized molecular orientation MORc and homocrystallinity-
In the present invention, the product of the normalized molecular orientation MORc and the homocrystallinity of the polymeric piezoelectric material is preferably 25-700. By adjusting to this range, the balance between the piezoelectricity and transparency of the polymeric piezoelectric material is good, and the dimensional stability is also high.
The product of the normalized molecular orientation MORc and the crystallinity of the polymer piezoelectric material is preferably 75 to 600, more preferably 100 to 500, still more preferably 150 to 300, and particularly preferably 160 to 210.

例えば、光学活性高分子の質量比(B/C)、光学活性高分子(D)の含有量、高分子圧電材料を製造する際の結晶化及び延伸の条件を調整することにより、上記の積を上記範囲に調整することができる。   For example, by adjusting the mass ratio (B / C) of the optically active polymer, the content of the optically active polymer (D), and the crystallization and stretching conditions when producing the polymeric piezoelectric material, the above product can be obtained. Can be adjusted within the above range.

−引裂強さ−
本発明の高分子圧電材料の引裂強さは、JIS K 7128−3の「プラスチックーフィルムおよびシートの引裂強さ」に記載の試験方法「直角形引裂法」に準拠して測定された引裂強さに基づいて評価される。
ここで、引張試験機のクロスヘッド速度は毎分200mmとし、引裂強さは下式より算出する。
T=F/d
(上記式において、Tは引裂強さ(N/mm)、Fは最大引裂荷重、dは試験片の厚さ(mm)を表す。)
-Tear strength-
The tear strength of the polymeric piezoelectric material of the present invention is measured according to the test method “right angle tear method” described in “Tear Strength of Plastic Films and Sheets” of JIS K 7128-3. It is evaluated based on the size.
Here, the crosshead speed of the tensile tester is 200 mm per minute, and the tear strength is calculated from the following equation.
T = F / d
(In the above formula, T represents the tear strength (N / mm), F represents the maximum tear load, and d represents the thickness (mm) of the test piece.)

また、本発明の高分子圧電材料(高分子圧電フィルム)の厚さには特に制限はないが、10μm〜400μmが好ましく、20μm〜200μmがより好ましく、20μm〜100μmが更に好ましく、20μm〜80μmが特に好ましい。   The thickness of the polymeric piezoelectric material (polymer piezoelectric film) of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 μm to 400 μm, more preferably 20 μm to 200 μm, still more preferably 20 μm to 100 μm, and more preferably 20 μm to 80 μm. Particularly preferred.

〔光学活性高分子(A)〕
本発明の高分子圧電材料は、重量平均分子量が5万〜100万である光学活性高分子(A)を含む。この光学活性高分子(A)は、高分子圧電材料としたときのステレオコンプレックス結晶化率(S)が6%〜85%であり、ホモ結晶化度が5%〜80%であり、かつ25℃において応力−電荷法で測定した圧電定数d14が1pC/N以上であれば特に限定されない。
[Optically active polymer (A)]
The polymeric piezoelectric material of the present invention contains an optically active polymer (A) having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000. This optically active polymer (A) has a stereocomplex crystallization ratio (S) of 6% to 85%, a homocrystallinity of 5% to 80%, and 25 stresses in ° C. - piezoelectric constant d 14 measured by the charge method is not particularly limited as long as 1 pC / N or more.

例えば、光学活性高分子(A)は、構成単位として、L体成分を65モル%以上又はD体成分を65モル%以上含む高分子であることが好ましい。つまり、光学活性高分子(A)は、モノマー成分である65%以上のL体成分及び35%以下のD体成分から構成されている、あるいは、モノマー成分である65%以上のD体成分及び35%以下のL体成分から構成されていることが好ましい。このとき、光学活性高分子(A)は、L体成分を65モル%以上又はD体成分を65モル%以上含む高分子であることを満たしていれば、構成単位として、L体成分及びD体成分以外のモノマー(例えば、後述する共重合可能な多官能性化合物)を含んでいてもよい。光学活性高分子(A)を結晶化させることにより、ステレオコンプレックス結晶が得られる。   For example, the optically active polymer (A) is preferably a polymer containing 65 mol% or more of the L-form component or 65 mol% or more of the D-form component as a structural unit. That is, the optically active polymer (A) is composed of 65% or more of L-form components that are monomer components and 35% or less of D-form components, or 65% or more of D-form components that are monomer components and It is preferably composed of 35% or less of L-form component. At this time, as long as the optically active polymer (A) satisfies that it is a polymer containing 65 mol% or more of the L-form component or 65 mol% or more of the D-form component, the L-form component and D A monomer other than the body component (for example, a copolymerizable polyfunctional compound described later) may be included. A stereocomplex crystal is obtained by crystallizing the optically active polymer (A).

さらに、光学活性高分子(A)は、構成単位として、L体成分を75モル%以上又はD体成分を75モル%以上含む高分子であることがより好ましい。   Furthermore, the optically active polymer (A) is more preferably a polymer containing 75 mol% or more of the L-form component or 75 mol% or more of the D-form component as a structural unit.

光学活性高分子(A)は、L体成分を90モル%以上有する光学活性高分子(B)、D体成分を90モル%以上有する光学活性高分子(C)、ならびに、L体成分及びD体成分をそれぞれ10モル%超90モル%未満有するステレオブロック共重合体である光学活性高分子(D)からなる群より選択される少なくとも1つからなる高分子であることが好ましい。
さらに、光学活性高分子(A)は、光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C)の少なくともいずれかと、光学活性高分子(D)と、からなる高分子であってもよい。
The optically active polymer (A) includes an optically active polymer (B) having 90 mol% or more of L-form component, an optically active polymer (C) having 90 mol% or more of D-form component, and an L-form component and D It is preferably a polymer composed of at least one selected from the group consisting of optically active polymers (D) which are stereoblock copolymers each having a body component of more than 10 mol% and less than 90 mol%.
Furthermore, the optically active polymer (A) may be a polymer composed of at least one of the optically active polymer (B) and the optically active polymer (C) and the optically active polymer (D).

光学活性高分子(B)は、L体成分を90モル%以上有し、かつ光学活性を有する高分子であり、重量平均分子量が5万〜100万であることが好ましい。
光学活性高分子(B)は、L体成分を90モル%以上有する高分子であれば特に限定されないが、好ましくはL体成分を95モル%以上、より好ましくはL体成分を98モル%以上、より好ましくはL体成分を99モル%以上、さらに好ましくはL体成分を100モル%含む(L体成分のみからなる)高分子である。
The optically active polymer (B) is a polymer having 90 mol% or more of L-form component and optical activity, and preferably has a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000.
The optically active polymer (B) is not particularly limited as long as it is a polymer having 90 mol% or more of L-form component, but preferably 95 mol% or more of L-form component, more preferably 98 mol% or more of L-form component. More preferably, it is a polymer containing 99 mol% or more of the L isomer component, more preferably 100 mol% of the L isomer component (consisting only of the L isomer component).

光学活性高分子(C)は、D体成分を90モル%以上有し、かつ光学活性を有する高分子であり、重量平均分子量が5万〜100万であることが好ましい。
光学活性高分子(C)は、D体成分を90モル%以上有する高分子であれば特に限定されないが、好ましくはD体成分を95モル%以上、より好ましくはD体成分を98モル%以上、より好ましくはD体成分を99モル%以上、さらに好ましくはD体成分を100モル%含む(D体成分のみからなる)高分子である。
The optically active polymer (C) is a polymer having a D-form component of 90 mol% or more and having optical activity, and preferably has a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000.
The optically active polymer (C) is not particularly limited as long as it has a D-form component of 90 mol% or more, but preferably has a D-form component of 95 mol% or more, and more preferably has a D-form component of 98 mol% or more. More preferably, it is a polymer containing 99 mol% or more of the D isomer component, more preferably 100 mol% of the D isomer component (consisting only of the D isomer component).

光学活性高分子(D)は、L体成分及びD体成分をそれぞれ10モル%超90モル%未満有するステレオブロック共重合体である高分子である。ステレオブロック共重合体は、L体成分からなるブロック及びD体成分からなるブロック(ステレオブロック部分)を含む共重合体であり、また、ステレオブロック部分以外の部分を含んでいてもよい。なお、L体成分からなるブロック及びD体成分からなるブロックは、光学活性高分子(D)中にそれぞれ1つ以上存在すればよい。
光学活性高分子(D)は、L体成分からなるブロック及びD体成分からなるブロック(ステレオブロック部分)を、構成単位において、70モル%以上、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上を占めている。光学活性高分子(D)は、ステレオブロック部分以外の部分として、L体成分及びD体成分(必要に応じて、後述する共重合可能な多官能性化合物も含む)のランダム共重合部分を有していてもよい。
ステレオブロック共重合体は、ステレオコンプレックス結晶を形成しやすいため、高分子圧電材料がステレオブロック共重合体を含むことにより、耐熱性を向上させることができる。
The optically active polymer (D) is a polymer that is a stereoblock copolymer having an L-form component and a D-form component each of more than 10 mol% and less than 90 mol%. The stereo block copolymer is a copolymer including a block composed of an L-form component and a block composed of a D-form component (stereo block portion), and may contain a portion other than the stereo block portion. In addition, the block which consists of a L body component and the block which consists of a D body component should just exist in an optically active polymer (D) at least one each.
In the optically active polymer (D), the block composed of the L component and the block composed of the D component (stereo block portion) are 70 mol% or more, preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol, in the structural unit. Accounted for over 50%. The optically active polymer (D) has a random copolymer portion of an L-form component and a D-form component (including a copolymerizable polyfunctional compound described later, if necessary) as a portion other than the stereoblock portion. You may do it.
Since the stereo block copolymer can easily form a stereo complex crystal, the heat resistance can be improved by including the stereo block copolymer in the polymer piezoelectric material.

光学活性高分子(D)は、L体成分及びD体成分をそれぞれ30モル%以上70モル%以下有するステレオブロック共重合体であってもよく、L体成分及びD体成分の割合(モル比)が等しいステレオブロック共重合体であってもよく、L体成分及びD体成分をそれぞれ50モル%有するステレオブロック共重合体(ステレオブロック部分以外の部分を含まない)であってもよい。また、光学活性高分子(D)におけるL体成分及びD体成分の割合が等しい場合、L体成分からなるブロックの重量平均分子量及びD体成分からなるブロックの重量平均分子量はほぼ同じであってもよく、L体成分からなるブロックの数とD体成分からなるブロックの数とが同じであってもよい。   The optically active polymer (D) may be a stereoblock copolymer having an L-form component and a D-form component of 30 mol% to 70 mol%, respectively, and the ratio (molar ratio) of the L-form component and the D-form component. ) May be the same stereo block copolymer, or may be a stereo block copolymer (not including a portion other than the stereo block portion) having 50 mol% of each of the L-form component and the D-form component. When the ratio of the L-form component and the D-form component in the optically active polymer (D) is equal, the weight-average molecular weight of the block comprising the L-form component and the weight-average molecular weight of the block comprising the D-form component are substantially the same. Alternatively, the number of blocks composed of L-body components and the number of blocks composed of D-body components may be the same.

また、前述のように、光学活性高分子(A)は、光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C)の少なくともいずれかと、光学活性高分子(D)と、からなる高分子であってもよい。このとき、光学活性高分子(A)中における光学活性高分子(D)の比率を変えることで、ホモ結晶化度及びステレオコンプレックス結晶化率を調整することができる。例えば、光学活性高分子(A)中において、L体成分及びD体成分の割合が等しい光学活性高分子(D)の量を増加させることで、ホモ結晶化度を小さくしたり、ステレオコンプレックス結晶化率を大きくしたりすることができる。   As described above, the optically active polymer (A) is a polymer comprising at least one of the optically active polymer (B) and the optically active polymer (C) and the optically active polymer (D). There may be. At this time, by changing the ratio of the optically active polymer (D) in the optically active polymer (A), the homocrystallization degree and the stereocomplex crystallization rate can be adjusted. For example, in the optically active polymer (A), by increasing the amount of the optically active polymer (D) in which the ratios of the L-form component and the D-form component are the same, the degree of homocrystallization can be reduced, or the stereocomplex crystal. The conversion rate can be increased.

光学活性高分子(A)は、光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C)の少なくともいずれかと、光学活性高分子(D)と、からなる高分子である場合、高分子中におけるL体成分又はD体成分の割合は、65モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましい。   When the optically active polymer (A) is a polymer composed of at least one of the optically active polymer (B) and the optically active polymer (C) and the optically active polymer (D), The ratio of the L-form component or the D-form component is preferably 65 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more.

光学活性高分子(A)は、光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(D)からなる高分子、あるいは、光学活性高分子(C)及び光学活性高分子(D)からなる高分子であってもよい。さらに、光学活性高分子(D)に対する光学活性高分子(B)の質量比(B/D)は35/65以上であることが好ましく、35/65〜90/10であることがより好ましい。また、光学活性高分子(D)に対する光学活性高分子(C)の質量比(C/D)は、35/65以上であることが好ましく、35/65〜90/10であることがより好ましい。特に、光学活性高分子(D)におけるL体成分及びD体成分の割合が等しい場合(好ましくは、光学活性高分子(D)におけるL体成分及びD体成分の割合がそれぞれ50モル%である場合)に、前述の質量比(B/D)及び質量比(C/D)の数値範囲を満たすことが好ましい。   The optically active polymer (A) is a polymer composed of the optically active polymer (B) and the optically active polymer (D), or a polymer composed of the optically active polymer (C) and the optically active polymer (D). It may be. Furthermore, the mass ratio (B / D) of the optically active polymer (B) to the optically active polymer (D) is preferably 35/65 or more, and more preferably 35/65 to 90/10. The mass ratio (C / D) of the optically active polymer (C) to the optically active polymer (D) is preferably 35/65 or more, and more preferably 35/65 to 90/10. . In particular, when the proportions of the L-form component and the D-form component in the optically active polymer (D) are equal (preferably, the proportion of the L-form component and the D-form component in the optically active polymer (D) is 50 mol%, respectively. Case) it is preferable to satisfy the numerical ranges of the mass ratio (B / D) and the mass ratio (C / D) described above.

光学活性高分子(A)は、前記光学活性高分子(B)と、前記光学活性高分子(C)と、を混合してなる高分子であり、光学活性高分子(C)に対する光学活性高分子(B)の質量比(B/C)が10/90〜35/65又は90/10〜65/35であることがより好ましい。質量比(B/C)を10/90〜35/65又は90/10〜65/35に調整することにより、ステレオコンプレックス結晶化率(S)が6%〜85%(又は6%〜28%)となり、さらに、高分子圧電材料の圧電性を維持し、耐熱性及び透明性の向上を図ることができる。
本発明の高分子圧電材料は、質量比(B/C)が10/90以上又は90/10以下であることにより、熱による変形が抑制されており、耐熱性に優れる。
また、本発明の高分子圧電材料は、質量比(B/C)が35/65以下又は65/35以上であることにより、圧電性を維持することができ、かつ、透明性に優れる。
The optically active polymer (A) is a polymer obtained by mixing the optically active polymer (B) and the optically active polymer (C). The mass ratio (B / C) of the molecule (B) is more preferably 10/90 to 35/65 or 90/10 to 65/35. By adjusting the mass ratio (B / C) to 10/90 to 35/65 or 90/10 to 65/35, the stereocomplex crystallization rate (S) is 6% to 85% (or 6% to 28%). Furthermore, the piezoelectricity of the polymer piezoelectric material can be maintained, and the heat resistance and transparency can be improved.
The polymer piezoelectric material of the present invention is excellent in heat resistance because its mass ratio (B / C) is not less than 10/90 or not more than 90/10, so that deformation due to heat is suppressed.
In addition, the polymer piezoelectric material of the present invention has a mass ratio (B / C) of 35/65 or less or 65/35 or more, so that the piezoelectricity can be maintained and the transparency is excellent.

圧電性をより高める観点から、光学活性高分子の質量比(B/C)は、10/90〜20/80又は90/10〜80/20が好ましい。   From the viewpoint of further increasing the piezoelectricity, the mass ratio (B / C) of the optically active polymer is preferably 10/90 to 20/80 or 90/10 to 80/20.

光学活性高分子(A)が、前記光学活性高分子(B)と、前記光学活性高分子(C)と、を混合してなる高分子である場合、光学活性高分子(A)としては、
(1)立体配置が異なるモノマー(L体及びD体)の単独重合体である光学活性高分子同士の混合物(例えば、光学活性高分子(B)であり、L−乳酸成分が100モル%であるポリL−乳酸及び光学活性高分子(C)であり、D−乳酸成分が100モル%であるポリD−乳酸のブレンド体)、
(2)90モル%以上のL体成分と10モル%以下のD体成分及び後述する共重合可能な多官能性化合物の少なくとも一方とからなる光学活性高分子(B)(例えば、ステレオブロック共重合体、好ましくはポリ乳酸ステレオブロック共重合体)と、90モル%以上のD体成分と10モル%以下のL体成分及び後述する共重合可能な多官能性化合物の少なくとも一方とからなる光学活性高分子(C)(例えば、ステレオブロック共重合体、好ましくはポリ乳酸ステレオブロック共重合体)と、の混合物、
などが挙げられる。
また、光学活性高分子(A)は、前述の混合物(前述の(1)及び(2))同士をさらに混合したものであってもよく、光学活性高分子(D)、他のポリマーなどとさらに混合してもよい。
When the optically active polymer (A) is a polymer obtained by mixing the optically active polymer (B) and the optically active polymer (C), as the optically active polymer (A),
(1) A mixture of optically active polymers that are homopolymers of monomers having different steric configurations (L-form and D-form) (for example, optically active polymer (B), and L-lactic acid component is 100 mol%) A poly-L-lactic acid and an optically active polymer (C), and a blend of poly-D-lactic acid having a D-lactic acid component of 100 mol%),
(2) An optically active polymer (B) comprising 90 mol% or more of an L-form component, 10 mol% or less of a D-form component and at least one of the copolymerizable polyfunctional compounds described below (for example, stereo block co-polymer). A polymer, preferably a polylactic acid stereoblock copolymer), 90 mol% or more of a D isomer component, 10 mol% or less of an L isomer component, and at least one of a copolymerizable polyfunctional compound described later. A mixture of the active polymer (C) (for example, a stereoblock copolymer, preferably a polylactic acid stereoblock copolymer),
Etc.
The optically active polymer (A) may be a mixture of the aforementioned mixtures (the aforementioned (1) and (2)), the optically active polymer (D), other polymers, and the like. Furthermore, you may mix.

光学活性高分子(B)、光学活性高分子(C)及び光学活性高分子(D)としては、例えば、ポリペプチド、セルロース、セルロース誘導体、ポリ乳酸系高分子、ポリプロピレンオキシド、ポリ(β―ヒドロキシ酪酸)等の高分子が挙げられる。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。
前記光学活性高分子(B)、前記光学活性高分子(C)及び光学活性高分子(D)は、それぞれ、前述の1種の高分子であってもよく、前述の2種以上の高分子の混合物であってもよい。
Examples of the optically active polymer (B), the optically active polymer (C), and the optically active polymer (D) include polypeptides, cellulose, cellulose derivatives, polylactic acid polymers, polypropylene oxide, and poly (β-hydroxy). And polymers such as butyric acid). Examples of the polypeptide include poly (glutarate γ-benzyl), poly (glutarate γ-methyl), and the like. Examples of the cellulose derivative include cellulose acetate and cyanoethyl cellulose.
Each of the optically active polymer (B), the optically active polymer (C), and the optically active polymer (D) may be the aforementioned one polymer, or the aforementioned two or more polymers. It may be a mixture of

光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C)は、高分子圧電材料の圧電性を向上する観点から、光学純度がそれぞれ95.00%ee以上であることが好ましく、97.00%ee以上であることがより好ましく、99.00%ee以上であることがさらに好ましく、99.99%ee以上であることが特に好ましい。望ましくは100.00%eeである。光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C)の光学純度を上記範囲とすることで、圧電性を発現する高分子結晶の結晶性が高くなり、その結果、圧電性が高くなるものと考えられる。   The optically active polymer (B) and the optically active polymer (C) each preferably have an optical purity of 95.00% ee or more from the viewpoint of improving the piezoelectricity of the polymeric piezoelectric material, and 97.00%. It is more preferably ee or more, more preferably 99.00% ee or more, and particularly preferably 99.99% ee or more. Desirably, it is 100.00% ee. By setting the optical purity of the optically active polymer (B) and the optically active polymer (C) within the above range, the crystallinity of the polymer crystal that exhibits piezoelectricity is increased, and as a result, the piezoelectricity is increased. it is conceivable that.

本実施形態において、光学活性高分子(光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C))の光学純度は、下記式にて算出した値である。
光学純度(%ee)=100×|L体量−D体量|/(L体量+D体量)
すなわち、『「光学活性高分子のL体の量〔質量%〕と光学活性高分子のD体の量〔質量%〕との量差(絶対値)」を「光学活性高分子のL体の量〔質量%〕と光学活性高分子のD体の量〔質量%〕との合計量」で割った(除した)数値』に、『100』をかけた(乗じた)値を、光学純度とする。
In the present embodiment, the optical purity of the optically active polymer (optically active polymer (B) and optically active polymer (C)) is a value calculated by the following formula.
Optical purity (% ee) = 100 × | L body weight−D body weight | / (L body weight + D body weight)
That is, “the amount difference (absolute value) between the amount of L-form [mass%] of optically active polymer and the amount of D-form [mass%] of optically active polymer” is “the amount of L-form of optically active polymer”. The value obtained by multiplying (multiplying) the value obtained by dividing (dividing) the amount [mass%] by the total amount of the amount [mass%] of the optically active polymer D-form [mass%] and multiplying it by 100. And

なお、光学活性高分子のL体の量〔質量%〕と光学活性高分子のD体の量〔質量%〕は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)を用いた方法により得られる値を用いる。具体的な測定の詳細については以下のとおりである。   In addition, the value obtained by the method using a high performance liquid chromatography (HPLC) is used for the quantity [mass%] of the L body of an optically active polymer, and the quantity [mass%] of the D body of an optically active polymer. Details of the specific measurement are as follows.

−光学活性高分子のL体量とD体量の測定−
50mLの三角フラスコに1.0gの光学活性高分子を含むサンプルを秤り込み、IPA(イソプロピルアルコール)2.5mLと、5.0mol/L水酸化ナトリウム溶液5mLとを加える。次に、サンプル溶液が入った前記三角フラスコを、温度40℃の水浴に入れ、光学活性高分子が完全に加水分解するまで、約5時間攪拌する。
-Measurement of L and D amounts of optically active polymer-
A sample containing 1.0 g of optically active polymer is weighed in a 50 mL Erlenmeyer flask, and 2.5 mL of IPA (isopropyl alcohol) and 5 mL of 5.0 mol / L sodium hydroxide solution are added. Next, the Erlenmeyer flask containing the sample solution is placed in a water bath at a temperature of 40 ° C. and stirred for about 5 hours until the optically active polymer is completely hydrolyzed.

前記サンプル溶液を室温まで冷却後、1.0mol/L塩酸溶液を20mL加えて中和し、三角フラスコを密栓してよくかき混ぜる。サンプル溶液の1.0mLを25mLのメスフラスコに取り分け、移動相で25mLとしてHPLC試料溶液1を調製する。HPLC試料溶液1を、HPLC装置に5μL注入し、下記HPLC条件で、光学活性高分子のD/L体ピーク面積を求め、L体の量とD体の量を算出する。
−HPLC測定条件−
・カラム
光学分割カラム、(株)住化分析センター製 SUMICHIRAL OA5000
・測定装置
日本分光社製 液体クロマトグラフィ
・カラム温度
25℃
・移動相
1.0mM−硫酸銅(II)緩衝液/IPA=98/2(V/V)
硫酸銅(II)/IPA/水=156.4mg/20mL/980mL
・移動相流量
1.0ml/分
・検出器
紫外線検出器(UV254nm)
The sample solution is cooled to room temperature, neutralized by adding 20 mL of a 1.0 mol / L hydrochloric acid solution, and the Erlenmeyer flask is sealed and mixed well. Dispense 1.0 mL of the sample solution into a 25 mL volumetric flask and prepare HPLC sample solution 1 with 25 mL of mobile phase. 5 μL of the HPLC sample solution 1 is injected into the HPLC apparatus, the D / L body peak area of the optically active polymer is determined under the following HPLC conditions, and the amounts of L body and D body are calculated.
-HPLC measurement conditions-
・ Column Optical resolution column, SUMICHIRAL OA5000 manufactured by Sumika Chemical Analysis Co., Ltd.
・ Measuring device: JASCO Corporation liquid chromatography column temperature: 25 ℃
Mobile phase 1.0 mM-copper (II) sulfate buffer / IPA = 98/2 (V / V)
Copper (II) sulfate / IPA / water = 156.4 mg / 20 mL / 980 mL
・ Mobile phase flow rate 1.0ml / min ・ Detector UV detector (UV254nm)

光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C)(光学活性高分子(A))は、光学純度を上げ、圧電性を向上させる観点から、下記構造式(1)で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子が好ましい。また、光学活性高分子(D)も、圧電性を向上させる観点から、下記構造式(1)で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子が好ましい。   The optically active polymer (B) and the optically active polymer (C) (optically active polymer (A)) are represented by the following structural formula (1) from the viewpoint of increasing optical purity and improving piezoelectricity. A polylactic acid polymer having a main chain containing a unit is preferred. The optically active polymer (D) is also preferably a polylactic acid polymer having a main chain containing a repeating unit represented by the following structural formula (1) from the viewpoint of improving piezoelectricity.

前記構造式(1)で表される繰り返し単位を主鎖とするポリ乳酸系高分子としては、ポリ乳酸が好ましく、光学活性高分子(B)としてはL−乳酸のホモポリマー(PLLA)が最も好ましく、光学活性高分子(C)としてはD−乳酸のホモポリマー(PDLA)が最も好ましい。   The polylactic acid polymer having the repeating unit represented by the structural formula (1) as the main chain is preferably polylactic acid, and the optically active polymer (B) is most preferably a homopolymer of L-lactic acid (PLLA). Preferably, the optically active polymer (C) is most preferably a homopolymer (PDLA) of D-lactic acid.

前記ポリ乳酸系高分子とは、「ポリ乳酸」、「L−乳酸又はD−乳酸と、共重合可能な多官能性化合物との共重合体」、又は、両者の混合物をいう。前記「ポリ乳酸」は、乳酸がエステル結合によって重合し、長く繋がった高分子であり、ラクチドを経由するラクチド法と、溶媒中で乳酸を減圧下加熱し、水を取り除きながら重合させる直接重合法などによって製造できることが知られている。前記「ポリ乳酸」としては、L−乳酸のホモポリマー、D−乳酸のホモポリマー、L−乳酸及びD−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むブロック共重合体、及び、L−乳酸及びD−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むグラフト共重合体が挙げられる。このとき、光学活性高分子(B)としては、L−乳酸のホモポリマー(PLLA)、L−乳酸成分を90モル%以上含み、D−乳酸成分を10モル%以下含む、ブロック共重合体又はグラフト共重合体が挙げられ、光学活性高分子(C)としては、D−乳酸のホモポリマー(PDLA)、D−乳酸成分を90モル%以上含み、L−乳酸成分を10モル%以下含む、ブロック共重合体又はグラフト共重合体が挙げられる。光学活性高分子(D)としては、L−乳酸成分及びD−乳酸成分をそれぞれ10モル%超90モル%未満含む、ステレオブロック共重合体が挙げられる。   The polylactic acid polymer refers to “polylactic acid”, “copolymer of L-lactic acid or D-lactic acid and a copolymerizable polyfunctional compound”, or a mixture of both. The above-mentioned “polylactic acid” is a polymer in which lactic acid is polymerized by an ester bond and is connected for a long time, a lactide method via lactide, and a direct polymerization method in which lactic acid is heated in a solvent under reduced pressure and polymerized while removing water. It is known that it can be manufactured by, for example. Examples of the “polylactic acid” include a homopolymer of L-lactic acid, a homopolymer of D-lactic acid, a block copolymer including at least one polymer of L-lactic acid and D-lactic acid, and L-lactic acid and D-lactic acid. Examples thereof include a graft copolymer containing at least one polymer of lactic acid. At this time, as the optically active polymer (B), a homopolymer of L-lactic acid (PLLA), a block copolymer containing 90 mol% or more of L-lactic acid component and 10 mol% or less of D-lactic acid component, or Examples of the optically active polymer (C) include D-lactic acid homopolymer (PDLA), a D-lactic acid component of 90 mol% or more, and an L-lactic acid component of 10 mol% or less. A block copolymer or a graft copolymer is mentioned. Examples of the optically active polymer (D) include a stereo block copolymer containing an L-lactic acid component and a D-lactic acid component each of more than 10 mol% and less than 90 mol%.

前記「共重合可能な多官能性化合物」としては、グリコール酸、ジメチルグリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、2−ヒドロキシプロパン酸、3−ヒドロキシプロパン酸、2−ヒドロキシ吉草酸、3−ヒドロキシ吉草酸、4−ヒドロキシ吉草酸、5−ヒドロキシ吉草酸、2−ヒドロキシカプロン酸、3−ヒドロキシカプロン酸、4−ヒドロキシカプロン酸、5−ヒドロキシカプロン酸、6−ヒドロキシカプロン酸、6−ヒドロキシメチルカプロン酸、マンデル酸等のヒドロキシカルボン酸、グリコリド、β−メチル−δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の環状エステル、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テレフタル酸等の多価カルボン酸、及びこれらの無水物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール、1,4−ヘキサンジメタノール等の多価アルコール、セルロース等の多糖類、及び、α−アミノ酸等のアミノカルボン酸等を挙げることができる。   Examples of the “copolymerizable polyfunctional compound” include glycolic acid, dimethyl glycolic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 2-hydroxypropanoic acid, 3-hydroxypropanoic acid, 2-hydroxyvaleric acid, 3 -Hydroxyvaleric acid, 4-hydroxyvaleric acid, 5-hydroxyvaleric acid, 2-hydroxycaproic acid, 3-hydroxycaproic acid, 4-hydroxycaproic acid, 5-hydroxycaproic acid, 6-hydroxycaproic acid, 6-hydroxy Hydroxycarboxylic acids such as methyl caproic acid and mandelic acid, glycolides, cyclic esters such as β-methyl-δ-valerolactone, γ-valerolactone and ε-caprolactone, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid , Pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, Polycarboxylic acids such as candioic acid and terephthalic acid, and anhydrides thereof, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1 , 4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, tetra Examples thereof include polyhydric alcohols such as methylene glycol and 1,4-hexanedimethanol, polysaccharides such as cellulose, and aminocarboxylic acids such as α-amino acids.

上記「共重合可能な多官能性化合物」としては、例えば、国際公開第2013/054918号パンフレットの段落0028に記載の化合物が挙げられる。   Examples of the “copolymerizable polyfunctional compound” include the compounds described in paragraph 0028 of International Publication No. 2013/054918 pamphlet.

前記「L−乳酸又はD−乳酸と、共重合可能な多官能性化合物との共重合体」としては、らせん結晶を生成可能なポリ乳酸シーケンスを有する、ブロック共重合体又はグラフト共重合体が挙げられる。   Examples of the “copolymer of L-lactic acid or D-lactic acid and a copolymerizable polyfunctional compound” include a block copolymer or a graft copolymer having a polylactic acid sequence capable of forming a helical crystal. Can be mentioned.

また、光学活性高分子中の共重合体成分に由来する構造の濃度は20モル%以下であることが好ましい。例えば、光学活性高分子がポリ乳酸系高分子の場合、ポリ乳酸系高分子中の乳酸(L−乳酸、D−乳酸)に由来する構造と、乳酸と共重合可能な化合物(共重合体成分)に由来する構造と、のモル数の合計に対して、前記共重合体成分が20モル%以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the density | concentration of the structure originating in the copolymer component in an optically active polymer is 20 mol% or less. For example, when the optically active polymer is a polylactic acid polymer, a structure derived from lactic acid (L-lactic acid, D-lactic acid) in the polylactic acid polymer and a compound copolymerizable with lactic acid (copolymer component) The copolymer component is preferably 20 mol% or less with respect to the total number of moles of the structure derived from

前記光学活性高分子(例えばポリ乳酸系高分子)は、例えば、特開昭59−096123号公報、及び特開平7−033861号公報に記載されている乳酸を直接脱水縮合して得る方法や、米国特許2,668,182号及び4,057,357号等に記載されている乳酸の環状二量体であるラクチドを用いて開環重合させる方法などにより製造することができる。
さらに、前記の各製造方法により得られた光学活性高分子(例えばポリ乳酸系高分子)は、光学純度を95.00%ee以上とするために、例えば、光学活性高分子をラクチド法で製造する場合、晶析操作により光学純度を95.00%ee以上の光学純度に向上させたラクチドを、重合することが好ましい。
The optically active polymer (for example, polylactic acid polymer) is obtained by, for example, directly dehydrating and condensing lactic acid described in JP-A-59-096123 and JP-A-7-033861. US Pat. Nos. 2,668,182 and 4,057,357 and the like can be produced by a ring-opening polymerization method using lactide, which is a cyclic dimer of lactic acid.
Furthermore, the optically active polymer (eg, polylactic acid-based polymer) obtained by each of the above production methods is produced by, for example, the lactide method in order to achieve an optical purity of 95.00% ee or higher. In this case, it is preferable to polymerize lactide whose optical purity is improved to 95.00% ee or higher by crystallization operation.

光学活性高分子(A)は、ポリL−乳酸及びポリD−乳酸を混合してなる高分子であることが好ましい。このとき、光学活性高分子(A)を結晶化させることにより、ポリL−乳酸とポリD−乳酸とがラセミ結晶構造となっている共晶体(ステレオコンプレックス結晶)が得られる。
また、ポリL−乳酸のホモ結晶やポリD−乳酸のホモ結晶の融点(DSC測定による融解ピーク)が一般に160〜180℃であるのに対して、前記ステレオコンプレックス結晶の融点(DSC測定による融解ピーク)は一般に190〜240℃である。
The optically active polymer (A) is preferably a polymer obtained by mixing poly L-lactic acid and poly D-lactic acid. At this time, by crystallizing the optically active polymer (A), a eutectic (stereocomplex crystal) in which poly L-lactic acid and poly D-lactic acid have a racemic crystal structure is obtained.
The melting point (melting peak by DSC measurement) of poly L-lactic acid homocrystal or poly D-lactic acid homocrystal is generally 160 to 180 ° C., whereas the melting point of the stereocomplex crystal (melting by DSC measurement). The peak is generally 190-240 ° C.

−光学活性高分子の重量平均分子量−
本発明で用いる光学活性高分子(B)、光学活性高分子(C)及び光学活性高分子(D)(以下、「光学活性高分子」とも称する。)は、重量平均分子量(Mw)が、5万〜100万であることが好ましい。光学活性高分子の重量平均分子量の下限が、5万以上であることにより、高分子圧電材料を成型体としたときの機械的強度が向上する。光学活性高分子の重量平均分子量の下限は、10万以上であることが好ましく、15万以上であることがさらに好ましい。一方、光学活性高分子の重量平均分子量の上限が100万以下であることにより、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。
重量平均分子量の上限は、80万以下であることが好ましく、30万以下であることがさらに好ましい。
-Weight average molecular weight of optically active polymer-
The optically active polymer (B), optically active polymer (C) and optically active polymer (D) (hereinafter also referred to as “optically active polymer”) used in the present invention have a weight average molecular weight (Mw), It is preferably 50,000 to 1,000,000. When the lower limit of the weight average molecular weight of the optically active polymer is 50,000 or more, the mechanical strength when the polymer piezoelectric material is formed into a molded body is improved. The lower limit of the weight average molecular weight of the optically active polymer is preferably 100,000 or more, and more preferably 150,000 or more. On the other hand, when the upper limit of the weight average molecular weight of the optically active polymer is 1,000,000 or less, the moldability when a polymer piezoelectric material is obtained by molding (for example, extrusion molding) is improved.
The upper limit of the weight average molecular weight is preferably 800,000 or less, and more preferably 300,000 or less.

光学活性高分子(A)の重量平均分子量は、5万〜100万であることが好ましく、高分子圧電材料の成形性を向上させる観点から、10万〜30万であることが好ましい。   The weight average molecular weight of the optically active polymer (A) is preferably 50,000 to 1,000,000, and preferably 100,000 to 300,000 from the viewpoint of improving the moldability of the polymeric piezoelectric material.

また、光学活性高分子(A)の分子量分布(Mw/Mn)は、強度の観点から、1.1〜5であることが好ましく、1.2〜4であることがより好ましい。さらに1.4〜3であることが好ましい。なお、光学活性高分子(光学活性高分子(A)〜(C))の重量平均分子量Mwと、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、測定される。   The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the optically active polymer (A) is preferably 1.1 to 5, and more preferably 1.2 to 4, from the viewpoint of strength. Furthermore, it is preferable that it is 1.4-3. In addition, the weight average molecular weight Mw and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the optically active polymer (optically active polymers (A) to (C)) are determined by the following GPC measurement method using gel permeation chromatography (GPC). , Measured.

−GPC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−
光学活性高分子を40℃で溶媒(例えば、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する。
−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する。
-GPC measuring device-
Waters GPC-100
-Column-
Made by Showa Denko KK, Shodex LF-804
-Sample preparation-
The optically active polymer is dissolved in a solvent (for example, 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 is introduced into the column at a solvent [chloroform], a temperature of 40 ° C., and a flow rate of 1 ml / min.

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。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、光学活性高分子の重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)を算出する。   The sample concentration in the sample solution separated by the column is measured with a differential refractometer. A universal calibration curve is prepared using a polystyrene standard sample, and the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the optically active polymer are calculated.

ポリ乳酸系高分子は、市販のポリ乳酸を用いてもよい。市販のポリ乳酸としては、例えば、PURAC社製のPURASORB(PD、PL)、三井化学社製のLACEA(H−100、H−400)、NatureWorks LLC社製のIngeoTM biopolymer、等が挙げられる。 Commercially available polylactic acid may be used as the polylactic acid polymer. Commercially available polylactic acid, for example, PURAC Co. PURASORB (PD, PL), manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. of LACEA (H-100, H- 400), NatureWorks LLC Corp. Ingeo TM Biopolymer, and the like.

光学活性高分子としてポリ乳酸系高分子を用いるとき、ポリ乳酸系高分子の重量平均分子量(Mw)を5万以上とするためには、ラクチド法、又は直接重合法により光学活性高分子を製造することが好ましい。   When a polylactic acid polymer is used as the optically active polymer, the optically active polymer is produced by the lactide method or the direct polymerization method in order to increase the weight average molecular weight (Mw) of the polylactic acid polymer to 50,000 or more. It is preferable to do.

本発明の高分子圧電材料において、光学活性高分子(A)の含有量には特に制限はないが、高分子圧電材料全質量に対して、80質量%以上であることが好ましい。
上記含有量が80質量%以上であることにより、圧電定数がより大きくなる傾向がある。
In the polymeric piezoelectric material of the present invention, the content of the optically active polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 80% by mass or more based on the total mass of the polymeric piezoelectric material.
When the content is 80% by mass or more, the piezoelectric constant tends to be larger.

〔安定化剤〕
本発明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少なくとも1種の官能基を有する重量平均分子量が200〜60000の化合物を含有してもよい。これにより、高分子圧電材料の耐湿熱性がより向上する。
更に、本発明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から選ばれる少なくとも1種の官能基を1分子内に1つ有することが好ましい。
安定化剤としては、国際公開第2013/054918号の段落0039〜0055に記載された「安定化剤(B)」を用いることができる。
[Stabilizer]
The polymeric piezoelectric material of the present invention contains 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. Also good. Thereby, the heat-and-moisture resistance of the polymeric piezoelectric material is further improved.
Furthermore, the polymeric piezoelectric material of the present invention preferably has at least one functional group selected from the group consisting of a carbodiimide group, an epoxy group, and an isocyanate group in one molecule as a stabilizer.
As the stabilizer, “Stabilizer (B)” described in paragraphs 0039 to 0055 of International Publication No. 2013/054918 can be used.

安定化剤として用い得る、一分子中にカルボジイミド基を含む化合物(カルボジイミド化合物)としては、モノカルボジイミド化合物、ポリカルボジイミド化合物、環状カルボジイミド化合物が挙げられる。
モノカルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、等が好適である。
また、ポリカルボジイミド化合物としては、種々の方法で製造したものを使用することができる。従来のポリカルボジイミドの製造方法(例えば、米国特許第2941956号明細書、特公昭47−33279号公報、J.0rg.Chem.28,2069−2075(1963)、Chemical Review 1981,Vol.81 No.4、p619−621)により、製造されたものを用いることができる。具体的には特許4084953号公報に記載のカルボジイミド化合物を用いることもできる。
ポリカルボジイミド化合物としては、ポリ(4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)、ポリ(N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド)、ポリ(1,3,5−トリイソプロピルフェニレン−2,4−カルボジイミド、等が挙げられる。
環状カルボジイミド化合物は、特開2011−256337号公報に記載の方法などに基づいて合成することができる。
カルボジイミド化合物としては、市販品を用いてもよく、例えば、東京化成社製、B2756(商品名)、日清紡ケミカル社製、カルボジライトLA−1、ラインケミー社製、Stabaxol P、Stabaxol P400、Stabaxol I(いずれも商品名)等が挙げられる。
Examples of the compound (carbodiimide compound) containing a carbodiimide group in one molecule that can be used as a stabilizer include monocarbodiimide compounds, polycarbodiimide compounds, and cyclic carbodiimide compounds.
As the monocarbodiimide compound, dicyclohexylcarbodiimide, bis-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide, and the like are preferable.
Moreover, as a polycarbodiimide compound, what was manufactured by the various method can be used. Conventional methods for producing polycarbodiimides (for example, U.S. Pat. No. 2,941,956, JP-B-47-33279, J.0rg.Chem.28, 2069-2075 (1963), Chemical Review 1981, Vol. 81 No. 1). 4, p619-621) can be used. Specifically, a carbodiimide compound described in Japanese Patent No. 4084953 can also be used.
Examples of the polycarbodiimide compound include poly (4,4′-dicyclohexylmethanecarbodiimide), poly (N, N′-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide), poly (1,3,5-triisopropylphenylene-2, 4-carbodiimide and the like.
The cyclic carbodiimide compound can be synthesized based on the method described in JP2011-256337A.
As the carbodiimide compound, commercially available products may be used. For example, B2756 (trade name) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Carbodilite LA-1, manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd., Stabaxol P, Stabaxol P400, Stabaxol I (any Product name).

安定化剤として用い得る、一分子中にイソシアネート基を含む化合物(イソシアネート化合物)としては、イソシアン酸3−(トリエトキシシリル)プロピル、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、等が挙げられる。   As a compound (isocyanate compound) containing an isocyanate group in one molecule that can be used as a stabilizer, 3- (triethoxysilyl) propyl isocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and the like. It is done.

安定化剤として用い得る、一分子中にエポキシ基を含む化合物(エポキシ化合物)としては、フェニルグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールA−ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA−ジグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。   As a compound (epoxy compound) containing an epoxy group in one molecule that can be used as a stabilizer, phenyl glycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, bisphenol A-diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A-diglycidyl ether, phenol novolak Type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, epoxidized polybutadiene and the like.

安定化剤の重量平均分子量は、上述のとおり200〜60000であるが、200〜30000がより好ましく、300〜18000がさらに好ましい。
安定化剤の重量平均分子量が上記範囲内であると、安定化剤がより移動しやすくなり、耐湿熱性改良効果がより効果的に奏される。
安定化剤の重量平均分子量は、200〜900であることが特に好ましい。なお、重量平均分子量200〜900は、数平均分子量200〜900とほぼ一致する。また、重量平均分子量200〜900の場合、分子量分布が1.0である場合があり、この場合には、「重量平均分子量200〜900」を、単に「分子量200〜900」と言い換えることもできる。
Although the weight average molecular weight of the stabilizer is 200 to 60000 as described above, 200 to 30000 is more preferable, and 300 to 18000 is more preferable.
When the weight average molecular weight of the stabilizer is within the above range, the stabilizer is more easily moved, and the effect of improving the heat and moisture resistance is more effectively exhibited.
The weight average molecular weight of the stabilizer is particularly preferably 200 to 900. In addition, the weight average molecular weight 200-900 substantially corresponds with the number average molecular weight 200-900. Further, when the weight average molecular weight is 200 to 900, the molecular weight distribution may be 1.0. In this case, “weight average molecular weight 200 to 900” can be simply referred to as “molecular weight 200 to 900”. .

高分子圧電材料が安定化剤を含有する場合、高分子圧電材料は、安定化剤を1種のみ含有してもよいし、2種以上含有してもよい。
高分子圧電材料が光学活性高分子及び安定化剤を含む場合、安定化剤の含有量(2種以上である場合には総含有量。以下同じ。)は、光学活性高分子100質量部に対し、0.01質量部〜10質量部であることが好ましく、0.01質量部〜5質量部であることがより好ましく、0.1質量部〜3質量部であることがさらに好ましく、0.5質量部〜2質量部であることが特に好ましい。
上記含有量が0.01質量部以上であると、耐湿熱性がより向上する。
また、上記含有量が10質量部以下であると、透明性の低下がより抑制される。
When the polymeric piezoelectric material contains a stabilizer, the polymeric piezoelectric material may contain only one kind of stabilizer or two or more kinds.
When the polymer piezoelectric material includes an optically active polymer and a stabilizer, the content of the stabilizer (the total content when there are two or more kinds; the same shall apply hereinafter) is 100 parts by mass of the optically active polymer. On the other hand, it is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.01 to 5 parts by mass, still more preferably 0.1 to 3 parts by mass, It is particularly preferable that the amount is from 5 parts by mass to 2 parts by mass.
When the content is 0.01 parts by mass or more, the heat and humidity resistance is further improved.
Moreover, the transparency fall is suppressed more as the said content is 10 mass parts or less.

安定化剤の好ましい態様としては、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し、且つ、数平均分子量が200〜900の安定化剤(S1)と、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1分子内に2以上有し、且つ、重量平均分子量が1000〜60000の安定化剤(S2)と、を併用するという態様が挙げられる。なお、数平均分子量が200〜900の安定化剤(S1)の重量平均分子量は、大凡200〜900であり、安定化剤(S1)の数平均分子量と重量平均分子量とはほぼ同じ値となる。
安定化剤として安定化剤(S1)と安定化剤(S2)とを併用する場合、安定化剤(S1)を多く含むことが透明性向上の観点から好ましい。
具体的には、安定化剤(S1)100質量部に対して、安定化剤(S2)が10質量部〜150質量部の範囲であることが、透明性と耐湿熱性の両立という観点から好ましく、30質量部〜100質量部の範囲であることがより好ましく、50質量部〜100質量部の範囲であることが特に好ましい。
A preferred embodiment of the stabilizer is a stabilizer (S1) having one or more functional groups selected from the group consisting of a carbodiimide group, an epoxy group, and an isocyanate group, and having a number average molecular weight of 200 to 900. And a stabilizer (S2) having one or more functional groups selected from the group consisting of a carbodiimide group, an epoxy group, and an isocyanate group in one molecule, and having a weight average molecular weight of 1000 to 60000 The mode of using these together is mentioned. The weight average molecular weight of the stabilizer (S1) having a number average molecular weight of 200 to 900 is approximately 200 to 900, and the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the stabilizer (S1) are almost the same value. .
When the stabilizer (S1) and the stabilizer (S2) are used in combination as the stabilizer, it is preferable that a large amount of the stabilizer (S1) is contained from the viewpoint of improving transparency.
Specifically, the stabilizer (S2) is preferably in the range of 10 parts by mass to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the stabilizer (S1), from the viewpoint of achieving both transparency and wet heat resistance. The range of 30 to 100 parts by mass is more preferable, and the range of 50 to 100 parts by mass is particularly preferable.

以下、安定化剤の具体例(安定化剤SS−1〜SS−3)を示す。   Hereinafter, specific examples (stabilizers SS-1 to SS-3) of the stabilizer will be shown.

以下、上記安定化剤SS−1〜SS−3について、化合物名、市販品等を示す。
・安定化剤SS−1 … 化合物名は、ビス−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドである。重量平均分子量(この例では、単なる「分子量」に等しい)は、363である。市販品としては、ラインケミー社製「Stabaxol I」、東京化成社製「B2756」が挙げられる。
・安定化剤SS−2 … 化合物名は、ポリ(4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)である。市販品としては、重量平均分子量約2000のものとして、日清紡ケミカル社製「カルボジライトLA−1」が挙げられる。
・安定化剤SS−3 … 化合物名は、ポリ(1,3,5−トリイソプロピルフェニレン−2,4−カルボジイミド)である。市販品としては、重量平均分子量約3000のものとして、ラインケミー社製「Stabaxol P」が挙げられる。また、重量平均分子量20000のものとして、ラインケミー社製「Stabaxol P400」が挙げられる。
Hereinafter, about the stabilizer SS-1 to SS-3, a compound name, a commercial item, etc. are shown.
-Stabilizer SS-1 The compound name is bis-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide. The weight average molecular weight (in this example, simply equal to “molecular weight”) is 363. Commercially available products include “Stabaxol I” manufactured by Rhein Chemie and “B2756” manufactured by Tokyo Chemical Industry.
-Stabilizer SS-2 The compound name is poly (4,4'-dicyclohexylmethanecarbodiimide). As a commercially available product, “Carbodilite LA-1” manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd. may be mentioned as having a weight average molecular weight of about 2000.
-Stabilizer SS-3 The compound name is poly (1,3,5-triisopropylphenylene-2,4-carbodiimide). As a commercially available product, “Stabaxol P” manufactured by Rhein Chemie Co., Ltd. can be mentioned as having a weight average molecular weight of about 3000. Further, “Stabaxol P400” manufactured by Rhein Chemie is listed as having a weight average molecular weight of 20,000.

(酸化防止剤)
また、本発明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及びチオエーテル系化合物からなる群より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、耐湿熱性及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 the present invention may contain an antioxidant. The antioxidant is at least one compound selected from the group consisting of hindered phenol compounds, hindered amine compounds, phosphite compounds, and thioether compounds.
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)
本実施形態に係る高分子圧電材料は、本発明の効果を損なわない限度において、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン樹脂又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。
高分子圧電材料が光学活性高分子以外の成分を含む場合、光学活性高分子以外の成分の含有量は、高分子圧電材料全質量に対して、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。
なお、高分子圧電材料は、透明性の観点からは、光学活性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。
(Other ingredients)
The polymer piezoelectric material according to the present embodiment is a known resin typified by polyvinylidene fluoride, polyethylene resin or polystyrene resin, an inorganic filler such as silica, hydroxyapatite, and montmorillonite, as long as the effects of the present invention are not impaired. It may contain other components such as a known crystal nucleating agent such as phthalocyanine.
When the polymeric piezoelectric material includes a component other than the optically active polymer, the content of the component other than the optically active polymer is preferably 20% by mass or less based on the total mass of the polymeric piezoelectric material. % Or less is more preferable.
In addition, it is preferable that a polymeric piezoelectric material does not contain components other than the optically active polymer which has optical activity from a transparency viewpoint.

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、既述の光学活性高分子(光学活性高分子(B)、光学活性高分子(C)及び光学活性高分子(D))以外の光学活性高分子を含んでいてもよい。   The polymeric piezoelectric material of the present embodiment has the above-described optically active polymer (optically active polymer (B), optically active polymer (C) and optically active polymer (D) as long as the effects of the present invention are not impaired. An optically active polymer other than)) may be included.

<高分子圧電材料の製造方法>
本発明の高分子圧電材料を製造する方法としては、重量平均分子量が5万〜100万である光学活性高分子(A)を含み、示差走査型熱量計(DSC)で測定されるステレオコンプレックス結晶化率(S)を6%〜85%(又は6%〜28%)に調整でき、DSC法で得られるホモ結晶化度を5%〜80%(又は20%〜80%)に調整でき、25℃において応力−電荷法で測定した圧電定数d14を1pC/N以上に調整できる方法であれば特に限定されない。
この方法として、例えば、既述の光学活性高分子を含む非晶状態のフィルムに対して結晶化及び延伸(いずれが先であってもよい)を施す方法であって、前記結晶化及び前記延伸の各条件を調整する方法を用いることができる。
なお、ここでいう「結晶化」は、後述の予備結晶化及び後述のアニール処理を包含する概念である。
<Method for producing polymer piezoelectric material>
As a method for producing the polymeric piezoelectric material of the present invention, a stereocomplex crystal containing an optically active polymer (A) having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000 and measured by a differential scanning calorimeter (DSC) The degree of conversion (S) can be adjusted to 6% to 85% (or 6% to 28%), and the homocrystallization degree obtained by the DSC method can be adjusted to 5% to 80% (or 20% to 80%). stress at 25 ° C. - not particularly limited as long as it is a method that the piezoelectric constant d 14 measured by the charge process can be adjusted to more than 1 pC / N.
As this method, for example, crystallization and stretching (any of which may be the first) are performed on an amorphous film containing the optically active polymer described above, and the crystallization and stretching It is possible to use a method of adjusting each of these conditions.
Here, “crystallization” is a concept including preliminary crystallization described later and annealing treatment described later.

また、非晶状態のフィルムとは、光学活性高分子(A)を含む混合物を、光学活性高分子(A)の融点Tm以上の温度に加熱し、その後、急冷して得られたフィルムを示す。急冷する温度としては、例えば、50℃が挙げられる。   The amorphous film refers to a film obtained by heating a mixture containing the optically active polymer (A) to a temperature equal to or higher than the melting point Tm of the optically active polymer (A) and then rapidly cooling it. . An example of the rapid cooling temperature is 50 ° C.

なお、光学活性高分子(A)を結晶化させてステレオコンプレックス結晶を生成する方法としては、特に限定されず、例えば、i)光学活性高分子(A)を溶媒に溶かして溶液をキャストする方法、ii)熱による溶融状態から室温付近までゆっくり冷却して結晶化させる方法、iii)熱による溶融状態から所定の温度まで冷却し、その温度で結晶化させる方法、iv)熱による溶融状態から室温付近まで冷却し、その後所定の温度まで昇温してその温度で結晶化させる方法、v)非晶状態もしくは予備結晶化状態の光学活性高分子(A)を延伸して配向結晶を生成させる方法等が挙げられる。   The method for producing a stereocomplex crystal by crystallizing the optically active polymer (A) is not particularly limited. For example, i) a method of casting a solution by dissolving the optically active polymer (A) in a solvent. Ii) a method of crystallizing by slowly cooling from a molten state to near room temperature by heat, iii) a method of cooling from a molten state by heat to a predetermined temperature and crystallizing at that temperature, and iv) from a molten state by heat to room temperature A method of cooling to the vicinity, then raising the temperature to a predetermined temperature and crystallizing at that temperature, and v) a method of generating an oriented crystal by stretching the optically active polymer (A) in an amorphous state or a pre-crystallized state. Etc.

本発明の高分子圧電材料を製造する方法において、高分子圧電材料(又は非晶状態のフィルム)の原料として、光学活性高分子(光学活性高分子(B)、光学活性高分子(C)、光学活性高分子(D)など)の混合物、又は、光学活性高分子と安定化剤、酸化防止剤及びその他の成分の少なくとも1つとの混合物を用いてもよい。
上述の混合物は、溶融混練して得られた混合物であることが好ましい。
例えば、混合する光学活性高分子を(必要に応じて、安定化剤、酸化防止剤、その他の成分などとともに)、溶融混練機〔東洋精機製作所社製、ラボプラストミキサー〕を用い、ミキサー回転数30rpm〜70rpm、180℃〜270℃の条件で、5分〜20分間溶融混練することで、光学活性高分子のブレンド体を得ることができる。
In the method for producing a polymeric piezoelectric material of the present invention, an optically active polymer (optically active polymer (B), optically active polymer (C), A mixture of an optically active polymer (D) or the like, or a mixture of an optically active polymer and at least one of a stabilizer, an antioxidant and other components may be used.
The above mixture is preferably a mixture obtained by melt-kneading.
For example, the optically active polymer to be mixed (with a stabilizer, antioxidant, and other components as necessary) is used with a melt kneader (Toyo Seiki Seisakusho, Lab Plast Mixer), and the mixer rotation speed An optically active polymer blend can be obtained by melt-kneading for 5 to 20 minutes under the conditions of 30 to 70 rpm and 180 to 270 ° C.

以下、本発明の高分子圧電材料の製造方法の実施形態について説明するが、本発明の高分子圧電材料を製造する方法は、下記実施形態に限定されることはない。   Hereinafter, although the embodiment of the manufacturing method of the polymeric piezoelectric material of the present invention will be described, the method of manufacturing the polymeric piezoelectric material of the present invention is not limited to the following embodiment.

本実施形態の高分子圧電材料の製造方法は、例えば、前記光学活性高分子(A)を含む予備結晶化フィルムを得る第一の工程と、前記予備結晶化フィルムを主として一軸方向に延伸する(主として一軸方向に延伸しつつ同時又は逐次的に前記延伸方向とは別の方向に延伸してもよい)第二の工程と、を含む。   The polymer piezoelectric material manufacturing method of the present embodiment includes, for example, a first step of obtaining a precrystallized film containing the optically active polymer (A), and stretching the precrystallized film mainly in a uniaxial direction ( A second step) which may be performed in the direction different from the stretching direction simultaneously or sequentially while stretching mainly in a uniaxial direction.

一般的に、延伸時にフィルムにかける力を増やすことで、光学活性高分子の配向が促進されて圧電定数が大きくなる一方で、結晶化が進み、結晶サイズが大きくなることで内部ヘイズも大きくなる傾向にある。単純にフィルムに力をかけた場合、球晶のように配向していない結晶が形成される。球晶のような配向が低い結晶は、内部ヘイズを上げるものの圧電定数の増加には寄与しにくい。
よって、圧電定数が高く、内部ヘイズが低いフィルムを形成するためには、圧電定数に寄与する配向結晶を、内部ヘイズを増大させない程度の微小サイズで効率よく形成することが好ましい。
In general, increasing the force applied to the film during stretching promotes the orientation of the optically active polymer and increases the piezoelectric constant, while crystallization progresses and the crystal size increases, so that the internal haze increases. There is a tendency. If force is simply applied to the film, crystals that are not oriented like spherulites are formed. A crystal having a low orientation such as a spherulite increases the internal haze, but hardly contributes to an increase in piezoelectric constant.
Therefore, in order to form a film having a high piezoelectric constant and a low internal haze, it is preferable to efficiently form oriented crystals that contribute to the piezoelectric constant with a minute size that does not increase the internal haze.

上記の点から、例えば、延伸の前にフィルム内を予備結晶化させ微細な結晶(微結晶)を形成した予備結晶化フィルムを作製した後に、前記予備結晶化フィルムを延伸することにより、前記予備結晶化フィルム内部における微結晶と微結晶との間の結晶性が低い高分子部分に、延伸による力を効率よくかけることができる。これにより、光学活性高分子を主延伸方向に効率よく配向させることができる。
具体的には、前記予備結晶化フィルムを延伸することにより、微結晶と微結晶との間の結晶性が低い高分子部分内に、微細な配向結晶が生成すると同時に、予備結晶化によって生成された球晶がくずれ、球晶を構成しているラメラ晶が、タイ分子鎖につながれた数珠繋ぎ状に延伸方向に配向する。
このため、前記予備結晶化フィルムを延伸することにより、圧電定数を大きく低下させることなく、内部ヘイズが低いフィルムを得ることができる。さらに製造条件を調整することで寸法安定性に優れる高分子圧電材料を得ることができる。
From the above point, for example, after preparing the pre-crystallized film in which the inside of the film is pre-crystallized to form fine crystals (microcrystals) before stretching, the pre-crystallized film is stretched, thereby The stretching force can be efficiently applied to the polymer portion having low crystallinity between the microcrystals in the crystallized film. Thereby, the optically active polymer can be efficiently oriented in the main stretching direction.
Specifically, by stretching the pre-crystallized film, finely oriented crystals are generated in the polymer portion having low crystallinity between the microcrystals and at the same time generated by pre-crystallization. The spherulites are broken, and the lamellar crystals constituting the spherulites are oriented in the stretching direction in a daisy chain connected to the tie molecular chain.
Therefore, by stretching the pre-crystallized film, a film having a low internal haze can be obtained without greatly reducing the piezoelectric constant. Furthermore, a polymer piezoelectric material having excellent dimensional stability can be obtained by adjusting the manufacturing conditions.

〔第一の工程(予備結晶化工程)〕
本実施形態における第一の工程は、光学活性高分子(A)を含む非晶状態のフィルムを加熱して予備結晶化フィルムを得る工程である。光学活性高分子(A)を含む非晶状態のフィルムは、安定化剤、酸化防止剤及びその他の成分の少なくとも1つ(例えば、安定化剤)を含んでいてもよい。
[First step (pre-crystallization step)]
The first step in the present embodiment is a step of obtaining a pre-crystallized film by heating an amorphous film containing the optically active polymer (A). The amorphous film containing the optically active polymer (A) may contain a stabilizer, an antioxidant, and at least one of other components (for example, a stabilizer).

本実施形態における第一の工程及び第二の工程を通じた処理として、具体的には、1)非晶状態のフィルムを加熱処理して予備結晶化フィルムとし(以上、第一の工程)、得られた予備結晶化フィルムを延伸装置にセットして延伸する(以上、第二の工程)処理であってもよいし(オフライン処理)、又は、2)非晶状態のフィルムを延伸装置にセットし、延伸装置にて加熱して予備結晶化フィルムとし(以上、第一の工程)、得られた予備結晶化フィルムを引き続きこの延伸装置にて延伸する(以上、第二の工程)処理であってもよい(インライン処理)。   Specifically, as the treatment through the first step and the second step in the present embodiment, 1) a film in an amorphous state is heat-treated to obtain a pre-crystallized film (the first step). The pre-crystallized film thus obtained may be set in a drawing apparatus and then drawn (second step) (off-line processing), or 2) an amorphous film is set in a drawing apparatus. The pre-crystallized film is heated by a stretching device (above, the first step), and the obtained pre-crystallized film is continuously stretched by the stretching device (the second step). It is good (inline processing).

第一の工程において、光学活性高分子(A)を含む非晶状態のフィルムを予備結晶化するための加熱温度Tは特に限定されないが、製造される高分子圧電材料の圧電性や透明性など高める点で、光学活性高分子(A)のガラス転移温度Tgと以下の式の関係を満たし、ホモ結晶化度が1%〜20%になるように設定される温度であることが好ましい。
Tg−40℃≦T≦Tg+40℃
(Tgは、光学活性高分子(A)のガラス転移温度を表す。)
In the first step, the heating temperature T for pre-crystallizing the amorphous film containing the optically active polymer (A) is not particularly limited, but the piezoelectricity and transparency of the polymer piezoelectric material to be produced, etc. In terms of increasing, it is preferable that the temperature is set so that the glass transition temperature Tg of the optically active polymer (A) and the following formula are satisfied, and the homocrystallization degree is 1% to 20%.
Tg−40 ° C. ≦ T ≦ Tg + 40 ° C.
(Tg represents the glass transition temperature of the optically active polymer (A).)

なお、ここでいう光学活性高分子(A)のガラス転移温度Tg〔℃〕及び前述した光学活性高分子(A)の融点Tm〔℃〕は、前記示差走査型熱量計(DSC)を用い、光学活性高分子(A)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。   The glass transition temperature Tg [° C.] of the optically active polymer (A) and the melting point Tm [° C.] of the optically active polymer (A) described above are determined using the differential scanning calorimeter (DSC). For the optically active polymer (A), the glass transition temperature (Tg) obtained as the inflection point of the curve and the endothermic reaction from the melting endothermic curve when the temperature is increased at a temperature rising rate of 10 ° C./min. It is temperature (Tm) confirmed as a peak value of.

第一の工程において、予備結晶化するための加熱処理時間は、所望のホモ結晶化度を満たし、好ましくは、延伸後(第二の工程後)の高分子圧電材料の規格化分子配向MORcと延伸後の高分子圧電材料のホモ結晶化度との積が好ましくは25〜700、より好ましくは75〜600、さらに好ましくは100〜500、特に好ましくは150〜300、最も好ましくは160〜210になるように調整されればよい。加熱処理時間が長くなると、延伸後のホモ結晶化度も高くなり、延伸後の規格化分子配向MORcも高くなる。加熱処理時間が短くなると、延伸後のホモ結晶化度も低くなり、延伸後の規格化分子配向MORcも低くなる。   In the first step, the heat treatment time for pre-crystallization satisfies the desired degree of homocrystallinity, and preferably the normalized molecular orientation MORc of the polymer piezoelectric material after stretching (after the second step) and The product of the polymer piezoelectric material after stretching with the homocrystallization degree is preferably 25 to 700, more preferably 75 to 600, still more preferably 100 to 500, particularly preferably 150 to 300, and most preferably 160 to 210. It may be adjusted so that As the heat treatment time becomes longer, the degree of homocrystallization after stretching increases, and the normalized molecular orientation MORc after stretching also increases. When the heat treatment time is shortened, the homocrystallinity after stretching is also lowered, and the normalized molecular orientation MORc after stretching is also lowered.

延伸前の予備結晶化フィルムのホモ結晶化度が高くなると、フィルムが硬くなってより大きな延伸応力がフィルムにかかるので、前記フィルム中の結晶性が比較的低い部分も配向が強くなり、延伸後の規格化分子配向MORcも高くなると考えられる。逆に、延伸前の予備結晶化フィルムのホモ結晶化度が低くなると、フィルムが柔らかくなって延伸応力がよりフィルムにかかりにくくなるので、前記フィルム中の結晶性が比較的低い部分も配向が弱くなり、延伸後の規格化分子配向MORcも低くなると考えられる。   If the degree of homocrystallization of the pre-crystallized film before stretching increases, the film becomes harder and a greater stretching stress is applied to the film, so that the portion with relatively low crystallinity in the film also becomes more oriented, and after stretching It is considered that the normalized molecular orientation MORc is also increased. Conversely, when the pre-crystallized film before stretching has a low degree of homocrystallinity, the film becomes soft and stretching stress is less likely to be applied to the film, so the portion with relatively low crystallinity in the film is also weakly oriented. Thus, the normalized molecular orientation MORc after stretching is also considered to be low.

加熱処理時間は、加熱処理温度、フィルムの厚み、フィルムを構成する樹脂の分子量、添加剤などの種類又は量によって異なる。また、フィルムを結晶化させる実質的な加熱処理時間は、後述する延伸工程(第二の工程)の前に行なってもよい予熱において、非晶状態のフィルムが結晶化する温度で予熱した場合、前記予熱時間と、予熱前の予備結晶化工程における加熱処理時間の和に相当する。   The heat treatment time varies depending on the kind or amount of the heat treatment temperature, the thickness of the film, the molecular weight of the resin constituting the film, the additive, and the like. In addition, the substantial heat treatment time for crystallizing the film is preheating at a temperature at which the amorphous film is crystallized in the preheating that may be performed before the stretching step (second step) described below. This corresponds to the sum of the preheating time and the heat treatment time in the precrystallization step before preheating.

非晶状態のフィルムの加熱処理時間は、5秒〜60分が好ましく、製造条件の安定化という観点からは1分〜30分がより好ましい。例えば、光学活性高分子(A)としてポリ乳酸樹脂を含む非晶状態のフィルムを予備結晶化する場合は、20℃〜170℃で、5秒〜60分(好ましくは1分〜30分)加熱することが好ましい。   The heat treatment time for the amorphous film is preferably 5 seconds to 60 minutes, and more preferably 1 minute to 30 minutes from the viewpoint of stabilizing the production conditions. For example, when pre-crystallizing an amorphous film containing a polylactic acid resin as the optically active polymer (A), it is heated at 20 ° C. to 170 ° C. for 5 seconds to 60 minutes (preferably 1 minute to 30 minutes). It is preferable to do.

本実施形態において、延伸後のフィルムに効率的に圧電性、透明性を付与するには、延伸前の予備結晶化フィルムのホモ結晶化度を調整することが好ましい。
すなわち、延伸により圧電性などが向上する理由は、球晶状態にあると推測される、予備結晶化フィルム中の結晶性が比較的高い部分に延伸による応力が集中し、球晶が破壊されつつ配向することで圧電性(圧電定数d14)が向上する一方、球晶を介して延伸応力が結晶性の比較的低い部分にもかかり、この比較的低い部分の配向を促し、圧電性(圧電定数d14)を向上させるためと考えられるからである。
In this embodiment, in order to efficiently impart piezoelectricity and transparency to the stretched film, it is preferable to adjust the homocrystallization degree of the pre-crystallized film before stretching.
In other words, the reason why the piezoelectricity and the like are improved by stretching is that the spherulite is presumed to be in a spherulitic state. Orientation improves the piezoelectricity (piezoelectric constant d 14 ), while stretching stress is applied to a portion having a relatively low crystallinity via the spherulite, and the orientation of this relatively low portion is promoted, and the piezoelectricity (piezoelectricity) This is because the constant d 14 ) is considered to be improved.

延伸後のフィルムのホモ結晶化度は、5%〜80%(又は20%〜80%)になるように設定されるが、好ましくは25%〜60%、より好ましくは30%〜50%、更に好ましくは30%〜40%になるように設定される。そのため、予備結晶化フィルムの延伸直前のホモ結晶化度は1%〜20%、好ましくは2%〜10%になるように設定される。予備結晶化フィルムのホモ結晶化度は、延伸後の高分子圧電材料のホモ結晶化度の測定と同様に行なえばよい。   The homocrystallinity of the stretched film is set to be 5% to 80% (or 20% to 80%), preferably 25% to 60%, more preferably 30% to 50%, More preferably, it is set to be 30% to 40%. Therefore, the homocrystallization degree immediately before stretching of the pre-crystallized film is set to be 1% to 20%, preferably 2% to 10%. What is necessary is just to perform the homocrystallization degree of a pre-crystallized film similarly to the measurement of the homocrystallization degree of the polymeric piezoelectric material after extending | stretching.

予備結晶化フィルムの厚みは、第二の工程の延伸により得ようとする高分子圧電材料の厚みと延伸倍率によって主に決められるが、好ましくは50μm〜1000μmであり、より好ましくは200μm〜800μm程度である。   The thickness of the pre-crystallized film is mainly determined by the thickness of the polymeric piezoelectric material to be obtained by stretching in the second step and the stretching ratio, but is preferably 50 μm to 1000 μm, more preferably about 200 μm to 800 μm. It is.

〔第二の工程(延伸工程)〕
第二の工程(延伸工程)における延伸方法としては、特に制限されないが、配向結晶を形成するための延伸(主延伸ともいう)を行なう方法、あるいは、配向結晶を形成するための延伸と、前記延伸の方向に対して交差する方向に施す延伸と、を組み合わせた方法が挙げられる。高分子圧電材料の延伸により、主面の面積が大きな高分子圧電材料を得ることもできる。
[Second step (stretching step)]
The stretching method in the second step (stretching step) is not particularly limited. However, the stretching method for forming oriented crystals (also referred to as main stretching), or stretching for forming oriented crystals, A method in which stretching performed in a direction crossing the stretching direction is combined. A polymer piezoelectric material having a large principal surface area can also be obtained by stretching the polymer piezoelectric material.

本実施形態における主面の面積は、高分子圧電材料の主面の面積が5mm以上であることが好ましく、10mm以上であることがより好ましい。 As for the area of the main surface in the present embodiment, the area of the main surface of the polymeric piezoelectric material is preferably 5 mm 2 or more, and more preferably 10 mm 2 or more.

高分子圧電材料を主に一方向に延伸することで、高分子圧電材料に含まれるポリ乳酸系高分子の分子鎖を、一方向に配向させ、かつ高密度に整列させることができ、より高い圧電性が得られると推測される。
ここで、圧電性を有さないポリ乳酸ステレオコンプレックス二軸延伸フィルムは透明性が高いことが知られていたが、本発明者らの検討により、圧電性を発現させるために一方向へ配向させた高分子圧電材料中でステレオコンプレックス結晶を形成すると、ヘイズが低下することが明らかとなった。この原因は明らかになっていないが、一方向に配向させる際に結晶化速度の速いステレオコンプレックスが優先的に結晶化し、その周辺にボイドが発生するためと考えられる。
したがって、高分子圧電材料を主に一方向に延伸することで、より高い圧電性及び透明性が得られ、高分子圧電材料中でステレオコンプレックス結晶が形成されることにより、より高い耐熱性が得られる。
By stretching the polymer piezoelectric material mainly in one direction, the molecular chain of polylactic acid polymer contained in the polymer piezoelectric material can be oriented in one direction and aligned with high density, which is higher It is estimated that piezoelectricity can be obtained.
Here, it has been known that a polylactic acid stereocomplex biaxially stretched film having no piezoelectricity has high transparency. It was clarified that when a stereocomplex crystal was formed in the polymer piezoelectric material, haze was lowered. Although the cause of this is not clear, it is considered that a stereo complex having a high crystallization speed preferentially crystallizes when oriented in one direction, and voids are generated around it.
Therefore, higher piezoelectricity and transparency can be obtained by stretching the polymer piezoelectric material mainly in one direction, and higher heat resistance can be obtained by forming a stereocomplex crystal in the polymer piezoelectric material. It is done.

延伸工程では、主延伸の延伸倍率が、好ましくは2倍〜8倍、より好ましくは3倍〜
5倍、更に好ましくは3倍〜4倍になるように予備結晶化フィルムを延伸してもよい。
In the stretching step, the stretching ratio of the main stretching is preferably 2 to 8 times, more preferably 3 to
The pre-crystallized film may be stretched so as to be 5 times, more preferably 3 to 4 times.

なお、延伸工程において、圧電性を高めるための延伸(主延伸)をする際に、同時に又は逐次的に、前記主延伸の方向と交差する方向に予備結晶化フィルムを延伸(副次的延伸ともいう)してもよい。
なお、ここで言う「逐次的な延伸」とは、まず一軸方向に延伸した後に、前記延伸の方向と交差する方向に延伸する延伸方法をいう。
延伸工程にて副次的延伸を行なう場合、副次的延伸の延伸倍率は、1倍〜3倍が好ましく、1.1倍〜2.5倍がより好ましく、1.2倍〜2.0倍がさらに好ましい。
In the stretching process, when stretching (main stretching) for enhancing piezoelectricity, the pre-crystallized film is stretched simultaneously or sequentially in a direction intersecting with the main stretching direction (also called secondary stretching). You may say).
Here, “sequential stretching” refers to a stretching method in which stretching is performed in a uniaxial direction and then stretching in a direction intersecting with the stretching direction.
When secondary stretching is performed in the stretching step, the stretching ratio of the secondary stretching is preferably 1 to 3 times, more preferably 1.1 to 2.5 times, and 1.2 to 2.0. Double is more preferred.

延伸工程において、高分子圧電材料を主に一方向に延伸することで、本発明の高分子圧電材料のステレオコンプレックス結晶化率(S)を、6%〜85%(又は6%〜28%)、あるいは前述の好ましい範囲に調整することができる。   In the stretching step, the polymer piezoelectric material is stretched mainly in one direction, so that the stereocomplex crystallization ratio (S) of the polymer piezoelectric material of the present invention is 6% to 85% (or 6% to 28%). Or it can adjust to the above-mentioned preferable range.

また、延伸速度も特に限定されないが、通常は、延伸倍率に応じて主延伸の速度と副次的延伸の速度が調整される。延伸速度は通常用いられる速度に設定すればよく、特に限定されないが、フィルムが延伸時に破断することないような速度に調整されることが多い。   The stretching speed is not particularly limited, but usually, the main stretching speed and the secondary stretching speed are adjusted according to the stretching ratio. The stretching speed may be set to a speed usually used, and is not particularly limited, but is often adjusted to a speed at which the film does not break during stretching.

高分子圧電材料の延伸温度は、引張力のみで高分子圧電材料を延伸する場合は、高分子圧電材料のガラス転移温度より10℃〜20℃程度高い温度範囲であることが好ましい。   The stretching temperature of the polymeric piezoelectric material is preferably in the temperature range of about 10 ° C. to 20 ° C. higher than the glass transition temperature of the polymeric piezoelectric material when the polymeric piezoelectric material is stretched only by tensile force.

予備結晶化フィルムの延伸を行なうときは、延伸直前にフィルムを延伸しやすくするために予熱を行なってもよい。
この予熱は、一般的には延伸前のフィルムを軟らかくし延伸しやすくするために行なわれるものであるため、前記延伸前のフィルムを結晶化してフィルムを硬くすることがない条件で行なわれるのが通常である。
しかし、上述したように本実施形態においては、延伸前に予備結晶化を行なうため、前記予熱を、予備結晶化を兼ねて行なってもよい。具体的には、上述した予備結晶化工程における加熱温度や加熱処理時間に合わせて、予熱を通常行なわれる温度よりも高い温度や長い時間行なうことで、予熱と予備結晶化を兼ねることができる。
When the pre-crystallized film is stretched, preheating may be performed to facilitate stretching of the film immediately before stretching.
This preheating is generally performed in order to soften the film before stretching and make it easy to stretch. Therefore, the preheating is performed under the condition that the film before stretching is not crystallized and hardened. It is normal.
However, as described above, in the present embodiment, since pre-crystallization is performed before stretching, the pre-heating may be performed together with pre-crystallization. Specifically, preheating and precrystallization can be performed by performing preheating at a temperature higher or longer than the normal temperature in accordance with the heating temperature and heat treatment time in the precrystallization step described above.

〔アニール処理工程〕
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。
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する方法や、加熱したシリコンオイルなどの液体に高分子圧電材料を浸漬する方法等が挙げられる。このとき、線膨張により高分子圧電材料が変形すると、実用上平坦な材料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。
[Annealing process]
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.
The temperature application method for the annealing treatment is not particularly limited, and examples thereof include a method of directly heating using a hot air heater or an infrared heater, a method of immersing the polymer piezoelectric material in a liquid such as heated silicon oil, and the like. At this time, when the polymer piezoelectric material is deformed by linear expansion, it is difficult to obtain a practically flat material. 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 temperature while preventing the piezoelectric polymer material from sagging.

アニール処理の温度印加時間は、1秒〜60分であることが好ましく、1秒〜300秒であることがより好ましく、1秒〜60秒の範囲で加熱することがさらに好ましい。60分以下の時間でアニールをすることで、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起因する配向度の低下を抑制でき、その結果、圧電性の低下を抑制できる。   The temperature application time for the annealing treatment is preferably 1 second to 60 minutes, more preferably 1 second to 300 seconds, and even more preferably heating in the range of 1 second to 60 seconds. By annealing for 60 minutes or less, it is possible to suppress a decrease in the degree of orientation caused by 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. As a result, a decrease in piezoelectricity can be suppressed.

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。
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.

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。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。また前述の延伸処理を施した後の高分子圧電材料について前記アニールを行うと、アニール前に比べてアニール後の高分子圧電材料が縮むことがある。
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. 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. In addition, when the annealing is performed on the polymer piezoelectric material that has been subjected to the above-described stretching treatment, the polymer piezoelectric material after the annealing may shrink as compared to before the annealing.

<高分子圧電材料の用途>
本発明の高分子圧電材料は、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、加速度センサ、衝撃センサ、振動センサ、感圧センサ、触覚センサ、電界センサ、音圧センサ、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、デバイスに用いた際のセンサ感度を高く維持することができる点から、特に各種センサの分野で本発明の高分子圧電材料を利用することが好ましい。
また、本発明の高分子圧電材料は、表示装置と組み合わせたタッチパネルとして用いることもできる。表示装置としては、例えば、液晶パネル、有機ELパネルなどを用いることもできる。
また、本発明の高分子圧電材料は、感圧センサとして、他方式のタッチパネル(位置検出部材)と組み合わせて用いることもできる。位置検出部材の検出方式としては抗膜方式、静電容量方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式等が挙げられる。
<Applications of polymeric piezoelectric materials>
The polymer piezoelectric material of the present invention is a speaker, headphones, touch panel, remote controller, microphone, underwater microphone, ultrasonic transducer, ultrasonic applied measuring instrument, piezoelectric vibrator, mechanical filter, piezoelectric transformer, delay device, sensor, acceleration. 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, Measuring device, The polymer piezoelectric material of the present invention can be used particularly in the field of various sensors because it can be used in various fields such as medical equipment and can maintain high sensor sensitivity when used in a device. preferable.
The polymeric piezoelectric material of the present invention can also be used as a touch panel combined with a display device. As the display device, for example, a liquid crystal panel, an organic EL panel, or the like can be used.
Moreover, the polymeric piezoelectric material of this invention can also be used in combination with the touch panel (position detection member) of another system as a pressure sensor. Examples of the detection method of the position detection member include an anti-film method, a capacitance method, a surface acoustic wave method, an infrared method, and an optical method.

このとき、本発明の高分子圧電材料は、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。前記電極としては、特に制限されないが、例えば、ITO、ZnO、IZO(登録商標)、IGZO、導電性ポリマー、銀ナノワイヤー、金属メッシュ等が用いられる。   At this time, the polymeric piezoelectric material of the present invention is preferably used as a piezoelectric element having at least two surfaces and electrodes provided on the surfaces. The electrodes only need to be provided on at least two surfaces of the polymeric piezoelectric material. Although it does not restrict | limit especially as said electrode, For example, ITO, ZnO, IZO (trademark), IGZO, a conductive polymer, silver nanowire, a metal mesh etc. are used.

また、本発明の高分子圧電材料と、電極と、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と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発明の高分子圧電材料であればよく、その他の層は本発明の高分子圧電材料でなくてもよい。   Further, the polymer piezoelectric material of the present invention and an electrode can be repeatedly stacked and used as a laminated piezoelectric element. As an example, a unit in which an electrode and a polymer piezoelectric material 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. Of the polymer piezoelectric materials used in the laminated piezoelectric element, one layer of the polymer piezoelectric material may be the polymer piezoelectric material of the present invention, and the other layers may not be the polymer piezoelectric material of the present invention.

例えば、光学活性高分子(A)が光学活性高分子(B)及び光学活性高分子(C)を混合してなる高分子である場合、光学活性高分子の質量比(B/C)が10/90〜35/65である本発明の高分子圧電材料(第1の高分子圧電材料)が電極を介して質量比(B/C)が10/90〜35/65である本発明の高分子圧電材料(第2の高分子圧電材料)と積層される場合、第1の高分子圧電材料の一軸延伸方向(主たる延伸方向)を、第2の高分子圧電材料の一軸延伸方向(主たる延伸方向)と交差、好ましくは直交させると、第1の高分子圧電材料と第2の高分子圧電材料との変位の向きを揃えることができ、積層圧電素子全体としての圧電性が高まるので好ましい。   For example, when the optically active polymer (A) is a polymer obtained by mixing the optically active polymer (B) and the optically active polymer (C), the mass ratio (B / C) of the optically active polymer is 10 The polymer piezoelectric material of the present invention (first polymer piezoelectric material) of / 90 to 35/65 has a mass ratio (B / C) of 10/90 to 35/65 through the electrode. When laminated with a molecular piezoelectric material (second polymer piezoelectric material), the uniaxial stretching direction (main stretching direction) of the first polymer piezoelectric material is changed to the uniaxial stretching direction (main stretching) of the second polymer piezoelectric material. The direction of displacement of the first and second polymer piezoelectric materials can be made uniform, and the piezoelectricity of the entire laminated piezoelectric element is increased.

一方、光学活性高分子の質量比(B/C)が10/90〜35/65である本発明の高分子圧電材料(第1の高分子圧電材料)が電極を介して質量比(B/C)が90/10〜65/35である本発明の高分子圧電材料(第3の高分子圧電材料)と積層される場合、第1の高分子圧電材料の一軸延伸方向(主たる延伸方向)を、第3の高分子圧電材料の一軸延伸方向(主たる延伸方向)と略平行となるように配置すると第1の高分子圧電材料と第3の高分子圧電材料の変位の向きを揃えることができ、積層圧電素子全体としての圧電性が高まるので好ましい。   On the other hand, when the mass ratio (B / C) of the optically active polymer is 10/90 to 35/65, the polymer piezoelectric material of the present invention (first polymer piezoelectric material) has a mass ratio (B / C) via an electrode. When laminated with the polymeric piezoelectric material (third polymeric piezoelectric material) of the present invention in which C) is 90/10 to 65/35, the uniaxial stretching direction (main stretching direction) of the first polymeric piezoelectric material Are arranged so as to be substantially parallel to the uniaxial stretching direction (main stretching direction) of the third polymeric piezoelectric material, the displacement directions of the first polymeric piezoelectric material and the third polymeric piezoelectric material can be aligned. This is preferable because the piezoelectricity of the entire laminated piezoelectric element is enhanced.

特に高分子圧電材料の主面に電極を備える場合には、透明性のある電極を備えることが好ましい。ここで、電極について、透明性があるとは、具体的には、内部ヘイズが40%以下、全光線透過率が60%以上であることをいう。   In particular, when an electrode is provided on the main surface of the polymeric piezoelectric material, it is preferable to provide a transparent electrode. Here, the transparency of the electrode specifically means that the internal haze is 40% or less and the total light transmittance is 60% or more.

本発明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 invention 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、本発明の実施形態を実施例により更に具体的に説明するが、本実施形態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。
本実施例において、PLLAは、L−乳酸成分(L体成分)を90モル%以上有する光学活性高分子であり、PDLAは、D−乳酸成分(D体成分)を90モル%以上有する光学活性高分子である。
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the present embodiment is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the present invention.
In this example, PLLA is an optically active polymer having an L-lactic acid component (L-form component) of 90 mol% or more, and PDLA is an optical activity having a D-lactic acid component (D-form component) of 90 mol% or more. It is a polymer.

〔実施例1〕
NatureWorks LLC社製PLLA(品名:IngeoTM biopolymer、銘柄:4032D、Mw=20万、Mw/Mn=1.87、L−乳酸成分98.5%)90質量部及びPurac社製PDLA(Purac Technical High IV garade、Mw=15万、Mw/Mn=1.94、D−乳酸成分99.5%)10質量部に対して、安定化剤〔ラインケミー社製Stabaxol I(70質量部)、及び日清紡ケミカル社製カルボジライトLA−1(30質量部)の混合物〕1.0質量部を添加し、ドライブレンドして原料を作製した。
作製した原料を押出成形機ホッパーに入れて、240℃に加熱しながらTダイから押し出し、50℃のキャストロールに0.3分間接触させて、厚さ150μmの予備結晶化フィルムを製膜した(予備結晶化工程)。前記予備結晶化フィルムのホモ結晶化度を測定したところ6%であった。
得られた予備結晶化フィルムを70℃に加熱しながらロールツーロールで、延伸速度10m/分で延伸を開始し、3.5倍までMD方向に一軸延伸した(延伸工程)。得られたフィルムの厚さは49.2μmであった。
その後、前記一軸延伸フィルムを、ロールツーロールで、145℃に加熱したロール上に15秒間接触させアニール処理し、その後急冷を行って、結晶性の高分子圧電材料(高分子圧電体)を作製した(アニール処理工程)。
[Example 1]
PLLA (product name: Ingeo biopolymer, brand: 4032D, Mw = 200,000, Mw / Mn = 1.87, L-lactic acid component 98.5%) 90 parts by mass and Purec PDLA (Purac Technical High) IV Garade, Mw = 150,000, Mw / Mn = 1.94, D-lactic acid component 99.5%) with respect to 10 parts by mass, stabilizer [Stabaxol I (70 parts by mass) manufactured by Rhein Chemie, and Nisshinbo Chemical Co., Ltd. Mixture of Carbodilite LA-1 (30 parts by mass) manufactured by the company] 1.0 part by mass was added and dry blended to prepare a raw material.
The prepared raw material was put into an extrusion molding machine hopper, extruded from a T die while being heated to 240 ° C., and contacted with a cast roll at 50 ° C. for 0.3 minutes to form a pre-crystallized film having a thickness of 150 μm ( Pre-crystallization step). The homocrystallization degree of the pre-crystallized film was measured and found to be 6%.
The obtained pre-crystallized film was stretched at a stretching speed of 10 m / min by roll-to-roll while heating to 70 ° C., and uniaxially stretched in the MD direction up to 3.5 times (stretching step). The thickness of the obtained film was 49.2 μm.
Thereafter, the uniaxially stretched film is annealed by roll-to-roll on a roll heated to 145 ° C. for 15 seconds, and then rapidly cooled to produce a crystalline polymer piezoelectric material (polymer piezoelectric material). (Annealing process).

〔実施例2、3〕
実施例1において、NatureWorks LLC社製PLLA及びPurac社製PDLAを表1に示す質量比で混合したこと以外は同様にして、実施例2、3の高分子圧電材料を作製した。
[Examples 2 and 3]
Polymeric piezoelectric materials of Examples 2 and 3 were produced in the same manner as in Example 1 except that PLLA manufactured by NatureWorks LLC and PDLA manufactured by Purac were mixed at a mass ratio shown in Table 1.

〔実施例4〕
実施例1において、Purac社製PDLAを下記の製造例1で製造したPDLAに変更した以外は同様にして、実施例4の高分子圧電材料を作製した。
Example 4
A polymer piezoelectric material of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that PDLA manufactured by Purac was changed to PDLA produced in Production Example 1 below.

<製造例1>
まず、Purac社製D−ラクチドを加水分解したものであり、D体が99.5モル%以上の乳酸を含む原料(乳酸を90質量%含む原料)を準備した。この原料500質量部と試薬の塩化スズ(II)二水和物(和光純薬社製)1.18質量部と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。該丸底フラスコ内を窒素置換後、常圧、窒素雰囲気下で、150℃に加熱したオイルバスにより130℃まで昇温した。該フラスコ内を徐々に減圧し、50mmHgで2時間保持した。次に、該フラスコ内を常圧まで放圧した後、該フラスコ内にキシレンを40質量部加えた。次に、ディーンスタークトラップを、キシレンが充満されたディーンスタークトラップに交換した。次にオイルバス温度を180℃まで昇温し、該フラスコ内を500mmHgに減圧し、反応溶液温度150℃で20時間保持し、透明なPDLAが得られた。得られたPDLAについて、GPC測定を行ったところ重量平均分子量(Mw)は30000であった。また、得られたPDLAは、D−乳酸成分(D体成分)を99.5モル%以上有する光学活性高分子である。
<Production Example 1>
First, D-lactide manufactured by Purac was hydrolyzed, and a raw material containing 99.5 mol% or more of lactic acid (raw material containing 90% by mass of lactic acid) was prepared. 500 parts by mass of this raw material and 1.18 parts by mass of a reagent tin (II) chloride dihydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were charged into a round bottom flask equipped with a Dean-Stark trap. After replacing the inside of the round bottom flask with nitrogen, the temperature was raised to 130 ° C. with an oil bath heated to 150 ° C. under normal pressure and nitrogen atmosphere. The inside of the flask was gradually depressurized and held at 50 mmHg for 2 hours. Next, after releasing the pressure in the flask to normal pressure, 40 parts by mass of xylene was added to the flask. The Dean Stark trap was then replaced with a Dean Stark trap filled with xylene. Next, the oil bath temperature was raised to 180 ° C., the pressure in the flask was reduced to 500 mmHg, and the reaction solution temperature was maintained at 150 ° C. for 20 hours, and transparent PDLA was obtained. When GPC measurement was performed on the obtained PDLA, the weight average molecular weight (Mw) was 30000. The obtained PDLA is an optically active polymer having a D-lactic acid component (D-form component) of 99.5 mol% or more.

〔比較例1〜4〕
次いで、実施例1において、NatureWorks LLC社製PLLA及びPurac社製PDLAを表1に示す質量比で混合したこと以外は同様にして、比較例1〜4の高分子圧電材料を作製した。
[Comparative Examples 1-4]
Next, polymeric piezoelectric materials of Comparative Examples 1 to 4 were prepared in the same manner as in Example 1 except that PLLA manufactured by NatureWorks LLC and PDLA manufactured by Purac were mixed at a mass ratio shown in Table 1.

<製造例2>
Purac社製の90質量%L−乳酸(L体が99.5モル%の乳酸)500g(5.0mol)と試薬の塩化スズ(II)二水和物(和光純薬社製)1.18g(0.005mol)とをディーンスタークトラップが備え付けられた1000mlの丸底フラスコに装入した。該丸底フラスコ内を窒素置換後、常圧、窒素雰囲気下で、150℃に加熱したオイルバスにより130℃まで昇温した。該丸底フラスコ内を徐々に減圧し、50mmHgで2時間保持した。次に、該丸底フラスコ内を常圧まで放圧した後、該丸底フラスコ内にキシレンを40g加えた。次に、ディーンスタークトラップを、キシレンが充満されたディーンスタークトラップに交換した。次にオイルバス温度を180℃まで昇温し、該丸底フラスコ内を500mmHgに減圧し、反応溶液温度150℃で20時間保持し、透明なPLLAが得られた。得られたPLLAについて、GPC測定を行ったところ重量平均分子量(Mw)は20000であった。
さらに、前記丸底フラスコ内に無水コハク酸6.55g(0.065mol)を加え、オイルバス温度150℃にて2時間攪拌し、前記PLLAの末端ヒドロキシル基をカルボキシル基に変換した。その後、該丸底フラスコ内を常圧に放圧し、キシレン300gを加えて希釈後、得られた溶液を抜き出し、窒素気流下でキシレンを風乾した。風乾後の固体を、35質量%塩酸を1質量%含有した2−プロパノール1.0Lにて2回洗浄し、ろ過した後、ろ別した固体を、さらにメタノールで数回洗浄して50℃にて減圧乾燥し、白色のPLLA[PLLA(1)]を340g得た。該PLLA(1)について、GPC測定を行ったところ重量平均分子量(Mw)は20000であった。
<Production Example 2>
500 g (5.0 mol) of 90 mass% L-lactic acid (L-form 99.5 mol% lactic acid) manufactured by Purac and 1.18 g of reagent tin (II) chloride dihydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (0.005 mol) was charged into a 1000 ml round bottom flask equipped with a Dean-Stark trap. After replacing the inside of the round bottom flask with nitrogen, the temperature was raised to 130 ° C. with an oil bath heated to 150 ° C. under normal pressure and nitrogen atmosphere. The inside of the round bottom flask was gradually depressurized and maintained at 50 mmHg for 2 hours. Next, after releasing the inside of the round bottom flask to normal pressure, 40 g of xylene was added into the round bottom flask. The Dean Stark trap was then replaced with a Dean Stark trap filled with xylene. Next, the oil bath temperature was raised to 180 ° C., the inside of the round bottom flask was decompressed to 500 mmHg, and the reaction solution temperature was maintained at 150 ° C. for 20 hours to obtain a transparent PLLA. When GPC measurement was performed on the obtained PLLA, the weight average molecular weight (Mw) was 20000.
Furthermore, 6.55 g (0.065 mol) of succinic anhydride was added to the round bottom flask and stirred at an oil bath temperature of 150 ° C. for 2 hours to convert the terminal hydroxyl group of the PLLA into a carboxyl group. Thereafter, the inside of the round bottom flask was released to normal pressure, 300 g of xylene was added for dilution, and the resulting solution was extracted, and the xylene was air-dried under a nitrogen stream. The solid after air drying was washed twice with 1.0 L of 2-propanol containing 1% by mass of 35% by mass hydrochloric acid, filtered, and then the filtered solid was further washed several times with methanol to 50 ° C. And dried under reduced pressure to obtain 340 g of white PLLA [PLLA (1)]. When GPC measurement was performed on the PLLA (1), the weight average molecular weight (Mw) was 20000.

<製造例3>
90質量%L−乳酸を90質量%D−乳酸(Purac社製D−ラクチドを加水分解したもの、D体が99.9モル%以上の乳酸)に変更した以外、製造例1−1と同様にPDLA[PDLA(1)]を得た。該PDLA(1)について、GPC測定を行ったところ重量平均分子量(Mw)は20000であった。
<Production Example 3>
The same as Production Example 1-1 except that 90% by mass L-lactic acid was changed to 90% by mass D-lactic acid (hydrolyzed D-lactide manufactured by Purac, lactic acid having a D-form of 99.9 mol% or more). PDLA [PDLA (1)] was obtained. When GPC measurement was performed on the PDLA (1), the weight average molecular weight (Mw) was 20000.

<製造例4>
製造例2で合成したPLLA(1)75g、製造例3で合成したPDLA(1)75g及びステアリン酸マグネシウム120mg(0.2mmol)を1000mlの丸底フラスコに装入した。該丸底フラスコ内を窒素置換後、テトラリン150gを挿入し、常圧、窒素雰囲気下で、210℃まで昇温した。次に、該丸底フラスコ内にヘキサメチレンジイソシアネート4.86g(28.9mmol、PLLA(1)及びPDLA(1)の末端官能基数に対しイソシアネート基が1.05当量)を加え、200℃で1時間反応させた。PEP−36(ADEKA製)750mg及びイルガノックス1010(チバスペシャリティケミカル製)750mgを加えた後、テトラリン1000gを加え溶液を冷却し、沈殿物をろ過、乾燥することにより白色粉末の樹脂(ポリ乳酸系高分子)が150g得られた。得られた樹脂について、重量平均分子量を測定したところ、200000であった。得られた樹脂は、Mwが20000のPLLAとPDLAが5ユニットずつ連結したステレオブロックポリ乳酸(sb−PLA)である。本製造例で得られたステレオブロックポリ乳酸は、L体成分を50モル%含み、かつD体成分を50モル%含むポリ乳酸(L体成分/D体成分=50/50)である。
<Production Example 4>
A 1000 ml round bottom flask was charged with 75 g PLLA (1) synthesized in Production Example 2, 75 g PDLA (1) synthesized in Production Example 3 and 120 mg (0.2 mmol) magnesium stearate. After replacing the inside of the round bottom flask with nitrogen, 150 g of tetralin was inserted, and the temperature was raised to 210 ° C. under normal pressure and nitrogen atmosphere. Next, 4.86 g of hexamethylene diisocyanate (28.9 mmol, 1.05 equivalent of isocyanate group based on the number of terminal functional groups of PLLA (1) and PDLA (1)) was added to the round bottom flask, and 1 at 200 ° C. Reacted for hours. After adding 750 mg of PEP-36 (manufactured by ADEKA) and 750 mg of Irganox 1010 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 1000 g of tetralin was added, the solution was cooled, the precipitate was filtered and dried to obtain a white powder resin (polylactic acid type) 150 g of polymer) was obtained. The weight average molecular weight of the obtained resin was measured and found to be 200,000. The obtained resin is stereoblock polylactic acid (sb-PLA) in which 5 units of PLLA and PDLA having an Mw of 20000 are connected. The stereoblock polylactic acid obtained in this production example is polylactic acid (L-form component / D-form component = 50/50) containing 50 mol% of the L-form component and 50 mol% of the D-form component.

〔実施例5〕
実施例1において、Purac社製PDLAを上記製造例4で製造したsb−PLAに変更した以外は同様にして、実施例5の高分子圧電材料を作製した。
なお、表2中におけるL体割合及びD体割合を算出する際、混合したPLLAについてL体成分を100%とし、かつsb−PLAについてL体成分50モル%及びD体成分50モル%とした(実施例6〜8、比較例5でも同様)。
Example 5
A polymer piezoelectric material of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1, except that Purac's PDLA was changed to sb-PLA produced in Production Example 4.
When calculating the L-form ratio and D-form ratio in Table 2, the L-form component was 100% for the mixed PLLA, and the L-form component was 50 mol% and the D-form component was 50 mol% for sb-PLA. (The same applies to Examples 6 to 8 and Comparative Example 5).

〔実施例6〕
実施例2において、Purac社製PDLAを上記製造例4で製造したsb−PLAに変更した以外は同様にして、実施例6の高分子圧電材料を作製した。
Example 6
A polymer piezoelectric material of Example 6 was produced in the same manner as in Example 2 except that PDAC manufactured by Purac was changed to sb-PLA produced in Production Example 4 above.

〔実施例7、8〕
実施例5において、NatureWorks LLC社製PLLA及び上記製造例4で製造したsb−PLAを表2に示す質量比で混合したこと以外は同様にして、実施例7、8の高分子圧電材料を作製した。
[Examples 7 and 8]
In Example 5, the polymeric piezoelectric materials of Examples 7 and 8 were produced in the same manner except that PLLA made by NatureWorks LLC and sb-PLA produced in Production Example 4 were mixed at a mass ratio shown in Table 2. did.

〔比較例5〕
実施例5において、NatureWorks LLC社製PLLAを混合せずに、上記製造例4で製造したsb−PLAのみをポリ乳酸系高分子として用いたこと以外は同様にして、比較例5の高分子圧電材料を作製した。
[Comparative Example 5]
The polymer piezoelectric material of Comparative Example 5 was prepared in the same manner as in Example 5 except that only sb-PLA produced in Production Example 4 was used as a polylactic acid polymer without mixing PLLA manufactured by NatureWorks LLC. The material was made.

<物性測定及び評価>
以上のようにして得られた実施例1〜8、比較例1〜5の高分子圧電材料について、それぞれ、圧電定数、内部ヘイズ、ホモ結晶化度、ステレオコンプレックス結晶化率、MORc、引裂強さ(実施例1、4)、熱処理後方位軸標準偏差及びMD収縮を測定・算出し、熱変形を評価した。なお、実施例1〜8、比較例1〜5で用いたPLLA、PDLA及びsb−PLAの重量平均分子量(Mw)は、前述のGPC測定方法により、測定した。
評価結果を表1及び表2に示す。
なお、具体的には、次のようにして測定した。
<Measurement and evaluation of physical properties>
For the polymeric piezoelectric materials of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 obtained as described above, the piezoelectric constant, internal haze, homocrystallinity, stereocomplex crystallization rate, MORc, and tear strength, respectively. (Examples 1 and 4), azimuth axis standard deviation and MD shrinkage after heat treatment were measured and calculated, and thermal deformation was evaluated. In addition, the weight average molecular weight (Mw) of PLLA, PDLA, and sb-PLA used in Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5 was measured by the above-mentioned GPC measuring method.
The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
Specifically, the measurement was performed as follows.

−圧電定数d14(応力−電荷法)−
前述した「応力−電荷法による圧電定数d14の測定方法の一例」に従い、高分子圧電材料の圧電定数(詳細には、圧電定数d14(応力−電荷法))を測定した。
- piezoelectric constant d 14 (stress - charge method) -
The piezoelectric constant (specifically, the piezoelectric constant d 14 (stress-charge method)) of the polymer piezoelectric material was measured according to the above-described “example of method for measuring the piezoelectric constant d 14 by the stress-charge method”.

−内部ヘイズ−
本願でいう「内部ヘイズ」とは本発明の高分子圧電材料の内部ヘイズのことをいい、以下の方法で測定される。
具体的には、実施例及び比較例の各高分子圧電材料の内部ヘイズ(以下、内部ヘイズ(H1)ともいう)は、厚さ方向の光透過性を測定することにより、測定した。より詳細には、予めガラス板2枚の間に、シリコンオイル(信越化学工業社製信越シリコーン(商標)、型番:KF96−100CS)のみを挟んでヘイズ(H2)を測定し、次にシリコンオイルで表面を均一に塗らしたフィルム状の高分子圧電材料を、ガラス板2枚で挟んでヘイズ(H3)を測定し、下記式のようにこれらの差をとることで、実施例及び比較例の各高分子圧電材料の内部ヘイズ(H1)を得た。
内部ヘイズ(H1)=ヘイズ(H3)−ヘイズ(H2)
-Internal haze-
The “internal haze” in the present application refers to the internal haze of the polymeric piezoelectric material of the present invention, and is measured by the following method.
Specifically, the internal haze (hereinafter also referred to as internal haze (H1)) of each polymer piezoelectric material of Examples and Comparative Examples was measured by measuring light transmittance in the thickness direction. More specifically, haze (H2) is measured in advance by sandwiching only silicon oil (Shin-Etsu Silicone (trademark) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., model number: KF96-100CS) between two glass plates. The film-like polymer piezoelectric material whose surface was uniformly coated with 2 was sandwiched between two glass plates, the haze (H3) was measured, and the difference between these examples was taken as in the following formula. The internal haze (H1) of each polymeric piezoelectric material was obtained.
Internal haze (H1) = Haze (H3) -Haze (H2)

上記式におけるヘイズ(H2)及びヘイズ(H3)は、それぞれ、下記測定条件下で下記装置を用い、厚さ方向の光透過性を測定することにより測定した。
測定装置:東京電色社製、HAZE METER TC−HIIIDPK
試料サイズ:幅30mm×長さ30mm
測定条件:JIS−K7105に準拠
測定温度:室温(25℃)
The haze (H2) and haze (H3) in the above formula were measured by measuring the light transmittance in the thickness direction using the following apparatus under the following measurement conditions.
Measuring device: manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd., HAZE METER TC-HIIIDPK
Sample size: 30mm width x 30mm length
Measurement conditions: Conforms to JIS-K7105 Measurement temperature: Room temperature (25 ° C.)

−ホモ結晶化度及びステレオコンプレックス結晶化率−
実施例及び比較例の各高分子圧電材料を、それぞれ10mg正確に秤量し、示差走査型熱量計(パーキンエルマー社製DSC−1)を用い、昇温速度10℃/分の条件で、30℃から250℃に昇温して結晶融解温度(Tmh),(Tmsc)、結晶融解熱(△Hmh)、(△Hmsc)を測定した。
ホモ結晶化度(Xc)及びステレオコンプレックス結晶化率(S)は、190℃未満の低温相結晶融解熱(△Hmh)、190℃以上の高温相結晶融解熱(△Hmsc)に基づき、下記式によりそれぞれ算出した。
ホモ結晶化度(%)=△Hmh/93×100
ステレオコンプレックス結晶化率(%)=△Hmsc/(△Hmh+△Hmsc)×100
-Homocrystallinity and stereocomplex crystallinity-
Each of the polymeric piezoelectric materials of Examples and Comparative Examples is accurately weighed in an amount of 10 mg, and a differential scanning calorimeter (DSC-1 manufactured by Perkin Elmer Co.) is used, and the heating rate is 10 ° C./min. The temperature was raised to 250 ° C., and the crystal melting temperature (Tmh), (Tmsc), the heat of crystal melting (ΔHmh), and (ΔHmsc) were measured.
The homocrystallinity (Xc) and stereocomplex crystallization rate (S) are based on the following formula based on the low-temperature phase crystal heat of fusion (ΔHmh) below 190 ° C. and the high-temperature phase crystal heat of fusion (ΔHmsc) above 190 ° C. Respectively.
Homo crystallinity (%) = ΔHmh / 93 × 100
Stereo complex crystallization rate (%) = ΔHmsc / (ΔHmh + ΔHmsc) × 100

−規格化分子配向MORc−
実施例及び比較例の各高分子圧電材料について、規格化分子配向MORcを、王子計測機器株式会社製マイクロ波方式分子配向計MOA−6000により測定した。基準厚さtcは、50μmに設定した。
また、規格化分子配向MORcと、ステレオコンプレックス結晶化率(S)との積を算出した。
-Standardized molecular orientation MORc-
About each polymeric piezoelectric material of an Example and a comparative example, normalized molecular orientation MORc was measured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd. microwave system molecular orientation meter MOA-6000. The reference thickness tc was set to 50 μm.
Moreover, the product of the normalized molecular orientation MORc and the stereocomplex crystallization rate (S) was calculated.

−引裂強さ−
実施例及び比較例の各高分子圧電材料について、JIS K 7128−3の「プラスチックーフィルム及びシートの引裂強さ」に記載の試験方法「直角形引裂法」に準拠し、MD方向の引裂強さを測定した。
引裂強さの測定において、引張試験機のクロスヘッド速度は毎分200mmとした。
引裂強さ(T)は下式より算出した。
T=F/d
上記式において、Tは引裂強さ(N/mm)、Fは最大引裂荷重、dは試験片の厚さ(mm)を表す。
-Tear strength-
About each polymeric piezoelectric material of an Example and a comparative example, based on the test method "right-angled tear method" described in "Plastic film and sheet tear strength" of JIS K 7128-3, tear strength in MD direction Was measured.
In the measurement of tear strength, the crosshead speed of the tensile tester was 200 mm per minute.
The tear strength (T) was calculated from the following equation.
T = F / d
In the above formula, T represents the tear strength (N / mm), F represents the maximum tear load, and d represents the thickness (mm) of the test piece.

−熱変形−
実施例及び比較例の各高分子圧電材料から、MD方向の長さが50mmであり、TD方向の長さが50mmであるサンプルを切り出した。切り出したサンプルをテフロン(登録商標)シート上に設置して150℃のオーブンに投入し、30分間熱処理を施した。熱処理後のサンプルを徐冷後、このサンプルを目視で観察し、以下の基準により熱処理による変形を評価した。
A:熱処理前後でサンプル形状に変化がない
B:熱処理前と比べて熱処理後にサンプルの一部が変形し、うねりが僅かに発生した
C:熱処理前と比べて熱処理後にサンプル全体が大きく変形し、うねりが発生した
-Thermal deformation-
A sample having a length in the MD direction of 50 mm and a length in the TD direction of 50 mm was cut out from each polymeric piezoelectric material of the example and the comparative example. The cut sample was placed on a Teflon (registered trademark) sheet, placed in an oven at 150 ° C., and heat-treated for 30 minutes. The sample after heat treatment was slowly cooled, and this sample was visually observed, and deformation due to heat treatment was evaluated according to the following criteria.
A: No change in sample shape before and after heat treatment B: Part of sample deformed after heat treatment compared to before heat treatment and slight swell occurred C: Whole sample deformed greatly after heat treatment compared to before heat treatment, Swelling occurred

−熱処理後方位軸標準偏差−
実施例及び比較例の各高分子圧電材料について、以下の試験条件及び方法にて熱処理後方位軸標準偏差を算出した。
まず、実施例及び比較例の各高分子圧電材料から、MD方向の長さが50mmであり、TD方向の長さが50mmであるサンプルを切り出した。切り出したサンプルをテフロン(登録商標)シート上に設置して150℃のオーブンに投入し、30分間熱処理を施した。熱処理後のサンプルについてフォトニックラティス社製 複屈折評価システムWPA−100を用い、50mm×50mmの範囲を分解能0.14mmで位相差情報(位相差値及び方位軸)を取得した。得られた情報について、MD位置25mmTD位置0mmからMD位置25mmTD位置50mmまで方位軸値357点を抽出し、方位軸の標準偏差(熱処理後方位軸標準偏差)を算出した。熱処理後方位軸標準偏差が大きい程、熱処理によるサンプルの配向の乱れが大きい。
-Azimuth axis standard deviation after heat treatment-
About each polymeric piezoelectric material of an Example and a comparative example, the azimuth-axis standard deviation after heat processing was computed on the following test conditions and methods.
First, a sample having a length in the MD direction of 50 mm and a length in the TD direction of 50 mm was cut out from each polymer piezoelectric material of the example and the comparative example. The cut sample was placed on a Teflon (registered trademark) sheet, placed in an oven at 150 ° C., and heat-treated for 30 minutes. Using the birefringence evaluation system WPA-100 manufactured by Photonic Lattice, the phase difference information (phase difference value and azimuth axis) was obtained in a 50 mm × 50 mm range with a resolution of 0.14 mm. With respect to the obtained information, 357 azimuth axis values were extracted from the MD position 25 mm TD position 0 mm to the MD position 25 mm TD position 50 mm, and the azimuth axis standard deviation (the azimuth axis standard deviation after heat treatment) was calculated. The greater the azimuth standard deviation after heat treatment, the greater the disorder of sample orientation due to heat treatment.

−MD収縮−
実施例及び比較例の各高分子圧電材料について、以下の条件にてMD収縮を算出した。
まず、実施例及び比較例の各高分子圧電材料から、MD方向の長さが50mmであり、TD方向の長さが50mmであるサンプルを切り出した。切り出したサンプルについて、MD方向に5mm間隔(間隔a)で2つの印を付けた後、テフロン(登録商標)シート上に設置して150℃のオーブンに投入し、30分間熱処理を施した(無荷重)。熱処理後のサンプルを徐冷後、サンプルの2つの印の間隔(間隔b)を測定した。間隔a及び間隔bより、各サンプルの150℃でのMD収縮(MD熱収縮率)を下記式により算出した。
MD熱収縮率(%)=((間隔a−間隔b)/間隔a)×100
-MD contraction-
About each polymeric piezoelectric material of the Example and the comparative example, MD shrinkage was computed on condition of the following.
First, a sample having a length in the MD direction of 50 mm and a length in the TD direction of 50 mm was cut out from each polymer piezoelectric material of the example and the comparative example. The cut sample was marked with two marks in the MD direction at intervals of 5 mm (interval a), then placed on a Teflon (registered trademark) sheet, placed in an oven at 150 ° C., and subjected to heat treatment for 30 minutes (none load). The sample after the heat treatment was gradually cooled, and the distance between the two marks on the sample (interval b) was measured. From the interval a and the interval b, the MD shrinkage (MD thermal shrinkage rate) at 150 ° C. of each sample was calculated by the following formula.
MD heat shrinkage rate (%) = ((interval a−interval b) / interval a) × 100

実施例1〜4の各高分子圧電材料について、圧電性を維持することができ、かつ、耐熱性及び透明性に優れていた。
より具体的には、実施例1〜4の各高分子圧電材料は、比較例3、4の各高分子圧電材料と比較して圧電性及び透明性に優れていた。また、実施例1〜4の各高分子圧電材料は、比較例1、2の各高分子圧電材料と比較して耐熱性に優れていた。
About each polymeric piezoelectric material of Examples 1-4, piezoelectricity was able to be maintained and it was excellent in heat resistance and transparency.
More specifically, each polymer piezoelectric material of Examples 1 to 4 was superior in piezoelectricity and transparency as compared to each polymer piezoelectric material of Comparative Examples 3 and 4. Moreover, each polymeric piezoelectric material of Examples 1-4 was excellent in heat resistance compared with each polymeric piezoelectric material of Comparative Examples 1 and 2.

実施例5〜8の各高分子圧電材料について、圧電性の維持と、優れた耐熱性及び透明性と、の両立が可能であった。
一方、比較例5の高分子圧電材料では、圧電性を確保することができなかった。
About each polymeric piezoelectric material of Examples 5-8, coexistence with maintenance of piezoelectricity and the outstanding heat resistance and transparency was possible.
On the other hand, the polymer piezoelectric material of Comparative Example 5 could not ensure the piezoelectricity.

Claims (16)

重量平均分子量が5万〜100万である光学活性高分子(A)を含み、
示差走査型熱量計(DSC)で測定される、下記式(X)で示されるステレオコンプレックス結晶化率(S)が、6%〜85%であり、
DSC法で得られるホモ結晶化度が5%〜80%であり、
25℃において応力−電荷法で測定した圧電定数d14が1pC/N以上である高分子圧電材料。
S = {△Hmsc/(△Hmsc+△Hmh)} × 100 (X)
(式中、△Hmhは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃未満の低融点融解ピークの融解エンタルピーを表し、△Hmscは、DSC測定で結晶融解ピーク温度が190℃以上の高融点融解ピークの融解エンタルピーを表す。)
Including an optically active polymer (A) having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000,
The stereocomplex crystallization ratio (S) represented by the following formula (X), measured with a differential scanning calorimeter (DSC), is 6% to 85%,
The homocrystallinity obtained by DSC method is 5% to 80%,
Stress at 25 ° C. - polymeric piezoelectric material the piezoelectric constant d 14 is 1 pC / N or more as measured by a charge method.
S = {ΔHmsc / (ΔHmsc + ΔHmh)} × 100 (X)
(In the formula, ΔHmh represents the melting enthalpy of the low melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of less than 190 ° C. by DSC measurement, and ΔHmsc is the high melting point melting peak having a crystal melting peak temperature of 190 ° C. or more by DSC measurement. Represents the melting enthalpy of
前記ステレオコンプレックス結晶化率(S)が、6%〜28%であり、かつ前記ホモ結晶化度が20%〜80%である請求項1に記載の高分子圧電材料。   2. The polymeric piezoelectric material according to claim 1, wherein the stereocomplex crystallization ratio (S) is 6% to 28%, and the homocrystallization degree is 20% to 80%. 前記光学活性高分子(A)は、構成単位として、L体成分を65モル%以上又はD体成分を65モル%以上含む請求項1又は請求項2に記載の高分子圧電材料。   3. The polymeric piezoelectric material according to claim 1, wherein the optically active polymer (A) contains 65 mol% or more of an L-form component or 65 mol% or more of a D-form component as a structural unit. 前記光学活性高分子(A)は、L体成分を90モル%以上有する光学活性高分子(B)、D体成分を90モル%以上有する光学活性高分子(C)、ならびに、L体成分及びD体成分をそれぞれ10モル%超90モル%未満有するステレオブロック共重合体である光学活性高分子(D)からなる群より選択される少なくとも1つからなる高分子である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の高分子圧電材料。   The optically active polymer (A) includes an optically active polymer (B) having an L-form component of 90 mol% or more, an optically active polymer (C) having a D-form component of 90 mol% or more, and an L-form component and A polymer comprising at least one selected from the group consisting of optically active polymers (D) which are stereoblock copolymers each having a D-form component of more than 10 mol% and less than 90 mol%. 4. The polymeric piezoelectric material according to any one of 3 above. 前記光学活性高分子(B)の重量平均分子量、前記光学活性高分子(C)の重量平均分子量及び前記光学活性高分子(D)の重量平均分子量が、それぞれ5万〜100万である請求項4に記載の高分子圧電材料。   The weight average molecular weight of the optically active polymer (B), the weight average molecular weight of the optically active polymer (C), and the weight average molecular weight of the optically active polymer (D) are 50,000 to 1,000,000, respectively. 4. The polymeric piezoelectric material according to 4. 可視光線に対する内部ヘイズが4.0%以下である、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。   The polymeric piezoelectric material according to any one of claims 1 to 5, wherein an internal haze with respect to visible light is 4.0% or less. 可視光線に対する内部ヘイズが2.0%以下である、請求項1〜請求項6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 6, wherein an internal haze with respect to visible light is 2.0% or less. マイクロ波透過型分子配向計で測定される基準厚さを50μmとしたときの規格化分子配向MORcと前記ホモ結晶化度との積が25〜700である、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の高分子圧電材料。   The product of the normalized molecular orientation MORc and the homocrystallinity when the reference thickness measured with a microwave transmission type molecular orientation meter is 50 μm is 25 to 700. 2. The polymeric piezoelectric material according to claim 1. 前記光学活性高分子(A)が、下記構造式(1)で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子である、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の高分子圧電材料。

The optically active polymer (A) is a polylactic acid polymer having a main chain including a repeating unit represented by the following structural formula (1). High molecular piezoelectric material.

前記光学活性高分子(A)の含有量が80質量%以上である、請求項1〜請求項9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 9, wherein the content of the optically active polymer (A) is 80% by mass or more. 可視光線に対する内部ヘイズが1.0%以下である、請求項1〜請求項10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 10, wherein an internal haze with respect to visible light is 1.0% or less. 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から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する重量平均分子量が200〜60000の安定化剤を含み、前記光学活性高分子(A)100質量部に対し、前記安定化剤が0.01質量部〜10質量部含まれる、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の高分子圧電材料。   A stabilizer having a weight average molecular weight of 200 to 60,000 having at least one functional group selected from the group consisting of a carbodiimide group, an epoxy group, and an isocyanate group, and 100 parts by mass of the optically active polymer (A) The polymeric piezoelectric material according to claim 1, wherein the stabilizer is contained in an amount of 0.01 to 10 parts by mass. 前記安定化剤が、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から選ばれる少なくとも1種の官能基を1分子内に1つ有する、請求項12に記載の高分子圧電材料。   The polymeric piezoelectric material according to claim 12, wherein the stabilizer has at least one functional group selected from the group consisting of a carbodiimide group, an epoxy group, and an isocyanate group in one molecule. 請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の高分子圧電材料を製造する方法であって、
前記光学活性高分子(A)を含む予備結晶化フィルムを得る第一の工程と、
前記予備結晶化フィルムを主として一軸方向に延伸する第二の工程と、
を含む、高分子圧電材料の製造方法。
A method for producing the polymeric piezoelectric material according to any one of claims 1 to 13,
A first step of obtaining a pre-crystallized film containing the optically active polymer (A);
A second step of stretching the pre-crystallized film mainly in a uniaxial direction;
A method for producing a polymeric piezoelectric material, comprising:
前記第二の工程の後に、アニール処理をする、請求項14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 14, wherein an annealing treatment is performed after the second step. 請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の高分子圧電材料を製造する方法であって、
前記光学活性高分子(A)を含むフィルムを主として一軸方向に延伸する工程と、
前記フィルムを延伸した後、アニール処理をする工程と、
を含む高分子圧電材料の製造方法。
A method for producing the polymeric piezoelectric material according to any one of claims 1 to 13,
Stretching the film containing the optically active polymer (A) mainly in a uniaxial direction;
A step of annealing after stretching the film;
A method for producing a polymeric piezoelectric material comprising:
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