JP2014093313A - Electret sheet - Google Patents
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Abstract
【課題】高温下での使用にあっても高い圧電性を保持するエレクトレットシートを提供する。
【解決手段】本発明のエレクトレットシートは、オレフィン系樹脂を含む多孔質シートの両面に、オレフィン系樹脂を含み、透気度が800sec/100mL以上であり、且つ厚みが10〜40μmである表面層が積層一体化されてなる積層シートの上記多孔質シートに電荷を注入して、上記多孔質シートを帯電させてなることを特徴とする。本発明のエレクトレットシートでは、多孔質シートの両面に設けられた表面層によって高温下における電荷の放電が防止されており、よって、高温下の使用においても経時的に圧電性が低下することはなく、長期間に亘って優れた圧電性を有する。
【選択図】なしAn electret sheet that retains high piezoelectricity even when used at high temperatures is provided.
An electret sheet of the present invention includes a surface layer containing an olefin resin on both sides of a porous sheet containing an olefin resin, having an air permeability of 800 sec / 100 mL or more and a thickness of 10 to 40 μm. Is characterized in that the porous sheet is charged by injecting electric charge into the porous sheet of the laminated sheet formed by laminating and integrating. In the electret sheet of the present invention, the surface layers provided on both sides of the porous sheet prevent electric charges from being discharged at high temperatures, so that the piezoelectricity does not deteriorate over time even when used at high temperatures. Have excellent piezoelectricity over a long period of time.
[Selection figure] None
Description
本発明は、高温下での使用にあっても高い圧電性を保持するエレクトレットシートに関する。 The present invention relates to an electret sheet that retains high piezoelectricity even when used at high temperatures.
エレクトレットは絶縁性の高分子材料に電荷を注入することにより、内部に帯電を付与した材料である。エレクトレットは繊維状に成形して集塵フィルターなどとして広く用いられている。 An electret is a material that is charged inside by injecting a charge into an insulating polymer material. Electrets are widely used as dust collection filters formed into fibers.
また、合成樹脂シートはこれを帯電させることによってセラミックスに匹敵する非常に高い圧電性を示すことが知られている。このような合成樹脂シートを用いたエレクトレットシートは、その優れた感度を利用して音響ピックアップや各種圧力センサーなどへの応用が提案されている。 Further, it is known that the synthetic resin sheet exhibits very high piezoelectricity comparable to ceramics by charging it. An electret sheet using such a synthetic resin sheet has been proposed for application to acoustic pickups, various pressure sensors, and the like by utilizing its excellent sensitivity.
例えば、特許文献1では、無機粉末及び有機フィラーのうち少なくとも一種を含有した熱可塑性樹脂フィルムを延伸することによって内部に空孔を形成した多孔質シートと、この多孔質シートの少なくとも一面に設けられた延伸樹脂フィルムからなる表面層とを有するエレクトレットシートが開示されている。表面層は、多孔質シートに蓄えられた電荷の漏洩を防ぐ保護層として用いられている。 For example, in Patent Document 1, a porous sheet in which pores are formed by stretching a thermoplastic resin film containing at least one of inorganic powder and organic filler, and at least one surface of the porous sheet is provided. An electret sheet having a surface layer made of a stretched resin film is disclosed. The surface layer is used as a protective layer that prevents leakage of charges stored in the porous sheet.
しかしながら、従来のエレクトレットシートは、高温下にて使用すると経時的に圧電性が低下するという問題点を有している。 However, the conventional electret sheet has a problem that the piezoelectricity decreases with time when used at a high temperature.
したがって、本発明は、高温下での使用にあっても高い圧電性を保持するエレクトレットシートを提供する。 Therefore, the present invention provides an electret sheet that retains high piezoelectricity even when used at high temperatures.
本発明者等は、上記課題に鑑みて鋭意検討した結果、エレクトレットシートが高温下に置かれると、周囲に存在する水蒸気などのガスが表面層を介して多孔質シートに到達し、多孔質シートに蓄えられた電荷の漏洩を促進させるため、エレクトレットシートの圧電性が経時的に低下すると考えられる。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that when the electret sheet is placed at a high temperature, gas such as water vapor present in the surroundings reaches the porous sheet via the surface layer, and the porous sheet It is considered that the piezoelectricity of the electret sheet decreases with time in order to promote the leakage of the electric charge stored in.
そこで、本発明のエレクトレットシートは、オレフィン系樹脂を含む多孔質シートの両面に、オレフィン系樹脂を含み、透気度が800sec/100mL以上であり、且つ厚みが10〜40μmである表面層が積層一体化されてなる積層シートの上記多孔質シートに電荷を注入して、上記多孔質シートを帯電させてなることを特徴とする。 Therefore, the electret sheet of the present invention has a surface layer containing an olefin resin, an air permeability of 800 sec / 100 mL or more, and a thickness of 10 to 40 μm on both surfaces of a porous sheet containing an olefin resin. It is characterized by charging the porous sheet by injecting electric charge into the porous sheet of an integrated laminated sheet.
このような本発明のエレクトレットシートでは、ガス遮断性に優れている表面層を用いていることによって、多孔質シートへのガスの透過が高く低減されている。したがって、本発明のエレクトレットシートは、高温下の使用においても経時的に圧電性が低下することはなく、長期間に亘って優れた圧電性を維持することができる。 In such an electret sheet of the present invention, gas permeation into the porous sheet is highly reduced by using a surface layer having excellent gas barrier properties. Therefore, the electret sheet of the present invention does not deteriorate in piezoelectricity over time even when used at high temperatures, and can maintain excellent piezoelectricity over a long period of time.
[多孔質シート]
多孔質シートは、オレフィン系樹脂を含む。多孔質シートに含まれるオレフィン系樹脂としては、エチレン系樹脂及びプロピレン系樹脂などが挙げられる。なかでも、絶縁性に優れており電荷保持力が高いことから、プロピレン系樹脂が好ましい。
[Porous sheet]
The porous sheet contains an olefin resin. Examples of the olefin resin contained in the porous sheet include an ethylene resin and a propylene resin. Of these, propylene-based resins are preferred because of their excellent insulating properties and high charge retention.
プロピレン系樹脂としては、プロピレン成分を50重量%以上含有していれば、特に限定されず、例えば、プロピレン単独重合体(ホモポリプロピレン)、プロピレンと少なくとも1種のプロピレン以外の炭素数2〜20のオレフィンとの共重合体などが挙げられる。なお、プロピレン系樹脂は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、プロピレンと少なくとも1種のプロピレン以外の炭素数2〜20のオレフィンとの共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体の何れであってもよい。 The propylene-based resin is not particularly limited as long as it contains 50% by weight or more of a propylene component. For example, propylene homopolymer (homopolypropylene), having 2 to 20 carbon atoms other than propylene and at least one kind of propylene. Examples thereof include copolymers with olefins. In addition, propylene resin may be used independently or 2 or more types may be used together. Further, the copolymer of propylene and at least one kind of olefin having 2 to 20 carbon atoms other than propylene may be either a block copolymer or a random copolymer.
プロピレンと共重合されるα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンなどが挙げられる。 Examples of α-olefin copolymerized with propylene include, for example, ethylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-decene, Examples include tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and 1-eicocene.
プロピレン系樹脂としては、プロピレン−エチレン共重合体がより好ましく、プロピレン−エチレンランダム共重合体が特に好ましい。 As the propylene-based resin, a propylene-ethylene copolymer is more preferable, and a propylene-ethylene random copolymer is particularly preferable.
プロピレン系樹脂の曲げ弾性率は、150MPa以上が好ましく、150〜3000MPaがより好ましい。プロピレン系樹脂の曲げ弾性率が小さいと、エレクトレットシートの電荷の保持性が低下してエレクトレットシートの性能が長期間に亘って安定的に維持されないことがある。なお、プロピレン系樹脂の曲げ弾性率は、JIS K7171に準拠して測定された値をいう。 The flexural modulus of the propylene-based resin is preferably 150 MPa or more, and more preferably 150 to 3000 MPa. If the flexural modulus of the propylene-based resin is small, the charge retention of the electret sheet may be reduced, and the performance of the electret sheet may not be stably maintained over a long period of time. In addition, the bending elastic modulus of propylene-type resin says the value measured based on JISK7171.
多孔質シートの厚みは、10〜200μmが好ましく、60〜100μmがより好ましい。多孔質シートが厚過ぎると、多孔質シート中に電荷を十分に注入できない虞れがある。また、多孔質シートが薄過ぎると、積層シートの機械的強度が低下する虞れがある。 10-200 micrometers is preferable and, as for the thickness of a porous sheet, 60-100 micrometers is more preferable. If the porous sheet is too thick, there is a possibility that charges cannot be sufficiently injected into the porous sheet. Moreover, when a porous sheet is too thin, there exists a possibility that the mechanical strength of a lamination sheet may fall.
[表面層]
上述した多孔質シートの両面には、オレフィン系樹脂を含み、透気度が800sec/100mL以上であり、且つ厚みが10〜40μmである表面層が積層一体化される。
[Surface layer]
On both surfaces of the porous sheet described above, a surface layer containing an olefin resin, having an air permeability of 800 sec / 100 mL or more and a thickness of 10 to 40 μm is laminated and integrated.
表面層に含まれるオレフィン系樹脂としては、エチレン系樹脂及びプロピレン系樹脂などが挙げられる。なかでも、プロピレン系樹脂が好ましい。プロピレン系樹脂は、耐熱性に優れることから、高温下においても優れたガス遮断性を発揮することができる表面層を形成できる。 Examples of the olefin resin contained in the surface layer include ethylene resins and propylene resins. Of these, propylene-based resins are preferable. Since the propylene-based resin is excellent in heat resistance, it can form a surface layer that can exhibit excellent gas barrier properties even at high temperatures.
プロピレン系樹脂としては、プロピレン成分を50重量%以上含有しておれば、特に限定されず、例えば、プロピレン単独重合体(ホモポリプロピレン)、プロピレンと少なくとも1種のプロピレン以外の炭素数2〜20のオレフィンとの共重合体などが挙げられる。なお、プロピレン系樹脂は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、プロピレンと少なくとも1種のプロピレン以外の炭素数2〜20のオレフィンとの共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体の何れであってもよい。 The propylene resin is not particularly limited as long as it contains 50% by weight or more of a propylene component. For example, propylene homopolymer (homopolypropylene), having 2 to 20 carbon atoms other than propylene and at least one kind of propylene. Examples thereof include copolymers with olefins. In addition, propylene resin may be used independently or 2 or more types may be used together. Further, the copolymer of propylene and at least one kind of olefin having 2 to 20 carbon atoms other than propylene may be either a block copolymer or a random copolymer.
プロピレンと共重合されるα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンなどが挙げられる。 Examples of α-olefin copolymerized with propylene include, for example, ethylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-decene, Examples include tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and 1-eicocene.
プロピレン系樹脂としては、プロピレン−エチレン共重合体がより好ましく、プロピレン−エチレンランダム共重合体が特に好ましい。 As the propylene-based resin, a propylene-ethylene copolymer is more preferable, and a propylene-ethylene random copolymer is particularly preferable.
表面層において、オレフィン系樹脂は架橋されていることが好ましい。オレフィン系樹脂を架橋することによって、ガス遮断性が高い表面層を得ることができる。 In the surface layer, the olefin resin is preferably crosslinked. By cross-linking the olefin resin, a surface layer having a high gas barrier property can be obtained.
表面層の透気度は、800sec/100mL以上に限定されるが、900sec/100mL以上が好ましく、1000sec/100mL以上がより好ましい。表面層のガス遮断性が低過ぎると、高温下での使用時にエレクトレットシートの圧電性が低下する虞れがある。 The air permeability of the surface layer is limited to 800 sec / 100 mL or more, but is preferably 900 sec / 100 mL or more, and more preferably 1000 sec / 100 mL or more. If the gas barrier property of the surface layer is too low, the piezoelectricity of the electret sheet may be lowered when used at high temperatures.
表面層の透気度は、表面層に用いるオレフィン系樹脂の種類や架橋の程度によって制御することができる。 The air permeability of the surface layer can be controlled by the type of olefin resin used for the surface layer and the degree of crosslinking.
表面層の透気度の測定は次の通りにして行うことができる。まず、積層シートからカッターを用いて表面層のみを剥離する。剥離した表面層に多孔質シートの一部が付着している場合には、付着している多孔質シートの一部を、表面層を傷付けないようにしてカッターにより除去する。得られた表面層の透気度を、温度23℃、相対湿度65%の雰囲気下でJIS P8117に準拠して、表面層の長さ方向に10cm間隔で10箇所測定し、その相加平均値を算出することにより得られた値とする。 The air permeability of the surface layer can be measured as follows. First, only the surface layer is peeled from the laminated sheet using a cutter. When a part of the porous sheet is adhered to the peeled surface layer, the part of the adhered porous sheet is removed by a cutter without damaging the surface layer. The air permeability of the obtained surface layer was measured at 10 points at intervals of 10 cm in the length direction of the surface layer in an atmosphere of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 65% in accordance with JIS P8117. Is a value obtained by calculating.
表面層の厚みは、10〜40μmに限定されるが、10〜30μmが好ましい。表面層の厚みが厚過ぎると、十分な電荷を多孔質シート中に注入できない虞れがある。また、表面層の厚み薄過ぎると、高温下での使用時にエレクトレットシートの圧電性が低下する虞れがある。 Although the thickness of a surface layer is limited to 10-40 micrometers, 10-30 micrometers is preferable. If the thickness of the surface layer is too thick, there is a possibility that a sufficient charge cannot be injected into the porous sheet. Moreover, when the surface layer is too thin, there is a possibility that the piezoelectricity of the electret sheet is lowered during use at a high temperature.
なお、積層シート中における表面層の厚みは、走査型電子顕微鏡を用いて500倍の倍率で積層シートの断面を撮影し、得られた撮影像において、表面層の厚みを少なくとも10箇所以上測定し、その相加平均値を算出することにより得られた値とする。また、積層シート中における多孔質シートの厚みの測定も同様にして行うことができる。 The thickness of the surface layer in the laminated sheet was obtained by taking a cross-section of the laminated sheet at a magnification of 500 times using a scanning electron microscope and measuring the thickness of the surface layer in at least 10 locations in the obtained photographed image. , And the value obtained by calculating the arithmetic mean value. Moreover, the measurement of the thickness of the porous sheet in a lamination sheet can be performed similarly.
多孔質シートや表面層は、酸化防止剤、金属害防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、ブロッキング防止剤などの他の添加剤を含んでいてもよい。また、多孔質シートや表面層は、汎用の要領で一軸延伸又は二軸延伸されていてもよい。 The porous sheet and the surface layer may contain other additives such as an antioxidant, a metal damage inhibitor, an ultraviolet absorber, a pigment, a dye, and an antiblocking agent. Moreover, the porous sheet and the surface layer may be uniaxially stretched or biaxially stretched in a general manner.
多孔質シートの両面に表面層が積層一体化されてなる積層シートの製造方法としては、共押出法や熱ラミネート法などが用いられ、共押出法が好ましい。共押出法により積層シートを製造するためには、まず、第一押出機、第二押出機及び第三押出機が全て同一のダイに接続されてなる製造装置を用意し、第二押出機にオレフィン系樹脂及び熱分解型発泡剤を供給して熱分解型発泡剤の分解温度未満の温度にて溶融混練することにより発泡性樹脂組成物を得ると共に、第一押出機及び第三押出機にオレフィン系樹脂を供給して溶融混練することにより表面層形成用組成物を得た後、第一〜第三押出機を接続している合流ダイから発泡性樹脂組成物及び表面層形成用組成物を押し出して、発泡性樹脂組成物からなる溶融発泡性樹脂シートの両面に、表面層形成用組成物からなる溶融表面層が積層一体化されてなる溶融積層シートを得る。次に、溶融発泡性樹脂シート及び溶融表面層に必要に応じて架橋処理を施した上で、溶融積層シートを熱分解型発泡剤の分解温度以上に加熱して溶融発泡性樹脂シートを発泡させることにより溶融多孔質シートを得た後、溶融表面層及び溶融多孔質シートを冷却する。これにより、多孔質シートの両面に表面層が積層一体化されてなる積層シートが得られる。 As a method for producing a laminated sheet in which the surface layers are laminated and integrated on both surfaces of the porous sheet, a coextrusion method, a thermal lamination method, or the like is used, and the coextrusion method is preferable. In order to manufacture a laminated sheet by the co-extrusion method, first, a manufacturing apparatus in which the first extruder, the second extruder, and the third extruder are all connected to the same die is prepared. An olefin resin and a thermally decomposable foaming agent are supplied and melt-kneaded at a temperature lower than the decomposition temperature of the thermally decomposable foaming agent to obtain a foamable resin composition, and to the first extruder and the third extruder After obtaining the composition for forming the surface layer by supplying the olefin resin and melt-kneading, the foamable resin composition and the composition for forming the surface layer are obtained from the joining die connecting the first to third extruders. Is extruded to obtain a molten laminated sheet in which a molten surface layer made of a surface layer forming composition is laminated and integrated on both sides of a molten foamable resin sheet made of a foamable resin composition. Next, after subjecting the melt-foamable resin sheet and the melt surface layer to a crosslinking treatment as necessary, the melt-laminated sheet is heated to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the thermally decomposable foaming agent to foam the melt-foamable resin sheet. After obtaining the molten porous sheet, the molten surface layer and the molten porous sheet are cooled. Thereby, the lamination sheet by which a surface layer is laminated and integrated on both surfaces of a porous sheet is obtained.
架橋処理が施された多孔質シートや表面層を得る場合には、発泡性樹脂組成物や表面層形成用組成物が架橋助剤として多官能モノマーを含んでいることが好ましい。多官能モノマーとしては、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメリット酸トリアリルエステル、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、シアノエチルアクリレート、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパンなどが挙げられ、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジビニルベンゼンが好ましい。なお、(メタ)アクリレートは、メタクリレート又はアクリレートを意味する。 In the case of obtaining a porous sheet or a surface layer that has been subjected to a crosslinking treatment, the foamable resin composition or the surface layer forming composition preferably contains a polyfunctional monomer as a crosslinking aid. Polyfunctional monomers include divinylbenzene, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, and triaryl trimellitic acid Examples include esters, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, cyanoethyl acrylate, bis (4-acryloxypolyethoxyphenyl) propane, and trimethylolpropane trimethacrylate and divinylbenzene are preferred. In addition, (meth) acrylate means a methacrylate or an acrylate.
なお、熱分解型発泡剤としては、分解によってガスを発生させればよく、例えば、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、4,4−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)などが挙げられる。 In addition, as a thermal decomposition type foaming agent, what is necessary is just to generate | occur | produce gas by decomposition | disassembly, for example, azodicarbonamide, benzenesulfonyl hydrazide, dinitroso pentamethylene tetramine, toluenesulfonyl hydrazide, 4, 4-oxybis (benzenesulfonyl hydrazide). Etc.
熱ラミネート法により積層シートを製造する方法としては、多孔質シート及び表面層を別途作製した後、多孔質シートの両面に表面層を熱ラミネートする方法が挙げられる。 Examples of a method for producing a laminated sheet by a thermal laminating method include a method in which a porous sheet and a surface layer are separately prepared, and then the surface layer is thermally laminated on both surfaces of the porous sheet.
熱ラミネート法により積層シートを製造する場合、多孔質シートの製造方法としては、オレフィン系樹脂及び熱分解型発泡剤を押出機に供給して熱分解型発泡剤の分解温度未満の温度にて溶融混練し押出機に取り付けたTダイから発泡性樹脂シートを押出し、この発泡性樹脂シートを必要に応じて架橋した上で、発泡性樹脂シートを熱分解型発泡剤の分解温度以上に加熱して発泡させて多孔質シートを製造する方法;オレフィン系樹脂と充填剤とを混合してなる樹脂組成物を押し出すことにより樹脂フィルムを得、この樹脂フィルムを一軸延伸又は二軸延伸してオレフィン系樹脂と充填剤との界面を剥離させることにより空隙が形成されてなる多孔質シートを得る方法などが挙げられる。 When a laminated sheet is produced by the thermal laminating method, the porous sheet is produced by supplying an olefin resin and a pyrolytic foaming agent to an extruder and melting at a temperature lower than the decomposition temperature of the pyrolytic foaming agent. A foamable resin sheet is extruded from a T-die kneaded and attached to an extruder, and the foamable resin sheet is cross-linked as necessary, and then the foamable resin sheet is heated to a temperature higher than the decomposition temperature of the thermally decomposable foaming agent. A method for producing a porous sheet by foaming; a resin film is obtained by extruding a resin composition obtained by mixing an olefin resin and a filler, and the resin film is uniaxially or biaxially stretched to obtain an olefin resin. And a method of obtaining a porous sheet in which voids are formed by peeling the interface between the filler and the filler.
また、熱ラミネート法により積層シートを製造する場合、表面層の製造方法としては、オレフィン系樹脂を押出機に供給して溶融混練し押出機に取り付けたTダイから樹脂シートを押出し、この樹脂シートを必要に応じて架橋する方法などが挙げられる。 When a laminated sheet is produced by a thermal lamination method, the surface layer is produced by supplying an olefin resin to an extruder, melt-kneading and extruding the resin sheet from a T-die attached to the extruder. The method of bridge | crosslinking as needed is mentioned.
(エレクトレットシート)
本発明のエレクトレットシートは、上述した積層シート中の多孔質シートに汎用の要領で電荷を注入して、多孔質シートを帯電させることにより、製造することができる。
(Electret sheet)
The electret sheet | seat of this invention can be manufactured by inject | pouring a charge into a porous sheet in the laminated sheet mentioned above in the general purpose point, and charging a porous sheet.
積層シート中の多孔質シートに電荷を注入する方法としては、特に限定されず、例えば、(1)積層シートを一対の平板電極で挟持し、一方の平板電極をアースすると共に他方の平板電極を高圧直流電源に接続して、積層シートに直流又はパルス状の高電圧を印加して積層シート中の多孔質シートに電荷を注入して多孔質シートを帯電させる方法、(2)積層シートの一面にアースされた平板電極を密着状態に重ね合わせ、積層シートの他面側に所定間隔を存して直流の高圧電源に電気的に接続された針状電極又はワイヤー電極を配設し、針状電極の先端又はワイヤー電極の表面近傍への電界集中によりコロナ放電を発生させ、空気分子をイオン化させて、針状電極又はワイヤー電極の極性により発生した空気イオンを反発させて積層シート中の多孔質シートに電荷を注入して多孔質シートを帯電させる方法、(3)電子線、X線などの電離性放射線や紫外線を積層シートに照射して、積層シート中の多孔質シートの近傍部の空気分子をイオン化することによって多孔質シートに電荷を注入して多孔質シートを帯電させる方法などが挙げられる。上記方法の中で多孔質シートに容易に電荷を注入することができるので、上記(1)及び(2)の方法が好ましく、上記(2)の方法がより好ましい。 The method for injecting charges into the porous sheet in the laminated sheet is not particularly limited. For example, (1) the laminated sheet is sandwiched between a pair of flat plate electrodes, one flat plate electrode is grounded, and the other flat plate electrode is A method of charging a porous sheet by connecting a high voltage direct current power source and applying a DC or pulsed high voltage to the laminated sheet to inject charges into the porous sheet in the laminated sheet; (2) one side of the laminated sheet A plate electrode grounded in a close contact state is overlapped, and a needle-like electrode or wire electrode electrically connected to a DC high-voltage power source is disposed on the other side of the laminated sheet with a predetermined interval. Laminated sheet that generates corona discharge due to electric field concentration near the tip of the electrode or the surface of the wire electrode, ionizes air molecules, repels the air ions generated by the polarity of the needle electrode or wire electrode A method of charging the porous sheet by injecting electric charge into the porous sheet, and (3) irradiating the laminated sheet with ionizing radiation such as electron beam or X-ray or ultraviolet rays, and in the vicinity of the porous sheet in the laminated sheet And a method of charging the porous sheet by injecting charges into the porous sheet by ionizing the air molecules in the part. In the above method, since the charge can be easily injected into the porous sheet, the methods (1) and (2) are preferable, and the method (2) is more preferable.
上記(1)及び(2)の方法において、積層シートに印加する電圧の絶対値は、小さいと、多孔質シートに十分に電荷を注入することができず、高い圧電性を有するエレクトレットシートを得ることができないことがあり、大きいと、アーク放電してしまい、却って、積層シートに十分に電荷を注入することができず、高い圧電性を有するエレクトレットシートを得ることができないことがあるので、3〜100kVが好ましく、5〜50kVより好ましい。 In the above methods (1) and (2), if the absolute value of the voltage applied to the laminated sheet is small, it is not possible to sufficiently inject charges into the porous sheet, and an electret sheet having high piezoelectricity is obtained. If it is large, arc discharge will occur, and on the other hand, it may not be possible to sufficiently inject the charge into the laminated sheet, and an electret sheet having high piezoelectricity may not be obtained. -100 kV is preferable, and 5-50 kV is more preferable.
本発明のエレクトレットシートでは、多孔質シートに電荷が注入されて帯電されている。多孔質シートは、空隙を多数含んでいる。このような多孔質シートに電荷を注入することで、空隙とオレフィン系樹脂との界面に電荷が見掛け上、正電荷と負電荷に分極した状態でたまる。そして、分極した状態でたまっている正電荷と負電荷が相対に変動させることによって電気応答が生じ、エレクトレットシートは優れた圧電性を発揮する。 In the electret sheet of the present invention, electric charge is injected into the porous sheet and charged. The porous sheet contains many voids. By injecting electric charge into such a porous sheet, the electric charge apparently accumulates at the interface between the void and the olefin resin and is polarized in a positive charge and a negative charge. And the electrical response arises by making the positive charge and the negative charge which have accumulated in the polarized state change relatively, and the electret sheet exhibits excellent piezoelectricity.
そして、本発明のエレクトレットシートでは、多孔質シートの両面に設けられた表面層によって高温下における電荷の放電が防止されており、よって、高温下の使用においても経時的に圧電性が低下することはなく、長期間に亘って優れた圧電性を有する。 In the electret sheet of the present invention, the discharge of electric charges at high temperatures is prevented by the surface layers provided on both sides of the porous sheet, and therefore the piezoelectricity decreases with time even when used at high temperatures. No, it has excellent piezoelectricity over a long period of time.
以下に、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1〜2、及び比較例1〜4)
第一押出機、第二押出機及び第三押出機が全て同一のダイに接続されてなる製造装置を用意した。第二押出機に、プロピレン−エチレンランダム共重合体(エチレン含量:4.5重量%以下、融解開始温度:97℃、曲げ弾性率:850MPa)、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPT)、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド、酸化防止剤としてテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシメチル]メタン、及び金属害防止剤としてメチルベンゾトリアゾールを、それぞれ表1における「配合量(多孔質シート)」の欄に示した配合量で、供給して160℃で溶融混練することにより、多孔質シート形成用の発泡性樹脂組成物を得た。また、第一押出機及び第三押出機のそれぞれに、プロピレン−エチレンランダム共重合体(エチレン含量:4.5重量%以下、融解開始温度:97℃、曲げ弾性率:850MPa)、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPT)、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド、酸化防止剤としてテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシメチル]メタン、及び金属害防止剤としてメチルベンゾトリアゾールを、それぞれ表1における「配合量(表面層)」の欄に示した配合量で、供給して160℃で溶融混練することにより、表面層形成用組成物を得た。次に、第一〜第三押出機を接続している合流ダイから発泡性樹脂組成物及び表面層形成用組成物を押し出して、発泡性樹脂組成物からなる溶融発泡性樹脂シートの両面に、表面層形成用組成物からなる溶融表面層が積層一体化されてなる溶融積層シートを得た。
(Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4)
A production apparatus was prepared in which the first extruder, the second extruder, and the third extruder were all connected to the same die. In the second extruder, propylene-ethylene random copolymer (ethylene content: 4.5 wt% or less, melting start temperature: 97 ° C., flexural modulus: 850 MPa), trimethylolpropane trimethacrylate (TMPT) as a polyfunctional monomer Azodicarbonamide as pyrolytic foaming agent, tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxymethyl] methane as antioxidant, and methylbenzotriazole as metal hazard inhibitor Were supplied at the blending amounts shown in the column of “blending amount (porous sheet)” in Table 1, and melt-kneaded at 160 ° C. to obtain a foamable resin composition for forming a porous sheet. . In each of the first extruder and the third extruder, a propylene-ethylene random copolymer (ethylene content: 4.5% by weight or less, melting start temperature: 97 ° C., flexural modulus: 850 MPa), polyfunctional monomer As trimethylolpropane trimethacrylate (TMPT), azodicarbonamide as a pyrolytic foaming agent, tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxymethyl] methane as an antioxidant, And a composition for forming a surface layer by supplying methylbenzotriazole as a metal harm-preventing agent at a blending amount shown in the column of “blending amount (surface layer)” in Table 1 and melt-kneading at 160 ° C. Got. Next, by extruding the foamable resin composition and the surface layer forming composition from the joining die connecting the first to third extruders, on both sides of the melt-foamable resin sheet comprising the foamable resin composition, A melt-laminated sheet obtained by laminating and integrating a melt surface layer made of the surface layer forming composition was obtained.
溶融積層シートに電子線を加速電圧300kVの条件下にて25kGy照射して、溶融発泡性樹脂シート及び溶融表面層に含まれているプロピレン−エチレンランダム共重合体をそれぞれ架橋させた後、溶融積層シートを250℃の熱風オーブンに投入して、熱分解型発泡剤を分解させて架橋させた溶融発泡性樹脂シートを発泡させて溶融多孔質シートを得た後に、これらを冷却させた。これにより、多孔質シートの両面に表面層が積層一体化されてなる積層シートを得た。 The molten laminated sheet is irradiated with an electron beam at 25 kGy under an acceleration voltage of 300 kV to crosslink the propylene-ethylene random copolymer contained in the molten foamable resin sheet and the molten surface layer, respectively, The sheet was put into a hot air oven at 250 ° C., and the molten foamable resin sheet obtained by decomposing and cross-linking the pyrolytic foaming agent was foamed to obtain a molten porous sheet, which was then cooled. Thus, a laminated sheet in which the surface layers were laminated and integrated on both surfaces of the porous sheet was obtained.
そして、得られた積層シートの一面にアースされた平板電極を密着状態に重ね合わせ、積層シートの他面側に所定間隔を存して直流の高圧電源に電気的に接続された針状電極を配設し、針状電極の表面近傍への電界集中により、電圧−10kV、放電距離10mm及び電圧印可時間1分の条件下にてコロナ放電を発生させ、空気分子をイオン化させて、針状電極の極性により発生した空気イオンを反発させて積層シート中の多孔質シートに電荷を注入して多孔質シートを帯電させた。その後、電荷を注入した多孔質シートを含んでいる積層シートを、接地されたアルミニウム箔で包み込んだ状態で3時間に亘って保持することで積層シート表面に存在する静電気を除去してエレクトレットシートを得た。 Then, a plate electrode grounded on one surface of the obtained laminated sheet is superposed in a close contact state, and acicular electrodes electrically connected to a DC high-voltage power source with a predetermined interval on the other surface side of the laminated sheet are provided. By arranging the electric field near the surface of the needle electrode, a corona discharge is generated under the conditions of a voltage of −10 kV, a discharge distance of 10 mm and a voltage application time of 1 minute to ionize air molecules, and the needle electrode The porous sheet was charged by repelling air ions generated due to the polarity of and injecting charges into the porous sheet in the laminated sheet. Thereafter, the laminate sheet containing the porous sheet into which the electric charge has been injected is held for 3 hours in a state of being wrapped in a grounded aluminum foil, thereby removing static electricity present on the surface of the laminate sheet and removing the electret sheet. Obtained.
(評価)
積層シート中における多孔質シート及び表面層の厚み、並びに表面層の透気度を、それぞれ上述した方法に従って測定した。また、エレクトレットシートの圧電性能を、下記の要領で測定した。得られた結果を表1に示す。
(Evaluation)
The thickness of the porous sheet and the surface layer in the laminated sheet, and the air permeability of the surface layer were measured according to the methods described above. Moreover, the piezoelectric performance of the electret sheet was measured in the following manner. The obtained results are shown in Table 1.
(圧電性能)
エレクトレットシートを裁断することにより、一辺が5cmの平面正方形状の試験片を得た。この試験片の表面及び裏面のそれぞれの中央部に、一辺が3cmであり且つ厚みが0.3mmの平面正方形状のアルミ箔を配設することにより試験体を得た。この試験体に加振機を用いて荷重Fが2N、動的荷重が±0.25N、周波数が110Hzの条件下にて押圧力を加え、その時に発生する電荷Q(C)を計測した。そして、電荷Q(C)を荷重F(N)で除することによって、試験片の圧電性(pC/N)を算出した。
(Piezoelectric performance)
By cutting the electret sheet, a flat square test piece having a side of 5 cm was obtained. A test specimen was obtained by disposing a flat square aluminum foil having a side of 3 cm and a thickness of 0.3 mm at the center of each of the front and back surfaces of the test piece. A pressing force was applied to this test body under the conditions of a load F of 2 N, a dynamic load of ± 0.25 N, and a frequency of 110 Hz using a vibrator, and the charge Q (C) generated at that time was measured. Then, the piezoelectricity (pC / N) of the test piece was calculated by dividing the charge Q (C) by the load F (N).
製造直後のエレクトレットシートを23℃、相対湿度50%の恒温恒湿槽内に1時間に亘って放置した後に、エレクトレットシートの圧電性能を測定し、結果を表1における「圧電性能(初期)」の欄に記載した。 The electret sheet immediately after production was left in a constant temperature and humidity chamber at 23 ° C. and 50% relative humidity for 1 hour, and then the piezoelectric performance of the electret sheet was measured. The result is shown in “Piezoelectric performance (initial)” in Table 1. It described in the column of.
さらに、エレクトレットシートを50℃、相対湿度50%の恒温恒湿槽内に7日間に亘って放置した後、エレクトレットシートを23℃、相対湿度50%の恒温恒湿槽内に1時間に亘って放置した。このエレクトレットシートの圧電性能を測定し、結果を表1における「圧電性能(50℃耐久)」の欄に記載した。 Further, after the electret sheet is left in a constant temperature and humidity chamber at 50 ° C. and a relative humidity of 50% for 7 days, the electret sheet is placed in a constant temperature and humidity chamber at 23 ° C. and a relative humidity of 50% for 1 hour. I left it alone. The piezoelectric performance of this electret sheet was measured, and the result is shown in the column of “Piezoelectric performance (50 ° C. durability)” in Table 1.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015137351A1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | 積水化学工業株式会社 | Electret sheet and piezoelectric sensor |
| JP2016072355A (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 東邦化成株式会社 | Piezoelectric element and method of manufacturing the same |
| JP2020131545A (en) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 三菱ケミカル株式会社 | Laminated Piezoelectric Films, Piezoelectric Elements, and Methods for Manufacturing Laminated Piezoelectric Films |
| CN112602160A (en) * | 2018-08-24 | 2021-04-02 | 积水化学工业株式会社 | Electret sheet and piezoelectric sensor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497798A (en) * | 1972-05-11 | 1974-01-23 | ||
| JPH11302436A (en) * | 1998-04-20 | 1999-11-02 | Mitsui Chem Inc | Porous film and separator film for battery |
| WO2011034186A1 (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-24 | 株式会社ユポ・コーポレーション | Energy conversion film |
| JP2012164735A (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Fluororesin film piezoelectric element |
-
2012
- 2012-10-31 JP JP2012241023A patent/JP2014093313A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497798A (en) * | 1972-05-11 | 1974-01-23 | ||
| JPH11302436A (en) * | 1998-04-20 | 1999-11-02 | Mitsui Chem Inc | Porous film and separator film for battery |
| WO2011034186A1 (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-24 | 株式会社ユポ・コーポレーション | Energy conversion film |
| JP2012164735A (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Fluororesin film piezoelectric element |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015137351A1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | 積水化学工業株式会社 | Electret sheet and piezoelectric sensor |
| JP5926860B2 (en) * | 2014-03-13 | 2016-05-25 | 積水化学工業株式会社 | Electret sheet and piezoelectric sensor |
| JP2016072355A (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 東邦化成株式会社 | Piezoelectric element and method of manufacturing the same |
| CN112602160A (en) * | 2018-08-24 | 2021-04-02 | 积水化学工业株式会社 | Electret sheet and piezoelectric sensor |
| TWI821374B (en) * | 2018-08-24 | 2023-11-11 | 日商積水化學工業股份有限公司 | Electret sheet, piezoelectric sensor and manufacturing method of electret sheet |
| US11908629B2 (en) | 2018-08-24 | 2024-02-20 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Electret sheet and piezoelectric sensor |
| JP2020131545A (en) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 三菱ケミカル株式会社 | Laminated Piezoelectric Films, Piezoelectric Elements, and Methods for Manufacturing Laminated Piezoelectric Films |
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