JPS60111483A - 圧電性高分子材料 - Google Patents
圧電性高分子材料Info
- Publication number
- JPS60111483A JPS60111483A JP58220363A JP22036383A JPS60111483A JP S60111483 A JPS60111483 A JP S60111483A JP 58220363 A JP58220363 A JP 58220363A JP 22036383 A JP22036383 A JP 22036383A JP S60111483 A JPS60111483 A JP S60111483A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copolymer
- vdf
- trfe
- hfp
- piezoelectric material
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/857—Macromolecular compositions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧電性高分子材料に関し、更に詳しくは、圧
電性を有するフッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン
／ヘキサフルオロプロピレン共重合体から成る圧電性高
分子材料に関する。
電性を有するフッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン
／ヘキサフルオロプロピレン共重合体から成る圧電性高
分子材料に関する。
圧電性とは、物質の結晶が外力の応力に対応して電気分
極を生ずる性質をいい、この性質を利用することにより
機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し、またこの
逆に変換することができる。
極を生ずる性質をいい、この性質を利用することにより
機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し、またこの
逆に変換することができる。
そして、圧電定数が天外い程、変換効率は優れ、圧電性
材料として好ましい。
材料として好ましい。
圧電性材料には、大きく分けて、セラミック系のものと
高分子化合物系のものとがある。高分子化合物系のもの
の中では、含フツ素高分子が一般に圧電性が天外い。
高分子化合物系のものとがある。高分子化合物系のもの
の中では、含フツ素高分子が一般に圧電性が天外い。
含フツ素結晶性高分子は、その大無い圧電性に加え、高
分子材料としての固有の特徴、すなわち（１）薄膜化、
（２）大面積化および大量生産化が可能なことにより、
最近、特に注目を集めており、たとえばヘッドフォンや
高音用スピーカーなどの音響機器の分野で実用に供され
ている。
分子材料としての固有の特徴、すなわち（１）薄膜化、
（２）大面積化および大量生産化が可能なことにより、
最近、特に注目を集めており、たとえばヘッドフォンや
高音用スピーカーなどの音響機器の分野で実用に供され
ている。
圧電性高分子材料の中では、ボリフフ化ビニリデン（Ｐ
ＶｄＦ）は圧電性も高いため、基礎および応用の両分野
で研究が行われている。よく知られている様に、ＰＶｄ
Ｆには大きく分けてα、βおよびγの３種の結晶系が存
在し、そのうち実用化できる程大きな圧電性を発現する
のはβ型結晶のみである。ところが、高分子フィルムを
製造するのに最も便利で、低コストで大量生産が可能な
フィルム押出機を使用して製造されるＰ ＶｃｌＦフィ
ルムはα型結晶のものであるので、そのままでは実用的
な圧電性を発現しない。このα型Ｐ ＶｄＦフィルムを
β型結晶に変換するためには数倍に延伸する必要があり
、加えて熱収縮を避けるためにしかるべぎ温度で熱固定
しなければならない。しかも、この様な延伸で得られた
ＰＶｄＦフィルムは異方性を有しており、その圧電定数
（ｄ、、）は通常１０〜１５ｐＣ／Ｎ程度の範囲である
。また、ＰＶｄＦを溶剤に溶かし、β型結晶のフィルム
を得る方法も知られているが、この場合も複雑な加工工
程が必要である。そして、得られたフィルムの圧電定数
も先の方法と同じく１０〜１５ｐＣ，／Ｎ程度である。
ＶｄＦ）は圧電性も高いため、基礎および応用の両分野
で研究が行われている。よく知られている様に、ＰＶｄ
Ｆには大きく分けてα、βおよびγの３種の結晶系が存
在し、そのうち実用化できる程大きな圧電性を発現する
のはβ型結晶のみである。ところが、高分子フィルムを
製造するのに最も便利で、低コストで大量生産が可能な
フィルム押出機を使用して製造されるＰ ＶｃｌＦフィ
ルムはα型結晶のものであるので、そのままでは実用的
な圧電性を発現しない。このα型Ｐ ＶｄＦフィルムを
β型結晶に変換するためには数倍に延伸する必要があり
、加えて熱収縮を避けるためにしかるべぎ温度で熱固定
しなければならない。しかも、この様な延伸で得られた
ＰＶｄＦフィルムは異方性を有しており、その圧電定数
（ｄ、、）は通常１０〜１５ｐＣ／Ｎ程度の範囲である
。また、ＰＶｄＦを溶剤に溶かし、β型結晶のフィルム
を得る方法も知られているが、この場合も複雑な加工工
程が必要である。そして、得られたフィルムの圧電定数
も先の方法と同じく１０〜１５ｐＣ，／Ｎ程度である。
さらに、後者の方法で得られたＰＶｄＦフィルムをゾー
ン延伸法などの非常に特殊な方法で処理すれば、圧電定
数を３０〜４０ｐＣ／Ｎに向上させることができるとい
う報告がなされている（村」１呟Ｐｏｌｙｍ、Ｐｒｅ、
Ｐｒ１ｎｔｓ、２９゜５２３（１９８０））。しかし、
この方法は極めて非効率的で、工業的な規模の生産には
全く適していない。
ン延伸法などの非常に特殊な方法で処理すれば、圧電定
数を３０〜４０ｐＣ／Ｎに向上させることができるとい
う報告がなされている（村」１呟Ｐｏｌｙｍ、Ｐｒｅ、
Ｐｒ１ｎｔｓ、２９゜５２３（１９８０））。しかし、
この方法は極めて非効率的で、工業的な規模の生産には
全く適していない。
最近、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレンい’ｄ
Ｐ ／ ’ｒｒＦ Ｅ ）共重合体は、新しい圧電性高
分子材料として非常に注目されている。この共重合体は
、Ｆ）〜ＩｄＦベースで見れば、延伸の有無にかかわら
ず、常にβ型の結晶系を示し、その押出フィルムの圧電
定数は、そのままで１０〜ｌ５ｐＣ／Ｎと大ぎく、延伸
、熱固定すればさらに約１゜５倍大ぎくすることかでと
る。
Ｐ ／ ’ｒｒＦ Ｅ ）共重合体は、新しい圧電性高
分子材料として非常に注目されている。この共重合体は
、Ｆ）〜ＩｄＦベースで見れば、延伸の有無にかかわら
ず、常にβ型の結晶系を示し、その押出フィルムの圧電
定数は、そのままで１０〜ｌ５ｐＣ／Ｎと大ぎく、延伸
、熱固定すればさらに約１゜５倍大ぎくすることかでと
る。
かかる状況において、本発明者らは＼’ｄＦ／ＴｒＦＥ
共重合体フィルムの圧電性について鋭意研究を行った結
果、ヘキサフルオロプロピレン（１−ＩＦＰ）をさらに
共重合させることにより、優れた圧電性材料が得られる
ことを見い出し、本発明を完成するに至った。
共重合体フィルムの圧電性について鋭意研究を行った結
果、ヘキサフルオロプロピレン（１−ＩＦＰ）をさらに
共重合させることにより、優れた圧電性材料が得られる
ことを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要りは、＼７ｄＦ４．０〜９５モル
％、ＴｒＦＥ５−６０モル％およびＨＦ Ｐ Ｏ。
％、ＴｒＦＥ５−６０モル％およびＨＦ Ｐ Ｏ。
１〜１５モル％から成る高分子圧電性材料に存する。
３一
本発明の高分子圧電性材料は、一般に上記の組成を有し
ているが、圧電性の発現にとって好ましい組成はＶｄＦ
４５−８０モル％、ＴｒＦＥ１５−５５モル％およびＨ
ＦＰｏ、１〜１０モル％である。
ているが、圧電性の発現にとって好ましい組成はＶｄＦ
４５−８０モル％、ＴｒＦＥ１５−５５モル％およびＨ
ＦＰｏ、１〜１０モル％である。
本発明において、ＶｄＦ／ＴｒＦＥ／ＨＦＰ共重合体に
は、共重合体の変性のために他の共重合可能な単量体と
してフルオロオレフィン、たとえば四フッ化エチレン、
フッ化ビニルなどを少量共重合させた多元共重合体も包
含される。 □本発明の共重合体は、極性有機溶媒、た
とえばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
メチルエチルケトン、アセトンなどに容易に溶解させる
ことかでき、溶液からキャストフィルム成形が可能であ
る。
は、共重合体の変性のために他の共重合可能な単量体と
してフルオロオレフィン、たとえば四フッ化エチレン、
フッ化ビニルなどを少量共重合させた多元共重合体も包
含される。 □本発明の共重合体は、極性有機溶媒、た
とえばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
メチルエチルケトン、アセトンなどに容易に溶解させる
ことかでき、溶液からキャストフィルム成形が可能であ
る。
ＶｄＦ／’ＴｒＦＥ二元共重合体では、ＶｄＦの割合が
２５〜７５モル％であるものはメチルエチルケトンに溶
解しないから溶液からの製膜はでトす、これがこの二元
共重合体の一つの欠点になっていた。これに対し、ＨＦ
Ｐを加えたＶｄＦ／ＴｒＦＥ＝４− ／ＨＦＰ共重合体は室温において」１記溶媒に溶解し、
溶液からの成膜化が可能である。
２５〜７５モル％であるものはメチルエチルケトンに溶
解しないから溶液からの製膜はでトす、これがこの二元
共重合体の一つの欠点になっていた。これに対し、ＨＦ
Ｐを加えたＶｄＦ／ＴｒＦＥ＝４− ／ＨＦＰ共重合体は室温において」１記溶媒に溶解し、
溶液からの成膜化が可能である。
当然のことながら、本発明の共重合体はキャスティング
の他、熱プレス法、カレンダーロール法、押出法などの
方法によってもフィルム化が可能である。
の他、熱プレス法、カレンダーロール法、押出法などの
方法によってもフィルム化が可能である。
本発明の圧電性材料は、そのフィルム表面に金属（たと
えば、アルミニウム、銀、ニッケルなど）を厚さ０．０
５〜２μｍで蒸着して電極と腰前記の分野で用いられる
。また、金属蒸着膜の代りに金属箔を積層して電極とし
てもよい。
えば、アルミニウム、銀、ニッケルなど）を厚さ０．０
５〜２μｍで蒸着して電極と腰前記の分野で用いられる
。また、金属蒸着膜の代りに金属箔を積層して電極とし
てもよい。
次に実施例を示し本発明を具体的に説明する。
実施例
ＶｄＦ／ＴｒＦＥのモル比が５０１５０または７５／２
５の組成にＨＦ Ｐを種々のモル％で加えた三元共重合
体１０ｇをメチルエチルケトン１１０ｍ１に溶解し、ガ
ラス板上にキャストして厚さ３０〜４０μｍのフィルム
を作成した。
５の組成にＨＦ Ｐを種々のモル％で加えた三元共重合
体１０ｇをメチルエチルケトン１１０ｍ１に溶解し、ガ
ラス板上にキャストして厚さ３０〜４０μｍのフィルム
を作成した。
このフィルムを１３５°Ｃで１時間熱処理した後、電極
として両面にアルミニウムを真空蒸着した。
として両面にアルミニウムを真空蒸着した。
ポーリングは、５ｏ’ｃ、３０ＭＶ／＋ｎで３０分間行
った。
った。
（Ｌ１１定数の測定は、東洋ボールドウィン社製ＤＤＶ
−ＩＩ−ＥＡを用い、周波数１１０Ｈｚで行った。
−ＩＩ−ＥＡを用い、周波数１１０Ｈｚで行った。
結果を第１図に示す。
第１図は、実施例で得たＶｄＦ／ＴｒＦＥ／ＨＦＰ共重
合体のｄ３１定数を示すグラフである。 特許出願人 ダイキン工業株式会社 代 理 人 弁理士 青白 葆（外２名）−７＝ 第１図 ＨＦＰ （ｍｏ１％）
合体のｄ３１定数を示すグラフである。 特許出願人 ダイキン工業株式会社 代 理 人 弁理士 青白 葆（外２名）−７＝ 第１図 ＨＦＰ （ｍｏ１％）
Claims (2)
- （１）フッ化ビニリデン４０〜９５モル％、トリフルオ
ロエチレン５〜６０モル％およびヘキサフルオロプロピ
レン０．１〜１５モル％から成る高分子圧電性材料。 - （２） フッ化ビニリデン４５〜８０モル％、トリフル
オロエチレン１５〜５５モル％およびヘキサフルオロプ
ロピレン０．１〜１０モル％から成る特許請求の範囲第
１項記載の高分子圧電性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58220363A JPS60111483A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 圧電性高分子材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58220363A JPS60111483A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 圧電性高分子材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111483A true JPS60111483A (ja) | 1985-06-17 |
Family
ID=16749959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58220363A Pending JPS60111483A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 圧電性高分子材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111483A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019067908A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社クレハ | 圧電フィルムおよびフィルムの製造方法 |
-
1983
- 1983-11-21 JP JP58220363A patent/JPS60111483A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019067908A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社クレハ | 圧電フィルムおよびフィルムの製造方法 |
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