压电体膜、压电体膜的制造方法以及压电体器件技术

本发明专利技术提供一种能抑制压电常数d31的降低的压电体膜、压电体膜的制造方法以及压电体器件。一种压电体膜，其包含氟树脂作为压电材料，所述氟树脂包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元，所述压电体膜的压电常数d31为20pC/N以上，并且，通过TMA测定求出的收缩开始的外推起始温度为90℃以上且115℃以下。在将压电体膜在100℃下加热24小时的前后测定出的压电常数d31之差相对于加热24小时前的压电常数d31为20％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电体膜、压电体膜的制造方法以及压电体器件
本专利技术涉及一种压电体膜、压电体膜的制造方法以及具备压电体膜的压电体器件，所述压电体膜具备氟树脂作为压电材料，所述氟树脂包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元。
技术介绍
具备聚偏氟乙烯作为压电材料的压电体膜被用于振动传感器、接触传感器、超声波传感器、加速度传感器等各种传感器、激振用致动器、减振用致动器等各种致动器(actuator)等许多用途。就专利文献1而言，在制造聚偏氟乙烯膜时，同时进行向MD(MachineDirection：纵向)方向的聚偏氟乙烯片材的单轴拉伸处理和聚偏氟乙烯片材的极化处理。通过向MD方向的拉伸而制造出的压电体膜在具有高压电常数d31的方面优异。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-171935号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题再者，通过拉伸而制造出的压电体膜通常作为卷绕成卷筒状的制品被暂时保管，之后，在用于传感器、致动器的加工时，从卷筒状的制品中被拉出。在传感器、致动器等的加工时，在实施蒸镀处理、层压处理等伴有加热的处理的加工工序中，压电体膜在高温下被加热。其结果是，导致了在高温下被加热后的压电体膜的压电常数d31降低这样的新问题。并且，在具备这样的压电常数d31降低的压电膜的压电体器件中，会产生不良情况。本专利技术的目的在于，提供一种能抑制压电常数d31的降低的压电体膜、压电体膜的制造方法以及压电体器件。技术方案用于解决上述问题的压电体膜是包含氟树脂作为压电材料的压电体膜，所述氟树脂包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元，所述压电体膜的压电常数d31为20pC/N以上，并且，通过TMA测定求出的收缩开始的外推起始温度为90℃以上且135℃以下。用于解决上述问题的压电体膜的制造方法包括：膜形成工序，对由包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元的氟树脂形成的片材进行拉伸处理和极化处理，由此，形成具有压电性的结晶性高分子膜(以下，也简称为“结晶性高分子膜”)；松弛工序，将所述结晶性高分子膜在90℃以上且115℃以下的第一温度下加热5秒以上且130秒以下，由此，对所述结晶性高分子膜进行热固定和残余应变的松弛；以及二次加热工序，将所述松弛工序后的所述结晶性高分子膜在所述第一温度以上且140℃以下进一步再加热来制造压电体膜。用于解决上述问题的压电体膜的制造方法是由结晶性高分子片材制造压电体膜的方法，所述制造方法包括：膜形成工序，对由包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元的氟树脂形成的片材进行拉伸处理和极化处理，由此，形成具有压电性的结晶性高分子膜；以及松弛工序，将所述结晶性高分子膜在高于115℃且150℃以下的温度下加热10秒以上且140秒以下，由此，对所述结晶性高分子膜进行热固定和残余应变的松弛。根据上述压电体膜和上述压电体膜的制造方法，即使在压电体膜的加工时进行压电体膜的加热，也能抑制由加工引起的压电常数d31的降低。在上述压电体膜中，可以是，在试验处理的前后测定出的压电常数d31之差相对于所述试验处理前的压电常数d31为20％以下。所述试验处理是将所述压电体膜在100℃下加热24小时的处理。根据该压电体膜，压电常数d31的衰减率被确保为20％以下，因此，与通过压电常数d31和外推起始温度来确定压电体膜的构成相比，也能更可靠地抑制由加工引起的压电常数d31的降低。在上述压电体膜中，可以是，所述氟树脂为偏氟乙烯的均聚物。根据该压电体膜，与氟树脂为偏氟乙烯的共聚物的构成相比，也容易使压电体膜的压电常数d31提高。在上述压电体膜的制造方法中，可以是，在所述二次加热工序中，将所述结晶性高分子膜在所述第一温度下加热。根据该压电体膜的制造方法，也能谋求松弛工序中所使用的加热的设备与二次加热工序中所使用的加热的设备的共用化。用于解决上述问题的压电体器件具备上述压电体膜。有益效果根据本专利技术的压电体膜、压电体膜的制造方法以及压电体器件，能抑制压电常数d31的降低。附图说明图1是表示各实施例和比较例中的外推起始温度与压电常数d31的关系的图表。具体实施方式以下，参照图1对压电体膜、压电体膜的制造方法以及压电体器件的一个实施方式进行说明。需要说明的是，压电体膜例如作为制品被卷绕成卷筒状来输送。具备压电体膜的压电体器件使用从压电体膜的制品中拉出的压电体膜来制造。[压电体膜]压电体膜包含氟树脂作为压电材料，所述氟树脂包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元。氟树脂是包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元的树脂(以下，也称为“聚偏氟乙烯树脂”)。在本说明书等中，“包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元”是指，在将构成树脂的所有重复单元设为100摩尔％时，包含50摩尔％以上的源自偏氟乙烯的重复单元。聚偏氟乙烯树脂优选为均聚物，但也可以为共聚物。在此的共聚物优选为偏氟乙烯与选自由1-氯-1-氟-乙烯、1-氯-2-氟-乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、四氟丙烯、六氟丙烯以及氟乙烯构成的组中的至少一种单体的共聚物。需要说明的是，聚偏氟乙烯树脂的比浓对数粘度优选为1.0dl/g以上。树脂的比浓对数粘度是具有0.4g/dl的浓度的二甲基甲酰胺溶液的30℃下的测定值。就具有1.0dl/g以上的比浓对数粘度的聚偏氟乙烯树脂而言，会抑制通过颈缩拉伸而作用于片材的剪切力使片材断裂。具有1.1dl/g以上且2.0dl/g以下的比浓对数粘度的聚偏氟乙烯树脂在颈缩拉伸中能得到高强度和良好的拉伸性。颈缩拉伸是指在拉伸处理时片材的行进方向上的一点，在片材的厚度和宽度上产生变细部(颈缩部)的形态的拉伸。在压电体膜中，还可以含有氟树脂以外的树脂或添加剂等成分。作为氟树脂以外的树脂，例如可列举出甲基丙烯酸树脂、纤维素衍生物树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂。此外，作为添加物，例如可列举出金属氧化物粒子、偶联剂、表面活性剂。金属氧化物粒子例如为氧化铝粒子、氧化镁粒子、氧化锆粒子、氧化钇粒子。偶联剂具有使分散于氟树脂的金属氧化物粒子与压电材料的结合程度提高的功能，例如为有机钛化合物、有机硅烷化合物、有机锆化合物、有机铝化合物。表面活性剂具有使分散于氟树脂的金属氧化物粒子与压电材料的亲和性提高的功能，例如为非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂。压电体膜满足下述[条件1][条件2]。[条件1]压电常数d31为20pC/N以上。[条件2]收缩开始的外推起始温度为90℃以上且135℃以下。需要说明的是，收缩开始的外推起始温度通过使用压电体膜的TMA(ThermomechanicalAnalyzer：热机械分析仪)测定来求出。外推起始温度(Extrapolatedonsettemperature)是依据JISK0129的温度。外推起始温度是在加热测定中将低温侧的基线向高温侧延长而得的直线与对峰的低温侧的曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电体膜，是包含氟树脂作为压电材料的压电体膜，所述氟树脂包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元，/n所述压电体膜的压电常数d31为20pC/N以上，/n并且，通过TMA测定求出的收缩开始的外推起始温度为90℃以上且135℃以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180305 JP 2018-0385321.一种压电体膜，是包含氟树脂作为压电材料的压电体膜，所述氟树脂包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元，
所述压电体膜的压电常数d31为20pC/N以上，
并且，通过TMA测定求出的收缩开始的外推起始温度为90℃以上且135℃以下。


2.根据权利要求1所述的压电体膜，其中，
在试验处理的前后测定出的压电常数d31之差相对于所述试验处理前的压电常数d31为20％以下，所述试验处理是将所述压电体膜在100℃下加热24小时的处理。


3.根据权利要求1或2所述的压电体膜，其中，
所述氟树脂为偏氟乙烯的均聚物。


4.一种压电体膜的制造方法，其包括：
膜形成工序，对由包含源自偏氟乙烯的重复单元作为主要的构成单元的氟树脂形成的片材进行拉伸处理和极化处理，由此，形成具有压电性的结晶性高分子膜；
松弛工序，将所述结晶性高分...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤祐辅，寺岛久明，佐藤信文，菅野和幸，会田恵子，
申请(专利权)人：株式会社吴羽，
类型：发明
国别省市：日本;JP