TWI709152B - 駐極體片 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種即便於微弱之應力下亦表現出優異之壓電性之駐極體片。由於本發明之駐極體片之特徵在於包含帶電之多孔質片、並且於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80~300MPa且於25℃之50%壓縮應力為120~300kPa，故而即便於微弱之應力下亦具有優異之壓電性，即便於藉由脈波或呼吸而產生之微弱之應力(0.5N以下)下亦發揮優異之壓電性。

Description

駐極體片
本發明係關於一種駐極體片。
駐極體片係藉由對絕緣性高分子材料注入電荷，而對內部賦予永久帶電而成之材料。
已知，合成樹脂製之發泡片係藉由使形成有氣泡之氣泡膜及其附近部帶電，而顯示出能與陶瓷匹敵之非常高之壓電性。關於使用有此種合成樹脂製之發泡片之駐極體，提出有利用其優異之感度而於音響拾音器或各種壓力感測器等之應用。
作為駐極體片，於專利文獻1中，揭示有一種駐極體片，其係被賦予氯化聚烯烴之片，且該片具有1×10-10庫侖/cm2以上之表面電荷密度。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平8-284063號公報
然而，專利文獻1之駐極體片存在微弱之應力下之壓電性較低之問題。
本發明提供一種即便於微弱之應力下亦表現出優異之壓電性之駐極體片。
第1發明之駐極體片其包含帶電之多孔質片，並且於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80~300MPa、且於25℃之50%壓縮應力為120~300kPa。
第2發明之駐極體片其包含帶電之多孔質片，並且以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為120~250MPa、且於25℃之50%壓縮應力為120~300kPa。
由於本發明之駐極體片具有如上所述般之構成，故而即便於微弱之應力下亦具有優異之壓電性，即便於藉由脈波或呼吸而產生之微弱之應力(0.5N以下)亦發揮優異之壓電性。
第1發明之駐極體片之特徵在於：包含帶電之多孔質片，並 且於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80~300MPa、且於25℃之50%壓縮應力為120~300kPa。
駐極體片包含帶電之多孔質片。作為多孔質片，只要於內部具有空隙部，則並無特別限定，但較佳為合成樹脂發泡片。作為構成合成樹脂發泡片之合成樹脂，並無特別限定，例如可列舉聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂等聚烯烴系樹脂、聚偏二氟乙烯、聚乳酸、及液晶樹脂等，較佳為包含聚烯烴系樹脂，更佳為包含聚丙烯系樹脂。
合成樹脂較佳為絕緣性優異，作為合成樹脂，較佳為依據JIS K6911藉由施加電壓500V施加電壓1分鐘後之體積固有電阻值(以下簡稱為「體積固有電阻值」)為1.0×1010Ω．m以上之合成樹脂。
關於合成樹脂之上述體積固有電阻值，就駐極體片具有更優異之壓電性之觀點而言，較佳為1.0×1012Ω．m以上、更佳為1.0×1014Ω．m以上。
作為聚乙烯系樹脂，可列舉乙烯均聚物、或含有超過50質量%之乙烯成分之乙烯與至少1種碳數為3~20之α-烯烴之共聚物。作為乙烯均聚物，可列舉於高壓下進行自由基聚合而成之低密度聚乙烯(LDPE)、及於中低壓下於存在觸媒之條件下進行聚合而成之中低壓法高密度聚乙烯(HDPE)等。藉由使乙烯與α-烯烴共聚合，可獲得直鏈狀低密度聚乙烯(LLDPE)，作為α-烯烴，可列舉丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、及1-二十烯等，較佳為碳數為4~10之α-烯烴。再者，直鏈狀低密度聚乙烯中之α-烯烴之含量通常為1~15質量%。
作為聚丙烯系樹脂，只要含有超過50質量%之丙烯成分，則並無特別限定，例如可列舉丙烯均聚物(均聚丙烯)、及丙烯與至少1種除丙烯以外之碳數為20以下之烯烴之共聚物等。再者，聚丙烯系樹脂可單獨使用，亦可併用兩種以上。又，丙烯與至少1種除丙烯以外之碳數為20以下之烯烴之共聚物可為嵌段共聚物、無規共聚物中之任一者。
再者，作為與丙烯共聚合之α-烯烴，例如可列舉：乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、及1-二十烯等。
合成樹脂發泡片之發泡倍率較佳為3~15倍、更佳為4~10倍。若合成樹脂發泡片之發泡倍率為3倍以上，則駐極體片即便於微弱之應力下亦顯示出優異之壓電性，故而較佳。若合成樹脂發泡片之發泡倍率為15倍以下，則駐極體片對於所施加之應力發揮優異之彈性回復力，駐極體片長期維持優異之壓電性。再者，合成樹脂發泡片之發泡倍率係指將構成合成樹脂發泡片之合成樹脂整體之密度除以合成樹脂發泡片之密度所得之值。
合成樹脂發泡片之厚度較佳為10~300μm、更佳為30~200μm。若合成樹脂發泡片之厚度為10μm以上，則駐極體片對於所施加之應力發揮優異之回復力，駐極體片長期維持優異之壓電性。若合成樹脂發泡片之厚度為300μm以下，則可使駐極體片之氣泡壁於極化狀態下有效地帶電，駐極體片之壓電性之穩定性提高，故而較佳。
作為合成樹脂發泡片之製造方法，並無特別限定，例如可列舉如下方法：將合成樹脂及熱分解型發泡劑、以及視需要之多官能單體供 給至擠出機，於未達熱分解型發泡劑之分解溫度之溫度下進行熔融混練，並自安裝於擠出機之T字模擠出發泡性合成樹脂片，並視需要使該發泡性合成樹脂片交聯之後，將發泡性合成樹脂片加熱至熱分解型發泡劑之分解溫度以上而使其發泡，從而製造合成樹脂發泡片。
作為熱分解型發泡劑，例如可列舉：偶氮二甲醯胺、苯磺醯肼、二亞硝基五亞甲基四胺、甲苯磺醯肼、及4,4-氧基雙(苯磺醯肼)等。
合成樹脂發泡片較佳為使用多官能單體而交聯。藉由使用多官能單體，可使合成樹脂之交聯效率提高，駐極體片即便於微弱之應力下亦發揮優異之壓電性。
作為多官能單體，可列舉：二乙烯苯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、偏苯三甲酸三烯丙基酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸氰基乙酯、及雙(4-丙烯醯氧基聚乙氧基苯基)丙烷等。其中，較佳為三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二乙烯苯、及1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯。再者，(甲基)丙烯酸酯係指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。
多官能單體之量係相對於合成樹脂100質量份而較佳為0.1~10質量份、較佳為0.5~8質量份。若多官能單體之量為0.1質量份以上，則可使合成樹脂之交聯效率充分地提高。若多官能單體之量為10質量份以下，則駐極體片即便於微弱之應力下亦發揮優異之壓電性。
於上述製造方法中，較佳為使發泡性合成樹脂片固化。藉由使發泡性合成樹脂片固化，而合成樹脂中之殘留應變被釋放，獲得之合成樹脂發泡片之氣泡均勻且變得細微，獲得之駐極體片即便於微弱之應力下 亦表現出優異之壓電性。
使發泡性合成樹脂片固化時之環境溫度較佳為20~70℃、更佳為20~50℃。若發泡性合成樹脂片之固化溫度為20℃以上，則可縮短固化時間，合成樹脂發泡片之製造效率提高。若發泡性合成樹脂片之固化溫度為70℃以下，則合成樹脂發泡片之氣泡變得均勻，獲得之駐極體片即便於微弱之應力下亦表現出優異之壓電性。
發泡性合成樹脂片之固化時間較佳為1~120小時、更佳為2~72小時、尤佳為20~72小時。若發泡性合成樹脂片之固化時間為1小時以上，則獲得之合成樹脂發泡片之氣泡變得均勻，獲得之駐極體片即便於微弱之應力下亦表現出優異之壓電性。若發泡性合成樹脂片之固化時間為120小時以下，則可獲得表面平滑性優異之合成樹脂發泡片，駐極體片即便於微弱之應力下亦表現出優異之壓電性。
關於合成樹脂發泡片，由於可使合成樹脂發泡片之電荷保持力提高，故而較佳為延伸，更佳為單軸延伸，尤佳為僅沿相對於擠出方向正交之方向單軸延伸。作為合成樹脂發泡片之延伸方法，例如可列舉：(1)沿合成樹脂發泡片之長度方向(擠出方向)或寬度方向(與擠出方向正交之方向)進行延伸之單軸延伸法、(2)沿合成樹脂發泡片之長度方向(擠出方向)及寬度方向(與擠出方向正交之方向)之雙向進行延伸之雙軸延伸法、(3)於使合成樹脂發泡片之寬度方向(與擠出方向正交之方向)固定之狀態下沿長度方向(擠出方向)進行延伸之延伸法、以及(4)於使合成樹脂發泡片之長度方向(擠出方向)固定之狀態下沿寬度方向(與擠出方向正交之方向)進行延伸之延伸法等。
藉由使多孔質片帶電而構成駐極體片。作為使多孔質片帶電之方法，並無特別限定，例如可列舉對多孔質片施加直流電場之方法等。
作為對多孔質片施加直流電場之方法，並無特別限定，例如可列舉：(1)藉由一對平板電極夾持多孔質片，將與欲使其帶電之表面接觸之平板電極連接於高壓直流電源並且將另一平板電極接地，而對多孔質片施加直流或脈衝狀之高電壓而對合成樹脂注入電荷，而使多孔質片帶電之方法；以及(2)使接地之平板電極呈密接狀態地重合於多孔質片之第一面，且於多孔質片之第二面側保持特定間隔而配設電性連接於直流之高壓電源的針狀電極或線電極，藉由向針狀電極之前端或線電極之表面附近之電場集中而產生電暈放電，使空氣分子離子化，藉由針狀電極或線電極之極性使所產生之空氣離子排斥，而使多孔質片帶電之方法等。
對多孔質片施加直流電場時之直流處理電壓之絕對值較佳為5~40kV、更佳為10~30kV。藉由將直流處理電壓調整為上述範圍，可不破壞氣泡而使多孔質片帶電，駐極體片具有優異之彈性回復力，即便於微弱之應力下亦可表現出優異之壓電性。
駐極體片之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80~300MPa、較佳為100~250MPa、更佳為120~200MPa、最佳為130~180MPa。若駐極體片之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80MPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為300MPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之於37℃壓縮變形時之壓縮彈性模數較佳為60~ 250MPa、更佳為80~200MPa、尤佳為100~180MPa。若駐極體片之於37℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為60MPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之於37℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為250MPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之於50℃壓縮變形時之壓縮彈性模數較佳為40~180MPa、更佳為60~160MPa、尤佳為80~140MPa。若駐極體片之於50℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為40MPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之於50℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為180MPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之於測定溫度下壓縮變形時之壓縮彈性模數係指依據JIS K7181所測定出之值。
作為將駐極體片之於特定溫度下壓縮變形時之壓縮彈性模數控制於上述範圍之方法，並無特別限定，例如可列舉調整多孔質片之表觀密度之方法、及調整多孔質片之彎曲彈性模數之方法等。
駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數較佳為120~250MPa、更佳為125~230MPa、尤佳為130~220MPa、最佳為135~200MPa。若駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為120MPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之 壓縮彈性模數為250MPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮1000次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數較佳為80~200MPa、更佳為90~190MPa、尤佳為100~180MPa。若駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮1000次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80MPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮1000次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為200MPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮特定次數之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數係指依據JIS K7181所測定出之值。
作為將駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮特定次數之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數控制於上述範圍之方法，並無特別限定，例如可列舉調整多孔質片之表觀密度之方法、及調整多孔質片之彎曲彈性模數之方法等。
駐極體片之於25℃之50%壓縮應力係120~300kPa、較佳為120~250kPa、更佳為130~220kPa、尤佳為130~200kPa。若駐極體片之於25℃之50%壓縮應力為120kPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之於25℃之50%壓縮應力為300kPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之於37℃之50%壓縮應力較佳為110~250kPa、更佳為110~220kPa、尤佳為120~180kPa。若駐極體片之於37℃之50%壓縮 應力為110kPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之於37℃之50%壓縮應力為250kPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之於50℃之50%壓縮應力較佳為90~200kPa、更佳為100~200kPa、尤佳為110~160kPa。若駐極體片之於50℃之50%壓縮應力為90kPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之於50℃之50%壓縮應力為200kPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
再者，駐極體片之測定溫度下之50%壓縮應力係指依據JIS K6767所測定出之值。
作為將駐極體片之特定溫度下之50%壓縮應力控制於上述範圍之方法，並無特別限定，例如可列舉調整多孔質片之表觀密度之方法、及調整多孔質片之彎曲彈性模數之方法等。
其次，對第2發明之駐極體片進行說明。第2發明之駐極體片之特徵在於：包含帶電之多孔質片，並且以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為120~250MPa、且於25℃之50%壓縮應力為120~300kPa。
由於在第2發明之駐極體片中使用之多孔質片及合成樹脂發泡片係與於作為第1發明之駐極體片中使用之多孔質片及合成樹脂發泡片相同，故而省略其說明。由於構成合成樹脂發泡片之合成樹脂係與構成於作為第1發明之駐極體片中使用之合成樹脂發泡片之合成樹脂相同，故而省略其說明。由於合成樹脂發泡片之發泡倍率及厚度之較佳之範圍係與 於作為第1發明之駐極體片中使用之合成樹脂發泡片之發泡倍率及厚度之較佳之範圍相同，故而省略其說明。由於合成樹脂發泡片之製造方法與於作為第1發明之駐極體片中使用之合成樹脂發泡片之製造方法相同，故而省略其說明。由於在合成樹脂發泡片之製造中使用之多官能單體及其量之較佳之範圍以及熱分解型發泡劑係與於作為第1發明之駐極體片之製造中使用之多官能單體及其量之較佳之範圍以及熱分解型發泡劑相同，故而省略其說明。由於發泡性合成樹脂片之固化條件(環境溫度及固化時間)係與於作為第1發明之駐極體片之製造時視需要而進行之發泡性合成樹脂片之固化條件(環境溫度及固化時間)相同，故而省略其說明。由於合成樹脂發泡片之延伸方法係與於作為第1發明之駐極體片之製造時視需要而進行之合成樹脂發泡片之延伸方法相同，故而省略其說明。
第2發明之駐極體片係藉由使多孔質片帶電而構成駐極體片。由於使多孔質片帶電之方法係與第1發明之駐極體片之情形時相同，故而省略其說明。由於對多孔質片施加直流電場時之直流處理電壓之絕對值之較佳之範圍係與第1發明之駐極體片之情形時相同，故而省略其說明。
駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數較佳為120~250MPa、更佳為125~230MPa、尤佳為130~220MPa、最佳為135~200MPa。若駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為120MPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為250MPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優 異之壓電性。
駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮1000次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數較佳為80~200MPa、更佳為90~190MPa、尤佳為100~180MPa。若駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮1000次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80MPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮1000次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為200MPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮特定次數之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數係指依據JIS K7181而測定出之值。
作為將駐極體片之以100kPa之應力重複壓縮特定次數之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數控制於上述範圍之方法，並無特別限定，例如可列舉調整多孔質片之表觀密度之方法、及調整多孔質片之彎曲彈性模數之方法等。
駐極體片之於25℃之50%壓縮應力係120~300kPa、較佳為130~260kPa、更佳為135~240kPa、尤佳為140~220kPa。若駐極體片之於25℃之50%壓縮應力為120kPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之於25℃之50%壓縮應力為300kPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之於37℃之50%壓縮應力較佳為110~250kPa、更佳為110~220kPa、尤佳為120~180kPa。若駐極體片之於37℃之50%壓縮應力為110kPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維 持優異之壓電性。若駐極體片之於37℃之50%壓縮應力為250kPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
駐極體片之於50℃之50%壓縮應力較佳為90~200kPa、更佳為100~200kPa、尤佳為110~160kPa。若駐極體片之於50℃之50%壓縮應力為90kPa以上，則駐極體片對於應力具有優異之彈性回復力，長期維持優異之壓電性。若駐極體片之於50℃之50%壓縮應力為200kPa以下，則駐極體片即便對於微弱之應力亦具有優異之壓電性。
再者，駐極體片之測定溫度下之50%壓縮應力係指依據JIS K6767而測定出之值。
作為將駐極體片之特定溫度下之50%壓縮應力控制於上述範圍之方法，並無特別限定，例如可列舉調整多孔質片之表觀密度之方法、及調整多孔質片之彎曲彈性模數之方法等。
對使用作為第1或第2發明之駐極體片構成壓電感測器之要領進行說明。藉由在駐極體片之第一面積層訊號電極並一體化、且於第二面積層接地電極並一體化，而構成壓電感測器。然後，藉由以接地電極作為基準電極而對訊號電極之電位進行測定，能測定於壓電感測器之駐極體片產生之電位。
訊號電極係視需要經由固定劑而積層於駐極體片之第一面並一體化。同樣地，接地電極係視需要經由固定劑而積層於駐極體片之第二面並一體化。再者，作為訊號電極及接地電極，只要具有導電性，則並無特別限定，例如可列舉：銅箔、鋁箔等金屬片、及導電性膜等。
於藉由導電性膜構成訊號電極及接地電極之情形時，導電性 膜可於形成於電氣絕緣片上之後積層於駐極體片上並一體化、或者亦可直接形成於駐極體片之表面。作為於電氣絕緣片或駐極體片上形成導電性膜之方法，例如可列舉：(1)於電氣絕緣片或駐極體片上，塗佈於黏合劑中含有導電性微粒子而成之導電膏，並使其乾燥之方法；(2)於電氣絕緣片或駐極體片上藉由蒸鍍而形成電極之方法等。
作為電氣絕緣片，只要具有電氣絕緣性，則並無特別限定，例如可列舉：聚醯亞胺片、聚對苯二甲酸乙二酯片、聚萘二甲酸乙二酯片、及聚氯乙烯片等。
構成固定劑層之固定劑係由反應系、溶劑系、水系、熱熔系接著劑或黏著劑所構成，就維持駐極體片之感度之觀點而言，較佳為介電常數較低之固定劑。
[實施例]
其次，對本發明之實施例進行說明，但本發明並非受下述實施例所限定者。
準備下述之聚丙烯系樹脂A~E及聚乙烯系樹脂A、B。
〔聚丙烯系樹脂〕
丙烯-乙烯無規共聚物(聚丙烯系樹脂A、Japan Polypropylene公司製造之商品名「NOVATEC EG8B」、乙烯單位之含量：5質量%)
丙烯-乙烯無規共聚物(聚丙烯系樹脂B、Japan Polypropylene公司製造之商品名「WINTEC WFW4」、乙烯單位之含量：2質量%)
丙烯-乙烯無規共聚物(聚丙烯系樹脂C、Japan Polypropylene公司製造之商品名「WINTEC WFX4T」、乙烯單位之含量：4質量%)
丙烯-乙烯無規共聚物(聚丙烯系樹脂D、Japan Polypropylene公司製造之商品名「WINTEC WEG7T」、乙烯單位之含量：1質量%)
丙烯-乙烯無規共聚物E(聚丙烯系樹脂E、Prime Polymer公司製造之商品名「Prime Polypro B241」、乙烯單位之含量：2.5質量%)
〔聚乙烯系樹脂〕
直鏈狀低密度聚乙烯(聚乙烯系樹脂A、Exxon Chemical公司製造之商品名「EXACT3027」)
低密度聚乙烯(聚乙烯系樹脂B、Japan Polypropylene公司製造之商品名「NOVATEC LE520H」)
(實施例1~5、比較例1~3、5及6)
分別將表1所示之特定量之聚丙烯系樹脂A~E、聚乙烯系樹脂A、B、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、偶氮二甲醯胺及酚系抗氧化劑供給至擠出機，進行熔融混練，並自T字模呈片狀擠出，而製造厚度為180μm之發泡性樹脂片。將發泡性樹脂片切割成邊長為30cm之平面正方形狀。
使所獲得之發泡性樹脂片於環境溫度於25℃固化48小時。對所獲得之發泡性樹脂片之兩面以加速電壓500kV及強度25kGy之條件照射電子束，而使構成發泡性樹脂片之聚烯烴系樹脂交聯。將交聯後之發泡性樹脂片加熱至250℃而使發泡性樹脂片發泡，而獲得聚烯烴系樹脂發泡片。對所獲得之聚烯烴系樹脂發泡片，於將其表面溫度維持於130℃之狀態下，使用自動單軸延伸裝置(井元製作所公司製造之商品名「IMC-18C6型」)沿相對於擠出方向正交之方向以延伸速度900mm/min進行單軸延伸直至變成厚度200μm為止，而獲得200μm之聚烯烴系樹脂發泡片。再者，將聚 烯烴系樹脂發泡片之發泡倍率及厚度示於表1。
使接地之平板電極呈密接狀態地重合於聚烯烴系樹脂發泡片之第一面，且於聚烯烴系樹脂發泡片之第二面側保持特定間隔而配設電性連接於直流之高壓電源之針狀電極，藉由向針狀電極之表面附近之電場集中，而於電壓-10kV、放電距離30mm及電壓施加時間10秒之條件下產生電暈放電，使空氣分子離子化，藉由針狀電極之極性使所產生之空氣離子排斥，對聚烯烴系樹脂發泡片施加直流電場而注入電荷，而使聚烯烴系樹脂發泡片整體性地帶電。一面使用熱風槍對聚烯烴系樹脂發泡片以其表面溫度變成40℃之方式進行維持，一面對聚烯烴系樹脂發泡片實施上述帶電處理。其後，對注入有電荷之聚烯烴系樹脂發泡片，於藉由接地之鋁箔將其包入之狀態下保持3小時，而獲得駐極體片。
(比較例4)
分別將表1所示之特定量之聚丙烯系樹脂A、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯及酚系抗氧化劑供給至擠出機，進行熔融混練，並自T字模呈片狀擠出，而製造厚度為0.24mm之聚丙烯系樹脂片。將聚丙烯系樹脂片切割成邊長為30cm之平面正方形狀。
對所獲得之聚丙烯系樹脂片之兩面，以加速電壓300kV及強度25kGy之條件照射電子束，而使構成聚丙烯系樹脂片之聚丙烯系樹脂交聯。
使接地之平板電極呈密接狀態地重合於聚丙烯系樹脂片之第一面，且於聚丙烯系樹脂片之第二面側保持特定間隔而配設電性連接於直流之高壓電源之針狀電極，藉由向針狀電極之表面附近之電場集中，而 於電壓-20kV、放電距離10mm及電壓施加時間1分鐘之條件下產生電暈放電，使空氣分子離子化，藉由針狀電極之極性使所產生之空氣離子排斥，對聚丙烯系樹脂片施加直流電場而注入電荷，從而使聚丙烯系樹脂片整體性帶電。其後，對注入有電荷之聚丙烯系樹脂片，於藉由接地之鋁箔將其包入之狀態下，保持3小時，而獲得駐極體片。
針對所獲得之駐極體片，對進行於25℃、37℃及50℃之壓縮變形時之壓縮彈性模數、以及於25℃、37℃及50℃之50%壓縮應力藉由上述要領進行測定，並對初始壓電常數d33及高溫壓電常數d33藉由下述之要領進行測定，並將其結果示於表1。
針對所獲得之駐極體片，對以100 kPa之應力重複壓縮100次或1000次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數藉由上述要領進行測定，並將其結果示於表1。
(壓電常數d33)
自駐極體片切割出邊長為10mm之平面正方形狀之試片，對試片之兩面實施蒸鍍金而製作試樣。
對試樣，使用振動機於負載F為1.0N或10N、動態負載為±0.25N、頻率為110Hz、且環境溫度25℃之條件下施加按壓力，對此時產生之電荷Q(庫侖)進行計測。藉由將電荷Q(庫侖)除以負載F(N)而算出壓電常數d33。再者，壓電常數dij係指j方向之負載、i方向之電荷，d33變成駐極體片之厚度方向之負載及厚度方向之電荷。
對剛製造後之駐極體片之壓電常數d33進行測定，並設為初始壓電常數d33。
除了將環境溫度設為50℃以外，藉由與初始壓電常數d33相同之要領對壓電常數d33進行測定，並設為高溫壓電常數d33。
Figure 106103806-A0202-12-0018-1
[產業上之可利用性]
由於本發明之駐極體片係即便為微弱之應力亦具有優異之壓電性，故而可較佳地用於用以檢測脈波或呼吸等活體訊號之感測器用途。
[相關申請案之相互參照]
本申請案係主張基於在2016年2月4日申請之日本專利申請案第2016-19532號、及於2016年2月4日申請之日本專利申請案第2016-19533號之優先權，且該申請案之揭示係藉由參照而將該等之全部併入至本說明書中。

Claims (9)

  1. 一種駐極體片，其包含帶電之多孔質片，並且於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80~300MPa、且於25℃之50%壓縮應力為120~300kPa。
  2. 如申請專利範圍第1項之駐極體片，其中，於37℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為60~250MPa、且於37℃之50%壓縮應力為110~250kPa。
  3. 如申請專利範圍第1項之駐極體片，其中，於50℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為40~180MPa、且於50℃之50%壓縮應力為90~200kPa。
  4. 如申請專利範圍第2項之駐極體片，其中，於50℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為40~180MPa、且於50℃之50%壓縮應力為90~200kPa。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之駐極體片，其中，以100kPa之應力重複壓縮100次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為120~250MPa。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之駐極體片，其中，以100kPa之應力重複壓縮1000次之後之於25℃壓縮變形時之壓縮彈性模數為80~200MPa。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之駐極體片，其中，多孔質片為聚丙烯系樹脂發泡片。
  8. 如申請專利範圍第5項之駐極體片，其中，多孔質片為聚丙烯系樹脂發泡片。
  9. 如申請專利範圍第6項之駐極體片，其中，多孔質片為聚丙烯系樹脂發泡片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN102439209B (zh) * 2009-04-03 2014-10-29 3M创新有限公司 包括驻极体料片在内的烯属料片的加工助剂
JP2011018897A (ja) * 2009-06-11 2011-01-27 Nitto Denko Corp 圧電・焦電素子用多孔質樹脂シート及びその製造方法
TW201121786A (en) * 2009-10-22 2011-07-01 Chi Lin Technology Co Ltd Hybrid electret
EP2701166B1 (en) * 2011-04-21 2016-11-09 Sekisui Chemical Co., Ltd. Electret sheet
JP2014143369A (ja) * 2013-01-25 2014-08-07 Sekisui Chem Co Ltd エレクトレットシート
CN103531706B (zh) * 2013-10-22 2016-05-25 深圳市豪恩声学股份有限公司 压电驻极体材料及其制备方法
WO2015137351A1 (ja) * 2014-03-13 2015-09-17 積水化学工業株式会社 エレクトレットシート及び圧電センサ

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