JPWO2015064325A1 - フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの中でも、分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムは、透明性を有し、かつ無機誘電体薄膜とは異なり可撓性を有するという利点を有するので、様々な用途への適用が可能である。
例えば、特許文献1及び特許文献2では、分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムを用いてタッチパネルにタッチ圧を検出する機能を付与する技術が開示されている。
本発明者らは、上記製造方法について検討した結果、上記溶液を濾過しない場合は、フィルムの電気絶縁性を低下させるため、フィルムの耐電圧性を低下させるという問題があることを突き止めた。また、上記溶液を糸巻きフィルター、サーフェスフィルター、ロールタイプフィルター等で濾過する場合は、効率的に濾過を行うことができないことを突き止めた。
従って、本発明は、高い電気絶縁性を示し、耐電圧性に優れたフィルム及びその製造方法の提供を目的とする。
ワイブルプロットで99%の耐電圧欠陥値が300V/μm以上であるフッ化ビニリデン系重合体フィルム
によって、前記課題が解決出来ることを見出した。
更に、本発明者らは、フッ化ビニリデン系重合体及び溶媒を含む液状組成物をデプスプリーツタイプのフィルターを用いて濾過することにより、上記特性を有する前記フィルムを製造できることを見出した。
これらの知見に基づき、本発明者らは、本発明を完成させた。
ワイブルプロットで99%の耐電圧欠陥値が300V/μm以上である、フッ化ビニリデン系重合体フィルム。
項2.
前記重合体フィルムが圧電フィルムである、項1に記載のフィルム。
項3.
前記重合体フィルムがフィルムコンデンサ用フィルムである、項1記載のフィルム。
項4.
フッ化ビニリデン系重合体及び溶媒を含む液状組成物を調製する工程A、
前記液状組成物をデプスプリーツタイプのフィルターを用いて濾過する工程B、
前記工程Bで得られた濾液を基材上に流延する工程C、並びに
前記流延された濾液中の溶媒を気化させることにより、フッ化ビニリデン系重合体フィルムを形成する工程D、
を含む、項1〜3のいずれかに記載のフィルムの製造方法。
項5.
フッ化ビニリデン系重合体及び溶媒を含む液状組成物を調製する工程A、
前記液状組成物をデプスプリーツタイプのフィルターを用いて濾過する工程B、
前記工程Bで得られた濾液を基材上に流延する工程C、
前記流延された濾液中の溶媒を気化させることにより、非分極のフッ化ビニリデン系重合体フィルムを形成する工程D、
前記フィルムを分極処理することにより、分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムを得る工程E、並びに
前記非分極の又は分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムを熱処理する工程F
を含む、項1又は2に記載のフィルムの製造方法。
本明細書中、「タッチ位置」の「検出」は、タッチ位置の決定を意味し、一方、「タッチ圧」の「検出」は、押圧の有無、速度、大きさ(強弱)、又はこれらの変化、或いはこれらの組み合わせの決定を意味する。
本明細書中、用語「タッチ」は、触れること、触れられること、押すこと、押されること、及び接触すること、を包含する。
本明細書中、用語「分極化」は、表面に電荷を付与されていることを意味する。すなわち、分極化フィルムは、エレクトレットであることができる。
本発明のフィルムは、ワイブルプロットで99%の耐電圧欠陥値が300V/μm以上であるフッ化ビニリデン系重合体フィルムである。このため、本発明のフィルムは、高い電気絶縁性を示し、優れた耐電圧性を示すことができる。
本発明のフィルムにおける当該重合体の含有量は、好ましくは、70質量%以上、より好ましくは75質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上である。当該含有量の上限は特に制限されず、例えば、100質量%であってもよいし、99質量%であってもよい。
前記フッ化ビニリデン系重合体フィルムは、好ましくはフッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体フィルムである。
当該「フッ化ビニリデン系重合体フィルム」は、樹脂フィルムに通常用いられる添加剤を含有してもよい。
(1)フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な1種以上のモノマーと、の共重合体;及び
(2)ポリフッ化ビニリデン
が挙げられる。
当該「これと共重合可能な1種以上のモノマー」又はそのうちの1種は、好ましくはテトラフルオロエチレンである。
当該「フッ化ビニリデン系重合体」の好ましい例としては、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体が挙げられる。
当該「フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体」は、本発明に関する性質が著しく損なわれない限りにおいて、フッ化ビニリデン及びテトラフルオロエチレン以外のモノマーに由来する繰り返し単位を含有してもよい。
前記「(1)フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な1種以上のモノマーと、の共重合体」は、フッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位を50モル%以上(好ましくは60モル%以上)含有する。
前記「フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体」における(テトラフルオロエチレンに由来する繰り返し単位)/(フッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位)のモル比は、好ましくは5/95〜36/64の範囲内、より好ましくは15/85〜25/75の範囲内、更に好ましくは18/82〜22/78の範囲内である。
(1)フルオロモノマー(例、ビニルフルオリド(VF)、トリフルオロエチレン(TrFE)、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、1−クロロ−1−フルオロ−エチレン(1,1−CFE)、1−クロロ−2−フルオロ−エチレン(1,2−CFE)、1−クロロ−2,2−ジフルオロエチレン(CDFE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロビニルモノマー、1,1,2−トリフルオロブテン−4−ブロモ−1−ブテン、1,1,2−トリフルオロブテン−4−シラン−1−ブテン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、ペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、ペルフルオロプロピルビニルエーテル(PPVE)、ペルフルオロアクリラート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリラート、2−(ペルフルオロヘキシル)エチルアクリラート);並びに(2)炭化水素系モノマー(例、エチレン、プロピレン、無水マレイン酸、ビニルエーテル、ビニルエステル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、酢酸ビニルが挙げられる。
当該「無機酸化物粒子」は、好ましくは、以下の無機酸化物粒子(B1)〜(B3)からなる群より選択される少なくとも1種である。
前記金属元素としては、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Ti、Zr、Zn、及びAl等が挙げられる。なかでも、Al、Mg、Y、及びZnの酸化物が汎用で安価であり、また体積抵抗率が高い点から好ましい。
なかでも、具体的には、Al2O3、MgO、ZrO2、Y2O3、BeO、及びMgO・Al2O3からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属酸化物の粒子が、体積抵抗率が高い点から好ましい。
なかでも、更に、結晶構造がγ型のAl2O3が、比表面積が大きく、フッ化ビニリデン系重合体への分散性が良好な点から好ましい。
当該「4族金属元素」としては、例えばTi、及びZrが好ましい。
当該「2族金属元素」としては、例えばMg、Ca、Sr、及びBaが好ましい。
当該「無機複合酸化物の粒子」のなかでも、具体的には、BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3、BaZrO3、SrZrO3、CaZrO3、及びMgZrO3からなる群より選ばれる少なくとも1種の無機酸化物の粒子が、体積抵抗率が高い点から好ましい。
当該「無機酸化物粒子(B3)」は、前記「無機酸化物粒子(B1)」の前記「無機酸化物」、及び酸化ケイ素の複合体粒子である。
当該「無機酸化物粒子(B3)」として具体的には、例えば、3A12O3・2SiO2、2MgO・SiO2、ZrO2・SiO2、及びMgO・SiO2からなる群より選ばれる少なくとも1種の無機酸化物の粒子が挙げられる。
前記「親和性向上剤」は、前記「無機酸化物粒子」と前記「重合体」との間の親和性を高め、前記「無機酸化物粒子」を前記「重合体」に均一に分散させ、前記「無機酸化物粒子」と前記「重合体」をフィルム中でしっかり結合させ、ボイドの発生を抑制し、及び比誘電率を高めることができる。
上記カールは、以下の手法によって測定する。金属板上に、幅100mm、長さ100mmにカットしたフィルムの中心ラインをテープで貼り付けた後、当該フィルムを100℃で60分加熱する。当該加熱後、フィルム両端部が金属板から浮き上がるので、その浮き上がった長さをノギスで測定する。
本発明のフィルムは、例えば、
フッ化ビニリデン系重合体及び溶媒を含む液状組成物を調製する工程A、
前記液状組成物をデプスプリーツタイプのフィルターを用いて濾過する工程B、
前記工程Bで得られた濾液を基材上に流延する工程C、並びに
前記流延された濾液中の溶媒を気化させることにより、フッ化ビニリデン系重合体フィルムを形成する工程D、
を含む製造方法
によって製造できる。
前記フッ化ビニリデン系重合体を分極処理することにより、分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムを得る工程E、及び
前記非分極の又は分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムを熱処理する工程F
を含む製造方法によって製造できる。
工程Aでは、フッ化ビニリデン系重合体及び溶媒を含む液状組成物(塗料)を調製する。例えば、溶媒中に、フッ化ビニリデン系重合体、並びに所望による成分(例、前記重合体以外のポリマー、無機酸化物粒子、及び親和性向上剤)を溶解又は分散させて液状組成物を調製する。
また、かかる着色を防止する意味から、前記溶媒の好ましい例としては、ケトン系溶媒(例、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アセトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン)、エステル系溶媒(例、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル)、エーテル系溶媒(例、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン)、及びアミド系溶媒(例、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン(NMP))が挙げられる。これらの溶媒は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられ得る。前記溶媒として、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)の溶解に汎用される溶媒であるアミド系溶媒を用いてもよいが、溶媒中のアミド系溶媒の含有率は50%以下であることが望ましい。
工程Bでは、前記工程Aで得られた液状組成物を、デプスプリーツタイプのフィルターを用いて濾過する。
デプスプリーツタイプのフィルターとは、一般的に、細かい繊維(ファイバー)を樹脂接着又は熱融着で結合した後、圧縮プレス機による圧着などで平膜化したもの(不織布ともいう)に、折り目を入れる加工を施したフィルターをいう。このデプスプリーツタイプのフィルターの構造は、大きな濾過面積を有するプリーツ構造であるため、圧力損失を大幅に低減するとともに、高い粒子捕捉効率を実現することができる。本発明において、工程Aで得られた液状組成物を、デプスプリーツタイプのフィルターを用いて濾過することにより、ほこりや未溶解物等の不純物を効率的に取り除くことができるため、高い電気絶縁性を示し、耐電圧性に優れたフッ化ビニリデン系重合体フィルムを製造することができる。
デプスプリーツタイプのフィルターの孔径は、通常0.1〜20μmの範囲内、好ましくは0.5〜15μmの範囲内である。
デプスプリーツタイプのフィルターは、市販品を使用することができる。例えば、ロキテクノ(株)のダイアIIシリーズが挙げられる。
上記工程Bでは、圧力を適宜設定して濾過を行うことができる。当該圧力は、通常0.01〜1MPaの範囲内、好ましくは0.05〜0.5MPaの範囲内である。
工程Cでは、前記工程Bで得られた濾液を基材上に流延する。
前記濾液の基材上への流延(塗布)は、ナイフコーティング方式、キャストコーティング方式、ロールコーティング方式、グラビアコーティング方式、ブレードコーティング方式、ロッドコーティング方式、エアドクタコーティング方式、またはスロットダイ方式等の慣用の方法に基づき行えばよい。なかでも、操作性が容易な点、得られるフィルム厚さのバラツキが少ない点、生産性に優れる点から、グラビアコーティング方式、又はスロットダイ方式が好ましい。当該基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、離型剤等で離型処理されたPETフィルムやスチールベルトを用いることができる。
工程Dでは、工程Cで流延された濾液中の溶媒を気化させることにより、フッ化ビニリデン系重合体フィルムを形成する。
前記溶媒の気化は、加熱等の慣用の乾燥方法によって実施できる。
前記溶媒の気化における乾燥温度は溶媒の種類等に応じて適宜決定され得るが、通常、20℃〜200℃の範囲内であり、好ましくは40℃〜170℃の範囲内である。
当該乾燥温度は一定温度であってもよいが、変化させてもよい。乾燥温度を低温(例、40〜100℃)から高温(例、120〜200℃)へと変化させることにより、得られるフィルムのヘイズ値を下げることができる。これは、例えば、乾燥ゾーンを数ゾーンに分割し、フィルム(又はフィルム形成前の流延された溶液)が低温のゾーンへ入って高温のゾーンに移動することによって実現できる。
具体的には、例えば、乾燥ゾーンを50℃、80℃、120℃、及び150℃の4ゾーンに分割し、フィルムを50℃のゾーンから150℃のゾーンへ連続的に移動させればよい。
前記溶媒の気化における乾燥時間は、通常10〜600秒間の範囲内、好ましくは30〜300秒間の範囲内である。
工程Dで得られるフッ化ビニリデン系重合体フィルムは、好ましくは、延伸されていないものである。また、好ましくは、本発明の製造方法においても、当該非分極フィルムを、延伸しない。すなわち、本発明のフィルムは、好ましくは、無延伸のフィルムである。 このようにして得られる本発明のフィルムは、その厚さの均一性が高い。具体的に好ましくは、本発明のフィルムは、フィルム全体に渡って1cm四方毎に10箇所において測定した厚さの変動係数が、平均膜厚の±20%以下である。
工程Dで得られるフッ化ビニリデン系重合体フィルムは、分極されていない非分極の状態である。よって、当該「非分極のフッ化ビニリデン系重合体フィルム」(以下、単に「非分極フィルム」と称する場合がある)を圧電フィルムとする場合、前記工程Dの後に、工程Eの分極処理及び工程Fの熱処理を行う。工程Eの分極処理は、コロナ放電処理等の慣用の方法によって行うことができる。
工程Eの分極処理は、好ましくはコロナ放電によって行われる。
コロナ放電には、負コロナ及び正コロナのいずれを用いてもよいが、非分極樹脂フィルムの分極しやすさの観点から負コロナを用いることが望ましい。
例えば、線状電極を用いてロール・トゥ・ロールで連続印加を実施する場合は、線状電極と非分極フィルムの間の距離、フィルム膜厚等によって異なるが、例えば、−15〜−25kVの直流電界である。処理速度は、例えば、10〜500cm/分である。
別法として、分極処理は、コロナ放電の他に、例えば非分極フィルムの両面から平板電極で挟み込んで印加することにより実施してもよい。具体的には、例えば、非分極フィルムの両面から平板電極で挟み込んで印加を実施する場合、0〜400MV/m(好ましくは50〜400MV/m)の直流電界、及び0.1秒〜60分間の印加時間の条件を採用できる。
工程Fは、前記工程D又はEの後に実施される。即ち、工程Fでは、工程Dで得られた非分極のフッ化ビニリデン系重合体フィルム、又は工程Eの分極処理で得られた分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルム(以下、単に分極化フィルムと称する場合がある。)を熱処理する。工程Fは、工程Eの後に行うことが好ましい。
工程Fの熱処理は、前記分極化フィルム又は工程Eにおいて分極を完了した部分に対して行うことができる。すなわち、工程Eの分極処理を実施しながら、当該分極処理を終えた部分に対して工程Fの熱処理を実施してもよい。
熱処理の方法は、特に限定されないが、例えば、非分極又は分極化フィルムを2枚の金属板で挟み、当該金属板を加熱すること;前記フィルムのロールを恒温槽中で加熱すること;又はロール・ツー・ロール方式での前記フィルムの生産において、金属ローラーを加熱し、前記フィルムを、当該加熱した金属ローラーに接触させること;又は前記フィルムを加熱した炉の中にロール・ツー・ロールで通していくことにより行うことができる。この際、前記フィルムは単体で熱処理してもよいし、或いは別種のフィルム又は金属箔上に重ねて積層フィルムを作成し、これを熱処理してもよい。とりわけ、高温で熱処理する場合には後者の方法のほうが、前記フィルムにしわが入りにくいので好ましい。
前記熱処理の温度は、熱処理される前記フィルムの種類によって異なる場合があり、好ましくは(熱処理される前記フィルムの融点−100)℃〜(熱処理される前記フィルムの融点+40)℃の範囲内である。
前記熱処理の温度は、具体的には、好ましくは80℃以上、より好ましくは85℃以上、更に好ましくは90℃以上である。
また、前記熱処理の温度は、好ましくは170℃以下、より好ましくは160℃以下、更に好ましくは140℃以下である。
前記熱処理の時間は、通常、10秒間以上、好ましくは0.5分間以上、より好ましくは1分間以上、更に好ましくは2分間以上である。
また、前記熱処理の時間の上限は限定されないが、通常、前記熱処理の時間は60分間以下である。
前記熱処理の条件は、好ましくは90℃以上で1分間以上である。
本明細書中、フィルムの融点とは、示差走査熱量測定(DSC)装置を用い、10℃/分の速度で昇温したときに得られる融解熱曲線における極大値である。
本発明のフィルムは、好ましくは、ロールとして保管及び出荷され得る。
本発明のフィルムは、このようなロールの形態にする際のシワの発生の抑制の観点から、弾性率が500MPa以上であることが好ましい。弾性率は、フィルムの材質の選択等により調整できる。
本発明のフィルムのロールは、本発明のフィルムのみからなってもよく、本発明のフィルムに保護フィルムなどを積層させて巻いた形態でもよく、紙管等の芯、及び当該芯に巻き付けられた本発明のフィルムを備えてもよい。
本発明のフィルムのロールは、好ましくは幅50mm以上、かつ長さ20m以上である。
本発明のフィルムのロールは、例えば、本発明のフィルムを、巻き出しローラーと巻き取りローラーを用いて巻き取ることにより、調製できる。
ここで、フィルムのたわみを抑制する観点で、通常行われるように、巻き出しローラーと巻き取りローラーを平行にすることが好ましい。
また、フィルムのたわみを抑制する観点で、本発明のフィルムのなかでも、弾性率が500MPa以上のフィルムを用いてもよい。
ローラーとしては、本発明のフィルムの滑り性を良くするため、滑り性のよいローラー、具体的にはフッ素樹脂で被覆されたローラー、メッキされたローラー、又は離型剤を塗布したローラーを用いることが好ましい。
ここで、フィルムの厚さが不均一である場合は、いわゆるロールの耳立ち(ハイエッジ;ロールの軸方向の中心部に比べて、端部が太くなること;両端部が中心部より膜厚が低い場合に両端部が中心部に比べて凹むこと;又は一方の端部からもう一方の端部に傾斜的に厚さが変化していく場合に膜厚が薄い側の端部が凹むこと)等のロールの太さの不均一さが発生し、これはシワの発生の原因になり得る。また、これは、フィルムの捲き出しの際に、フィルムのたわみ(重力による張力以外の張力がかけられていない状態での湾曲)が発生する原因となり得る。
一般に、ロールの耳立ちを防止する目的で、ロールの端となるフィルム端をスリッター耳おとし(スリット)することが行われるが、フィルムの厚さの不均一がフィルム端から広い範囲にわたる場合、耳おとしのみでは、ロールの耳立ち及び凹みの防止が困難である。
また、一般に、フィルムの幅が広い(例、幅100mm以上)ほど、及びフィルムの長さが長い(例、50m以上)ほど、前記耳立ち、前記凹み及び前記たわみが生じやすい。 しかし、本発明のフィルムは、厚さの均一性が高いので、そのまま、又はロールの端となるフィルム端をスリッター耳おとし(スリット)することのみで、フィルムの幅が広く(例、幅100mm以上)、かつフィルムの長さが長い(例、50m以上)場合でも、前記耳立ち、前記凹み及び前記たわみが抑制されたロールにすることができる。
スリットで除去された耳(フィルム端)は、回収して、本発明のフィルムの原料として、リサイクルできる。
本発明のフィルムのロールは、太さの均一性が高く、好ましくは、ロールの軸方向の中心部の太さに対する、より太いほうの端部の太さの比が70〜130%の範囲内である。 これにより、本発明のフィルムのロールは、これから巻き出されたフィルムのたわみが抑制されている。
また、本発明のフィルム及びそのロールの製造に用いられるローラーは、少なくともその表面の材質が、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、クロムメッキ、又はステンレス鋼(SUS)であることが好ましい。
これらのことにより、フィルムのシワを抑制できる。
圧電パネル
本発明のフィルムは、好ましくは、圧電性を有し、圧電パネル(例、タッチパネル(好ましくは、タッチ圧を検出できるタッチパネル))等に使用できる。
本発明のフィルムを有するタッチパネルは、タッチ位置及びタッチ圧の両方を検出でき、かつ極端な高温に曝された場合でもタッチ圧の検出性能が低下しにくく、かつ透明性が高い。
本発明のフィルムは、抵抗膜方式、及び静電容量方式等の、あらゆる方式のタッチパネルに使用できる。
本発明のフィルムは、タッチパネルに使用されるとき、必ずしも、タッチ位置及びタッチ圧の両方の検出のために使用される必要は無く、本発明のフィルムは、タッチ位置又はタッチ圧のいずれかの検出にも使用されてもよい。
本発明のフィルムを有する圧電パネルは、本発明のフィルム及び電極を有し、好ましくは、
第1の電極(好ましくは、透明電極)と、
本発明のフィルム(好ましくは、透明圧電フィルム)と、
第2の電極(好ましくは、透明電極)と、
をこの順で有する。
第1の電極は本発明のフィルムの一方の主面上に直接又は間接的に配置され、及び
第2の電極は本発明のフィルムの他方の主面上に直接又は間接的に配置される。
当該電極の例としては、ITO(酸化インジウム・スズ)電極、酸化スズ電極、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、及び有機導電樹脂等が挙げられる。
本発明のフィルムを2枚以上(好ましくは2枚)用いる場合、当該2枚以上の本発明のフィルムは、粘着シートによって互いに貼り合わせられていてもよい。当該粘着シートは、本発明のフィルムを互いに貼り合わせられるものであれば特に限定されず、1又は2以上の層からなることができる。すなわち、当該粘着シートが1層からなる場合、当該粘着シートは粘着剤層からなり、及び当該粘着シートが2以上の層からなる場合、その両外層が粘着剤層である。当該粘着シートが3以上の層からなる場合、当該粘着シートは内層として基材層を有していてもよい。
当該粘着シートにおける粘着剤層は、粘着剤としてアクリル系粘着剤を含有する層であることができる。
当該粘着シートにおける基材層は、透明なフィルムであればよく、好ましくは、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリパラフェニレンスルフィド、又はポリアミドイミドのフィルムであることができる。
第1の電極と、
第1の本発明のフィルムと、
粘着シートと、
第2の本発明のフィルムと、
第2の電極と、
をこの順で有する。
第1の電極は第1の本発明のフィルムの外面上に配置され、及び
第2の電極は第2の本発明のフィルムの外面上に配置されている。
本発明のフィルムは焦電性を有し得るが、当該圧電パネル(例、タッチパネル(好ましくは、タッチ圧を検出できるタッチパネル))において、第1の本発明のフィルム、及び第2の本発明のフィルムを、温度上昇によって同じ極性の電荷(例えば、正電荷と正電荷)が生じる面がそれぞれ外側になるように配置し、及び当該2つの面の間の電位差を第1の電極と第2の電極とで電気信号として得る場合、焦電性による電気信号が低減されて、圧電性による電気信号を選択的に得ることが可能である。
当該タッチセンサー装置は、電子機器(例、衝突センサー、ロボット掃除機)に用いることができる。
当該電子機器は、本発明のタッチ入力装置、又は本発明のタッチセンサー装置を備えることができ、或いは本発明のタッチ入力装置、又は本発明のタッチセンサー装置からなることもできる。
本発明のフィルムは、エレクトロウエッティングの性質を有し、エレクトロウエッティングデバイスに使用できる。ここで、当該「エレクトロウエッティング」とは、電界を用いて、フィルムの表面の濡れ性(wettability)を疎水性(撥水性)から親水性の間で変化させることを意味する。当該「エレクトロウエッティングデバイス」とは、当該「エレクトロウエッティング」を利用したデバイスを意味する。
本発明のフィルムは、光学素子、表示装置(ディスプレイ)、可変焦点レンズ、光変調装置、光ピックアップ装置、光記録再生装置、現像装置、液滴操作装置、分析機器(例、試料の分析のため微小の導電性液体を移動させる必要がある、化学、生化学、および生物学的分析機器)などにおけるエレクトロウエッティングデバイスに好適に用いることができる。
本発明のフィルムは、高い比誘電率及び低い誘電正接を有し得る。これにより、低い電圧で導電性液体を駆動できる。
また、本発明のフィルムは、高い比誘電率及び低い誘電正接を有し得るので、フィルムコンデンサ用のフィルムとしても好適に使用可能である。また、電圧を長時間印加してもフッ化ビニリデン系樹脂の特徴である高誘電性が損なわれない点でもフィルムコンデンサ用のフィルムとして有利である。
本発明のフィルムを使用したフィルムコンデンサは、例えば、本発明のフィルムの主面上にアルミニウム、亜鉛等の金属膜が形成された誘電体フィルムを得た後、当該誘電体フィルムを多層に重ねて構成することにより得られる。金属膜は、蒸着等により形成することができる。
本発明のフィルムは耐候性に優れたビニリデン系樹脂からなること、及び透明性が非常に高いことから、透明カバーフィルムとしても用いることができる。この場合、例えば、ポリカーボネート又はPETフィルムを本発明のフィルムに積層することで、これらのフィルムに耐候性を付与できる。
以下、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体における、テトラフルオロエチレンに由来する繰り返し単位/フッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位のモル比を“TFE/VDF”で表す場合がある。
(1) フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体(TFE/VDF=20/80)をメチルエチルケトン(MEK)に溶解させて固形分25wt%の塗料を調製し、その後、当該塗料を孔径3μmのデプスプリーツタイプのフィルター(ロキテクノ(株)ダイアIIシリーズ)で濾過することにより濾液を得た。
(2) 次に、PETフィルム上に前記濾液をダイコーターで塗布し、さらに乾燥を行うことによって、PETフィルム上にフッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体フィルム(共重合体フィルムの膜厚:25μm)を作製した。この際、前記乾燥は、4つのゾーン(1ゾーンあたり2m)の乾燥温度をそれぞれ50℃/80℃/120℃/150℃に設定した乾燥炉において、周速8m/minで行った。
(3) 次いで、前記共重合体フィルムをPETフィルムから剥がし、金属電極を用いて前記共重合体フィルムを上下から挟み、300kV/cmの条件で直流電圧を室温で5分間印加することにより、前記共重合体フィルムを分極させた。
(4) その後、分極化した前記共重合体フィルムを90℃の熱風乾燥機中で5分間熱処理(アニール処理)を行うことにより、実施例1の圧電フィルムを得た。
フィルターで濾過しない以外は、実施例1と同様にして、比較例1の圧電フィルムを得た。
最初に、上記実施例1及び比較例1の各圧電フィルムに対して、ワイブルプロットで99%の耐電圧欠陥値(V/μm)を以下のように測定(算出)した。具体的には、以下の(1)〜(5)の手順に従って測定した。
(1)各フィルムを銅板の上にしわなくセットする。
(2)球電極をフィルムに接触するようにセットする。
(3)リミット電流値を1mAにセットして100V/sで昇圧させる。
(4)短絡してリミット電流を超えた時点が耐電圧となる。
(5)20cm×10cmのフィルムに54点耐電圧を測定し、ワイブル分布にプロットする。そこで1%の故障率となったところを99%の耐電圧欠陥値とする。
(1m 2 当たりの欠陥数の測定方法)
次に、上記実施例1及び比較例1の各圧電フィルムに対して、1m2当たりの欠陥数(短絡破壊箇所数)(個/m2)を以下のように測定(算出)した。具体的には、以下の(1)〜(3)の手順に従って測定した。
(1)20cm×10cmの各フィルムを上記実施例の手法にて分極処理を行う。
(2)(1)ののち、目視で破壊数をカウントする。
(3)上記操作を5枚のフィルムで行い、欠陥数をm2の個数に換算した。
(外観評価)
次いで、上記実施例1及び比較例1の各圧電フィルムに対して、外観を評価した。具体的には、以下の(1)〜(2)の手順に従って評価した。
(1)各圧電フィルムを幅100mm×長さ100mmに切り出した。
(2)(1)で切り出した各圧電フィルムを目視にて確認した。
(1) フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体(TFE/VDF=7/93)90質量部と、カルボキシブチルセルロース10質量部を混合した。
(2) 次に、N−メチルピロリドン(NMP)とメチルエチルケトン(MEK)の混合溶媒(NMP:MEK=3:7(質量比))に対して、固形分が20wt%となるように前記共重合体及びカルボキシブチルセルロースを溶解させることにより、塗料を調製した。
(3) 次に、前記塗料を孔径3μmのデプスプリーツタイプのフィルター(ロキテクノ(株)ダイアIIシリーズ)で濾過することにより濾液を得た。
(4) 次に、PETフィルム上に前記濾液をダイコーターで塗布し、さらに乾燥を行うことによって、PETフィルム上にフッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体を含むフィルムコンデンサ用フィルム(フィルムの膜厚:3μm)を作製した。この際、前記乾燥は、4つのゾーン(1ゾーンあたり2m)の乾燥温度をそれぞれ170℃/140℃/140℃/120℃に設定した乾燥炉において、周速8m/minで行った。
(5) 次いで、PETフィルムから前記フィルムコンデンサ用フィルムを剥がした後、前記フィルムコンデンサ用フィルムの一方の主面上に、抵抗が4Ωとなるようにアルミニウムを蒸着させた。
(6) 次に、前記アルミニウムが蒸着したフィルムコンデンサ用フィルムを幅30mm、長さ80mmとなるように4枚切り出し、その4枚を積層して(重ねて)積層体とした。その後、当該積層体を2枚のガラス板で挟み込みつつ、両側の端面からリードを取り出すことによって、スタンプ型のフィルムコンデンサを作製した。
フィルターで濾過しない以外は、実施例2と同様にして、比較例2のフィルムコンデンサ用フィルム及び当該フィルムを含むフィルムコンデンサを作製した。
最初に、上記実施例2及び比較例2の各フィルムコンデンサ用フィルムに対して、ワイブルプロットで99%の耐電圧欠陥値(V/μm)を、実施例1の圧電フィルムで測定(算出)した方法と同様の方法で測定(算出)した。
(コンデンサの耐電圧の測定方法)
次に、上記実施例2及び比較例2で得られた各フィルムコンデンサに対して、1分につき100Vのスピードで昇電圧させて、短絡するまでの耐電圧を測定した。
Claims (5)
- ワイブルプロットで99%の耐電圧欠陥値が300V/μm以上である、フッ化ビニリデン系重合体フィルム。
- 前記重合体フィルムが圧電フィルムである、請求項1に記載のフィルム。
- 前記重合体フィルムがフィルムコンデンサ用フィルムである、請求項1記載のフィルム。
- フッ化ビニリデン系重合体及び溶媒を含む液状組成物を調製する工程A、
前記液状組成物をデプスプリーツタイプのフィルターを用いて濾過する工程B、
前記工程Bで得られた濾液を基材上に流延する工程C、並びに
前記流延された濾液中の溶媒を気化させることにより、フッ化ビニリデン系重合体フィルムを形成する工程D、
を含む、請求項1〜3のいずれかに記載のフィルムの製造方法。 - フッ化ビニリデン系重合体及び溶媒を含む液状組成物を調製する工程A、
前記液状組成物をデプスプリーツタイプのフィルターを用いて濾過する工程B、
前記工程Bで得られた濾液を基材上に流延する工程C、
前記流延された濾液中の溶媒を気化させることにより、非分極のフッ化ビニリデン系重合体フィルムを形成する工程D、
前記フィルムを分極処理することにより、分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムを得る工程E、並びに
前記非分極の又は分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムを熱処理する工程F
を含む、請求項1又は2に記載のフィルムの製造方法。
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