JP6300865B2 - トランスデューサ用可撓性シート - Google Patents
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Description
弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層と、上記導電エラストマー層の一方の面に積層され弾性基材を有する誘電エラストマー層とを備え、
上記導電エラストマー層の弾性基材及び上記誘電エラストマー層の弾性基材が軟化剤を含有し、
上記導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合(a)と上記誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合(b)との差が10質量%以下であるトランスデューサ用可撓性シートである。
上記導電エラストマー層の他方の面に積層される他の誘電エラストマー層をさらに備え、
上記他の誘電エラストマー層は、軟化剤を含有する弾性基材を有し、
上記他の誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合(b’)と上記軟化剤含有割合(a)との差が10質量%以下であることが好ましい。
上記誘電エラストマー層の一方の面に積層される他の導電エラストマー層をさらに備え、
上記他の導電エラストマー層は、軟化剤を含有する弾性基材及び導電性フィラーを有し、
上記他の導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合(a’)と上記軟化剤含有割合(b)との差が10質量%以下であることが好ましい。
一の離型フィルムに、軟化剤含有割合が30質量%以上80質量%以下の弾性基材を有する誘電エラストマー層を積層することで、第1シート体を形成する工程、
他の離型フィルムに、軟化剤含有割合が30質量%以上80質量%以下かつ上記誘電エラストマー層の軟化剤含有割合との差が10質量%以下の弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層を積層することで、第2シート体を形成する工程、及び
上記第1シート体と上記第2シート体とを、誘電エラストマー層と導電エラストマー層との対向状態で積層することで多層構造体を形成する工程
を有する。
上記第1シート体を形成する工程において、複数枚の第1シート体を形成し、
上記多層構造体から第2シート体の離型フィルムを剥離する工程、及び
上記多層構造体から第2シート体の離型フィルムが剥離された積層体に、他の第1シート体を、誘電エラストマー層と導電エラストマー層との対向状態で積層する工程
をさらに有することが好ましい。
上記第2シート体を形成する工程において、複数枚の第2シート体を形成し、
上記多層構造体から第1シート体の離型フィルムを剥離する工程、及び
上記多層構造体から第1シート体の離型フィルムが剥離された積層体に、他の第2シート体を、導電エラストマー層と誘電エラストマー層との対向状態で積層する工程
をさらに有することが好ましい。
<トランスデューサ用可撓性シート1>
当該トランスデューサ用可撓性シート1は、帯状のシート体からなり、導電性フィラー及び弾性基材を有する導電エラストマー層12と、この導電エラストマー層12の表面側(一方側)及び裏面側(他方側)に積層される一対の誘電エラストマー層11とを備えている。表裏一対の誘電エラストマー層11は同一構成を有している。
上記誘電エラストマー層11は、軟化剤を含有する弾性基材を有し、弾性変形可能な層である。この誘電エラストマー層11の弾性基材を構成するエラストマーとしては、天然ゴム、ポリイソブチレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム(NBR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらのうち、高い絶縁強度、低い吸湿性を有するゴムが好ましく、さらに軟化剤を多量に(例えば30質量%以上)含有させることを考慮すると、極性が低いゴム(例えば天然ゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ポリイソブチレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、シリコンゴム)がより好ましい。なお、極性の大小は、例えばSP値(溶解度パラメータ)により判断することができ、SP値が8.5以下であると極性が低いと判断してよい。
導電エラストマー層12は、上記誘電エラストマー層11の伸縮に追従可能な伸縮性を有する構成とすることが好ましい。この導電エラストマー層は、導電性フィラー及び弾性基材を有する。ここで、導電エラストマー層の弾性基材を構成するエラストマーとしては、誘電エラストマー層11と接着可能なものが好適に用いられ、誘電エラストマー層11の弾性基材を構成するエラストマーと同様なものを用いることが好ましく、誘電エラストマー層の弾性基材を構成するエラストマーと同じエラストマーから構成されることがより好ましい。また、この導電エラストマー層12の弾性基材を構成するエラストマーとしては、上述の誘電エラストマー層11の弾性基材を構成するエラストマーと同様、極性が低いことが好ましく、SP値が8.5以下であることが好ましい。なお、この導電エラストマー層12の弾性基材を構成するエラストマーのSP値と上述の誘電エラストマー層11を構成するエラストマーのSP値との差は、1.0以下であることが好ましく、0.5以下であることがより好ましい。
上記導電エラストマー層12の弾性基材及び誘電エラストマー層11の弾性基材が軟化剤を含有し、導電エラストマー層12の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合との差が10質量%以下であることで、当該トランスデューサ用可撓性シート1は、柔軟性及び安定性に優れる。
上記構成からなる当該トランスデューサ用可撓性シートによって、図2及び図3に示すようなトランスデューサ素子100を得ることができる。
<トランスデューサ用可撓性シート2>
当該トランスデューサ用可撓性シート2は、図4に示すように誘電エラストマー層21と、この誘電エラストマー層21の表面側及び裏面側に積層される導電エラストマー層22とを備えている。すなわち、一の導電エラストマー層22と、この一方の面に積層される誘電エラストマー層21と、この誘電エラストマー層21の一方の面に積層される他の導電エラストマー層22とを備えている。なお、表裏の導電エラストマー層22は同一構成を有している。また、本実施形態のトランスデューサ用可撓性シート2は、円盤状の誘電エラストマー層の表裏面に平面視ドーナツ状の導電エラストマー層が同心状に積層される構成とすることも可能である。
当該トランスデューサ用可撓性シート2は、両面の導電エラストマー層22を電極として用いることで、トランスデューサ素子として好適に用いることができる。また導電エラストマー層22の弾性基材及び誘電エラストマー層21の弾性基材が軟化剤を含有し、導電エラストマー層22の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層21の弾性基材における軟化剤含有割合との差が10質量%以下であることで、当該トランスデューサ用可撓性シート2は、柔軟性及び安定性に優れる。
次に、本発明のトランスデューサ用可撓性シートの製造方法の一実施形態として、第一実施形態のトランスデューサ用可撓性シート1を製造する方法を図5を参酌しつつ説明する。
一の離型フィルム33に、軟化剤含有割合が30質量%以上80質量%以下の弾性基材を有する誘電エラストマー層11を積層することで、第1シート体31を形成する工程(以下、「工程(1)」とも称する)、
他の離型フィルム43に、軟化剤含有割合が30質量%以上80質量%以下かつ上記誘電エラストマー層11の軟化剤含有割合との差が10質量%以下の弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層12を積層することで、第2シート体41を形成する工程(以下、「工程(2)」とも称する)、及び
上記第1シート体31と上記第2シート体41とを、誘電エラストマー層11と導電エラストマー層12との対向状態で積層することで多層構造体を形成する工程(以下、「工程(3)」とも称する)
を有する。
上記第1シート体31を形成する工程において、複数枚の第1シート体31を形成し、
上記多層構造体から第2シート体41の離型フィルム43を剥離する工程(以下、「工程(4)」とも称する)、及び
上記多層構造体から第2シート体41の離型フィルム43が剥離された積層体に、他の第1シート体31を、誘電エラストマー層11と導電エラストマー層12との対向状態で積層する工程(以下、「工程(5)」とも称する)
を有する。
上記第2シート体41を所定形状に裁断する工程(以下「工程(3a)」とも称する)
をさらに有することが好ましい。
本工程では、一の離型フィルム33に、軟化剤含有割合が30質量%以上80質量%以下の弾性基材を有する誘電エラストマー層11を積層することで、第1シート体31を形成する。
本工程では、他の離型フィルム43に、軟化剤含有割合が30質量%以上80質量%以下かつ上記誘電エラストマー層の軟化剤含有割合との差が10質量%以下の弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層12を積層することで、第2シート体41を形成する。
本工程では、上記第2シート体41を所定形状に裁断する。導電エラストマー層12が離型フィルムに全面コーティングされている場合には、裁断後の第2シート体41は第1シート体31よりも小さくすれば、第2シート体41の導電エラストマー層12を上記第1シート体31の誘電エラストマー層11からはみ出さないように積層することが可能となる。裁断方法としては特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。
本工程では、第1シート体31と第2シート体41とを、誘電エラストマー層11と導電エラストマー層12との対向状態で積層することで多層構造体を形成する。
工程(4)において、上記多層構造体から第2シート体41の離型フィルム43を剥離し、工程(5)において、上記多層構造体から第2シート体41の離型フィルム43が剥離された積層体に、他の第1シート体31を、誘電エラストマー層11と導電エラストマー層12との対向状態で積層する。
当該トランスデューサ用可撓性シート1の製造方法によれば、従来の誘電エラストマー層に溶媒に溶解された導電エラストマー層形成材料を塗工する方法に比べ、誘電エラストマー層の弾性基材中の軟化剤が溶媒に溶け出すことがなく、製造工程における誘電エラストマー層と導電エラストマー層との間での軟化剤の移行やブリードに起因する物性変化が少なく、容易且つ確実に当該トランスデューサ用可撓性シートを製造することができる。
なお、本発明は上記実施態様の他、種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
図7(A)に示すように、各試験片の長手方向の一端を剛性フレーム54で固定して吊り下げ、50℃で5時間以上放置してオイル移行を進行させた。オイルの移行にともない、図7(B)又は(C)に示すように試験片に反りが生じる場合があるので、図7(B)又は図7(C)の最短幅Wを測定した。最短幅Wの初期幅(10mm)に対する減少が5%未満であったものを「○」、5%以上12%未満のものを「△」、12%以上のものを「×」と評価した。結果を表1に合わせて示す。なお、表中の「向き」の項目において、「誘→導」とは、誘電エラストマー層から導電エラストマー層に軟化剤が移行し、誘電エラストマー層は収縮して導電エラストマー層が膨潤する方向に反ることを示す。逆に、「誘←導」とは、導電エラストマー層から誘電エラストマー層に軟化剤が移行し、導電エラストマー層は収縮して誘電エラストマー層が膨潤する方向に反ることを示す。
11 誘電エラストマー層
12 導電エラストマー層
13 袖部
100 トランスデューサ素子
2 トランスデューサ用可撓性シート
21 誘電エラストマー層
22 導電エラストマー層
31 第1シート体
33 離型フィルム
41 第2シート体
43 離型フィルム
51 トランスデューサ用可撓性シート
52 誘電エラストマー層
53 導電エラストマー層
54 剛性フレーム
W 最短幅
Claims (3)
- 軟化剤を含む弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層と、軟化剤を含む弾性基材を有する誘電エラストマー層とを備え、前記導電エラストマー層の一方の面に前記誘電エラストマー層が積層された積層体を含むトランスデューサ用可撓性シートであって、
前記導電エラストマー層が有する弾性基材を構成するエラストマーのSP値と、前記誘電エラストマー層が有する弾性基材を構成するエラストマーのSP値との差は、1.0以下であり、
前記積層体は、幅:10mm、長さ:50mmの試験片を作製し、前記試験片の長手方向の一端を剛性フレームで固定して吊り下げて50℃で5時間放置した後に測定した前記試験片の幅の減少が12%未満であることを特徴とするトランスデューサ用可撓性シート。 - 前記試験片の幅の減少が5%未満である請求項1に記載のトランスデューサ用可撓性シート。
- 前記導電エラストマー層が有する弾性基材を構成するエラストマーは、前記誘電エラストマー層が有する弾性基材を構成するエラストマーと同じエラストマーである請求項1又は2に記載のトランスデューサ用可撓性シート。
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