CN108604500A - 驻极体片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使在微弱的应力下也可以显现优异的压电性的驻极体片。本发明的驻极体片包含带电的多孔片,其中,所述驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为80~300MPa,并且在25℃下50%压缩应力为120~300kPa,因此即使应力微弱,也具有优异的压电性,即使在由脉冲波或呼吸引起的微弱的应力(0.5N以下)下也显现优异的压电性。
Description
技术领域
本发明涉及一种驻极体片。
背景技术
驻极体片为通过将电荷注入到绝缘性高分子材料中,赋予其内部永久带电的材料。
众所周知,由合成树脂制成的发泡片通过形成有气泡的气泡膜以及使其附近部分带电,显示与陶瓷匹敌的较高的压电性。已经提出了使用这种由合成树脂制成的发泡片的驻极体,利用其优异的灵敏度,应用于声音拾取器和各种压力传感器等。
作为驻极体片,专利文献1公开了一种驻极体片,其是附着有氯化聚烯烃的片材,并且该片材具有1×10-10库仑/cm2以上的表面电荷密度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-284063号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,专利文献1的驻极体片在微弱应力下存在压电性低的问题。
本发明提供一种即使在微弱应力下也可以表现出优异压电性的驻极体片。
用于解决技术问题的技术方案
第1发明的驻极体片,其包含已带电的多孔片,其中,所述驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为80~300MPa,并且在25℃下的50%压缩应力为120~300kPa。
第2发明的驻极体片,其包含已带电的多孔片,其中,所述驻极体片在100kPa的应力下重复压缩100次之后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为120~250MPa,并且在25℃下的50%压缩应力为120~300kPa。
发明的效果
由于本发明的驻极体片具有如上所述的技术特征,因此即使在微弱的应力下,也可以具有优异的压电性,即使在由脉冲波或呼吸引起的微弱的应力(0.5N以下)下也显示出优异的压电性。
具体实施方式
第1发明的驻极体片,其包含已带电多孔片,其中,所述驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为80~300MPa,并且在25℃下的50%压缩应力为120~300kPa。
驻极体片包含已带电的多孔片。作为多孔片,只要在内部具有空隙即可,没有特别的限制,但优选合成树脂发泡片。作为构成合成树脂发泡片的合成树脂,没有特别限制,例如可以举出,聚乙烯树脂、聚丙烯类树脂等聚烯烃类树脂;聚偏二氟乙烯、聚乳酸、液晶树脂等,优选含有聚烯烃类树脂,更优选含有聚丙烯类树脂。
优选合成树脂的绝缘性优异,作为合成树脂,优选以JIS K 6911为基准,在施加电压500V下,施加电压一分钟后的体积固有电阻值(以下称为“体积固有电阻值”)为1.0×1010Ω·m以上。
由于驻极体片具有更优异的压电性,因此合成树脂的所述体积固有电阻值优选为1.0×1012Ω·m以上,更优选为1.0×1014Ω·m以上。
作为聚乙烯类树脂,可以列举,乙烯均聚物,或者含有超过50质量%的乙烯成分的乙烯和至少一种含有3至20个碳原子的α-烯烃的共聚物。作为乙烯均聚物,可以列举,在高压下使自由基聚合而得到的低密度聚乙烯(LDPE),和在中低压以及催化剂的存在下进行聚合而得到的中低压法高密度的聚乙烯(HDPE)等。通过使乙烯和α-烯烃共聚,可以获得直链低密度聚乙烯(LLDPE)。作为α-烯烃,可列举,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、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯等,优选碳原子数为4至10的α-烯烃。需要说明的是,直链状低密度聚乙烯中的α-烯烃的含量通常为1~15质量%。
作为聚丙烯类树脂,只要含有超过50质量%的丙烯成分即可,没有特别限制,可列举,例如,丙烯均聚物(均聚丙烯)、丙烯和至少一种除丙烯以外的碳原子为20个以下的烯烃的共聚物等。并且,聚丙烯类树脂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。而且,丙烯和至少一种除丙烯以外的碳原子为20个以下的烯烃的共聚物可以是嵌段共聚物或无规共聚物中的任意一种。
另外,作为与丙烯进行共聚的α-烯烃,可以列举,例如,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、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯及1-二十碳烯等。
合成树脂发泡片的发泡倍率优选为3~15倍,更优选为4~10倍。如果合成树脂发泡片的发泡倍率为3倍以上,则驻极体片优选即使在微弱的应力下也显示出优异的压电性。如果合成树脂发泡片的发泡倍率为15倍以下,则驻极体片对所施加的应力发挥优异的弹性恢复力,驻极体片长时间维持优异的压电性。需要说明的是,合成树脂发泡片的发泡倍率是将构成合成树脂发泡片的合成树脂整体的密度除以合成树脂发泡片的密度而得到的值。
合成树脂发泡片的厚度优选为10~300μm,更优选为30~200μm。如果合成树脂发泡片的厚度为10μm以上,则驻极体片对所施加的应力发挥优异的弹性恢复力,驻极体片长时间维持优异的压电性。如果合成树脂发泡片的厚度为300μm以下,则能够使驻极体片的气泡壁以极化状态有效地带电,能够提高驻极体片的压电稳定性,故优选。
作为合成树脂发泡片的制造方法,没有特别限定。例如可列举以下合成树脂发泡片的制造方法:将合成树脂和热分解型发泡剂,以及根据需要的多官能单体供给到挤出机中,在低于热分解型发泡剂的分解温度的温度下进行熔融混炼,并从安装于挤出机的T型模头对发泡性合成树脂片进挤出,根据需要使该发泡性合成树脂片进行交联,并且将发泡性合成树脂片加热至热分解型发泡剂的分解温度以上,使其发泡,从而制造出合成树脂发泡片。
作为热分解型发泡剂,可列举,例如,偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰肼及4,4-氧代双(苯磺酰肼)等。
合成树脂发泡片优选使用多官能单体进行交联。通过使用多官能单体,可以提高合成树脂的交联效率,并且驻极体片即使在微弱的应力下也具有优异的压电性。
作为多官能单体,可以列举二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三(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、偏苯三酸三烯丙酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、氰基乙基丙烯酸酯及双(4-丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷等。其中,优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯。另外,(甲基)丙烯酸酯是指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。
多官能单体的量相对于合成树脂100质量份优选为0.1~10质量份,优选为0.5~8质量份。当多官能单体的量为0.1质量份以上时,可以充分提高合成树脂的交联效率。当多官能单体的量为10质量份以下时,驻极体片即使在微弱的应力下也具有优异的压电性。
在所述制造方法中,优选对发泡性合成树脂片进行熟化。通过对发泡性合成树脂片进行熟化,合成树脂中的残留应变被释放,得到的合成树脂发泡片的气泡变得均匀且微细,得到的驻极体片即使在微弱的应力下也表现出优异的压电性。
对发泡性合成树脂片进行熟化时的气氛温度优选为20~70℃,更优选为20~50℃。如果发泡性合成树脂片的熟化温度为20℃以上,则可以缩短熟化时间,提高合成树脂发泡片的制造效率。如果发泡性合成树脂片的熟化温度为70℃以下,则合成树脂发泡片的气泡变得均匀,获得的驻极体片即使在微弱的应力下也表现出优异的压电性。
发泡性合成树脂片的熟化时间优选为1~120小时,更优选为2~72小时,特别优选为20~72小时。如果发泡性合成树脂片的熟化时间为1小时以上,则得到的合成树脂发泡片的气泡变得均匀,得到的驻极体片即使在微弱的应力下也表现出优异的压电性。如果发泡性合成树脂片的熟化时间为120小时以下,则可以得到表面平滑性优异的合成树脂发泡片,驻极体片即使在微弱的应力下也表现出优异的压电性。
合成树脂发泡片由于能够提高合成树脂发泡片的电荷保持能力,因此优选进行了拉伸,更优选进行了单轴拉伸,特别优选仅在与挤出方向垂直的方向上进行了单轴拉伸。作为合成树脂发泡片的拉伸方法,例如可列举,(1)沿合成树脂发泡片的长度方向(挤出方向)或宽度方向(与挤出方向垂直的方向)进行拉伸的单轴拉伸方法,(2)沿合成树脂发泡片的长度方向(挤出方向)和宽度方向(与挤出方向垂直的方向)的两个方向进行拉伸的双轴拉伸方法,(3)在将合成树脂发泡片的宽度方向(与挤出方向垂直的方向)固定的状态下,沿长度方向(挤出方向)进行拉伸的拉伸方法,以及(4)合成树脂发泡片在沿长度方向(挤出方向)进行了固定的状态下,沿宽度方向(与挤出方向垂直的方向)进行拉伸的拉伸方法等。
驻极体片通过使多孔片带电而形成。作为使多孔片带电的方法,没有特别限定。可列举例如,向多孔片添加直流电场的方法等。
作为向多孔片添加直流电场的方法,没有特别限定。可列举例如,(1)将多孔片夹在一对平板电极之间,使与带电的表面接触的平板电极连接到高压直流电源,使另一个平板电极接地,将直流或脉冲状的高电压施加到多孔片上,从而将电荷注入合成树脂中使多孔片带电的方法;(2)将接地的平面电极与多孔片的第1表面紧密重合,并且在多孔片的第2表面侧上,以指定存在间隔地设置与直流高压电源连接的针状电极或线电极,通过针状电极前端或线电极的表面附近的电场集中产生电晕放电,使空气分子离子化,并且使由针状电极或线电极的极性产生的空气离子排斥从而使多孔片带电的方法等。
对多孔片施加直流电场时的直流处理电压的绝对值优选为5~40kV,更优选为10~30kV。通过将直流处理电压调整到所述范围内,可以在不破坏气泡的情况下使多孔片带电,驻极体片具有优异的弹性恢复力,即使在微弱的应力下也能够显现优异的压电性。
驻极体片在25℃下的压缩变形时的压缩弹性模量为80~300MPa,优选100~250MPa,更加优选120~200MPa,最优选130~180MPa。当驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为80MPa以上时,驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。当驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为300MPa以下时,即使在微弱应力下,驻极体片也具有优异的压电性。
驻极体片在37℃下的压缩变形时的压缩弹性模量优选为60~250MPa,更优选80~200MPa,特别优选100~180MPa。当驻极体片在37℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为60MPa以上时,驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。当驻极体片在37℃下压缩变形时的压缩弹性模量为250MPa以下时,即使在微弱应力下,驻极体片也具有优异的压电性。
驻极体片在50℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量优选为40~180MPa,更优选60~160MPa,特别优选80~140MPa。当驻极体片在50℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为40MPa以上时,驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。当驻极体片在50℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为180MPa以下时,即使在微弱应力下,驻极体片也具有优异的压电性。
驻极体片在测量温度下发生压缩变形时的压缩弹性模量是根据JIS K7181测得的值。
作为在指定温度下使驻极体片在发生压缩变形时的压缩弹性模量控制在上述范围的方法,没有特别限定,例如,可以列举对多孔片的表观密度进行调整的方法;对多孔片的弯曲模量进行调整的方法等。
以100kPa的应力重复压缩100次后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量优选为120~250MPa,更优选为125~230Mpa,特别优选为130~220MPa,最优选为135~200MPa。如果在驻极体片中以100kPa的应力反复压缩100次后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为120MPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果在驻极体片中以100kPa的应力反复压缩100次后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为250MPa以下,则即使在微弱应力下,驻极体片也具有优异的压电性。
以100kPa的应力重复压缩1000次后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量优选为80~200MPa,更优选为90~190MPa,特别优选为100~180MPa。如果在驻极体片中以100kPa的应力反复压缩1000次后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为80MPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果在驻极体片中以100kPa的应力反复压缩1000次后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为200MPa以下、则即使在微弱应力下,驻极体片也具有优异的压电性。
以100kPa的应力并以指定的次数进行重复压缩后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量是根据JIS K7181测量的值。
作为以100kPa的应力并以指定次数进行反复压缩后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时将压缩弹性模量控制在上述范围的方法,没有特别限定,例如,可以列举对多孔片的表观密度进行调整的方法,对多孔片的弯曲模量进行调整的方法等。
驻极体片在25℃时的50%压缩应力为120~300kPa,优选为120~250kPa,更优选为130~220kPa,特别优选为130~200kPa。如果驻极体片在25℃下的50%压缩应力为120kPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果驻极体片在25℃下的50%压缩应力为300kPa以下,则驻极体片即使在微弱应力下,也具有优异的压电性。
驻极体片在37℃时的50%压缩应力,优选为110~250kPa,更优选为110~220kPa,特别优选为120~180kPa。如果驻极体片在37℃下的50%压缩应力为110kPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果驻极体片在37℃下的50%压缩应力为250kPa以下,则驻极体片即使在微弱应力下,也具有优异的压电性。
驻极体片在50℃时的50%压缩应力,优选为90~200kPa,更优选为100~200kPa,特别优选为110~160kPa。如果驻极体片在50℃下的50%压缩应力为90kPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果驻极体片在50℃下的50%压缩应力为200kPa以下,则驻极体片即使在微弱应力下,也具有优异的压电性。
驻极体片在测量温度下的50%压缩应力是以JIS K6767为基准测得的值。
作为将驻极体片在指定温度下的50%压缩应力控制在上述范围的方法,没有特别限定,例如,可以列举对多孔片的表观密度进行调整的方法;对多孔片的弯曲模量进行调整的方法等。
接下来,对第2发明所涉及的驻极体片进行说明。第2发明涉及的驻极体片的特征在于,其包含带电的多孔片,在100kPa的应力下反复压缩100次后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为120~250MPa,并且在25℃时的50%压缩应力为120~300kPa。
由于第2发明的驻极体片中使用的多孔片以及合成树脂发泡片与第1发明的驻极体片中使用的多孔片和合成树脂发泡片相同,因此省略其说明。由于构成合成树脂发泡片的合成树脂与构成第1发明的驻极体片所使用的合成树脂发泡片的合成树脂相同,因此省略其说明。合成树脂发泡片的发泡倍率和厚度的优选范围与作为第1发明的驻极体片中所使用的合成树脂发泡片的发泡倍率以及厚度的优选范围相同,因此省略其说明。合成树脂发泡片的制造方法与作为第1发明的驻极体片所使用的合成树脂发泡片的制造方法相同,因此省略其说明。用于制造合成树脂发泡片的多官能单体及其含量的优选的范围以及热分解型发泡剂与用于制造第1发明的驻极体片的多官能单体及其含量的优选的范围以及热分解型发泡剂相同,因此将省略其说明。由于发泡性合成树脂片的熟化条件(气氛温度和熟化时间)与在制造作为第1发明的驻极体片时根据需要进行的发泡性合成树脂片的熟化条件(气氛温度和熟化时间)相同,因此省略其说明。由于合成树脂发泡片的拉伸方法与制造作为第1发明的驻极体片时根据需要进行的合成树脂发泡片的拉伸方法相同,因此省略其说明。
就第2发明的驻极体片而言,通过使多孔片带电而构成驻极体片。由于使多孔片带电的方法与第1发明的驻极体片的情况相同,因此省略其说明。由于将直流电场施加到多孔片上时的直流处理电压的绝对值的优选的范围与第1发明的驻极体片的情况相同,因此将省略其说明。
以100kPa的应力重复压缩100次后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量优选为120~250MPa,优选为125~230MPa,特别优选为130~220MPa,最优选为135~200MPa。如果在驻极体片中以100kPa的应力反复压缩100次后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为120MPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果以100kPa的应力反复压缩100次后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为250MPa以下,则即使在微弱应力下,驻极体片也具有优异的压电性。
以100kPa的应力重复压缩1000次后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量,优选为80~200MPa,更优选为90~190MPa,特别优选为100~180MPa。如果以100kPa的应力反复压缩1000次后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为80MPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果在驻极体片中以100kPa的应力反复压缩1000次后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为200MPa以下,则即使在微弱应力下,驻极体片也具有优异的压电性。
以100kPa的应力以指定次数进行重复压缩后,驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量是以JIS K7181为基准测得的值。
作为以100kPa的应力以指定次数进行反复压缩后,将在驻极体片中在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量控制在上述范围内的方法,没有特别限定,例如,可以列举对多孔片的表观密度进行调整的方法,对多孔片的弯曲模量进行调整的方法等。
驻极体片在25℃时的50%压缩应力为120~300kPa,优选为130~260kPa,更优选为135~240kPa,特别优选为140~220kPa。如果驻极体片在25℃下的50%压缩应力为120kPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果驻极体片在25℃下的50%压缩应力为300kPa以下,则驻极体片即使在微弱应力下,也具有优异的压电性。
驻极体片在37℃时的50%压缩应力,优选为110~250kPa,更优选为110~220kPa,特别优选为120~180kPa。如果驻极体片在37℃下的50%压缩应力为110kPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果驻极体片在37℃下的50%压缩应力为250kPa以下,则驻极体片即使在微弱应力下,也具有优异的压电性。
驻极体片在50℃时的50%压缩应力,优选为90~200kPa,更优选为100~200kPa,特别优选为110~160kPa。如果驻极体片在50℃下的50%压缩应力为90kPa以上,则驻极体片对于应力具有优异的弹性恢复力,并且驻极体片长时间维持优异的压电性。如果驻极体片在50℃下的50%压缩应力为200kPa以下,则驻极体片即使在微弱应力下,也具有优异的压电性。
需要说明的是,驻极体片在测量温度下的50%压缩应力是以JIS K6767为基准测得的值。
作为将驻极体片在指定温度下的50%压缩应力控制在上述范围的方法,没有特别限定,可以列举,例如,对多孔片的表观密度进行调整的方法;对多孔片的弯曲模量进行调整的方法等。
对使用第1或者第2发明的驻极体片构成压力传感器的要领进行说明。通过使信号电极叠层一体化于驻极体片的第一表面上,并且使接地电极叠层一体化于第二表面上,由此构成压电传感器。而且,通过将接地电极作为基准电极来对信号电极的电势进行测定,可以对压电传感器的驻极体片中产生的电势进行测定。
根据需要,通过固定剂使信号电极叠层并集成在驻极体片的第一表面上。同样地,根据需要,接地电极经由固定剂叠层并集成在驻极体片的第二表面上。而且作为信号电极和接地电极,只要具有导电性即可,没有特别限定,例如可列举为,铜箔,铝箔等金属片,导电性膜等。
在信号电极和接地电极由导电性膜构成的情况下,导电性膜可以形成在电绝缘片上并叠层集成在驻极体片上,或者,也可以直接形成在驻极体片的表面上。作为在电绝缘片或驻极体片上形成导电性膜的方法,例如可列举,(1)将粘合剂中含有导电性粒子而得到的导电糊剂涂布在电绝缘片或驻极体片上,并进行干燥的方法,(2)在电绝缘片或驻极体片上通过蒸镀形成电极的方法等。
作为电绝缘片,只要具有电绝缘性即可,没有特别限定。例如可列举为,聚酰亚胺片、聚对苯二甲酸乙二醇酯片、聚萘二甲酸乙二醇酯片及聚氯乙烯片等。
构成固定剂层的固定剂,由反应体系、溶剂体系、水体系、热熔体系的粘接剂或粘合剂构成,并且从维持驻极体片的灵敏度的观点出发,优选具有低介电常数的固定剂。
实施例
接下来,将对本发明的实施例进行说明,但是本发明不限于以下实施例。
制备以下聚丙烯类树脂A~聚丙烯类树脂E以及聚乙烯类树脂A和聚乙烯类树脂B。
[聚丙烯类树脂]
丙烯-乙烯无规共聚物(聚丙烯类树脂A,日本Polypropylene株式会社制造,商品名“Novatec EG 8B”,乙烯单位含量:5质量%)
丙烯-乙烯无规共聚物(聚丙烯类树脂B,日本Polypropylene株式会社制造,商品名“WinTech WFW4”,乙烯单元含量:2质量%)
丙烯-乙烯无规共聚物(聚丙烯类树脂C,日本Polypropylene株式会社制造,商品名“WinTech WF X4T”,乙烯单元含量:4质量%)
丙烯-乙烯无规共聚物(聚丙烯类树脂D,日本Polypropylene株式会社制造,商品名“WinTech WEG 7T”,乙烯单元含量:1质量%)
丙烯-乙烯无规共聚物E(聚丙烯类树脂E,日本Polypropylene株式会社制造,商品名“Prime Polypro B241”,乙烯单元含量:2.5质量%)
[聚乙烯类树脂]
线型低密度聚乙烯(聚乙烯类树脂A,Exxon Chemical株式会社制造的商品名为“EXACT 3027”)
低密度聚乙烯(聚乙烯类树脂B,日本Polypropylene株式会社制造,商品名“Novatec LE 520H”
(实施例1~5、比较例1~3、5和6)
将聚丙烯类树脂A~聚丙烯类树脂E、聚乙烯类树脂A、聚乙烯类树脂B、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、偶氮二甲酰胺以及酚类抗氧化剂,以表1所示的各指定量供应至挤出机进行熔融混炼,以从T模挤出为片状,从而制造出厚度为180μm的发泡性树脂片。将发泡性树脂片切割成一边为30cm的平面正方形。
将得到的发泡性树脂片材在25℃的气氛温度下熟化48小时。在加速电压500kV以及强度25kGy的条件下,对得到的发泡性树脂片的两面照射电子束,使构成发泡性树脂片的聚烯烃类树脂进行交联。将进行了交联后的发泡性树脂片加热至250℃,使发泡性树脂片发泡,得到聚烯烃类树脂发泡片。在将所获得的聚烯烃类树脂发泡片的表面温度维持在130℃的状态下,使用自动单轴拉伸装置(商品名“IMC-18C6型”,由株式会社井元制作所制造),将聚烯烃类树脂发泡片沿与挤出方向垂直的方向并且以900mm/min的拉伸速度进行单轴拉伸直至厚度达到200μm,获得厚度为200μm的聚烯烃树脂发泡片。需要说明的是,表1中示出了聚烯烃类树脂发泡片的发泡倍率以及厚度。
将接地的平板电极放置成与聚烯烃类树脂发泡片的第一表面以紧密地状态重合,将针状电极以具有指定间隔地设置在聚烯烃类树脂发泡片的第二表面侧,并且所述针状电极与直流高压电源电连接,通过靠近针状电极表面的电场集中,在电压为-10kV,放电距离为30mm以及电压施加时间为10秒的条件下,产生电晕放电,使空气分子离子化,使由针状电极的极性产生的空气离子被排斥,并且对聚烯烃类树脂发泡片施加直流电场从而注入电荷,使聚烯烃类树脂发泡片整体带电。使用热风枪,将聚烯烃类树脂发泡体片的表面温度维持在40℃,并且,一边将聚烯烃类树脂发泡片进行所述带电处理。然后,用接地铝箔对注入了电荷的聚烯烃类树脂发泡片进行了包覆的状态下保持3小时,得到驻极体片。
(比较例4)
将聚丙烯类树脂A、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯以及酚类抗氧化剂,以表1所示的各指定量供应至挤出机进行熔融混炼,以从T模挤出为片状,从而制造出厚度为0.24mm的聚丙烯类树脂片。将聚丙烯类树脂片切割成一边为30cm的平面正方形。
在加速电压300kV以及强度25kGy的条件下,对得到的聚丙烯类树脂片的两面照射电子束,使构成聚丙烯类树脂片的聚丙烯类树脂进行交联。
将接地的平板电极放置成与聚丙烯类树脂片的第一表面以紧密地状态重合,将针状电极以具有指定间隔地设置在聚丙烯类树脂片的第二表面侧,并且所述针状电极与直流高压电源电连接,通过靠近针状电极表面的电场集中,在电压为-20kV,放电距离为10mm以及电压施加时间为1分钟的条件下,产生电晕放电,使空气分子离子化,使由针状电极的极性产生的空气离子被排斥,并且对聚丙烯类树脂片施加直流电场从而注入电荷,使聚丙烯类树脂片整体带电。然后,用接地铝箔对注入了电荷的聚丙烯类树脂片进行了包覆的状态下保持3小时,得到驻极体片。
以所述要领进行测定,对于所获得的驻极体片,在25℃、37℃以及50℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量,和在25℃、37℃以及50℃下的50%压缩应力,对初期压电常数d33以及高温压电常数d33进行测定,测定结果示于表1。
以所述要领,对所获得的驻极体片在100kPa的应力下重复压缩100或1000次之后,对在25℃下压缩变形时的压缩弹性模量进行测定,测定结果示于表1。
(压电常数d33)
从驻极体片上切出一边为10mm的平面正方形的试验片,对试验片的两面进行了金蒸镀制备试验体。
在负载F为1.0N或者10N,动态负载为±0.25N,频率为110Hz,25℃的气氛温度的条件下,使用振动器对试验片施加按压力,对此时产生的电荷量Q(库仑)进行测定。通过用电荷Q(库仑)除以负载F(N)来算出压电常数d33。另外,压电常数dij是指j方向的负载和i方向的电荷,d33是驻极体片的厚度方向的负载以及厚度方向的电荷。
对刚刚制造后的驻极体片的压电常数d33进行测定,将其作为初始压电常数d33。
除了将环境温度设定为50℃以外,以与初始压电常数d33同样的要领测定压电常数d33,将其作为高温压电常数d33。
工业实用性
本发明的驻极体片即使在微弱的应力下也保持优异的压电性,因此能够适用于检测脉搏、呼吸等生物体信号的传感器用途。
[相关申请的相互参照]
本申请基于2016年2月4日申请的日本专利申请第2016-19532号、以及2016年2月4日申请的日本专利申请第2016-19533号要求优先权,本申请的公开内容参照这些日本专利并将其引入本说明书。
Claims (6)
1.一种驻极体片,其包含已带电的多孔片,其中,
所述驻极体片在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为80~300MPa,并且在25℃下的50%压缩应力为120~300kPa。
2.根据权利要求1所述的驻极体片,其在37℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为60~250MPa,并且在37℃下的50%压缩应力为110~250kPa
3.根据权利要求1或权利要求2所述的驻极体片,其在50℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为40~180MPa,并且在50℃下的50%压缩应力为90~200kPa。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的驻极体片,其在100kPa的应力下重复压缩100次之后,在25℃下发生压缩变形时的压缩弹性模量为120~250MPa。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的驻极体片,其在100kPa的应力下重复压缩1000次之后,在25℃下压缩变形时的压缩弹性模量为80~200MPa。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的驻极体片,其中,多孔片为聚丙烯类树脂发泡片。
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