JP6048870B2 - β型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法、β型ポリフッ化ビニリデン膜、β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電式センサ及び圧電式センサの製造方法 - Google Patents
β型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法、β型ポリフッ化ビニリデン膜、β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電式センサ及び圧電式センサの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6048870B2 JP6048870B2 JP2012186910A JP2012186910A JP6048870B2 JP 6048870 B2 JP6048870 B2 JP 6048870B2 JP 2012186910 A JP2012186910 A JP 2012186910A JP 2012186910 A JP2012186910 A JP 2012186910A JP 6048870 B2 JP6048870 B2 JP 6048870B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyvinylidene fluoride
- film
- type
- pvdf
- fluoride film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
且つ安定した検知特性を有する圧電式水素センサを実現することができる。
本発明の他の態様は、β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電式センサの製造方法であって、ポリフッ化ビニリデンと、該ポリフッ化ビニリデンを溶解してβ型に固定するヘキサメチルリン酸トリアミドと、アセトンとを混合して塗布液を形成する工程と、得られた塗布液を基板に塗布して塗布膜を形成する工程と、前記塗布膜を乾燥する工程と、乾燥した膜を水洗する工程と、前記β型ポリフッ化ビニリデン膜の両面にそれぞれ電極を積層する工程とを含むことを特徴とする圧電式センサの製造方法にある。
本発明に係るβ型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法は、大がかりな設備を必要とせず、溶液塗布法による簡便な方法により圧電特性に優れ且つ純度の高いβ型ポリフッ化ビニリデン膜を製造するものである。なお、本発明でのβ型ポリフッ化ビニリデン膜は、β型が主体であり、β型としての機能を発揮すれば、α型などが混在したものも含むものであり、純度が高いとは、ポリフッ化ビニリデン以外の成分がほとんど含有されていない膜であることをいう。
本発明に係るβ型ポリフッ化ビニリデン膜は、平均粒径8〜9μmの粒形の結晶粒からなり、48〜53%の体積空隙率を有する膜である。
体積空隙率(%)=((真のPVDFの質量−みかけのPVDFの質量)/真のPVDFの質量)×100
ただし、真のPVDFの質量とは、理論密度1.78g/cm3×作製したPVDF膜の体積であり、みかけのPVDFの質量とは秤量計による実測値である。
本発明に係る圧電式センサは、上述の製造方法により製造されたβ型ポリフッ化ビニリデン膜又は塗布法により製造されたβ型ポリフッ化ビニリデン膜を圧電体膜として用いたものである。本実施形態では、圧電式センサの一例として、圧電式水素センサについて説明する。
表1は、実施例1〜8、比較例1、2で用いられた塗布液の構成、ポリフッ化ビニリデン膜の膜厚及び試験例1で実施した水素ガスセンサの検知特性の結果をそれぞれ示す。
PVDF膜の結晶構造を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察した。
また、赤外分光法によりPVDF膜の構造解析を行った。
実施例2では、HMPAとアセトンからなる混合溶液4.42g(体積比1:1)に、PVDFの原料であるα型のPVDF粉末を、HMPAの総質量に対して、3.5質量%(87.0mg)となるように加え、PVDFを含有する塗布液を得た。他の条件は実施例1と同様にした。実施例2では、厚さ145μmのPVDF膜を形成した。
実施例3では、HMPAとアセトンからなる混合溶液3.13g(体積比3:1)に、PVDFの原料であるα型のPVDF粉末を、HMPAの総質量に対して、3.5質量%(87.0mg)となるように加え、PVDFを含有する塗布液を得た。他の条件は実施例1と同様にした。実施例3では、厚さ195μmのPVDF膜を形成した。
実施例4では、HMPAとアセトンからなる混合溶液4.42g(体積比1:1)に、PVDFの原料であるα型のPVDF粉末を、HMPAの総質量に対して、3質量%(74.6mg)となるように加え、PVDFを含有する塗布液を得た。他の条件は実施例1と同様にした。実施例4では、厚さ175μmのPVDF膜を形成した。
実施例5では、HMPAとアセトンからなる混合溶液1.77g(体積比1:1)に、PVDFの原料であるα型のPVDF粉末を、HMPAの総質量に対して、5質量%(49.7mg)となるように加え、PVDFを含有する塗布液を得た。他の条件は実施例1と同様にした。実施例5では、厚さ70μmのPVDF膜を形成した。
実施例6では、HMPAとアセトンからなる混合溶液4.42g(体積比1:1)に、PVDFの原料であるα型のPVDF粉末を、HMPAの総質量に対して、5質量%(124.3mg)となるように加え、PVDFを含有する塗布液を得た。他の条件は実施例1と同様にした。実施例6では、厚さ285μmのPVDF膜を形成した。
実施例7では、HMPAとアセトンからなる混合溶液1.77g(体積比1:1)に、PVDFの原料であるα型のPVDF粉末を、HMPAの総質量に対して、6.5質量%(64.4mg)となるように加え、PVDFを含有する塗布液を得た。他の条件は実施例1と同様にした。実施例7では、厚さ70μmのPVDF膜を形成した。
実施例8では、HMPAとアセトンからなる混合溶液4.42g(体積比1:1)に、PVDFの原料であるα型のPVDF粉末を、HMPAの総質量に対して、6.5質量%(161.5mg)となるように加え、PVDFを含有する塗布液を得た。他の条件は実施例1と同様にした。実施例8では、厚さ280μmのPVDF膜を形成した。
比較例1においては、HMPA2.49gに、β型PVDFの原料であるα型のPVDF粉末を、HMPAの総質量に対して、3.5質量%(87.0mg)となるように加えて、塗布液を得た以外の条件は実施例1と同様にした。形成されたPVDF膜の膜厚は、170μmであった。また、比較例1で形成したPVDF膜について、実施例1と同様にSEM観察を行った。
比較例2においては、市販品であるβ型PVDF膜を用いた。市販品のβ型PVDF膜の膜厚は、52μmであった。
実施例1〜8、比較例1、2に基づいて形成したPVDF膜を圧電体膜として水素センサに適用し、水素ガスの検知特性の評価を行った。
実施例1、比較例1に基づいて形成したPVDF膜を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察した。図12は、実施例1、比較例1に基づいて形成したPVDF膜表面のSEM写真である。なお、SEM写真の黒い部分は空隙を示す。
赤外分光法によるPVDF膜の結晶構造の解析を行った。測定装置は、ABB−BOMEM製FTA2000を用いた。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、β型ポリフッ化ビニリデン膜を圧電体膜として圧電式水素センサに適用したが、圧電式水素センサ以外でも、圧力センサ、超音波センサ、加速度センサ、振動センサ及び衝撃センサ等の各種センサに広く適用することができる。また、回路及びソフトウエア等の情報処理デバイスや、アクチュエータ及びトランスデューサ等の出力デバイス等にも用いることができる。
2 パラジウム電極
3 β型ポリフッ化ビニリデン膜
Claims (6)
- β型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法であって、
ポリフッ化ビニリデンと、該ポリフッ化ビニリデンを溶解してβ型に固定するヘキサメチルリン酸トリアミドと、アセトンとを混合して塗布液を形成する工程と、
得られた塗布液を基板に塗布して塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜を乾燥する工程と、
乾燥した膜を水洗する工程とを含むことを特徴とするβ型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法。 - 請求項1に記載のβ型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法において、
前記ヘキサメチルリン酸トリアミドと、前記アセトンの体積比は、1:3〜3:1の範囲にあることを特徴とするβ型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法。 - ポリフッ化ビニリデンを含有する塗布膜を乾燥した乾燥膜からなるβ型ポリフッ化ビニリデン膜であって、
前記塗布膜は、ヘキサメチルリン酸トリアミドとアセトンを含み、
前記乾燥膜は、粒状の結晶粒からなり、
前記粒状の結晶粒の平均粒径は、8〜9μmであり、
48%〜53%の体積空隙率を有することを特徴とするβ型ポリフッ化ビニリデン膜。 - 請求項3に記載のβ型ポリフッ化ビニリデン膜と、
前記β型ポリフッ化ビニリデン膜の両面にそれぞれ積層された電極とを具備することを特徴とする圧電式センサ。 - 請求項4に記載の圧電式センサにおいて、
前記圧電式センサは、圧電式水素センサであることを特徴とする圧電式センサ。 - β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電式センサの製造方法であって、
ポリフッ化ビニリデンと、該ポリフッ化ビニリデンを溶解してβ型に固定するヘキサメチルリン酸トリアミドと、アセトンとを混合して塗布液を形成する工程と、
得られた塗布液を基板に塗布して塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜を乾燥する工程と、
乾燥した膜を水洗する工程と、
前記β型ポリフッ化ビニリデン膜の両面にそれぞれ電極を積層する工程とを含むことを特徴とする圧電式センサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012186910A JP6048870B2 (ja) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | β型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法、β型ポリフッ化ビニリデン膜、β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電式センサ及び圧電式センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012186910A JP6048870B2 (ja) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | β型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法、β型ポリフッ化ビニリデン膜、β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電式センサ及び圧電式センサの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014043514A JP2014043514A (ja) | 2014-03-13 |
JP6048870B2 true JP6048870B2 (ja) | 2016-12-21 |
Family
ID=50395029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012186910A Expired - Fee Related JP6048870B2 (ja) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | β型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法、β型ポリフッ化ビニリデン膜、β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電式センサ及び圧電式センサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6048870B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3031519B1 (fr) * | 2015-01-14 | 2016-12-30 | Arkema France | Composition a base de terpolymere electroactif |
JP6713664B2 (ja) * | 2016-06-10 | 2020-06-24 | 株式会社ハッピージャパン | β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電センサ及びその製造方法 |
JP6693619B2 (ja) * | 2016-07-04 | 2020-05-13 | 株式会社ハッピージャパン | β型ポリフッ化ビニリデン膜付基材及びその製造方法、並びにβ型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電センサ及びその製造方法 |
JP7402049B2 (ja) * | 2017-04-28 | 2023-12-20 | カウンスィル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | 有機可撓性強誘電性ポリマーナノコンポジット |
JP6877285B2 (ja) * | 2017-07-26 | 2021-05-26 | ムネカタインダストリアルマシナリー株式会社 | 圧電性樹脂膜および圧電デバイス |
JP7304606B2 (ja) * | 2017-08-10 | 2023-07-07 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 膜型表面応力センサーを用いた水素センサー及び水素検出方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49126572A (ja) * | 1973-04-09 | 1974-12-04 | ||
JPS5238591B2 (ja) * | 1973-07-29 | 1977-09-29 | ||
JPS5569627A (en) * | 1978-11-17 | 1980-05-26 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Production of porous film of vinylidene fluoride resin |
JPS5656202A (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-18 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Hollow porous membrane yarn made of polyvinylidene fluoride type resin |
JP2890469B2 (ja) * | 1989-05-25 | 1999-05-17 | 東レ株式会社 | 多孔性分離膜の製造方法 |
JPH06342947A (ja) * | 1993-06-01 | 1994-12-13 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 多孔質圧電体の製造方法及びポリマ−圧電性多孔膜 |
JP2003215012A (ja) * | 2002-01-25 | 2003-07-30 | Araco Corp | 水素ガスセンサ |
JP2005189213A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Alps Electric Co Ltd | 水素センサ |
CN100584863C (zh) * | 2004-08-06 | 2010-01-27 | 大金工业株式会社 | I型结晶结构的偏二氟乙烯均聚物的制造方法 |
JP2009158130A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド電解質膜及びハイブリッド電解質膜の製造方法 |
JP2010064284A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Tokyo Univ Of Science | 強誘電性キャストフィルム及びその製造方法 |
JP5493520B2 (ja) * | 2009-07-07 | 2014-05-14 | コニカミノルタ株式会社 | 有機圧電材料の製造方法、有機圧電材料、超音波振動子、超音波探触子、及び超音波医用画像診断装置 |
JP2011094054A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Kyocera Chemical Corp | 多孔質膜の製造方法及び膜処理装置 |
-
2012
- 2012-08-27 JP JP2012186910A patent/JP6048870B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014043514A (ja) | 2014-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6048870B2 (ja) | β型ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法、β型ポリフッ化ビニリデン膜、β型ポリフッ化ビニリデン膜を具備する圧電式センサ及び圧電式センサの製造方法 | |
Liu et al. | Ionic liquid-assisted 3D printing of self-polarized β-PVDF for flexible piezoelectric energy harvesting | |
Mishra et al. | Synthesis of PVDF/CNT and their functionalized composites for studying their electrical properties to analyze their applicability in actuation & sensing | |
Qi et al. | A QCM humidity sensor constructed by graphene quantum dots and chitosan composites | |
Abolhasani et al. | Hierarchically structured porous piezoelectric polymer nanofibers for energy harvesting | |
Alluri et al. | Enhanced electroactive β-phase of the sonication-process-derived PVDF-activated carbon composite film for efficient energy conversion and a battery-free acceleration sensor | |
Hung et al. | Electrical tunable PVDF/graphene membrane for controlled molecule separation | |
Lutkenhaus et al. | Confinement effects on crystallization and curie transitions of poly (vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) | |
Benz et al. | The role of solution phase water on the deposition of thin films of poly (vinylidene fluoride) | |
Satthiyaraju et al. | Effect of annealing treatment on PVDF nanofibers for mechanical energy harvesting applications | |
Yun et al. | Effect of solvent mixture on properties and performance of electro-active paper made with regenerated cellulose | |
KR101471161B1 (ko) | 스프레이 코팅을 통해 제조된 β-상 PVDF 필름을 포함하는 압전소자 | |
CN105037761A (zh) | 一种具有β晶相的聚偏氟乙烯纳米薄膜的制备方法 | |
JP2016160307A (ja) | ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法 | |
Kim et al. | Influence of MWCNTs on β-Phase PVDF and triboelectric properties | |
Imai et al. | Response characteristics of hydrogen gas sensor with porous piezoelectric poly (vinylidene fluoride) film | |
Ning et al. | Improved piezoelectric properties of poly (vinylidene fluoride) nanocomposites containing multi-walled carbon nanotubes | |
Tu et al. | Lead titanate nanowires/polyamide-imide piezoelectric nanocomposites for high-temperature energy harvesting | |
Ram et al. | Fluorinated nanocellulose-reinforced all-organic flexible ferroelectric nanocomposites for energy generation | |
Kim et al. | Fluorinated titania nanoparticle-induced piezoelectric phase transition of poly (vinylidene fluoride) | |
Pantano et al. | Large freestanding 2D covalent organic framework nanofilms exhibiting high strength and stiffness | |
Kunwar et al. | Effects of solvents on synthesis of piezoelectric polyvinylidene fluoride trifluoroethylene thin films | |
Sagar et al. | Piezoelectric and pyroelectric properties of ceramic nanoparticles-based nanostructured PVDF/PVC blend nanocomposites | |
Shafeek et al. | Exalting energy scavenging for triboelectric nanogenerator using silicon carbide particles doped polyvinylidene difluoride nanocomposite | |
KR101440484B1 (ko) | 스프레이 코팅을 이용한 β-상 PVDF 필름의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150422 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150819 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20150819 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160706 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161012 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6048870 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |