高分子压电材料注塑成型体、压电元件、高分子压电材料注塑成型体的制造装置及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及高分子压电材料注塑成型体、压电元件、高分子压电材料注塑成型体的制造装置及制造方法，提供表现出在围绕b轴旋转的方向上具有应力施加方向的压电现象，容易应用于实用的器件等的高分子压电材料注塑成型体及压电元件，以及能够制造所述高分子压电材料注塑成型体的高分子压电材料注塑成型体的制造装置及制造方法。一种高分子压电材料注塑成型体，其特征在于，具有压电性，包含螺旋手性高分子结晶，该螺旋手性高分子结晶由高分子链构成，具有以a轴、b轴以及c轴为结晶轴的单位晶格，且结晶轴的长度为b轴<a轴<c轴，所述c轴与所述高分子链的长链方向平行，所述螺旋手性高分子结晶是所述b轴单轴取向的结晶。分子结晶是所述b轴单轴取向的结晶。分子结晶是所述b轴单轴取向的结晶。

【技术实现步骤摘要】
高分子压电材料注塑成型体、压电元件、高分子压电材料注塑成型体的制造装置及制造方法


[0001]本专利技术涉及高分子压电材料注塑成型体、压电元件、高分子压电材料注塑成型体的制造装置以及高分子压电材料注塑成型体的制造方法。

技术介绍

[0002]已知有使用了螺旋手性高分子的高分子压电材料。高分子压电材料能够有效利用作为高分子的特性，通过三维造型装置进行造型。即，通过使用三维造型装置，能够造型具有所需的三维构造且具有压电性的结构体。
[0003]例如，在专利文献1中公开了如下内容：将压电性高分子加热至其结晶化温度以上且低于熔点的温度；使用3D打印机对因加热而粘度下降的造型材料进行造型，得到箱形的结构体；使用所得到的结构体制作压敏传感器。另外，公开了如下内容：通过加热至结晶化温度以上且低于熔点的温度来实现压电性高分子的取向，聚乳酸的分子沿着三维造型装置的喷嘴的移动方向取向。通过这样使压电性高分子单轴取向，结构体表现出压电性。
[0004]此外，专利文献1中公开了聚乳酸作为高分子压电材料。聚乳酸是具有手性，且主链呈螺旋的高分子，即螺旋手性高分子。
[0005]在聚乳酸的高分子结晶中，以分子的螺旋轴为c轴。如果一边拉伸由聚乳酸构成的造型材料一边利用三维造型装置的喷嘴进行层叠，则能够得到c轴沿拉伸的方向单轴取向的结构体。在这样的结构体中，在与拉伸的方向(c轴方向)平行地施加剪切应力时，在与施加有剪切应力的面交叉的方向上产生与应力的大小相应的电荷。
[0006]专利文献1：国际公开第2015/129291号说明书
[0007]然而，剪切应力在实用上难以直接利用。具体而言，剪切应力是分别与c轴平行、但沿着相互错开的两个作用线相互向相反方向作用的应力。剪切应力是具有这样的性质的应力，因此难以应用于实用的器件等。

技术实现思路

[0008]本专利技术的应用例所涉及的高分子压电材料注塑成型体，其特征在于，具有压电性，
[0009]包含：螺旋手性高分子结晶，由高分子链构成，具有以a轴、b轴以及c轴为结晶轴的单位晶格，
[0010]所述结晶轴的长度为b轴<a轴<c轴，
[0011]所述c轴与所述高分子链的长链方向平行，
[0012]所述螺旋手性高分子结晶是所述b轴单轴取向的结晶。
[0013]本专利技术的应用例所涉及的压电元件，其特征在于，具备：
[0014]本专利技术的应用例所涉及的高分子压电材料注塑成型体；以及
[0015]夹持所述高分子压电材料注塑成型体的两个电极层。
[0016]本专利技术的应用例所涉及的高分子压电材料注塑成型体的制造装置，其特征在于，
具备：
[0017]熔融部，对包含螺旋手性高分子的原材料进行加热而得到熔融物；
[0018]注塑部，注塑所述熔融物；以及
[0019]支承面，承接所注塑的所述熔融物，得到具有压电性的注塑成型体，
[0020]所述支承面的温度为：所述螺旋手性高分子的从准稳定相向稳定相进行相转变的相转变温度以上且低于所述螺旋手性高分子的熔点。
[0021]本专利技术的应用例所涉及的高分子压电材料注塑成型体的制造方法，其特征在于，具有：
[0022]对包含螺旋手性高分子的原材料进行加热而得到熔融物的工序；
[0023]从注塑部注塑所述熔融物的工序；以及
[0024]由支承面承接所注塑的所述熔融物，得到具有压电性的注塑成型体的工序，
[0025]所述支承面的温度为：所述螺旋手性高分子的从准稳定相向稳定相进行相转变的相转变温度以上且低于所述螺旋手性高分子的熔点。
附图说明
[0026]图1是表示实施方式所涉及的压电元件的立体图。
[0027]图2A是表示聚乳酸结晶的分子结构的示意图。
[0028]图2B是表示聚乳酸结晶的分子结构的示意图。
[0029]图3是图1所示的压电元件所具备的压电体层的示意图。
[0030]图4是表示实施方式所涉及的高分子压电材料注塑成型体的制造装置的剖视图。
[0031]图5是表示图4的制造装置所具备的平面螺旋件的立体图。
[0032]图6是表示在图5的平面螺旋件中填充有材料的状态的概略图。
[0033]图7是表示图4的制造装置所具备的料筒的概略图。
[0034]图8是用于说明实施方式所涉及的高分子压电材料注塑成型体的制造方法的流程图。
[0035]图9是表示通过对原材料的聚乳酸颗粒进行DSC测定而得到的熔化吸热曲线的一部分的图。
[0036]图10是关于在实施例以及各比较例中得到的压电体试验片通过X射线衍射装置中的θ
‑
2θ测定而得到的θ
‑
2θ轮廓。
[0037]图11是关于各压电体试验片，将2θ位置固定在16.7
°
时的摇摆曲线轮廓。
[0038]图12是关于各压电体试验片，将2θ位置固定在14.7
°
时的摇摆曲线轮廓。
[0039]符号说明
[0040]1：三维造型物制造装置；2：料斗；3：供给管；4：平面螺旋件；4a：圆周面；4b：切口；4c：中央部；5：料筒；5a：连通孔；5b：槽；6：电机；7：加热器；9：加热器；10：喷嘴；10a：喷嘴孔；11：板；11a：上表面；12：第一载物台；13：第二载物台；14：基体部；15：第一驱动部；16：第二驱动部；17：第三驱动部；18：控制部；19：颗粒；19a：熔融物；19b：堆积物；19c：三维造型物；20：空间部分；21：注塑单元；22：载物台单元；40：螺旋件壳体；45：熔融部；100：压电元件；200：压电体层；201：第一面；202：第二面；300：第一电极层；400：第二电极层；500：层叠体；800：第一布线；900：第二布线；D1：注塑方向；S102：熔融工序；S104：注塑工序；S106：造型工
序；SP：螺旋。
具体实施方式
[0041]以下，基于附图对本专利技术的高分子压电材料注塑成型体、压电元件、高分子压电材料注塑成型体的制造装置以及高分子压电材料注塑成型体的制造方法进行详细说明。
[0042]1.高分子压电材料注塑成型体以及压电元件
[0043]首先，对实施方式所涉及的高分子压电材料注塑成型体以及压电元件进行说明。
[0044]图1是表示实施方式所涉及的压电元件的立体图。
[0045]图1所示的压电元件100具备层叠体500，所述层叠体500具有压电体层200、第一电极层300和第二电极层400。压电体层200具有相互具有表里关系的第一面201以及第二面202。第一电极层300设置于压电体层200的第一面201。第二电极层400设置于压电体层200的第二面202。
[0046]需要说明的是，压电元件100也可以具备这些部件以外的部件。例如，也可以在压电体层200与第一电极层300以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分子压电材料注塑成型体，其特征在于，具有压电性，包含：螺旋手性高分子结晶，由高分子链构成，具有以a轴、b轴以及c轴为结晶轴的单位晶格，所述结晶轴的长度为b轴<a轴<c轴，所述c轴与所述高分子链的长链方向平行，所述螺旋手性高分子结晶是所述b轴单轴取向的结晶。2.根据权利要求1所述的高分子压电材料注塑成型体，其特征在于，由层叠多个单位层而成的层叠体构成，所述b轴在所述单位层的厚度方向上单轴取向。3.根据权利要求1或2所述的高分子压电材料注塑成型体，其特征在于，所述螺旋手性高分子结晶为聚乳酸结晶。4.根据权利要求3所述的高分子压电材料注塑成型体，其特征在于，在通过X射线衍射进行θ
‑
2θ测定时，θ
‑
2θ轮廓具有与聚乳酸的(010)面对应的峰，在关于与所述(010)面对应的峰取得摇摆曲线轮廓时，所述摇摆曲线轮廓在ψ＝0
°
处具有峰。5.一种压电元件，其特征在于，具备：权利要求1至4中任一项所述的高分子压电材料注塑成型体；以及夹持所述高分子压电材料注塑成型体的两个电极层。6.一种高分子压电材料注塑成型体的制造装置，其特征在于，具备：熔融部，对包含螺旋手性高分子的原材料进行加热而得到熔融物；注塑部，注塑所述熔融物；以及支承面，承接所注塑的所述熔融物，得到具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：米村贵幸，角谷彰彦，村山浩一，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：