JPH0467935A - 圧電フィルムの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ポリフッ化ビニリデン系圧電フィルムの製
法に係り、特に加熱履歴を受けても圧電性の低下の微か
な圧電フィルムを得ることができる製法に関する。

〔従来の技術〕

ポリフッ化ビニリデンからなる圧電フィルムは、通常次
のような方法で製造されている。

まず、押出成形法などの成形法で得られたボリフ、化ビ
ニリデンフィルムを５０〜１００℃の温度範囲で延伸倍
率３〜５倍程度に延伸する。この延伸によってポリフッ
化ビニリデンは、自発分極を持たない■製品から自発分
極を持つＩ製品に結晶転移する。ついて、この延伸フィ
ルムを８０〜１００　ｋＶ／　ｉｎの直流電界を印加し
てポーリング処理し、結晶の分極方向を一方向に揃え、
圧電性を発現させて圧電フィルムとする。

しかしながら、このような製法で製造された圧電フィル
ムにあっては、生成した■型具の結晶ラメラの大きさが
小さいため、８０℃以上の温度に加熱されると、結晶ラ
メラの配列状態が乱れはしめ、分極状態が乱れて圧電性
が大きく低下する不都合があった。

このように、従来の製法で得られた圧電フィルムは、ｓ
ｏ’ｃ以上の温度での加熱履歴を受けるとその圧電性が
低下する現象があり、この特性を本発明では「圧電耐熱
性」と表現する。

〔発明が解決しようとする課題〕

よって、この発明での課題は、圧電耐熱性の優れた、す
なわち、加熱履歴を受けてもその圧電性の低下が微かな
圧電フィルムを製造しうる方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題は、ボＩ／フッ化ビニリデン系フィルムを圧
延温度１００〜１４０℃で圧延したのち、ポーリング処
理することで解決される。

以下、本発明の詳細な説明する。

この発明でのポリフッ化ビニリデン系フィルムとは、ポ
リフッ化ビニリデン系ポリマーからなるフィルムであり
、ポリフッ化ビニリデン系ポリマーとしては、ポリフッ
化ビニリデンおよびポリマ。

化ビニリデンとメタアクリレイト系樹脂、酢酸ビニル系
樹脂などとのブレンドポリマーがある。このブレンドポ
リマーはポリマツ化ビニリデンの組成比が５０重雪％以
上であり、かつ相分離していないことが必要である。相
分離していると均一な圧延ができず不都合となる。また
、フ、化ビニリデン共重合体も使用できる。この共重合
体の他のモノマー成分は、フ、化ビニル、三フッ化エチ
レンなとか用いられ、フ、化ビニリデンか５０重量％以
上含まれていればよい。

このようなポリフッ化ビニリデン系ポリマーは、押出成
形、カレンター成形、キャスティングなとの成形方法に
よりフィルムとされる。フィルムの厚さは、通常０．１
〜１ｍｍ程度とされるかこれに限られるものではない。

このフィルムは、ついて圧延ロールを用いて圧延される
。圧延時のフィルムの温度は、１００〜１４０°Ｃの範
囲の温度とされる。圧延温度か１００゛Ｃ未満では、Ｉ
型品ラメラサイズが小さくなって圧電耐熱性の低下をま
ねくことになり、また１４０°Ｃを越えると完全にＩ型
具に転移せず■型具が残って、自発分極が大きくならな
い。圧延ロールとしては、一対の相反する方向に回転す
るロールを有する２段式の他に２段連続式、４段式、６
段式、ゼンジミャ式などのものを使用することができる
。この圧延時の圧延比は、３以上とすることが望ましい
。圧延比が３以上であれば、■型具からＩ製品への結晶
転移がほぼ完全に完了する。

通常、圧延比は３〜５の範囲とされる。

圧延の具体的な方法としては、一対のロール間に直接フ
ィルムを挟んで圧延する方法の他に、圧延ロールとフィ
ルムとの間に潤滑剤を供給する方法、圧延ａ−ルの周速
度を互いに相異させて圧延する方法、２枚以上のフィル
ムを重ね合せて圧延する方法（複合圧延）などがあるが
、潤滑剤を使用する方法およびロール周速度を相異させ
る方法は３０〜５０μ層の厚さの圧延フィルムを得るの
に有効であり、２枚以上のフィルムを重ね合せて圧延す
る方法は１０μ鴎程度の薄いものから１００μｍを越え
る厚いフィルムを得るのに好適であり、同時に多数枚の
圧延フィルムを得ることができて効率的である。

このようにして得られた圧延フィルムについでポーリン
グ処理を施して、圧電フィルムとする。

ここでのポーリング処理においては、圧延フィルムの結
晶ラメラが大きいために、１００　ｋＶ／　ａｍ以上の
直流印加電界で行うことが好ましい。１００ｋＶ／ｍｍ
未満の印加電界では、結晶の分極反転が十分に起らず、
高い圧電率か得られない。しかし、１００　ｋＶ／　ｍ
ｍ未満でのポーリング処理でも、圧電耐熱性か劣ること
はない。

このような圧電フィルムの製法においては、１００〜１
４０°Ｃの温度範囲で圧延しているため、完全に■製品
からＩ製品への結晶転移が生じ、かつ高温下での圧延で
あるため、結晶のラメラモ大きく生長する。このため、
圧電耐熱性が大幅に向上する。また、圧延後のフィルム
には、ホイド等の欠陥の発生か少なく、絶縁破壊電圧が
高くなる。

よって、ポーリング処理時の印加電界を上げることが可
能となり、高い圧電性を付与することもできる。

以下、具体例を示して作用効果を明確にする。

（実験例１） ポリフッ化ビニリデンフィルムを圧延比３．　２で複合
圧延して厚さ約１００μｍの圧延フィルムとした。この
時、圧延温度を、８０’Ｃ，１００℃、１２０″Ｃ，１
４０℃、１６０°Ｃと変化させて５種類の圧延フィルム
を得た。

この圧延フィルムに対し、電界強度＋１００ｋＶ／ｍｍ
、温度８０’Ｃ１時間６０分の条件でポーリング処理を
施し、圧電フィルムとした。

この圧電フィルムをポーリング処理後、室温（２５°Ｃ
）で２４時間放置したのち、室温での圧電率を測定し、
初期値とした。ついて、これらを１００°Ｃのオーブン
中に２時間放置して加熱処理を施し、再び室温での圧電
率を測定し、加熱処理値とした。

圧延温度と初期値および加熱処理値との関係を第１表に
示す。

第１表 第１表の結果から、良好な圧電耐熱性を得るには、圧延
温度を１００〜１４０°Ｃの範囲とすればよいことかわ
かる。

（実験例２） ボリフ、化ビニリデンフィルムを圧延比３２、圧延温度
１２０°Ｃて複合圧延して厚さ約１００μｍの圧延フィ
ルムとした。

この圧延フィルムに対し、印加電界強度を７５ｋＶ／＋
ｎ＋ｎ、　　１００　ｋＶ／ｍｍＸ１２５　ｋＶ／ｍｍ
とし、温度８０℃、時間６０分の条件でポーリング処理
を施し、３種の圧電フィルムを得た。これらの圧電フィ
ルムに対して、実験例１と同様にして圧電率の初期値と
加熱処理値を求めた。

ポーリング処理時の印加電界強度と初期値および加熱処
理値との関係を第２表に示す。

第２表 °Ｃて複合圧延し、厚さ約１００μｍの圧延フィルムを
得た。

この圧延フィルムに対して、実験例りと同様の条件でポ
ーリング処理し、同様に圧電率の初期値と加熱処理値を
求めた。

圧延比と初期値および加熱処理値との関係を第３表に示
す。

第３表 第２表の結果から、ポーリング処理時の印加電界強度は
、圧電耐熱性に対して影響を与えず、圧電率そのものに
影響を与えることがわかる。したがって、高い印加電界
強度によってポーリング処理を行えば、圧電率が高く、
かつ圧電耐熱性も良好な圧電フィルムが得られる。

（実験例３） ボリフ、化ビニリデンフィルムを、圧延比２゜５．３．
２，４．３と変化させ、圧延温度１２０第３表から明ら
かなように、圧延比が３以上であれば、高い圧電率が得
られることがわかる。また、圧延比を変えても圧電耐熱
性には影響かないことがわかる。

（実験例４） ポリフッ化ビニリデンフィルムを、延伸倍率４０〜４．
１で延伸して、厚さ約１００μｍの延伸フィルムを得た
。この際、延伸時の温度を８０’Ｃと１２０°Ｃとに変
化させた。

このようにして得られた延伸フィルムに対して、実験例
１と同様のポーリング処理を施し、同様に圧電率の初期
値と加熱処理値を求めた。

延伸温度と初期値および加熱処理値との関係を第４表に
示す。

第４表 第４表から明らかなように、延伸によるものでは、延伸
温度のいかんにかかわらず、圧電耐熱性か著しく劣るこ
とがわかる。また、高い温度での延伸では、圧電耐熱性
は、低い温度でのものより、若干改善されるが、圧延の
ものにはとうていおよばない。また、低い温度での延伸
では圧電率そのものは高くなるが、圧電耐熱性は大幅に
低下する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の圧電フィルムの製法は
、ポリフッ化ビニリデン系フィルムを圧延温度を１００
〜１４０°Ｃとして圧延し、この圧延フィルムにポーリ
ング処理を施すものであるので、圧電耐熱性か極めて優
れた圧電フィルムを得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリフッ化ビニリデン系フィルムを圧延温度１０
   ０〜１４０℃で圧延した後、ポーリング処理することを
   特徴とする圧電フィルムの製法。
2. （２）ポーリング処理時の印加電界強度が１００ｋＶ／
   ｍｍ以上であることを特徴とする請求項（１）記載の圧
   電フィルムの製法。