JP2926084B2

JP2926084B2 - 可撓性圧電電歪素子または可撓性容量素子の電極層形成フィルム

Info

Publication number: JP2926084B2
Application number: JP11217590A
Authority: JP
Inventors: 幸治小倉
Original assignee: Nippon Tokushu Togyo KK
Current assignee: Nippon Tokushu Togyo KK
Priority date: 1990-04-28
Filing date: 1990-04-28
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JPH0411790A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、外面に電極層が配設される可撓性圧電電歪
素子や、コンデンサ等に用いられる可撓性容量素子の、
その電極層を形成するために使用される電極層形成フィ
ルムに関する。

［従来技術］チタン酸ジルコン酸鉛，チタン酸鉛等の圧電性セラミ
ックからなる圧電電歪素子またはチタン酸バリウム等の
高誘電性セラミックよりなる容量素子は広く知られてい
る。またこれらの圧電性セラミック粉末または高誘電性
セラミック粉末をポリ弗化ビニリデン，ポリ弗化ビニー
ル，ポリ塩化ビニリデン，ポリ塩化ビニール，ナイロン
等の圧電性有機物もしくは合成ゴムや合成樹脂の有機物
中に混合してなる有機セラミック複合物からなる可撓性
圧電電歪素子または可撓性容量素子も知られている。

そして特に圧電セラミック粉末と有機物との複合物よ
りなる可撓性圧電電歪素子の音響インピーダンスは水の
音響インピーダンスに近似する特性を有するので、水中
に音響波を送り出したり、逆に水中を伝播する音響波を
受波するハイドロフォンとして好適に用いられる。また
空中に音波または超音波を被検知物体に向けて放射した
り、受波する音響トランスデューサとしても用いられ
る。さらにはその可撓性を利用してバイモルフまたはモ
ノモルフ構造等の機械的応力を電気に交換する機械−電
気変換素子として種々の用途に用いられている。

そしてこれらの可撓性圧電電歪素子または可撓性容量
素子はその用途に対応して板状，同軸状さらには積層状
等、種々の形態を付与されて利用に供される。

［発明が解決しようとする問題点］これらの可撓性圧電電歪素子または可撓性容量素子
は、電圧を印加するために、その外面に電極層が形成さ
れる。例えば、シート状圧電体は圧電基材の表裏面に電
極層が形成され、同軸状のものはその外周面に電極層が
形成される。

ところで、これらの電極層の形成は、いずれも素子基
材の所要面に、銀ペーストをロールで延展して塗着する
等により行なっていた。このため、その形成工程は家内
工業的とならざるをえず、生産性が悪かった。

また可撓性圧電電歪素子を製造する場合には、電極層
の形成工程と、加硫機を要する加硫工程とは全く別異な
場所で行なわれ、まず加硫機により可撓性圧電基材の一
次加硫を行なってから、該圧電基材を別の場所に移送し
て電極層を塗着し、再び加硫機の位置に移送して、二次
加硫を行なう必要があり、工程管理が面倒で作業性が悪
かった。しかも二次加硫場所に搬送する途中で、大量処
理のために表面に電極層を形成した多数の圧電基材を次
工程の加硫機に同時搬送する必要があるからこの搬送途
中で銀ペースト層が、他の圧電基材と接触する等して、
銀ペースト相互が転着したり剥れを生じて、せっかく延
展状に塗着形成した銀ペースト層が壊れ、再形成を要す
ることとなり易く、一方これを避けようとすると、取扱
に慎重を要して面倒となり、その搬送を同時かつ大量に
行ない得ないこととなる等の欠点があった。

本発明はこのような従来の製造工程上の問題点を是正
し得る電極層形成フィルムの提供を目的とするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］本発明は、無機質クロスにフッ素樹脂を含浸させ、高
温焼き付けしてなる高温剥離性の良い可撓性転写シート
に、銀及び合成ゴムを溶剤中に分散させた導電塗料を延
展状に塗着して構成した可撓性圧電電歪素子または可撓
性容量素子の電極層形成フィルムである。

ここで高温剥離性の良い可撓性転写シートとして、ガ
ラスクロスやセラミッククロス等の無機質クロスにフッ
素樹脂を含浸させ、高温焼き付けしてなるものが使用さ
れる。該無機質クロスとはガラス繊維またはセラミック
繊維を平織または特殊織したものであり、この無機質ク
ロスにフッ素樹脂を含浸させ、高温焼付してなる転写シ
ートは、該フッ素樹脂の特性により種々の材料に対し、
接着し難く、離難性が良いという他に、耐薬品性が高く
有機溶剤に溶かされないという特徴を兼ね備えている。

そこでこのような高温剥離性の良い転写シート上に銀
及び合成ゴムを主成分とする導電塗料層を塗着すること
により電極層形成フィルムが形成される。

この電極層形成フィルムは可撓性圧電電歪素子または
可撓性容量素子の所要面に被着し、これを高温，高圧雰
囲気下で該導電塗料層を所要面に転着し、この後に転写
シートを剥離する。而して、可撓性圧電電歪素子または
可撓性容量素子の所要面には導電塗料層が結合して電極
層が形成されることとなる。

［実施例］第１図は本発明に係るロールフィルム４の製造工程を
示す。

ここで、第１図にあって、１はあらかじめロール状に
巻き取られている長尺状可撓性転写シートであって、こ
こではガラス繊維を平織または特殊織として布状として
なるガラスクロスにテフロン等のフッ素樹脂を含浸さ
せ、高温焼付してなるものが用いられ、その厚みは0.05
〜1.00mm程度である。このものはフッ素樹脂により耐薬
品性に優れると共に、種々の材料に対して接着し難く、
離型性が良いという特徴を備えている。

そしてこの転写シート１をロールから引出して走行さ
せながら、その表面に銀と合成ゴムをトルエンに混合し
て分散してなる導電塗料を供給し、遊転ローラ６等によ
り延展状に塗着して導電塗料層２を生じさせることによ
り電極層形成フィルム３が形成される。このローラ掛け
により、溶剤の分散が促進される。そして電極層形成フ
ィルム３をその走行と共に軸７にさらに巻き取ることに
より、第２図のロールフィルム４が製造される。

このロールフィルム４にあって、電極層形成フィルム
３は離型性が良いから、該ロール状としても導電塗料層
２を破壊することなく、しかも容易に引出すことができ
る。しかもかさばらないから取扱が容易で、流通性に富
み、電極層の形成材料として単独で市場に供し得ること
となる。

一方、第３図に示すように、転写シート１を矩形状等
として、これに導電塗料層２を形成し、これを多数積層
することにより積層フィルム５として市場に供するよう
にすることもできる。この積層フィルム５にあっては、
後述するように電極層を形成する際に、一枚づつ剥して
用いることとなる。

次に、ロールフィルム4,積層フィルム５を板状可撓性
圧電電歪素子10の電極層を形成するために用いた場合の
一例を説明する。

まず加硫機によりシート状素子基材11（第４図イ）を
100〜200Kg/cm²程度の圧力を印加してプレス加硫する。
この加硫を行なった後に、素子基材11の表裏面に上述の
ようにロールフィルム４から電極層形成フィルム３を引
出したり、または積層フィルム５から電極層形成フィル
ム３を引き剥し、適宜の大きさに切断してから、その導
電塗料層２側から夫々被着する（第４図ロ）。この被着
作業は、何ら液剤や複雑な機器を要するものではないか
ら、素子基材11を加硫機から取り出して、すぐに行なう
ことができる。そして、さらに加硫機にかけて高温下で
50〜150Kg/cm²程度の圧力を印加して二次加硫を行な
う。このとき転写シート１を構成する無機質クロスの熱
膨張係数は素子基材11に混入されているセラミックと近
似しており、このため熱膨張差による導電塗料層２の破
壊または亀裂等を生じ難い。また通常の無機質クロスを
具備しないフッ素樹脂シートと異なり、高圧，高温での
強度が大きい。

この加硫後に、素子基材11の表裏面から転写シート１
を夫々剥す（第４図ハ）。そしてこのとき素子基材11の
表裏面には導電塗料層２を固結してなる電極層12が形成
されていることとなる。この剥離作業にあって、転写シ
ート１はフッ素樹脂の特性により離型性が良いから、転
写シート１のみの剥離を容易に成し得る。

而して第４図ハに示す可撓性圧電電歪素子10が形成さ
れることとなる。

また同軸状可撓性圧電電歪素子20を製造する場合に
は、第５図のように中心に電極22を挿通させて成る同軸
状の可撓性素子基材21を押出し成形し（第５図イ）、こ
れをオートクレープ等の加硫機に通して、高温，高圧下
で一次加硫した後に、上述のようにロールフィルム４か
ら電極層形成フィルム３の一端を引出して、同軸状の素
子基材21の外周面に導電塗料層２側から巻回し、被着す
る（第５図ロ）。そして、さらに加硫機にかけて高温下
で50〜150Kg/cm²程度の圧力を印加して二次加硫を行な
う。この加硫後に、素子基材21の外周面から転写シート
１を回転させながら剥す（第５図ハ）。これにより素子
基材21の外周面には導電塗料層２が転着し、該塗料層２
によって電極層23が形成され、同軸状可撓性圧電電歪素
子20が製造されることとなる。

この手段は、第６図に示すような同軸状可撓性圧電電
歪素子の他例である内外面に電極層32a,32bが形成され
た短円筒状可撓性圧電電歪素子30の製造工程にも用いる
ことができる。この場合に該可撓性圧電電歪素子30は短
円筒状からなるから、前記積層フィルム５から電極層形
成フィルム３を一枚剥し、これを所定の大きさにして、
内周面に電極層32aがあらかじめ形成された素子基材31
の外周面に、一巻すれば外側の電極層32bを形成するこ
とができる。この可撓性圧電電歪素子30は径方向に分極
し、これを複数接続することにより曳航用受波装置等に
応用することができるものである。

その他、ロールフィルム4,積層フィルム５は一端が片
方の側面に露出する内部電極層と、一端が他側面に露出
する内部電極層とを交互に介装してなるすだれ状電極を
備えた積層型可撓性圧電電歪素子にあって、その両側面
に形成されて前記内部電極と電気的に接続する電極層を
形成するため等にも用いられる。

またコンデンサー等に用いられる可撓性容量素子の電
極も上記と同様の手段により形成することができる。

［発明の効果］本発明は、上述のように転写シート上に導電塗料層を
生じさせて形成した電極層形成フィルムに係り、これを
用いて可撓性圧電電歪素子または可撓性容量素子の所要
面に電極層を形成するようにしたものであるから、次の
効果を奏し得るものである。

イ）無機質クロスにフッ素樹脂を含浸させてなる離型性
の良い転写シートを用いている。このため、種々の材料
に対し、接着し難く、離型性が良いという他に、耐薬品
性が高く有機溶剤に溶かされない。また、電極層形成フ
ィルムを重ね合わせ状態にしても、導電塗料層が転着す
ることはなく、電極層形成フィルムをあらかじめロール
状に巻回しておくか多数積層しておくことができる。従
ってこのように該電極層形成フィルムをロール状または
積層状にしておくことにより取扱が容易となり、流通性
に富み、それ自体が商品となり得る。

ロ）電極層形成フィルムを必要に応じて使用すれば良い
から大量保管しておいても、無駄を生ずることはなく生
産管理が容易である。

ハ）電極層形成フィルムを適宜の大きさに切断すれば、
種々の可撓性圧電電歪素子または可撓性容量素子に共用
することができ、汎用性がある。

ニ）可撓性圧電電歪素子または可撓性容量素子の製造工
程にあっては、素子基材を一次加硫し、加硫機から取り
出した後に、素子基材の外周面に電極層形成フィルムを
被着して、すぐに二次加硫に移ることができて作業性が
良い。また二次加硫時に、転写シートで導電塗料層を保
護しながら圧力を印加することとなるから、加硫中にお
ける塗料層（電極層）の破損がない。しかも、このとき
転写シートを構成する無機質クロスの熱膨張係数は素子
基材に混入されているセラミックと近似しており、この
ため熱膨張差による導電塗料層の破壊または亀裂等がさ
らに生じ難い。また通常の無機質クロスを具備しないフ
ッ素樹脂シートと異なり、高圧，高温での強度が大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はロールフィルム４の製造工程図、第２図はロー
ルフィルム４の斜視図、第３図は積層フィルム５の斜視
図、第４図の可撓性圧電電歪素子10の製造工程図、第５
図は可撓性圧電電歪素子20の製造工程図、第６図は可撓
性圧電電歪素子30の斜視図である。１……転写シート２……導電塗料層３……電極層形成フィルム４……ロールフィルム５……積層フィルム 10……可撓性圧電電歪素子 11……素子基材 12……電極層 20……可撓性圧電電歪素子 21……素子基材 23……電極層 30……可撓性圧電電歪素子 31……素子基材 32……電極層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無機質クロスにフッ素樹脂を含浸させ、高
温焼き付けしてなる高温剥離性の良い可撓性転写シート
に、銀及び合成ゴムを溶剤中に分散させた導電塗料を延
展状に塗着して構成した可撓性圧電電歪素子または可撓
性容量素子の電極層形成フィルム。