WO2013122257A1 - 圧電素子 - Google Patents

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WO2013122257A1
WO2013122257A1 PCT/JP2013/054240 JP2013054240W WO2013122257A1 WO 2013122257 A1 WO2013122257 A1 WO 2013122257A1 JP 2013054240 W JP2013054240 W JP 2013054240W WO 2013122257 A1 WO2013122257 A1 WO 2013122257A1
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glutamic acid
copolymer
methyl
piezoelectric element
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PCT/JP2013/054240
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Inventor
賢 大橋
聖 植村
学 北澤
鎌田 俊英
芳典 和田
Original Assignee
味の素株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/85Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/857Macromolecular compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/10Alpha-amino-carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/04Polyamides derived from alpha-amino carboxylic acids
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/01Manufacture or treatment
    • H10N30/06Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/01Manufacture or treatment
    • H10N30/09Forming piezoelectric or electrostrictive materials
    • H10N30/098Forming organic materials
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    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/42Piezoelectric device making

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric element containing a specific poly ⁇ -amino acid.
  • printable electronics The technology for producing devices on a flexible substrate by printing is called printable electronics, which is one of the next-generation key technologies.
  • technological development from various viewpoints has been actively studied.
  • technological development has been attempted with drive elements, illumination elements, display elements, etc., and the realization of printing devices has entered the field of view.
  • the present situation is that there is no suitable material for piezoelectric elements, and sufficient technical development has not been made.
  • Piezoelectric element is an element that converts applied force into voltage or converts voltage into force.
  • thin films of fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer (P (VDF / TrFE)) have often been used for piezoelectric elements.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • P (VDF / TrFE) vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer
  • the fluoropolymer has poor film-forming properties, there are problems in uniformity of film thickness and smoothness of the film surface. Further, in order to obtain high piezoelectricity, stretching and polarization are required, and there is a problem that the cost is high and the usable processes are limited.
  • Patent Document 1 describes that a poly ⁇ -amino acid in a helix form can be used as a piezoelectric material without any special treatment.
  • Patent Document 2 proposes a piezoelectric polymer obtained from poly ⁇ -amino acid.
  • Patent Document 1 does not describe poly- ⁇ -amino acids whose piezoelectricity was specifically measured, and poly- ⁇ -benzyl-L-glutamate specifically described in Patent Documents 1 and 2.
  • poly ⁇ -amino acid composed of poly- ⁇ -methyl-L-glutamate is not sufficient in piezoelectricity and can only be dissolved in a specific solvent, and can be dissolved in various solvents and resins. The required printable material could not be used.
  • An object of the present invention is to provide a poly ⁇ -amino acid which can be dissolved in various solvents and has excellent piezoelectricity, and to provide a piezoelectric element containing the same.
  • R 2 is an unsubstituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, or a substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom or a norbornyl group
  • R 4 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, or an alkyl group having 3 to 9 carbon atoms
  • R 4 is a methoxy group, a butoxy group, a hexyloxy group, an n-hexylcarbonyl group, or a trifluoromethyl group.
  • the polyamino acid is ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -benzyl-L-glutamic acid / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -hexadecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -2,2,2-trifluoroethyl- L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -2-norbornylmethyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -benzyl-L-glutamic acid / ⁇ -2-norbornylmethyl-L-glutamic acid copolymer
  • Mw weight average molecular weight
  • a poly ⁇ -amino acid having excellent piezoelectricity can be provided, and an inexpensive and flexible piezoelectric element can be provided by printing.
  • piezoelectricity means a property of generating electric charges by applying force or strain.
  • a piezoelectric body means a substance exhibiting piezoelectricity.
  • the electromotive force means a difference in potential that generates a current
  • the maximum electromotive force means a maximum value of the electromotive force generated when a force is applied to the piezoelectric body.
  • the electric field means a state of a space where voltage is applied, and the strength can be obtained by dividing the voltage by the thickness of the film.
  • the piezoelectric element means an element using piezoelectricity that converts a force applied to a piezoelectric body into a voltage or converts a voltage into a force.
  • the poly ⁇ -amino acid used in the present invention comprises (A) a glutamic acid ⁇ -ester unit represented by formula (I); (B) a glutamic acid ⁇ -ester unit represented by formula (II); 1 unit or more selected from the alanine unit, phenylalanine unit and N ⁇ -benzyloxycarbonyl lysine unit represented by the formula (IV), and the glutamic acid ⁇ -ester unit represented by the formula (IV).
  • the unit (A) is a glutamic acid ⁇ -ester unit represented by the formula (I).
  • R 1 represents a methyl group or a benzyl group.
  • the unit of (A) is a glutamic acid ⁇ -methyl ester unit
  • R 1 is a benzyl group
  • the unit of (A) is a glutamic acid ⁇ -benzyl ester unit.
  • R 1 is preferably a benzyl group.
  • the unit of (B) includes (B) a glutamic acid ⁇ -ester unit represented by formula (II), an alanine unit represented by formula (III), a phenylalanine unit and an N ⁇ -benzyloxycarbonyl lysine unit, and a formula ( IV) one or more selected from glutamic acid ⁇ -ester units represented by IV).
  • R 2 is an unsubstituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, or a carbon in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with a halogen atom or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. It represents a substituted alkyl group having a number of 1 to 6. In view of excellent solubility, R 2 is preferably an unsubstituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.
  • the unsubstituted alkyl group having 6 to 18 carbon atoms in R 2 is a linear or branched alkyl group such as an n-hexyl group, an n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, 3-ethylbutyl group, 4-ethylbutyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 5-methylpentyl group, 2-methylhexyl group, 3-methylhexyl group 4-methylhexyl group
  • a linear alkyl group is preferable, and carbon A linear alkyl group having 6 to 16 carbon atoms is more preferable, and a linear alkyl group having 6 to 12 carbon atoms (that is, an n-hexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group, an n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, or n-dodecyl group) is more preferable, and n-hexyl group or n-dodecyl group is more preferable.
  • alkyl group of 6 to 6 is a linear or branched alkyl group, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, isopropyl group. , Sec-butyl group, tert-butyl group, 2-methylbutyl group, and 3-ethylbutyl group.
  • a methyl group having 1 to 3 carbon atoms, an ethyl group, an n-propyl group, or an isopropyl group is preferable, and a methyl group having 1 to 2 carbon atoms or an ethyl group is more preferable.
  • the “alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms” may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group, but is preferably a saturated hydrocarbon group such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl.
  • halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and among them, a fluorine atom is preferable.
  • R 2 include n-hexyl group, n-dodecyl group, n-hexadecyl group, 2-norbornylmethyl group, and 2,2,2-trifluoroethyl group.
  • R 3 represents a methyl group, a benzyl group or a (CH 2 ) 4 —NHZ group (in the group, Z represents a benzyloxycarbonyl group; the same shall apply hereinafter).
  • the unit of (B) is an alanine unit
  • R 3 is a benzyl group
  • the unit of (B) is a phenylalanine unit
  • R 3 is (CH 2 ) 4 -NHZ.
  • the unit of (B) is a unit of N ⁇ -benzyloxycarbonyl lysine.
  • a unit of N ⁇ -benzyloxycarbonyl lysine (unit of R 3 being (CH 2 ) 4 —NHZ group (wherein Z represents a benzyloxycarbonyl group)) is preferable.
  • R 4 represents an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms, or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms. 12 alkylcarbonyl groups are represented.
  • the alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms in R 4 in the formula (IV) is a linear or branched alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, n-nonyloxy group, n-decyloxy group, n-undecyloxy group, n-dodecyloxy group, isopropoxy group , Sec-butoxy group, tert-butoxy group, 2-ethylhexyloxy group, and tert-octyloxy group.
  • an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms that is, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, n-butoxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group, isopropoxy group, sec-butoxy Group or a tert-butoxy group is preferable, and a methoxy group, an n-butoxy group, or an n-hexyloxy group is more preferable.
  • the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in which part or all of the hydrogen atoms in R 4 are substituted with a halogen atom is a linear or branched alkyl group, and the halogen atom includes a fluorine atom, A chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are mentioned, Preferably a fluorine atom is mentioned.
  • halogen-substituted alkyl group examples include a monofluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, a trifluorodimethylethyl group, a hexafluoroisopropyl group, a pentafluoroethyl group, a trifluorobutyl group, Pentafluorobutyl group, heptafluorobutyl group, nonafluorobutyl group, trifluoropentyl group, trifluoroheptyl group, trifluorooctyl group, trifluorononyl group, trifluorodecyl group, trifluoroundecyl group, trifluorododecyl group , Pentafluoropentyl group, heptafluoropentyl group, octafluoropentyl group, nonafluoropent
  • the alkylcarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms in R 4 is linear or branched, and includes, for example, methylcarbonyl, ethylcarbonyl, n-propylcarbonyl, isopropylcarbonyl, n-butylcarbonyl , Isobutylcarbonyl, tert-butylcarbonyl, sec-butylcarbonyl, n-pentylcarbonyl, isopentylcarbonyl, neopentylcarbonyl, n-hexylcarbonyl, isohexylcarbonyl, 3-methylpentylcarbonyl, n-heptylcarbonyl, n-octyl Mention may be made of carbonyl, n-nonylcarbonyl, n-decylcarbonyl, n-undecylcarbonyl and n-dodecylcarbonyl.
  • n-propylcarbonyl isopropylcarbonyl, n-butylcarbonyl, isobutylcarbonyl, tert-butylcarbonyl, sec-butylcarbonyl, n-pentylcarbonyl, isopentylcarbonyl, wherein the alkyl group has 3 to 9 carbon atoms
  • Neopentylcarbonyl, n-hexylcarbonyl, isohexylcarbonyl, n-heptylcarbonyl, or n-octylcarbonyl is preferred, and n-hexylcarbonyl is more preferred.
  • R 4 include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, or the number of carbon atoms in the alkyl group. Examples thereof include 3 to 9 alkylcarbonyl groups. Particularly preferred examples of R 4 include a methoxy group, n-butoxy group, n-hexyloxy group, trifluoromethyl group, or n-hexylcarbonyl group.
  • L in the formula (IV) represents an integer of 6 to 12, preferably an integer of 6 to 10.
  • M represents an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and when m is 2 or 3, two or three R 4 may be the same or different, but may be the same. preferable.
  • the poly ⁇ -amino acid of the present invention is preferably a ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid copolymer, a ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -benzyl-L-glutamic acid / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -hexadecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -2, 2,2-trifluoroethyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -2-norbornylmethyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -benzyl-L-glutamic acid / ⁇ -2 -Norborn
  • ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid copolymer ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -benzyl-L-glutamic acid / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -hexadecyl-L-glutamic acid copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -2-norbornylmethyl-L-glutamic acid Copolymer, ⁇ -benzyl-L-glutamic acid / ⁇ -2-norbornylmethyl-L-glutamic acid copolymer, or ⁇ -methyl-L-glutamic acid / N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine copolymer It is.
  • the ⁇ -amino acids constituting the units of the formulas (I) to (IV) may be either L-form or D-form, but are preferably L-form because they are inexpensive. is there.
  • the unit (A) may be one type or a plurality of types. Further, the unit of (B) may be one type or a plurality of types. Further, the formulas (I) to (IV) as the unit of (B) may be one kind or plural kinds.
  • the N-terminus may be a unit (A) or a unit (B). An initiator may or may not be bonded to the terminal.
  • the block consisting of the unit of (A) and the unit of the unit of (B) The block copolymer containing the block which becomes.
  • the poly ⁇ -amino acid comprises units of formula (I) and units of formula (II) and / or (IV)
  • a random copolymer is preferred.
  • the poly ⁇ -amino acid comprises a unit of formula (I) and a unit of formula (III)
  • either a random copolymer or a block copolymer may be used, but a block copolymer is preferable.
  • the block copolymer a diblock copolymer and a triblock copolymer are preferable.
  • the content of the unit (A) in all units of the poly ⁇ -amino acid varies depending on the type of the unit (B), but is preferably 0.01 mol% to 90 mol%.
  • the upper limit is preferably 85 mol%, more preferably 80 mol%, and even more preferably 60 mol%.
  • the lower limit is preferably 0.1 mol%, more preferably 1 mol%, still more preferably 5 mol%, still more preferably 10 mol%, still more preferably 15 mol%, still more preferably 20 mol%, and 40 mol%. Is more preferable.
  • the content of the unit (B) in all the units of the poly ⁇ -amino acid varies depending on the type of the unit (B), but is preferably 10 mol% to 99.99 mol%.
  • the upper limit is preferably 99.9 mol%, more preferably 99 mol%, further preferably 95 mol%, further preferably 90 mol%, further preferably 85 mol%, further preferably 80 mol%, and 60 mol%. Is even more preferred.
  • the lower limit is more preferably 15 mol%, further preferably 20 mol%, and still more preferably 40 mol%.
  • the unit of (B) is a unit of formula (IV)
  • the lower limit is preferably 50 mol%, more preferably 60 mol%, and even more preferably 80 mol%.
  • poly ⁇ -amino acid comprising the unit of formula (I) and the unit of formula (II)
  • examples of the poly ⁇ -amino acid include ⁇ -methyl-L-glutamic acid (15 to 85 mol%) / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid (15 to 85 mol%) copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid (40-60 mol%) / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid (40-60 mol%) copolymer, ⁇ -benzyl-L-glutamic acid (40 ⁇ 60 mol%) / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid (40-60 mol%) copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid (15-85 mol%) / ⁇ -hexadecyl-L-glutamic acid (15-85) Mol%) copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid (30 to 70 mol%) / ⁇ -2,2,2-triflu
  • poly ⁇ -amino acid comprising the unit of the formula (I) and the unit of the formula (III) include ⁇ -methyl-L-glutamic acid (20 to 80 mol%) / N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine.
  • the poly ⁇ -amino acid comprising the unit of the formula (I) and the unit of the formula (II) and the formula (III) includes ⁇ -methyl-L-glutamic acid (20 to 30 mol%) / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid. (20-30 mol%) / N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (40-60 mol%) copolymer.
  • poly ⁇ -amino acid comprising the unit of formula (I) and the unit of formula (IV)
  • examples of the poly ⁇ -amino acid comprising the unit of formula (I) and the unit of formula (IV) include, for example, ⁇ -methyl-L-glutamic acid ( ⁇ 1 mol%) / ⁇ - (6- (p-methoxyphenoxy) -1-hexyl) -L-glutamic acid (> 99 mol%) copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid ( ⁇ 1 mol%) / ⁇ - (6- (p-hexylcarbonylphenoxy) -1-hexyl) -L-glutamic acid (> 99 mol%) copolymer, ⁇ -methyl-L-glutamic acid ( ⁇ 1 mol to 16 mol%) / ⁇ - (10- (p-methoxyphenoxy) -1-decyl) -L- Glutamic acid (84 to> 99 mol%) copolymer, ⁇ -methyl
  • the molecular weight of the poly ⁇ -amino acid is not particularly limited, but the weight average molecular weight (Mw) is 1,000 in order to obtain a piezoelectric property that is appropriately controlled by intermolecular interaction and suitable for film formation. ⁇ 5,000,000 is preferable, 5,000 to 2,500,000 is more preferable, and 10,000 to 2,000,000 is more preferable.
  • the method for preparing the poly ⁇ -amino acid of the present invention is not particularly limited.
  • An example is a method in which an anhydride or an N-carboxy- ⁇ -amino acid ester derivative anhydride is mixed as appropriate and dissolved or suspended in an organic solvent or water, and a polymerization initiator is added thereto as necessary for copolymerization. it can.
  • N-carboxy- ⁇ -glutamic acid anhydride or N-carboxy- ⁇ -glutamic acid ⁇ -ester anhydride Dissolve or suspend the product in an organic solvent or water, add a polymerization initiator to this if necessary, polymerize it, prepare poly ⁇ -glutamic acid or poly ⁇ -glutamic acid ⁇ -ester, and then specify the raw material
  • An appropriate amount of one or more alcohols is added to the glutamic acid unit of poly ⁇ -glutamic acid or poly ⁇ -glutamic acid ⁇ -ester, a catalyst is added if necessary, and an ester is introduced at the ⁇ position, or ⁇ position
  • the method of preparing by converting ester of this can be mentioned.
  • organic solvent examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, diethyl ether, diisopropyl ether, petroleum ether, 1,4-dioxane, benzene, toluene, xylene, hexane, cyclohexane, ethyl acetate, butyl acetate.
  • Trifluoroacetic acid Trifluoroacetic acid, acetic acid, formic acid, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, trichloroethylene, trifluoroethane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol, 2,2,2-trifluoroethanol, hexafluoroacetone, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl Acetamide, N- methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, pyridine, acetonitrile, may be mentioned trimethylamine, triethylamine, and tributylamine.
  • One or more organic solvents can be used in combination.
  • polymerization initiator examples include ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, 1,4-cyclohexanediamine, 1,2-cyclohexanediamine, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, and toluene-2.
  • Primary amines such as methylamine, ethylamine, and 1-propylamine; alcohol amines such as methanolamine, ethanolamine, and diethanolamine; dimethylamine Secondary amines such as N, N-dimethylethylenediamine, and primary tertiary diamines such as N, N-dimethyl-1,3-propanediamine; Tertiary amines such as amine, triethylamine and tributylamine; amino group-containing polymers such as polyether diamine and polyester diamine; primary alcohols such as methanol and ethanol; secondary alcohols such as isopropanol; ethylene glycol, propylene glycol, 1 , 4-butanediol, and glycols such as hexamethylene glycol; hydroxyl group-containing polymers such as polyether diol and polyester diol; thiols and the like.
  • One or more polymerization initiators can be used in combination.
  • the catalyst examples include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, p-toluenesulfonic acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methoxide, sodium t-butoxide, potassium methoxide, potassium t-butoxide, potassium cyanide, carbon dioxide, Mention may be made of titanium (IV) tetraisopropoxide, 1,3-substituted tetraalkyldistannoxane tin (IV) complexes, tetracyanoethylene, 4-dimethylaminopyridine, and diphenylammonium triflate-trimethylsilyl chloride.
  • One or more catalysts can be used in combination.
  • the amount of catalyst is appropriately set depending on the reaction, but in general, an appropriate reaction time can be realized and can be appropriately selected within the range where it is not difficult to remove the catalyst after the reaction.
  • the number of moles of amino acid anhydride to be used 0.0001 to 1 equivalent, preferably 0.01 to 0.75 equivalent, and more preferably 0.1 to 0.5 equivalent.
  • the amount of alcohol used as a raw material is appropriately set depending on the reaction, but in general, it can be appropriately selected within a range in which side chain conversion is sufficiently performed and removal of unreacted alcohol is not difficult. -0.01 to 50 equivalents, preferably 0.1 to 25 equivalents, more preferably 0.15 to 20 equivalents relative to the glutamic acid unit of the amino acid.
  • the present invention provides a piezoelectric element containing the above poly ⁇ -amino acid.
  • the poly ⁇ -amino acid is preferably made into a thin film and used as a piezoelectric film.
  • the piezoelectric element has a poly ⁇ -amino acid piezoelectric film and an electrode on a substrate, preferably a flexible substrate.
  • FIG. 1 shows a particularly preferred element.
  • An element having a form in which a lower electrode 2, the above-described poly ⁇ -amino acid piezoelectric film 3 and an upper electrode 4 are sequentially laminated on a flexible substrate 1 is exemplified.
  • the method for forming the poly ⁇ -amino acid piezoelectric film is not particularly limited, and any method may be used. Spin coating, dip coating, and casting are often used conveniently, but from the viewpoint of pattern control, screen printing, gravure printing, offset using ink containing poly ⁇ -amino acid Printing techniques such as printing, flexographic printing, and ink jet printing can also be used. Also, a printing method called soft lithography such as microcontact printing or micromolding can be applied.
  • it can be formed by forming a polymer solution (poly ⁇ -amino acid-containing ink) in which poly ⁇ -amino acid is dissolved in an appropriate organic solvent into a thin film by spin coating or casting and drying the solution.
  • the drying method is not particularly limited, and various methods such as drying by standing treatment and drying by an air dryer can be used.
  • Various organic solvents can be used for spin coating and casting, for example, nitrogen-containing polar solvents such as N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone.
  • Sulfoxide / sulfone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone, cyclohexanone and other ketone solvents, dimethyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran, triethylene glycol dimethyl ether and other ether solvents, methyl benzoate, benzoic acid ether, Benzoic acid ester solvents such as butyl benzoate, chloroform, methylene chloride, trichloroethylene, ethylene dichloride, dichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, etc.
  • solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone, cyclohexanone and other ketone solvents, dimethyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran, triethylene glycol dimethyl ether
  • Halogen solvents methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, phenol, cresol, polyethylene glycol and other alcohol / phenol solvents, perfluoro-tert-butanol, hexafluoro-2-methylisopropanol, Examples thereof include fluorine-containing branched alcohol solvents such as 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol, and aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene.
  • the organic solvent one kind of solvent may be used alone, or two or more kinds thereof may be mixed and used.
  • chloroform, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol, methylene chloride, dichloroethane, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl benzoate, or toluene preferable.
  • concentration of the solution (ink) is not particularly limited as long as uniform film formation can be achieved, but is preferably 1 to 50% (w / w), and 5 to 25% (w / w). preferable.
  • the film forming temperature is not particularly limited, but is preferably 10 to 150 ° C, more preferably 20 to 100 ° C.
  • the thickness of the piezoelectric film containing poly ⁇ -amino acid is preferably 500 nm to 500 ⁇ m, more preferably 1 to 100 ⁇ m, and even more preferably 10 to 80 ⁇ m.
  • a composite piezoelectric film can be produced using the poly ⁇ -amino acid of the present invention and other materials having piezoelectricity, such as ceramic piezoelectric materials or organic piezoelectric materials.
  • other materials having piezoelectricity such as ceramic piezoelectric materials or organic piezoelectric materials.
  • a method of blending with a ceramic piezoelectric material or an organic piezoelectric material to form a thin film, or a method of laminating piezoelectric films can be mentioned.
  • Ceramic piezoelectric materials include lead zirconate titanate (PZT), natural or artificial quartz, lithium niobate (LiNbO 3 ), potassium niobate tantalate [K (Ta, Nb) O 3 ], barium titanate (BaTiO 3 ). 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), and strontium titanate (SrTiO 3 ).
  • Organic piezoelectric materials include cellulose acetate, cyanoethyl cellulose polypropylene oxide, poly ( ⁇ -hydroxybutyric acid), polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, cyanide Examples include vinylidene-vinyl acetate copolymer and nylon 11.
  • the composition of various ceramic materials and organic materials can be selected as appropriate in terms of performance.
  • the poly ⁇ -amino acid of the present invention may optionally contain various resins and additives other than those described above as long as the effect as a piezoelectric film is exhibited.
  • resin additives include inorganic fillers such as silica, talc, and barium sulfate, colorants such as pigments and dyes, organic fillers such as carbon black, silicon powder, nylon powder, and fluorine powder, and increases such as olben and benton.
  • Adhesives silicone-based, fluorine-based, polymer-based antifoaming or leveling agents, silane coupling agents, epoxy resins, acrylic resins, phenolic resins, isocyanate resins, cyanate ester resins, and other thermosetting resins, triazole compounds, Examples thereof include adhesion imparting agents such as thiazole compounds, triazine compounds, and porphyrin compounds, rubber particles, maleimide compounds, bisallyl nadiimide compounds, vinyl benzyl resins, vinyl benzyl ether resins, and the like.
  • the substrate is not particularly limited, glass substrate such as quartz, semiconductor substrate such as silicon wafer, hard plastic substrate such as paper epoxy, glass epoxy, flexible plastic substrate such as polycarbonate, polyimide, polyethylene terephthalate (PET), and Paper is an example.
  • the material of the electrode is often a metal such as gold, silver, copper, or indium tin oxide (ITO), but is not limited thereto.
  • the manufacturing method is not particularly limited, and any method may be used. Commonly used methods are photolithography from copper foil, plated wiring, etc., but wet manufacturing processes such as letterpress printing, screen printing, ink jet printing, and the like, which are applied or adhered, are also applicable.
  • an electrode made of an organic material such as thiophene conductive polymer (PEDOT), polyaniline, and derivatives thereof can be used in addition to the silver paste. It is also possible to apply a dry manufacturing process different from the above, such as a vacuum evaporation method or a sputtering method.
  • the electrode is formed of a mixture of a plurality of substances, has a layered structure of several substances, or is subjected to a surface treatment. It is also possible.
  • the piezoelectric element of the present invention becomes an inexpensive and flexible piezoelectric element that has not been heretofore used, so that it is useful in the fields of pressure sensors, strain sensors, position sensors, speakers, microphones, measuring instruments, piezoelectric vibrators, actuators and the like.
  • body pressure can be measured if placed along the surface of a load-bearing part such as a bed, mat, or chair (including sofas, wheelchairs, and seats of vehicles (including cars, railcars, and aircraft)). It becomes possible to prevent pressure ulcers.
  • a foot pressure measurement sheet (a sheet that measures how much load is transferred to the ground by which part of the sole of the foot), and a tooth meshing measuring instrument (which is sandwiched between the upper and lower teeth and chewed) It is possible to construct a sheet-like pressure measuring instrument such as a sheet for measuring how much compressive load is applied to the object by the teeth.
  • Step 1 Synthesis of ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid copolymer (Step 1) Synthesis of poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid 410 ml of 1,2-dichloroethane (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) ), N-carboxy- ⁇ -methyl-L-glutamic anhydride (54.92 g, 293.45 mmol) was added, cooled to 0 ° C., and N, N-dimethyl-1,3-propanediamine as an initiator (366 ⁇ l, 2.93 mmol, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added, and the mixture was stirred at 25 ° C.
  • Step 2 Side chain substitution reaction (transesterification reaction) of poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid 9.3 g of the poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid prepared above was dissolved in 45 ml of 1,2-dichloroethane, and 1-hexanol (16 ml, 130.00 mmol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and p-toluenesulfonic acid 1 Hydrate (1.24 g, 6.50 mmol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred at 80 ° C.
  • Synthesis Examples 2 to 3, 5 to 7, 9 to 14 Synthesis of various poly ⁇ -amino acids After obtaining poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid by the same method as in Synthesis Example 1, it was converted to 1,2-dichloroethane. Dissolve, add an appropriate amount of the alcohol shown in Table 1 (introduction alcohol column) to the glutamic acid unit of poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid, add a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid monohydrate, Various poly ⁇ -amino acids (copolymers) were obtained by the procedure of stirring for 5 days.
  • the weight average molecular weight Mw of the copolymer was measured by the following method (measurement method 1). Further, the composition of the polymer after the transesterification reaction was measured by the following method (Measurement Method 2).
  • Synthesis Example 4 Synthesis of ⁇ -benzyl-L-glutamic acid / ⁇ -dodecyl-L-glutamic acid copolymer (Step 1) Synthesis of poly- ⁇ -benzyl-L-glutamic acid 265 ml of 1,2-dichloroethane (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) ) With N-carboxy- ⁇ -benzyl-L-glutamic anhydride (44.2 g, 167.98 mmol) and N, N-dimethyl-1,3-propanediamine (208.2 ⁇ l, 1.68 mmol) as an initiator. In addition, the mixture was stirred at 25 ° C.
  • Step 2 Side chain substitution reaction (transesterification reaction) of poly- ⁇ -benzyl-L-glutamic acid Poly- ⁇ -benzyl-L-glutamic acid (10 g, 45.6 mmol) prepared above was dissolved in 170 ml of 1,2-dichloroethane, 1-dodecanol (10.2 ml, 45.6 mmol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and p-Toluenesulfonic acid monohydrate (2.6 g, 13.68 mmol) was added, and the mixture was stirred at 65 ° C.
  • the weight average molecular weight Mw of the copolymer was measured by the following method (measurement method 1). Further, the composition of the polymer after the transesterification reaction was measured by the following method (Measurement Method 2).
  • Synthesis Example 8 Synthesis of ⁇ -benzyl-L-glutamic acid / ⁇ -2-norbornylmethyl-L-glutamic acid copolymer After obtaining poly- ⁇ -benzyl-L-glutamic acid by the same method as in Synthesis Example 4, It is dissolved in 1,2-dichloroethane, and an equivalent amount of norbornane-2-methanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid per water with respect to the glutamic acid unit of poly- ⁇ -benzyl-L-glutamic acid. The hydrate was added and stirred at 65 ° C.
  • the weight average molecular weight Mw of the copolymer was measured by the following method (measurement method 1). Further, the composition of the polymer after the transesterification reaction was measured by the following method (Measurement Method 2).
  • Synthesis Example 15 Synthesis of ⁇ -methyl-L-glutamic acid / N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine copolymer N ⁇ -carboxy-N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine anhydrous in 130 ml of 1,2-dichloroethane Product (4.02 g, 13.12 mmol) and N-carboxy- ⁇ -methyl-L-glutamic anhydride (2.46 g, 13.12 mmol) were added, and N, N-dimethyl-1,3-propane was used as an initiator. Diamine (32.78 ⁇ l, 0.262 mmol) was added and stirred at 25 ° C.
  • the weight average molecular weight Mw of the copolymer was measured by the following method (Measurement Method 1). Moreover, the composition of the copolymer was measured by the following method (measurement method 2).
  • Synthesis Examples 16 to 19 Synthesis of various copolymers
  • 1,2 dichloroethane was equimolar with two types of N-carboxy-L-amino acid anhydrides (component A and component B) shown in Table 2.
  • 1/100 equivalent amount of N, N-dimethyl-1,3-propanediamine as an initiator was added to the amino acid anhydride and stirred for 2 to 3 days to obtain various polyamino acid copolymers.
  • the weight average molecular weight Mw of the copolymer was measured by the following method (Measurement Method 1).
  • the composition of the copolymer was measured by the following method (measurement method 2).
  • Synthesis Example 21 Synthesis of ⁇ -methyl-L-glutamic acid (41%)- N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (18%)- ⁇ -methyl-L-glutamic acid (41%) block copolymer Synthesis Example After obtaining ⁇ -methyl-L-glutamic acid-N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine block copolymer in the same manner as in No. 20, the mixture was again cooled to 0 ° C and 10 ml of 1,2-dichloroethane was added. , N-carboxy- ⁇ -methyl-L-glutamic anhydride (5.00 g, 26.72 mmol) was added and stirred at 25 ° C.
  • Synthesis Examples 24 to 25 Synthesis of various poly ⁇ -amino acids N-carboxy- ⁇ -benzyl-L-glutamic acid anhydride and N ⁇ -carboxy-N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine were prepared in the same manner as in Synthesis Example 22. An appropriate amount of anhydride was added to obtain various poly ⁇ -amino acid block copolymers (low molecular weight products).
  • Synthesis Example 26 Synthesis of ⁇ -benzyl-L-glutamic acid (53%)-N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (47%) block copolymer (high molecular weight) N-to 10 ml of 1,2-dichloroethane Carboxy- ⁇ -benzyl-L-glutamic anhydride (1.00 g, 3.80 mmol) was added, and then cooled to 0 ° C., and N, N-dimethyl-1,3-propanediamine (0.48 ⁇ l) was used as an initiator. 3.8 ⁇ mol) was added, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 1 day, then cooled to 0 ° C.
  • Synthesis Example 27 ⁇ -Methyl-L-glutamic acid (25%) / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid (25%)-N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (50%) block copolymer (Step 1) Synthesis of poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid (50%)-N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (50%) block copolymer Poly- ⁇ -methyl-L by the same method as in Synthesis Example 20 A glutamic acid (50%)- N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (50%) block copolymer was synthesized.
  • the obtained block copolymer was measured for the weight average molecular weight Mw of the copolymer by the following method (measurement method 1). Moreover, the composition of the copolymer was measured by the following method (measurement method 2). (Step 2) Side chain of poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid in poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid (50%)-N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (50%) block copolymer Substitution reaction (transesterification reaction) 5.47 g of the poly- ⁇ -methyl-L-glutamic acid (50%)-N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (50%) block copolymer prepared above was dissolved in 25 ml of 1,2-dichloroethane, 1-hexanol (0.96 ml, 19.50 mmol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.075 g, 0.39
  • the ester exchange reaction was carried out with stirring for a day to obtain a ⁇ -methyl-L-glutamic acid / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid copolymer.
  • the weight average molecular weight Mw of the copolymer was measured by the following method (measurement method 1). Further, the composition of the polymer after the transesterification reaction was measured by the following method (Measurement Method 2).
  • the device shown in FIG. 1 was manufactured based on the following device manufacturing method.
  • the poly ⁇ -amino acid thin film (piezoelectric film) was formed by a casting method.
  • element fabrication method A polyethylene terephthalate (PET) substrate 1 (thickness: 125 ⁇ 5 ⁇ m) on which an ITO (indium tin oxide) electrode was deposited as the electrode 2 was washed with methanol.
  • a polymer thin film was produced as a piezoelectric film 3 from a poly ⁇ -amino acid solution by a casting method.
  • the thin film was sandwiched between PET substrates 4 on which ITO electrodes were deposited to produce an element.
  • Table 5 shows the solvents and solution concentrations of the poly ⁇ -amino acid solutions of Synthesis Examples 1, 3, 4, 6, 7, 16, 20, 21, 22, and 26 used for forming the piezoelectric film, and after film formation. The film thickness is shown.
  • Measuring method 1 Measuring method of weight average molecular weight
  • the weight average molecular weight Mw was measured using gel permeation chromatography (GPC). Specifically, an analytical column device (Showa Denko, Shodex K-802 and K-806M) is attached to a GPC analyzer (Hitachi, LaChrom Elite), and 10-80 ⁇ l of a separately prepared measurement solution is injected. The eluent flow rate was 1 ml / min, the column retention temperature was 40 ° C., and the solvent was chloroform. The measurement solution was prepared by dissolving in chloroform so that the polyamino acid concentration was 0.25 to 3.0% (w / v), followed by filter filtration. The weight average molecular weight Mw was calculated by comparing the retention time of the obtained peak with the retention time of a separately measured polystyrene for calibration (Shodex STANDARD SM-105, manufactured by Showa Denko KK).
  • Measurement method 2 Composition measurement method of copolymer after transesterification reaction After dissolving 10 mg of sample in deuterated chloroform or deuterated trifluoroacetic acid, 1 H nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 HNMR, BRUKER, 400 MHz) was analyzed. The composition was calculated by comparing the peak areas of protons at the ⁇ -position of the amino acid before and after transesterification or during copolymerization. A measurement example is shown below.
  • the composition of the copolymer is ⁇ -methyl-L-glutamic acid (39%) / ⁇ -hexyl-L-glutamic acid (61%).
  • the composition of the copolymer is ⁇ -benzyl-L-glutamic acid (50%) / N ⁇ -benzyloxycarbonyl-L-lysine (50%). Become.
  • Measurement Method 3 Evaluation Method of Piezoelectric Constant d33 Various synthesized polyamino acid solutions were applied to a copper foil (JX 35 ⁇ m, JX Nippon Mining & Metals Co., Ltd.) and then allowed to stand at room temperature for 12 hours or more and dried. This was cut into 1 cm square, and the value of the piezoelectric constant d33 was measured using a d33 meter (NPT22001T manufactured by Nippon Ferro Technology Co., Ltd.). At this time, the measurement was performed with the upper contact electrode 5 ⁇ and the load 150g.
  • Evaluation Method 1 Evaluation of Piezoelectric Element An electromotive force generated when a load (about 6 kg) is applied to the produced element is measured at room temperature (20 ° C.) using a source meter manufactured by KEITHLEY, and the electric field is determined from the film thickness. The piezoelectric element was evaluated by determining the size of.
  • the evaluation criteria are as follows. A: Electric field is 0.50 V / ⁇ m or more ⁇ : Electric field is 0.30 V / ⁇ m or more and less than 0.50 V / ⁇ m ⁇ : Electric field is 0.25 V / ⁇ m or more and less than 0.30 V / ⁇ m ⁇ : Electric field is 0.00. Less than 25V / ⁇ m
  • the specific poly ⁇ -amino acid of the present invention can form a thin film with high uniformity of film thickness.
  • the piezoelectricity was insufficient, but the specific poly ⁇ -amino acid thin film of the present invention was used. In the piezoelectric element, sufficient piezoelectricity was shown.
  • Evaluation Method 2 Evaluation of Solubility in Solvents 20 parts by weight of the synthesized compound was added to 80 parts by weight of various solvents, and the resulting mixture was mixed at a ratio of 20 w% and stirred at room temperature to evaluate the solubility.
  • the evaluation criteria are as follows. ⁇ : Completely soluble ⁇ : Partially soluble ⁇ : Insoluble
  • the solvents used in the experiment are as follows. Dichloromethane: manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd., special grade cyclohexanone: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. N, N-dimethylacetamide: produced by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade methyl benzoate: produced by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade toluene: produced by Junsei Chemical Co., Ltd. Triethylene glycol dimethyl ether): Nacalai Tesque
  • a printable piezoelectric body can be provided, and a flexible piezoelectric element can be provided.

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Abstract

様々な溶媒に溶解させることができ、優れた圧電性を有するポリα-アミノ酸を提供し、これを含有する圧電素子を提供する。具体的には、(A)式(I)で表されるグルタミン酸γ-エステル単位と、(B)式(II)で表されるグルタミン酸γ-エステル単位、式(III)で表されるアラニン単位、フェニルアラニン単位およびNε-ベンジルオキシカルボニルリジン単位、ならびに式(IV)で表されるグルタミン酸γ-エステル単位から選択される1種以上の単位を含有するポリα-アミノ酸を含む圧電素子。

Description

圧電素子
 本発明は特定のポリα−アミノ酸を含む圧電素子に関する。
 印刷によりフレキシブルな基板上にデバイスを作製する技術は、プリンタブルエレクトロニクスと呼ばれ、次世代のキーテクノロジーの一つであり、近年様々な視点からの技術開発が盛んに検討されている。これまでに、駆動素子、照明素子や表示素子などで技術開発が試みられ、印刷デバイスの実現が視野に入ってきた。しかしながら、圧電素子については、未だ適当な素材がなく、十分な技術開発がなされていないのが現状である。
 圧電素子とは、加えられた力を電圧に変換する、あるいは電圧を力に変換する素子である。これまでポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体(P(VDF/TrFE))等のフッ素系ポリマーの薄膜が圧電素子にしばしば使用されている。しかし、フッ素系ポリマーは製膜性が良好でないために、膜厚の均一性および膜表面の平滑性等において課題があった。また、高い圧電性を得るには延伸や分極が必要で、コストが高く利用可能なプロセスが限られてしまうという問題があった。
 一方、特許文献1には、ヘリックス形態をとるポリα−アミノ酸が特別な処理がなく圧電材料として使用することができる旨記載されている。また、特許文献2ではポリα−アミノ酸から得られる高分子圧電体が提案されている。
 しかし、特許文献1では具体的に圧電性が測定されたポリα−アミノ酸は記載されておらず、また特許文献1および2に具体的に記載されているポリ−γ−ベンジル−L−グルタメートおよび/またはポリ−γ−メチル−L−グルタメートからなるポリα−アミノ酸は、圧電性が十分ではないうえに、特定の溶媒にしか溶解させることができず、様々な溶媒・樹脂に溶解させることが求められる印刷可能な材料としては、使用することはできなかった。
特開平11−217432号公報 特開2005−217111号公報
 本発明の課題は、様々な溶媒に溶解させることができ、優れた圧電性を有するポリα−アミノ酸を提供すること、及び、これを含有する圧電素子を提供することである。
 本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定のポリα−アミノ酸を用いることにより上記課題が解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]
 (A)式(I)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位:
式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
(式中、Rはメチル基またはベンジル基を表す。)と、
 (B)式(II)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位、式(III)で表されるアラニン単位、フェニルアラニン単位およびNε−ベンジルオキシカルボニルリジン単位、ならびに式(IV)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位から選択される1種以上の単位:
式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
(式中、Rは炭素数が6~18の非置換のアルキル基、または、水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子もしくは炭素数が3~12の脂環式炭化水素基で置換された炭素数が1~6の置換アルキル基を表す。)
式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
(式中、Rはメチル基、ベンジル基または(CH−NHZ基(基中、Zはベンジルオキシカルボニル基を表す。)を表す。)
式(IV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
(式中、Rは炭素数が1~12のアルコキシ基、水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数が1~12のアルキル基、または、アルキル基の炭素数が1~12のアルキルカルボニル基を表し、m個のRは同一でも異なってもよい。lは6~12の整数、mは1~3の整数を表す。)
を含有するポリα−アミノ酸を含む圧電素子。
[2]
 Rが炭素数6~18の非置換のアルキル基、または、水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子もしくはノルボルニル基で置換された炭素数が1~6の置換アルキル基である上記[1]に記載の圧電素子。
[3]
 Rがn−ヘキシル基、n−ドデシル基、n−ヘキサデシル基、2−ノルボニルメチル基または2,2,2−トリフルオロエチル基である上記[1]または[2]に記載の圧電素子。
[4]
 Rが(CH−NHZ基(基中、Zはベンジルオキシカルボニル基を表す)である上記[1]から[3]のいずれか一項に記載の圧電素子。
[5]
 Rが炭素数が1~6のアルコキシ基、水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子で置換された炭素数が1~12のアルキル基、または、アルキル基の炭素数が3~9のアルキルカルボニル基である上記[1]から[4]のいずれか一項に記載の圧電素子。
[6]
 Rがメトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、n−ヘキシルカルボニル基、またはトリフルオロメチル基である上記[1]から[5]のいずれか一項に記載の圧電素子。
[7]
 ポリアミノ酸が、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキサデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−2,2,2−トリフルオロエチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボルニルメチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボルニルメチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−メトキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ヘキシルカルボニルフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(10−(p−メトキシフェノキシ)−1−デシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ブトキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ヘキシルオキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/L−フェニルアラニン共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/L−フェニルアラニン共重合体、およびγ−ベンジル−L−グルタミン酸/L−アラニン共重合体から選択される1種以上である上記[1]記載の圧電素子。
[8]
 ポリα−アミノ酸がランダム共重合体である上記[1]から[7]のいずれか一項に記載の圧電素子。
[9]
 ポリα−アミノ酸がブロック共重合体である上記[1]から[7]のいずれか一項に記載の圧電素子。
[10]
 ポリα−アミノ酸の重量平均分子量(Mw)が1,000~5,000,000であることを特徴とする上記[1]から[9]のいずれか一項に記載の圧電素子。
[11]
 フレキシブル基板、電極、およびポリα−アミノ酸を有することを特徴とする上記[1]から[10]のいずれか一項に記載の圧電素子。
[12]
 ポリα−アミノ酸が薄膜状であることを特徴とする上記[1]から[11]のいずれか一項に記載の圧電素子。
[13]
 ポリα−アミノ酸の薄膜が500nm~500μmの薄膜状であることを特徴とする請求項[12]記載の圧電素子。
[14]
 フレキシブル基板上に、下部電極、ポリα−アミノ酸、上部電極を積層させることを特徴とする上記[1]から[13]のいずれか一項に記載の圧電素子を製造する方法。
[15]
 上記[1]から[13]のいずれか一項に記載の圧電素子を製造するための、ポリアミノ酸含有インク。
 本発明により、優れた圧電性を有するポリα−アミノ酸を提供し、印刷により安価でフレキシブルな圧電素子を提供することができる。
本発明で作製したフレキシブルな圧電素子の一例を示す図である。 本発明で作製したフレキシブルな圧電素子の評価系を示した図である。 本発明で作製したフレキシブルな圧電素子の一例を示す写真である。
 以下、本発明をより詳しく説明する。本明細書において圧電性とは、力、歪みを加えることにより、電荷を発生する性質を意味する。圧電体とは、圧電性を示す物質のことを意味する。起電力とは、電流を生じさせる電位の差を意味し、最大起電力とは圧電体に力が加えられた際に発生する起電力の最大値を意味する。電界とは、電圧がかかっている空間の状態を意味し、その強さは電圧を膜の厚みで除することで求めることができる。圧電素子とは、圧電体に加えられた力を電圧に変換する、あるいは電圧を力に変換する圧電性を利用した素子のことを意味する。
[ポリα−アミノ酸]
 本発明に使用するポリα−アミノ酸は、(A)式(I)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位と;(B)式(II)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位、式(III)で表されるアラニン単位、フェニルアラニン単位およびNε−ベンジルオキシカルボニルリジン単位、ならびに式(IV)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位から選択される1種以上の単位を含有する。
[(A)の単位]
(A)の単位は、式(I)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位である。
 式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
 式中、Rはメチル基またはベンジル基を表す。Rがメチル基の場合、(A)の単位は、グルタミン酸γ−メチルエステル単位であり、Rがベンジル基の場合、(A)の単位は、グルタミン酸γ−ベンジルエステル単位である。良好な圧電性が得られる点から、Rはベンジル基が好ましい。
[(B)の単位]
 (B)の単位は、(B)式(II)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位、式(III)で表されるアラニン単位、フェニルアラニン単位およびNε−ベンジルオキシカルボニルリジン単位、ならびに式(IV)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位から選択される1種以上である。
 式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
 式中、Rは炭素数が6~18の非置換のアルキル基、または、水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子もしくは炭素数が3~12の脂環式炭化水素基で置換された炭素数が1~6の置換アルキル基を表す。優れた溶解性を示すことからRは炭素数が6~18の非置換のアルキル基であることが好ましい。
 式(II)の単位において、Rにおける、炭素数が6~18の非置換のアルキル基は、直鎖状または分岐状のアルキル基であり、例えば、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、3−エチルブチル基、4−エチルブチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、5−メチルペンチル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、5−メチルヘキシル基、6−メチルヘキシル基、3−エチルヘキシル基、4−エチルヘキシル基、5−エチルヘキシル基、6−エチルヘキシル基、4−プロピルヘキシル基、5−プロピルヘキシル基、6−プロピルヘキシル基、5−ブチルヘキシル基、6−ブチルヘキシル基、6−ペンチルヘキシル基、2−メチルヘプチル基、3−エチルヘプチル基、4−プロピルヘプチル基、5−ブチルヘプチル基、6−ペンチルヘプチル基、7−ヘキシルヘプチル基、2−メチルオクチル基、3−エチルオクチル基、4−プロピルオクチル基、5−ブチルオクチル基、6−ペンチルオクチル基、7−ヘキシルオクチル基、8−ヘプチルオクチル基、2−メチルノニル基、3−エチルノニル基、4−プロピルノニル基、5−ブチルノニル基、6−ペンチルノニル基、7−ヘキシルノニル基、8−ヘプチルノニル基、2−メチルデシル基、2−メチルウンデシル基、2−メチルドデシル基、2−メチルトリデシル基、2−メチルテトラデシル基、2−メチルペンタデシル基、3,3−ジエチルプロピル基、2,3−ジメチルブチル基、2,4−ジメチルブチル基、4,4−ジプロピルブチル基、2−メチル−3−エチルペンチル基、2,3,4−トリメチルペンチル基、および2−メチル−3−プロピルヘキシル基が挙げられ、なかでも、直鎖状アルキル基が好ましく、炭素数が6~16の直鎖状アルキル基がより好ましく、炭素数が6~12の直鎖状アルキル基(すなわち、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、またはn−ドデシル基)がより好ましく、n−ヘキシル基またはn−ドデシル基がさらに好ましい。
 また、Rにおける、水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子もしくは炭素数が3~12の脂環式炭化水素基で置換された炭素数が1~6のアルキル基における、「炭素数が1~6のアルキル基」は、直鎖状または分岐状のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソプロピル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、2−メチルブチル基、および3−エチルブチル基が挙げられる。なかでも、炭素数が1~3のメチル基、エチル基、n−プロピル基、またはイソプロピル基が好ましく、より好ましくは炭素数が1~2のメチル基、またはエチル基である。「炭素数が3~12の脂環式炭化水素基」は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよいが、好ましくは飽和炭化水素基であり、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロヘキシルシクロヘキシル基、デカヒドロナフチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、およびイソボルニル基が挙げられ、中でも、炭素数が6~8のシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、またはノルボルニル基が好ましく、より好ましくは、ノルボルニル基である。また、「ハロゲン原子」としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられ、なかでもフッ素原子が好ましい。
 Rの特に好ましい例としては、n−ヘキシル基、n−ドデシル基、n−ヘキサデシル基、2−ノルボニルメチル基、または2,2,2−トリフルオロエチル基が挙げられる。
 式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
 式中、Rはメチル基、ベンジル基または(CH−NHZ基(基中、Zはベンジルオキシカルボニル基を表す。以下同じ)を表す。Rがメチル基の場合、(B)の単位は、アラニン単位であり、Rがベンジル基の場合、(B)の単位は、フェニルアラニン単位であり、Rが(CH−NHZ基の場合、(B)の単位は、Nε−ベンジルオキシカルボニルリジンの単位である。これらの中でも、Nε−ベンジルオキシカルボニルリジンの単位(Rが(CH−NHZ基(基中、Zはベンジルオキシカルボニル基を表す。)の単位)が好ましい。
 式(IV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
 式中、Rは炭素数が1~12のアルコキシ基、水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数が1~12のアルキル基、または、アルキル基の炭素数が1~12のアルキルカルボニル基を表す。
 式(IV)中のRにおける炭素数が1~12のアルコキシ基は、直鎖状または分岐状のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、イソプロポキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、およびtert−オクチルオキシ基が挙げられる。なかでも、炭素数が1~6のアルコキシ基、すなわち、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、イソプロポキシ基、sec−ブトキシ基、またはtert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、n−ブトキシ基、またはn−ヘキシルオキシ基がより好ましい。
 また、Rにおける水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数が1~12のアルキル基は、直鎖状または分岐状のアルキル基であり、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子が挙げられる。かかるハロゲン置換アルキル基としては、例えば、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロジメチルエチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ペンタフルオロエチル基、トリフルオロブチル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、ノナフルオロブチル基、トリフルオロペンチル基、トリフルオロヘプチル基、トリフルオロオクチル基、トリフルオロノニル基、トリフルオロデシル基、トリフルオロウンデシル基、トリフルオロドデシル基、ペンタフルオロペンチル基、ヘプタフルオロペンチル基、オクタフルオロペンチル基、ノナフルオロペンチル基、ドデカフルオロヘキシル基、トリデカフルオロヘキシル基、ヘプタデカフルオロオクチル基、ヘンイコサフルオロウンデシル基、ヘプタデカフルオロウンデシル基、ヘンイコサフルオロデシル基、ヘンイコサフルオロドデシル基、トリクロロメチル基、トリクロロエチル基、トリブロモメチル基、トリブロモエチル基、トリヨードメチル基、およびトリヨードエチル基が挙げられ、中でも、トリフルオロメチル基、またはトリフルオロエチル基が好ましく、トリフルオロメチル基がより好ましい。
 また、Rにおける、アルキル基の炭素数が1~12のアルキルカルボニル基は、直鎖状または分岐状であり、例えば、メチルカルボニル、エチルカルボニル、n−プロピルカルボニル、イソプロピルカルボニル、n−ブチルカルボニル、イソブチルカルボニル、tert−ブチルカルボニル、sec−ブチルカルボニル、n−ペンチルカルボニル、イソペンチルカルボニル、ネオペンチルカルボニル、n−ヘキシルカルボニル、イソヘキシルカルボニル、3−メチルペンチルカルボニル、n−ヘプチルカルボニル、n−オクチルカルボニル、n−ノニルカルボニル、n−デシルカルボニル、n−ウンデシルカルボニル、およびn−ドデシルカルボニルを挙げることができる。なかでも、アルキル基の炭素数が3~9である、n−プロピルカルボニル、イソプロピルカルボニル、n−ブチルカルボニル、イソブチルカルボニル、tert−ブチルカルボニル、sec−ブチルカルボニル、n−ペンチルカルボニル、イソペンチルカルボニル、ネオペンチルカルボニル、n−ヘキシルカルボニル、イソヘキシルカルボニル、n−ヘプチルカルボニル、またはn−オクチルカルボニルが好ましく、n−ヘキシルカルボニルがより好ましい。
 Rの好ましい例としては、炭素数が1~6のアルコキシ基、水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子で置換された炭素数が1~12のアルキル基、または、アルキル基の炭素数が3~9のアルキルカルボニル基が挙げられる。Rの特に好ましい例としては、メトキシ基、n−ブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基、トリフルオロメチル基、またはn−ヘキシルカルボニル基が挙げられる。
 式(IV)中のlは6~12の整数、好ましくは6~10の整数を表す。また、mは1~3の整数、好ましくは1または2を表し、mが2または3の場合、2個または3個のRは同一でも、異なっていてもよいが、同一であるのが好ましい。
 本発明のポリα−アミノ酸としては、好ましくはγ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキサデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−2,2,2−トリフルオロエチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボルニルメチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボルニルメチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−メトキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ヘキシルカルボニルフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(10−(p−メトキシフェノキシ)−1−デシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ブトキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ヘキシルオキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/L−フェニルアラニン共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/L−フェニルアラニン共重合体、またはγ−ベンジル−L−グルタミン酸/L−アラニン共重合体である。
 より好ましくは、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキサデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボルニルメチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボルニルメチル−L−グルタミン酸共重合体、またはγ−メチル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体である。
 本発明のポリα−アミノ酸において、式(I)~式(IV)の単位を構成するα−アミノ酸はいずれもL体でも、D体でもよいが、安価であることから好ましくは、L体である。
 ポリマーの構造としては、(A)の単位は1種類であっても良く、複数種あっても良い。また、(B)の単位は1種類であっても良く、複数種あっても良い。さらに、(B)の単位となる式(I)~(IV)も1種類であっても良く、複数種あっても良い。N末端は(A)の単位であってもよく(B)の単位であっても良い。末端に開始剤が結合していても良く、していなくても良い。
 重合形態は、(A)の単位と、(B)の単位とが、ランダムに存在するランダム共重合体であっても、(A)の単位からなるブロックと、(B)の単位の単位からなるブロックとを含むブロック共重合体であってもよい。ポリα−アミノ酸が式(I)の単位と、式(II)および/もしくは(IV)の単位とからなる場合、ランダム共重合体が好ましい。ポリα−アミノ酸が式(I)の単位と式(III)の単位とからなる場合、ランダム共重合体およびブロック共重合体のいづれでも構わないが、ブロック共重合体であることが好ましい。ブロック共重合体としては、ジブロック型共重合体、トリブロック型共重合体が好ましい。
 ポリα−アミノ酸の全単位中における(A)の単位の含有量は、(B)の単位の種類によって異なるが、0.01モル%~90モル%が好ましい。上限値は、85モル%が好ましく、80モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましい。下限値は0.1モル%が好ましく、1モル%がより好ましく、5モル%がさらに好ましく、10モル%がさらにより好ましく、15モル%がさらに好ましく、20モル%がさらに好ましく、40モル%がさらに好ましい。
 ポリα−アミノ酸の全単位中における(B)の単位の含有量は、(B)の単位の種類によって異なるが、10モル%~99.99モル%が好ましい。上限値は、99.9モル%が好ましく、99モル%がより好ましく、95モル%がさらに好ましく、90モル%がさらに好ましく、85モル%がさらに好ましく、80モル%がさらに好ましく、60モル%がさらにより好ましい。下限値は、15モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましく、40モル%がさらにより好ましい。(B)の単位が式(IV)の単位である場合、下限値は、50モル%が好ましく、60モル%がより好ましく、80モル%がさらにより好ましい。
 式(I)の単位と式(II)の単位とからなるポリα−アミノ酸としては、例えば、γ−メチル−L−グルタミン酸(15~85モル%)/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸(15~85モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(40~60モル%)/γ−ドデシル−L−グルタミン酸(40~60モル%)共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸(40~60モル%)/γ−ドデシル−L−グルタミン酸(40~60モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(15~85モル%)/γ−ヘキサデシル−L−グルタミン酸(15~85モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(30~70モル%)/γ−2,2,2−トリフルオロエチル−L−グルタミン酸(30~70モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(40~60モル%)/γ−2−ノルボニルメチル−L−グルタミン酸(40~60モル%)共重合体、またはγ−ベンジル−L−グルタミン酸(40~60モル%)/γ−2−ノルボニルメチル−L−グルタミン酸(40~60モル%)共重合体が好ましい。
 式(I)の単位と式(III)の単位とからなるポリα−アミノ酸としては、例えば、γ−メチル−L−グルタミン酸(20~80モル%)/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(20~80モル%)共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸(40~60モル%)/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(40~60モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(40~60モル%)/L−フェニルアラニン(40~60モル%)共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸(40~60モル%)/L−フェニルアラニン(40~60モル%)共重合体、またはγ−ベンジル−L−グルタミン酸(40~60モル%)/L−アラニン(40~60モル%)共重合体が好ましい。
 式(I)の単位と式(II)と式(III)の単位とからなるポリα−アミノ酸としては、γ−メチル−L−グルタミン酸(20~30モル%)/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸(20~30モル%)/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(40~60モル%)共重合体が挙げられる。
 式(I)の単位と式(IV)の単位とからなるポリα−アミノ酸としては、例えば、γ−メチル−L−グルタミン酸(<1モル%)/γ−(6−(p−メトキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸(>99モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(<1モル%)/γ−(6−(p−ヘキシルカルボニルフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸(>99モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(<1モル~16モル%)/γ−(10−(p−メトキシフェノキシ)−1−デシル)−L−グルタミン酸(84~>99モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(<1モル~8モル%)/γ−(6−(p−ブトキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸(92~>99モル%)共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸(<1モル~14モル%)/γ−(6−(p−ヘキシルオキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸(86~>99モル%)共重合体、またはγ−メチル−L−グルタミン酸(<1モル~8モル%)/γ−(6−(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ)−1−ヘキシル−L−グルタミン酸(92~>99モル%)共重合体等が好ましい。
 ポリα−アミノ酸の分子量は特に限定されないが、分子間相互作用が適切に制御されて圧電性を発現し、製膜に適したものを得るためには、重量平均分子量(Mw)が1,000~5,000,000が好ましく、5,000~2,500,000がより好ましく、10,000~2,000,000がさらに好ましい。
 本発明のポリα−アミノ酸の調製方法は特に限定されない。例えば、(A)単位となるN−カルボキシ−α−グルタミン酸γ−メチルエステル無水物あるいはN−カルボキシ−α−グルタミン酸γ−ベンジルエステル無水物と、(B)単位となるN−カルボキシ−α−アミノ酸無水物またはN−カルボキシ−α−アミノ酸エステル誘導体無水物を適宜混合して有機溶剤または水に溶解または懸濁させ、必要に応じてこれに重合開始剤を加えて共重合する方法を挙げることができる。また、式(I)と式(II)および/もしくは(IV)の単位とからなるポリα−アミノ酸の場合、N−カルボキシ−α−グルタミン酸無水物またはN−カルボキシ−α−グルタミン酸γ−エステル無水物を有機溶媒または水に溶解または懸濁させ、必要に応じてこれに重合開始剤を加えて、重合させ、ポリα−グルタミン酸またはポリα−グルタミン酸γ−エステルを調製した後、原料となる特定のアルコール1種もしくは2種以上をポリα−グルタミン酸またはポリα−グルタミン酸γ−エステルのグルタミン酸単位に対して適量加え、必要に応じて触媒を加えて、γ位にエステルを導入し、またはγ位のエステルを変換することで調製する方法を挙げることができる。
 前記有機溶媒の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、石油エーテル、1,4−ジオキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トリフルオロ酢酸、酢酸、ギ酸、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、トリフルオロエタン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,2−トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロアセトン、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ピリジン、アセトニトリル、トリメチルアミン、トリエチルアミン、およびトリブチルアミンを挙げることができる。有機溶媒は1種以上を組み合わせて使用することができる。
 前記重合開始剤の例としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、トルエン−2,4−ジアミン、4,4’−ジフェニルメタンジアミン、イソホロンジアミン等の一級ジアミン;メチルアミン、エチルアミン、および1−プロピルアミン等の一級モノアミン;メタノールアミン、エタノールアミン、およびジエタノールアミン等のアルコールアミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、およびジプロピルアミン等の二級アミン;N,N−ジメチルエチレンジアミン、およびN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン等の一級三級ジアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、およびトリブチルアミン等の三級アミン;ポリエーテルジアミン、およびポリエステルジアミン等のアミノ基含有ポリマー;メタノール、およびエタノール等の一級アルコール;イソプロパノール等の二級アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、およびヘキサメチレングリコール等のグリコール類;ポリエーテルジオール、およびポリエステルジオール等の水酸基含有ポリマー;チオール類等を挙げることができる。重合開始剤は、1種以上を組み合わせて使用することができる。
 前記触媒の例としては、塩酸、硫酸、硝酸、p−トルエンスルホン酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムt−ブトキシド、カリウムメトキシド、カリウムt−ブトキシド、シアン化カリウム、二酸化炭素、チタン(IV)テトライソプロポキシド、1,3−置換型テトラアルキルジスタンノキサンスズ(IV)錯体、テトラシアノエチレン、4−ジメチルアミノピリジン、およびジフェニルアンモニウムトリフラート−トリメチルシリルクロリドを挙げることができる。触媒は1種以上を組み合わせて使用することができる。
 触媒量は、反応により適宜設定されるが一般には、適切な反応時間を実現し、反応後の触媒除去が困難とならない範囲で適宜選択することができ、例えば、使用するアミノ酸無水物のモル数に対して0.0001~1当量、好ましくは0.01~0.75当量、より好ましくは0.1~0.5当量とすることができる。
 原料となるアルコールの量は、反応により適宜設定されるが一般には、側鎖の変換が十分に行われ、未反応アルコールの除去が困難とならない範囲で適宜選択することができ、例えば、ポリα−アミノ酸のグルタミン酸単位に対して0.01~50当量、好ましくは0.1~25当量、より好ましくは0.15~20当量とすることができる。
[圧電素子]
 本発明は上記のポリα−アミノ酸を含む圧電素子を提供する。ポリα−アミノ酸を薄膜状にし、圧電体膜として使用することが好ましい。圧電素子は、基板上、好ましくはフレキシブル基板上に、ポリα−アミノ酸の圧電体膜、および電極を有する。
 特に好ましい一具体例の素子を図1に示す。フレキシブル基板上1上に、下部電極2、上記のポリα−アミノ酸の圧電体膜3および上部電極4が順次積層された形態の素子が挙げられる。
 ポリα−アミノ酸の圧電体膜の形成方法は、特に限定されず、いかなる方法を用いても良い。スピンコート法、ディップコート法、およびキャスト法が簡便には用いられることが多いが、パターン制御をするという観点からは、ポリα−アミノ酸を含有するインクを用いて、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、およびインクジェット印刷などの印刷技術を用いることもできる。また、マイクロコンタクトプリンティング、マイクロモルディングなどのソフトリソグラフィーと呼ばれる印刷法を適応することもできる。
 例えば、ポリα−アミノ酸を適当な有機溶媒に溶解させたポリマー溶液(ポリα−アミノ酸含有インク)をスピンコートまたはキャスト等によって薄膜にし、それを乾燥することによって形成することができる。乾燥方法は特に限定されず、放置処理による乾燥、送風乾燥機による乾燥等の種々のものを使用できる。スピンコートやキャストで使用する有機溶媒としては種々のものを使用でき、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどの含窒素極性溶媒、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホンなどのスルホキシド・スルホン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、トリエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、安息香酸メチル、安息香酸エーテル、安息香酸ブチルなどの安息香酸エステル系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、二塩化エチレン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒、パーフルオロ−tert−ブタノール、ヘキサフルオロ−2−メチルイソプロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノールなどのフッ素含有分岐アルコール系溶媒、ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒が挙げられる。有機溶媒は1種の溶媒を単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、クロロホルム、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール、塩化メチレン、ジクロロエタン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、安息香酸メチル、またはトルエンが好ましい。キャスト法によって膜を作製する場合、溶液(インク)の濃度は均一な製膜が達成できれば特に限定されないが、1~50%(w/w)が好ましく、5~25%(w/w)が好ましい。製膜温度は、特に限定されないが、10~150℃が好ましく、20~100℃がより好ましい。
 ポリα−アミノ酸を含む圧電体膜の厚さは、500nm~500μmが好ましく、1~100μmがより好ましく、10~80μmがさらに好ましい。
 本発明のポリα−アミノ酸と、圧電性を有するその他の材料、例えばセラミック圧電材料または有機圧電材料を用いて、複合圧電体膜を作製することができる。たとえば、セラミック圧電材料または有機圧電材料とブレンドして薄膜化する方法、あるいは、圧電体膜を積層する方法が挙げられる。
 セラミック圧電材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、天然もしくは人工の水晶、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、タンタル酸ニオブ酸カリウム[K(Ta,Nb)O]、チタン酸バリウム(BaTiO)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、およびチタン酸ストロンチウム(SrTiO)が挙げられる。有機圧電材料としては、酢酸セルロース、シアノエチルセルロースポリプロピレンオキシド、ポリ(β−ヒドロキシ酪酸)、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、シアン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、およびナイロン11が挙げられる。各種セラミック材料および有機材料はその使用性能において組成を適宜選択することができる。
 なお、本発明のポリα−アミノ酸には、圧電体膜としての効果が発揮される範囲で、上述した以外の他の各種樹脂や添加剤を任意で含有させることができる。樹脂添加剤としては、例えばシリカ、タルク、硫酸バリウムなどの無機充填剤、顔料や染料などの着色剤、カーボンブラック、シリコンパウダー、ナイロンパウダー、フッ素パウダー等の有機充填剤、オルベン、ベントン等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系の消泡剤又はレベリング剤、シランカップリング剤、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート樹脂、シアネートエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、トリアゾール化合物、チアゾール化合物、トリアジン化合物、ポルフィリン化合物等の密着性付与剤、ゴム粒子、マレイミド化合物、ビスアリルナジイミド化合物、ビニルベンジル樹脂、ビニルベンジルエーテル樹脂等を挙げることができる。
 基板は特に限定されず、石英などのガラス基板、シリコンウェハーなどの半導体基板、紙エポキシ、ガラスエポキシなどの硬質プラスチック基板、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの柔軟性のあるプラスチック基板、および紙が挙げられる。
 電極の材料は金や銀や銅、酸化インジウムスズ(ITO)などの金属が用いられることが多いが、これに限定されるものではない。その作製法は特に限定されず、いかなる方法を用いても良い。一般に用いられる方法は、銅箔からのフォトリソグラフィーやメッキ配線などであるが、活版印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷などの溶液から塗布されるあるいは付着される湿式製造プロセスなども適応される。この場合には、銀ペーストの他、チオフェン系導電性ポリマー(PEDOT)やポリアニリンおよびそれらの誘導体などの有機材料による電極を用いることができる。また、真空蒸着法やスパッタリング法など、上記とは異なる乾式製造プロセスを適応することも可能である。また、素子の安定化、長寿命化、高電荷注入効率化などを図るため、電極を複数の物質の混合物にて形成したり、数種の物質の層状構造にしたり、表面処理を施しておくことも可能である。
 本発明により印刷法を用いて圧電素子を作成することが可能となった。本発明の圧電素子はこれにより従来にはなかった安価でフレキシブルな圧電素子となるため圧力センサや歪みセンサ、位置センサ、スピーカー、マイク、計測機器、圧電振動子、アクチュエータなどの分野に有用である。
 例えば、ベッド、マット、イス(ソファー、車イス、乗り物(自動車、鉄道車両、航空機など)の座席部をも含む)などの荷重を受ける部分の表層に沿って配置すれば、体圧の測定が可能となり褥瘡の防止などが可能となる。また、圧力センサーの数字を解析することで脈拍や呼吸などをセンシングすることが可能となり体調等をデータ化することが可能となる。また、足圧測定シート(足の裏のどの領域部分がどれほどの荷重を地面に伝えているかを測定するシート)、歯の噛み合わせ測定器(上下の歯の間に挟んで噛むことによって、どの歯がどれほどの圧縮荷重を対象物に作用させているかを測定するシート)など、シート状の圧力測定器を構成することが可能になる。
 以下、実施例と比較例を示して本発明をより詳しく説明するが、本発明は以下に記載の実施例によって限定されるものではない。
[ポリα−アミノ酸の合成]
合成例1:γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸共重合体の合成
(ステップ1)ポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸の合成
 1,2−ジクロロエタン410ml(関東化学社製)にN−カルボキシ−γ−メチル−L−グルタミン酸無水物(54.92g、293.45mmol)を入れた後、0℃まで冷却し、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(366μl、2.93mmol、関東化学社製)を加え、25℃で1日間攪拌を行い、ポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸を得た。下記の方法(測定法1)で重量平均分子量Mwを測定した。重量平均分子量Mwは1.9×10であった。
(ステップ2)ポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸の側鎖置換反応(エステル交換反応)
 上記で調製したポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸9.3gを1,2−ジクロロエタン45mlに溶解させ、1−ヘキサノール(16ml、130.00mmol、東京化成工業社製)ならびにp−トルエンスルホン酸1水和物(1.24g、6.50mmol、東京化成工業社製)を加え、80℃で1日間攪拌してエステル交換反応を行い、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸共重合体を得た。得られた共重合体について、下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)でエステル交換反応後の重合体の組成を測定した。
合成例2~3、5~7、9~14:各種ポリα−アミノ酸の合成
 合成例1と同様の方法により、ポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸を得た後、1,2−ジクロロエタンに溶解させ、表1(導入アルコールの欄)に示すアルコールをポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸のグルタミン酸単位に対して適量加え、触媒量のp−トルエンスルホン酸1水和物を加え、1~5日間攪拌を行う手順により、各種ポリα−アミノ酸(共重合体)を得た。得られた共重合体について、下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)でエステル交換反応後の重合体の組成を測定した。
合成例4:γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体の合成
 (ステップ1)ポリ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸の合成
 1,2−ジクロロエタン265ml(関東化学社製)にN−カルボキシ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸無水物(44.2g、167.98mmol)と開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(208.2μl、1.68mmol)を加え、25℃で3日間攪拌を行い、ポリ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸を得た。下記の方法(測定法1)で重量平均分子量Mwを測定した。重量均分子量Mwは2.2×10であった。
 (ステップ2)ポリ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸の側鎖置換反応(エステル交換反応)
 上記で調製したポリ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸(10g、45.6mmol)を1,2−ジクロロエタン170mlに溶解させ、1−ドデカノール(10.2ml、45.6mmol、東京化成工業社製)ならびにp−トルエンスルホン酸1水和物(2.6g、13.68mmol)を加え、65℃で1日間攪拌を行い、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体を得た。得られた共重合体について、下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)でエステル交換反応後の重合体の組成を測定した。
合成例8:γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボニルメチル−L−グルタミン酸共重合体の合成
 合成例4と同様の方法によりポリ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸を得た後、1,2−ジクロロエタンに溶解させ、ポリ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸のグルタミン酸単位に対して、当量のノルボルナン−2−メタノール(東京化成工業社製)と触媒量のp−トルエンスルホン酸1水和物を加え、65℃で4日間攪拌を行い、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボニルメチル−L−グルタミン酸共重合体を得た。得られた共重合体について、下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)でエステル交換反後の重合体の組成を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
合成例15:γ−メチル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体の合成
 1,2−ジクロロエタン130mlにNα−カルボキシ−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン無水物(4.02g、13.12mmol)ならびにN−カルボキシ−γ−メチル−L−グルタミン酸無水物(2.46g、13.12mmol)を入れ、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(32.78μl、0.262mmol)を加え、25℃で1日間攪拌を行い、γ−メチル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体を得た。下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)で共重合体の組成を測定した。
合成例16~19:各種コポリマーの合成
 合成例14と同様にして、1,2−ジクロロエタンに表2に示す2種のN−カルボキシ−L−アミノ酸無水物(成分A、成分B)を等モルずつ入れ、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミンをアミノ酸無水物に対して1/100当量分加え、2~3日間攪拌を行い、各種ポリアミノ酸共重合体を得た。下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)で共重合体の組成を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
合成例20:γ−メチル−L−グルタミン酸(68%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンブロック(32%)共重合体合成
 1,2−ジクロロエタン20mlにN−カルボキシ−γ−メチル−L−グルタミン酸無水物(5.00g、26.72mmol)を入れた後、0℃まで冷却し、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(66.80μl、0.534mmol)を加え、25℃で1日間攪拌を行った後、再び0℃まで冷却し、1,2−ジクロロエタン20mlを加えた後、Nα−カルボキシ−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン無水物(4.09g、13.36mmol)を添加して、25℃で1日間攪拌を行い、γ−メチル−L−グルタミン酸−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンブロック共重合体を得た。下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)で共重合体の組成を測定した。
合成例21:γ−メチル−L−グルタミン酸(41%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(18%)−γ−メチル−L−グルタミン酸(41%)ブロック共重合体の合成
 合成例20と同様にして、γ−メチル−L−グルタミン酸−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンブロック共重合体を得た後、再び0℃まで冷却し、1,2−ジクロロエタン10mlを加えた後、N−カルボキシ−γ−メチル−L−グルタミン酸無水物(5.00g、26.72mmol)を添加して、25℃で2日間攪拌を行い、γ−メチル−L−グルタミン酸−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン−γ−メチル−L−グルタミン酸ブロック共重合体を得た。下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)で共重合体の組成を測定した。
合成例22:γ−ベンジル−L−グルタミン酸(50%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(50%)ブロック共重合体(低分子量体)の合成
 1,2−ジクロロエタン10mlにN−カルボキシ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸無水物(1.00g、3.80mmol)を入れた後、0℃まで冷却し、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(9.56μl、0.076mmol)を加え、25℃で1日間攪拌を行った後、再び0℃まで冷却し、Nα−カルボキシ−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン無水物(1.16g、3.80mmol)を添加して、25℃で1日間攪拌を行い、γ−ベンジル−L−グルタミン酸−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンブロック共重合体(低分子量体)を得た。下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)で共重合体の組成を測定した。
合成例23:Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(50%)−γ−ベンジル−L−グルタミン酸(50%)ブロック共重合体(低分子量体)の合成
 1,2−ジクロロエタン10mlにNα−カルボキシ−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン無水物(1.16g、3.80mmol)を入れた後、0℃まで冷却し、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(9.56μl、0.076mmol)を加え、25℃で1日間攪拌を行った後、再び0℃まで冷却し、N−カルボキシ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸無水物(1.00g、3.80mmol)を添加して、25℃で1日間攪拌を行い、γ−ベンジル−L−グルタミン酸−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンブロック共重合体(低分子量体)を得た。下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)で共重合体の組成を測定した。
合成例24~25:各種ポリα−アミノ酸の合成
 合成例22と同様の方法により、N−カルボキシ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸無水物とNα−カルボキシ−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン無水物を適量加えて、各種ポリα−アミノ酸ブロック共重合体(低分子量体)を得た。
合成例26:γ−ベンジル−L−グルタミン酸(53%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(47%)ブロック共重合体(高分子量体)の合成
 1,2−ジクロロエタン10mlにN−カルボキシ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸無水物(1.00g、3.80mmol)を入れた後、0℃まで冷却し、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(0.48μl、3.8μmol)を加え、25℃で1日間攪拌を行った後、再び0℃まで冷却し、Nα−カルボキシ−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン無水物(1.16g、3.80mmol)を添加して、25℃で3日間攪拌を行い、γ−ベンジル−L−グルタミン酸−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンブロック共重合体(高分子量体)を得た。下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)で共重合体の組成を測定した。
合成例27:γ−メチル−L−グルタミン酸(25%)/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸(25%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(50%)ブロック共重合体
(ステップ1)ポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸(50%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(50%)ブロック共重合体の合成
 合成例20と同様の方法にてポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸(50%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(50%)ブロック共重合体を合成した。得られたブロック共重合体は下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)で共重合体の組成を測定した。
(ステップ2)ポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸(50%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(50%)ブロック共重合体中のポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸の側鎖置換反応(エステル交換反応)
 上記で調製したポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸(50%)−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(50%)ブロック共重合体5.47gを1,2−ジクロロエタン25mlに溶解させ、1−ヘキサノール(0.96ml、19.50mmol、東京化成工業社製)ならびにp−トルエンスルホン酸1水和物(0.075g、0.39mmol、東京化成工業社製)を加え、80℃で1日間攪拌してエステル交換反応を行い、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸共重合体を得た。得られた共重合体について、下記の方法(測定法1)で共重合体の重量平均分子量Mwを測定した。また、下記の方法(測定法2)でエステル交換反応後の重合体の組成を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
比較合成例1:ポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸の合成
1,2−ジクロロエタン10.7mlにN−カルボキシ−γ−メチル−L−グルタミン酸無水物(1.42g、7.60mmol)を入れた後、0℃まで冷却し、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(0.96μl、7.6μmol)を加え、25℃で1日間攪拌を行った。
比較合成例2:ポリ−γ−ベンジル−L−グルタミン酸の合成
1,2−ジクロロエタン11.1mlにN−カルボキシ−γ−メチル−L−グルタミン酸無水物(2.00g、7.60mmol)を入れた後、0℃まで冷却し、開始剤としてN,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン(0.96μl、7.6μmol)を加え、25℃で1日間攪拌を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
[素子の作製]
 合成例1、3、4、6、7、16、20、21、22、26のポリα−アミノ酸を使用し、以下の素子作製法に基づいて図1に示す素子を作製した。なお、ポリα−アミノ酸の薄膜(圧電体膜)の形成はキャスト法で行った。
(素子作製法)
 電極2としてITO(酸化インジウムスズ)電極を蒸着したポリエチレンテレフタレート(PET)基板1(厚み:125±5μm)をメタノールで洗浄した。洗浄した基板(縦:18mm、横:12mm)上に、圧電体膜3として、ポリα—アミノ酸溶液からキャスト法でポリマー薄膜を作製した。この薄膜を、ITO電極を蒸着したPET基板4で挟み込むことで素子を作製した。
 表5は、圧電体膜の形成に用いた合成例1、3、4、6、7、16、20、21、22、26のポリα−アミノ酸溶液の溶媒と溶液濃度、および、製膜後の膜厚を示したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
[測定・評価]
測定法1:重量平均分子量の測定方法
 重量平均分子量Mwはゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した。具体的には、分析カラム装置(昭和電工社製、Shodex K−802ならびにK−806M)をGPC用分析装置(日立社製、LaChrom Elite)に取り付け、別途調製した測定溶液を10~80μl注入し、溶離液流速:1ml/分、カラム保持温度:40℃、溶媒:クロロホルムの条件にて測定を行った。測定溶液は、ポリアミノ酸濃度が0.25~3.0%(w/v)となるようにクロロホルムに溶解させた後、フィルター濾過を行うことで調製した。得られたピークの保持時間と別途測定した較正用ポリスチレン(昭和電工社製、Shodex STANDARD SM−105)のピークの保持時間を比較することで、重量平均分子量Mwを算出した。
測定法2:エステル交換反応後の共重合体の組成測定方法
 サンプル十数mgを重クロロホルムもしくは重トリフルオロ酢酸に溶解した後、H核磁気共鳴スペクトル(HNMR、BRUKER社、400MHz)を分析し、エステル交換前後もしくは共重合時のアミノ酸のα位のプロトンのピーク面積を比較することで、組成を算出した。測定例を以下に示す。
γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸共重合体の組成測定
 合成した共重合体10mgを重トリフルオロ酢酸に溶解し、HNMRを測定したところ、3.8ppm付近にγ−メチル−L−グルタミン酸のメチル基由来ピークが、また4.7ppm付近にγ−メチル−L−グルタミン酸およびγ−ヘキシル−L−グルタミン酸のα位のプロトンに由来するピークが検出された。3.8ppm付近のピーク面積をA、4.7ppm付近のピーク面積をBとするとA/B=1.17であった。ポリ−γ−メチル−L−グルタミン酸の場合は、A/B=3.00であることから、減少分だけヘキシル基に置換していると考えられる。従って、ヘキシル基の含有率は、1.83/3.00=0.61から61%となる。故に共重合体の組成は、γ−メチル−L−グルタミン酸(39%)/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸(61%)となる。
γ−ベンジル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体の組成測定
 合成した共重合体10mgを重トリフルオロ酢酸に溶解し、HNMRを測定したところ、5.1ppm付近にNε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンのベンジル基およびγ−ベンジル−L−グルタミン酸のベンジル基由来ピークが、また4.7ppm付近にγ−ベンジル−L−グルタミン酸、4.4ppm付近にNε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンのα位のプロトンに由来するピークが検出された。5.1ppm、4.7ppm、4.4ppm付近のピーク面積をそれぞれA、B、CとするとA/B=4.00、A/C=4.00、B/C=1.00であった。B、Cはともにプロトン1個分の面積を表しているので、共重合体の組成はγ−ベンジル−L−グルタミン酸(50%)/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン(50%)となる。
 上記2例に示したとおり、γ−メチル−L−グルタミン酸を含む場合は、メチル基とα位のピーク面積、γ−ベンジル−L−グルタミン酸を含む場合は、ベンジル基とα位のピーク面積を比較することでエステル交換反応後の共重合体の組成を算出することができる。
測定法3:圧電定数d33の評価方法
 合成した各種ポリアミノ酸溶液を銅箔(JX 日鉱日石金属株式会社製 JTC 35μm)に塗布した後室温にて12時間以上放置し、乾燥させた。これを1cm角に裁断、d33メーター(株式会社日本フェロテクノロジー製 NPT22001T)を用いて圧電定数d33の値を測定した。この時、上部接触電極5φ、荷重150gにて測定を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
評価法1:圧電素子の評価
 作製した素子に負荷(約6kg)をかけた際に発現する起電力を、KEITHLEY社製のソースメータを用いて室温(20℃)で測定し、膜厚から電界の大きさを求めることで圧電素子を評価した。評価基準は以下の通りである。
◎:電界が0.50V/μm以上
○:電界が0.30V/μm以上、0.50V/μm未満
△:電界が0.25V/μm以上、0.30V/μm未満
×:電界が0.25V/μm未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 本発明の特定のポリα−アミノ酸は、膜厚の均一性の高い薄膜を形成できるものであることがわかった。特許文献1または2に記載された比較例1または2のポリα−アミノ酸の薄膜を使用した場合、圧電性が不十分であったが、本発明の特定のポリα−アミノ酸の薄膜を使用した圧電素子においては、十分な圧電性が示された。特に、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボニルメチル−L−グルタミン酸(実施例4)共重合体とγ−ベンジル−L−グルタミン酸−Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジンブロック共重合体(高分子量体)(実施例10)は、好ましい結果であった。
評価法2:溶媒に対する溶解度の評価
 各種溶媒80重量部に、合成した化合物20重量部を加え溶液となった場合に20w%となる比率で混合し、室温で攪拌し、溶解性を評価した。
評価基準は以下の通りである。
○:完全に溶解
△:一部可溶
×:不溶
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
 なお実験に使用した溶媒は以下の通りである。
ジクロロメタン:純正化学社製、特級
シクロヘキサノン:東京化成工業社製
N,N−ジメチルアセトアミド:関東化学社製、鹿特級
安息香酸メチル:関東化学社製、鹿特級
トルエン:純正化学社製、特級
トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル):ナカライテスク社製
 本発明により、印刷可能な圧電体を提供することができ、フレキシブルな圧電素子を提供することができる。
1  フレキシブル基板
2  下部電極
3  圧電体膜(ポリα−アミノ酸)
4  上部電極
5  フレキシブル基板
6  ソースメータ
7  圧力印加機械

Claims (15)

  1.  (A)式(I)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位:
    式(I):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    (式中、Rはメチル基またはベンジル基を表す。)と、
     (B)式(II)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位、式(III)で表されるアラニン単位、フェニルアラニン単位およびNε−ベンジルオキシカルボニルリジン単位、ならびに式(IV)で表されるグルタミン酸γ−エステル単位から選択される1種以上の単位:
    式(II):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
    (式中、Rは炭素数が6~18の非置換のアルキル基、または、水素原子の一部もしくは全部が、ハロゲン原子もしくは炭素数が3~12の脂環式炭化水素基で置換された炭素数が1~6の置換アルキル基を表す。)
    式(III):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
    (式中、Rはメチル基、ベンジル基または(CH−NHZ基(基中、Zはベンジルオキシカルボニル基を表す。)を表す。)
    式(IV):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
    (式中、Rは炭素数が1~12のアルコキシ基、水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数が1~12のアルキル基、または、アルキル基の炭素数が1~12のアルキルカルボニル基を表し、m個のRは同一でも異なってもよい。lは6~12の整数、mは1~3の整数を表す。)
    を含有するポリα−アミノ酸を含む圧電素子。
  2.  Rが炭素数6~18の非置換のアルキル基、または、水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子もしくはノルボルニル基で置換された炭素数が1~6の置換アルキル基である請求項1記載の圧電素子。
  3.  Rがn−ヘキシル基、n−ドデシル基、n−ヘキサデシル基、2−ノルボニルメチル基または2,2,2−トリフルオロエチル基である請求項1または2に記載の圧電素子。
  4.  Rが(CH−NHZ基(基中、Zはベンジルオキシカルボニル基を表す)である請求項1から3のいずれか一項に記載の圧電素子。
  5.  Rが炭素数が1~6のアルコキシ基、水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子で置換された炭素数が1~12のアルキル基、または、アルキル基の炭素数が3~9のアルキルカルボニル基である請求項1から4のいずれか一項に記載の圧電素子。
  6.  Rがメトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、トリフルオロメチル基、またはn−ヘキシルカルボニル基である請求項1から5のいずれか一項に記載の圧電素子。
  7.  ポリアミノ酸が、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−ドデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−ヘキサデシル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−2,2,2−トリフルオロエチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボルニルメチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/γ−2−ノルボルニルメチル−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−メトキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ヘキシルカルボニルフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(10−(p−メトキシフェノキシ)−1−デシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ブトキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(p−ヘキシルオキシフェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/γ−(6−(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ)−1−ヘキシル)−L−グルタミン酸共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/Nε−ベンジルオキシカルボニル−L−リジン共重合体、γ−メチル−L−グルタミン酸/L−フェニルアラニン共重合体、γ−ベンジル−L−グルタミン酸/L−フェニルアラニン共重合体、およびγ−ベンジル−L−グルタミン酸/L−アラニン共重合体から選択される1種以上である請求項1記載の圧電素子。
  8.  ポリα−アミノ酸がランダム共重合体である請求項1から7のいずれか一項に記載の圧電素子。
  9.  ポリα−アミノ酸がブロック共重合体である請求項1から7のいずれか一項に記載の圧電素子。
  10.  ポリα−アミノ酸の重量平均分子量(Mw)が1,000~5,000,000であることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の圧電素子。
  11.  フレキシブル基板、電極、およびポリα−アミノ酸を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の圧電素子。
  12.  ポリα−アミノ酸が薄膜状であることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の圧電素子。
  13.  ポリα−アミノ酸の薄膜が500nm~500μmの薄膜状であることを特徴とする請求項12記載の圧電素子。
  14.  フレキシブル基板上に、下部電極、ポリα−アミノ酸、上部電極を積層させることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の圧電素子を製造する方法。
  15.  請求項1から13のいずれか一項に記載の圧電素子を製造するための、ポリアミノ酸含有インク。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2709147A4 (en) * 2011-05-12 2015-03-25 Ajinomoto Kk POLY-ALPHA AMINO ACID AND FERROELECTRIC MEMORY ELEMENT THEREWITH
US10190854B2 (en) * 2015-06-22 2019-01-29 Smart Target Systems Llc Shooting target system
CN109416288B (zh) * 2016-04-22 2022-11-11 株式会社村田制作所 监测系统
US20220231218A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Wafer-Scale Piezoelectric Bio-Organic Thin Films
KR102595641B1 (ko) * 2021-08-09 2023-10-30 전북대학교산학협력단 압전 소자의 프린팅용 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 압전 소자용 프린터

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63128317A (ja) * 1986-11-19 1988-05-31 Rikagaku Kenkyusho コレステリツク液晶性ポリマ−の選択反射波長可変方法
JPH03156430A (ja) * 1989-11-14 1991-07-04 Rikagaku Kenkyusho 非線形光学材料
JPH04102827A (ja) * 1990-08-22 1992-04-03 Nippon Oil Co Ltd ポリペプチドの配向方法
JPH0824625A (ja) * 1994-07-19 1996-01-30 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd ポリグルタミン酸γ−エステル含有マイクロカプセル及びその固定化方法
JPH11217432A (ja) 1998-02-04 1999-08-10 Nippon Mitsubishi Oil Corp 強誘電性液晶ポリマーおよびその用途
JP2005217111A (ja) 2004-01-29 2005-08-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd 高分子圧電体及びそれを製造する装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006062207A1 (ja) * 2004-12-10 2008-06-12 三井化学株式会社 アミノ酸重合体組成物およびその用途
EP2709147A4 (en) * 2011-05-12 2015-03-25 Ajinomoto Kk POLY-ALPHA AMINO ACID AND FERROELECTRIC MEMORY ELEMENT THEREWITH

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63128317A (ja) * 1986-11-19 1988-05-31 Rikagaku Kenkyusho コレステリツク液晶性ポリマ−の選択反射波長可変方法
JPH03156430A (ja) * 1989-11-14 1991-07-04 Rikagaku Kenkyusho 非線形光学材料
JPH04102827A (ja) * 1990-08-22 1992-04-03 Nippon Oil Co Ltd ポリペプチドの配向方法
JPH0824625A (ja) * 1994-07-19 1996-01-30 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd ポリグルタミン酸γ−エステル含有マイクロカプセル及びその固定化方法
JPH11217432A (ja) 1998-02-04 1999-08-10 Nippon Mitsubishi Oil Corp 強誘電性液晶ポリマーおよびその用途
JP2005217111A (ja) 2004-01-29 2005-08-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd 高分子圧電体及びそれを製造する装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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