JPS641947B2 - - Google Patents
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- JPS641947B2 JPS641947B2 JP54052310A JP5231079A JPS641947B2 JP S641947 B2 JPS641947 B2 JP S641947B2 JP 54052310 A JP54052310 A JP 54052310A JP 5231079 A JP5231079 A JP 5231079A JP S641947 B2 JPS641947 B2 JP S641947B2
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- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
- H10N30/092—Forming composite materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明は、高分子物質と強誘電体微粒子の複合
体に界面活性剤を少量添加することによつて優れ
た可撓性と成形性を有し、かつきわめて大きな圧
電性能を備えた圧電体に関するものである。 従来、圧電性は対称中心を持たない結晶体がも
つ性質としてよく知られており、水晶、ロツシエ
ル塩、ジルコン酸鉛系セラミツクス等の無機材料
が実際によく利用されている。 しかし、これらの材料は、圧電率は高いが成形
加工が困難であるため薄くまた可撓性のある圧電
材料を得ることはきわめて困難であつた。 一方、ある種の高分子材料、例えばセロルース
や蛋白質のような天然配向高分子、ポリ−γ−メ
チル−Ｌ−グルタメイト合成高分子の延伸フイル
ム等においても圧電性の存在が認められており、
これとは別にいくつかの合成高分子のエレクトレ
ツト、例えばポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポ
リカーボネート等のフイルムを軟化点近くで数倍
に延伸し、電界を印加した状態で室温から加熱し
て再度冷却して得たものが圧電性を示すことが知
られている。 これらの方法によつて得られた有機圧電材料は
可撓性、柔軟性に優れているが、延伸処理を行つ
ているため圧電率に異方性があると共に、圧電率
としてもあまり大きくなく温度や湿度によつて不
安定なものが多かつた。例えば最も大きい圧電率
が得られるポリ弗化ビニリデンの延伸方向の圧電
率（d31）で4.0×10-〓（CGSesu）程度にすぎない。
また、これらは延伸しているので複雑な成形物を
作ることが非常に困難である。 本発明は、マトリツクスとして高分子物質を用
い、これに強誘電体微粒子を混合することによ
り、圧電性が得られることに着目し、これ等は、
電気的及び機械的に不均一構造を生ぜしめること
によつて生ずる圧電性と、マトリツクスの誘電率
を大きくすることによつて分散粒子の圧電性を有
効に引き出せるという点をうまく組合せることに
よつて高い圧電性を発現せしめ得るという観点か
ら、鋭意検討を重ねた結果、高分子物質と強誘導
体微粒子の複合体に界面活性剤を少量添加するこ
とによつてきわめて大きな圧電性を有する圧電体
が得られることを見い出した。 従つて、この発明の目的は従来の無機及び有機
圧電材料の欠点を排除し、優れた柔軟性と成形加
工性を有し、圧電率が大きくかつ異方性のない圧
電材料を提供することにある。 本発明圧電体は、マトリツクスとして高分子物
質を用い、これに界面活性剤と、強誘電体微粒子
とを混練し、所望形状に成形後エレクトレツト化
することによつて得られる。 本発明に用いられる高分子物質とは、熱可塑性
プラスチツク、合成ゴム等の一般に有機高分子物
質と称されるすべての物質を用いることができる
が、ポリ弗化ビニリデン、ナイロン、アクリロニ
トリル樹脂、アセタール樹脂、アクリロニトリル
−ブタジエンゴム、ウレタンゴム、塩素化ポリエ
チレン、フツ素ゴム、エビクロルヒドリンゴム、
ポリエステルゴム等の誘電率の高い高分子物質を
単独又は混合して用いるのが好ましい。 特に、ポリ弗化ビニリデン、ナイロン、アセタ
ール樹脂等の機械的強度の高い高分子物質とアク
リロニトリル−ブタジエンゴム（NBR）、塩素化
ポリエチレン、エビクロルヒドリンゴム等の極性
高分子物質を併用すると良い結果を得ることがで
きる。 強誘電体微粒子としては、自体公知の圧電性材
料を用いることができ、例えば、ジルコン・チタ
ン酸鉛系、チタン酸バリウム系等の圧電セラミツ
クスを微粉状にして用いられる。強誘電体の粒径
は、強誘電体の圧電性及び複合物の成形性の観点
から0.2〜4.4μ、好ましくは、１〜5μが用いられ
る。 また、界面活性剤とは、二層に分離した液体に
溶解したとき二層の界面の表面エネルギーを低下
する作用を有する化合物を指し、一般には、次の
化合物を用いることができる。
体に界面活性剤を少量添加することによつて優れ
た可撓性と成形性を有し、かつきわめて大きな圧
電性能を備えた圧電体に関するものである。 従来、圧電性は対称中心を持たない結晶体がも
つ性質としてよく知られており、水晶、ロツシエ
ル塩、ジルコン酸鉛系セラミツクス等の無機材料
が実際によく利用されている。 しかし、これらの材料は、圧電率は高いが成形
加工が困難であるため薄くまた可撓性のある圧電
材料を得ることはきわめて困難であつた。 一方、ある種の高分子材料、例えばセロルース
や蛋白質のような天然配向高分子、ポリ−γ−メ
チル−Ｌ−グルタメイト合成高分子の延伸フイル
ム等においても圧電性の存在が認められており、
これとは別にいくつかの合成高分子のエレクトレ
ツト、例えばポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポ
リカーボネート等のフイルムを軟化点近くで数倍
に延伸し、電界を印加した状態で室温から加熱し
て再度冷却して得たものが圧電性を示すことが知
られている。 これらの方法によつて得られた有機圧電材料は
可撓性、柔軟性に優れているが、延伸処理を行つ
ているため圧電率に異方性があると共に、圧電率
としてもあまり大きくなく温度や湿度によつて不
安定なものが多かつた。例えば最も大きい圧電率
が得られるポリ弗化ビニリデンの延伸方向の圧電
率（d31）で4.0×10-〓（CGSesu）程度にすぎない。
また、これらは延伸しているので複雑な成形物を
作ることが非常に困難である。 本発明は、マトリツクスとして高分子物質を用
い、これに強誘電体微粒子を混合することによ
り、圧電性が得られることに着目し、これ等は、
電気的及び機械的に不均一構造を生ぜしめること
によつて生ずる圧電性と、マトリツクスの誘電率
を大きくすることによつて分散粒子の圧電性を有
効に引き出せるという点をうまく組合せることに
よつて高い圧電性を発現せしめ得るという観点か
ら、鋭意検討を重ねた結果、高分子物質と強誘導
体微粒子の複合体に界面活性剤を少量添加するこ
とによつてきわめて大きな圧電性を有する圧電体
が得られることを見い出した。 従つて、この発明の目的は従来の無機及び有機
圧電材料の欠点を排除し、優れた柔軟性と成形加
工性を有し、圧電率が大きくかつ異方性のない圧
電材料を提供することにある。 本発明圧電体は、マトリツクスとして高分子物
質を用い、これに界面活性剤と、強誘電体微粒子
とを混練し、所望形状に成形後エレクトレツト化
することによつて得られる。 本発明に用いられる高分子物質とは、熱可塑性
プラスチツク、合成ゴム等の一般に有機高分子物
質と称されるすべての物質を用いることができる
が、ポリ弗化ビニリデン、ナイロン、アクリロニ
トリル樹脂、アセタール樹脂、アクリロニトリル
−ブタジエンゴム、ウレタンゴム、塩素化ポリエ
チレン、フツ素ゴム、エビクロルヒドリンゴム、
ポリエステルゴム等の誘電率の高い高分子物質を
単独又は混合して用いるのが好ましい。 特に、ポリ弗化ビニリデン、ナイロン、アセタ
ール樹脂等の機械的強度の高い高分子物質とアク
リロニトリル−ブタジエンゴム（NBR）、塩素化
ポリエチレン、エビクロルヒドリンゴム等の極性
高分子物質を併用すると良い結果を得ることがで
きる。 強誘電体微粒子としては、自体公知の圧電性材
料を用いることができ、例えば、ジルコン・チタ
ン酸鉛系、チタン酸バリウム系等の圧電セラミツ
クスを微粉状にして用いられる。強誘電体の粒径
は、強誘電体の圧電性及び複合物の成形性の観点
から0.2〜4.4μ、好ましくは、１〜5μが用いられ
る。 また、界面活性剤とは、二層に分離した液体に
溶解したとき二層の界面の表面エネルギーを低下
する作用を有する化合物を指し、一般には、次の
化合物を用いることができる。
【表】
【表】
【表】
この高分子物質と界面活性剤及び強誘電体微粒
子の混合方法としては、ニーダー、ロール、押出
機、プラストグラフ、各種ミキサー、ボールミル
等一般的な混合方法として応用される任意の手段
が使用でき、また成形法としてはプレス成形法、
押出し成形法、カレンダー成形法、溶媒蒸発法等
の任意の方法が使用できる。 また、成形体は棒状、板状、リボン状、円筒状
等各種の形状並びに厚さが0.03〜１mm程度のフイ
ルムないしシート状とされる。 混合方法の一例を示せば、高分子物質を加熱ロ
ールで軟化点以上の温度に加熱し、溶融した状態
で所定量の界面活性剤を加え、充分に混合してか
ら所定量の強誘電体微粒子を少量ずつ加えながら
混練を行ない充分に混合して複合物を作成し、次
いで加熱プレスを用いてフイルム成形物を作成す
る。 マトリツクスに用いる高分子物質に対する界面
活性剤の割合は、高分子物質100重量部に対して
0.1〜５重量部、好ましくは0.5〜３重量部であ
る。界面活性剤の量が５重量部以上になると、複
合物の体積固有抵抗が109Ω・cm以下になり直流
高電界による分極処理が不可能となる。また界面
活性剤の量が0.1重量部以下になると圧電性能を
向上させる効果が乏しくなる。 また、強誘電体微粒子の全体に占める割合は10
〜90容量％、好ましくは30〜60容量％である。強
誘電体微粒子の含有量が10容量％以下の場合は強
誘電体の添加効果が充分でなく、90容量％以上で
は成形することが困難である。また60容量％以上
の場合には圧電率としては大きいが可撓性、皮膜
形成性等の機械的特性が低下する。 上記の容量％は、実容積をもつて表示したもの
で、一般には、真比重を用いて換算した重量割合
を計量して混合される。 上記成形物に圧電性を付与するために成形物を
所定の温度に加熱し、そのままの状態で成形物の
表裏から直流電界もしくは直流と交流電界を一定
時間印加し、しかる後、徐冷または急冷すること
によつて熱エレクトレツト化を行う。 エレクトレツト化の最適条件はマトリツクス樹
脂が結晶高分子である場合、その樹脂の結晶緩和
温度付近であることが望ましく、本発明において
はマトリツクス樹脂の軟化点以下の温度、一般的
には40〜150℃の温度が用いられる。 また、電界印加は、通常成形物の両面に密着さ
れた金属箔、金属板、導電ペーストあるいは真空
蒸着または化学メツキした金属塗膜を電極として
行い、印加電界は一般的に10KV／cm以上絶縁破
壊を生じない程度の電界強度、好ましくは50〜
1000KV／cm位であり、処理時間は特に限定され
ないが、30分以上処理することが好適である。 なお、本発明においては成形物の成形過程にお
いて従来の有機圧電材料の場合に必要な延伸等の
操作が不要なため、通常の成形加工法を適用して
複雑な形状の圧電性成形物を作ることができる特
徴がある。 次に本発明の実施例について説明するが、これ
に限定されるものではない。なお、実施例におけ
る圧電定数は伸びの圧電率の値である。 実施例 １ アセタール樹脂（商品名：デルリン500デユポ
ン社）を加熱ロールを用いて190℃の温度に加熱
し、柔かくなつたところで、NBR（商品名：
PN30A日本合成ゴム社）をアセタール樹脂／
NBRの組成比が60／40（重量）となるように少量
ずつ添加し、応力を加えながら混練を行い、よく
混合したところで界面活性剤ジメチルエチルラウ
リル第４級アンモニウムエチル硫酸をアセタール
樹脂／NBRのポリマーブレンドに対して２重量
部添加し更に混練を行つて、よく混合されたとこ
ろで、ジルコン・チタン酸鉛Pb（Zr0.55 Ti0.45）
O3系強誘電体微粒子を混合樹脂に対し、組成比
が50／50（容量）となるように少量ずつ添加しな
がら均一に混合し、次いでこれを加熱プレスを用
いて厚さ50μのフイルムに成形した後、両面に銀
蒸着して電極を設けた。更に、この成形物に圧電
性を付与するために成形物を所定の温度に加熱
し、そのままの状態で成形物の表裏より
100KV／cmの直流電界を１時間印加し、電界を
取り去り急冷することによつて熱エレクトレツト
化した圧電体の圧電定数を測定した。 その結果を第１表に示す。 実施例 ２ 実施例１と同様に成形したフイルム成形物を40
℃の温度に加熱し、そのままの状態で成形物の表
裏より所定の電界強度の直流電界を１時間印加し
た後、急冷して得られた圧電体の圧電定数を測定
した。その結果を第２表に示す。 実施例 ３ 実施例１と同様に成形したフイルム成形物を40
℃の温度に加熱し、そのままの状態で成形物の表
裏より200KV／cmの直流電界を所定時間印加し
た後、急冷して得られた圧電体の圧電定数を測定
した。その結果を第３表に示す。 実施例 ４ 実施例１と同様の製造方法により、アセタール
樹脂／NBRの組成比が60／40（重量）の混合樹脂
に対して界面活性剤ジメチルエチルラウリル第４
級アンモニウムエチル硫酸の添加量を異ならしめ
て混練したマトリツクス樹脂に対してジルコン・
チタン酸鉛系強誘電体微粒子を50／50（容量）な
らしめて混合して得られたフイルム成形物に40℃
の温度で200KV／cmの直流電界を印加したまま
急冷することによつて熱エレクトレツト化し圧電
体の圧電定数を測定した結果を第４表に示す。ま
た、第４表にそれらの100KHzにおける誘電率及
び体積固有抵抗を測定した結果を示す。 実施例 ５ 実施例１と同様の製造方法により、アセタール
樹脂／NBRの組成比が60／40（重量）の混合樹脂
に対して界面活性剤ジメチルエチルステアリル第
４級アンモニウムエチル硫酸の添加量を異ならし
めて混練したマトリツクス樹脂に対してジルコ
ン・チタン酸鉛系強誘電体微粒子を50／50（容量）
ならしめて混合して得られたフイルム成形物に40
℃の温度で200KV／cmの直流電界を印加したま
ま急冷することによつて熱エレクトレツト化した
圧電体の圧電定数を測定した結果を第５表に示
す。また、第５表にそれらの100KHzにおける誘
電率及び体積固有抵抗を測定した結果を示す。 実施例 ６ 実施例１と同様の製造方法により、アセタール
樹脂（商品名：デルリン500デユポン社）にNBR
（商品名：PN30A日本合成ゴム社）を組成比を異
ならしめて混合した混合樹脂に対して界面活性剤
としてジメチルエチルラウリル第４級アンモニウ
ムエチル硫酸を２重量部混練したマトリツクス樹
脂とジルコン・チタン酸鉛系強誘電体微粒子を組
成比が50／50（容量）ならしめて混合し成形して
得られたフイルム成形物に、40℃の温度で
100KV／cmの直流電界を１時間印加した後、急
冷することによつて熱エレクトレツト化して得ら
れた圧電体の圧電定数を測定した結果を第６表に
示す。 実施例 ７ 実施例１と同様の製造方法により、アセタール
樹脂（商品名：デルリン500デユポン社）にNBR
（商品名：PN30A日本合成ゴム社）を組成比が
60／40（重量）の混合樹脂に対して第７表に示し
た界面活性剤を２重量部混練したマトリツクス樹
脂に対してジルコン・チタン酸鉛系強誘電体微粒
子を50／50（容量）とならしめて混合し成形して
得られたフイルム成形物に40℃の温度で
100KV／cmの直流電界を１時間印加した後、急
冷することによつて熱エレクトレツト化して得ら
れた材料の圧電定数を測定した結果を第７表に示
す。また、第７表にそれらの100KHzにおける誘
電率及び体積固有抵抗を測定した結果も示した。 実施例 ８ ポリ弗化ビニリデン樹脂（商品名：KF−1100
呉羽化学社）を加熱ロールを用いて180℃の温度
に加熱し、柔かくなつたところで界面活性剤ジメ
チルエチルラウリル第４級アンモニウムエチル硫
酸をポリ弗化ビニリデン樹脂に対して２重量部混
練したマトリツクス樹脂にジルコン・チタン酸鉛
系強誘電体微粒子を組成比が50／50（容量）にな
るように混合し成形して得られたフイルム成形物
に、圧電性を付与するため所定の温度に加熱し、
そのままの状態で成形物の表裏より所定の直流電
界を１時間印加し、急冷することによつて熱エレ
クトレツト化して得られた圧電体の圧電定数を測
定した。その結果を第８表に示す。 実施例 ９ 実施例８と同様の製造方法により、ポリ弗化ビ
ニリデン樹脂に対して界面活性剤ジメチルエチル
ラウリル第４級アンモニウムエチル硫酸の添加量
を異ならしめて混練したマトリツクス樹脂にジル
コン・チタン酸鉛系強誘電体微粒子を組成比が
50／50（容量）になるように混合して成形して得
られたフイルム成形物に、80℃の温度で
100KV／cmの直流電界を１時間印加し、急冷す
ることによつて熱エレクトレツト化して得られた
圧電体の圧電定数を測定した。その結果を第９表
に示す。 次に、実施例１により製造したフイルム成形物
を分極温度40℃、分極電界強度200KV／cm、分
極時間１時間でエレクトレツト化した圧電体の圧
電率の経時変化を図に示す。図より、500日経過
した後でも圧電率の低下はほとんど認められない
ことがわかる。 以上詳細に記述したことから明らかなように本
発明によれば、高分子物質に界面活性剤を添加し
たマトリツクス樹脂に強誘電体微粒子を混合して
成形しエレクトレツト化することにより、優れた
可撓性，柔軟性と成形加工性を有し圧電率に異方
性がなく、圧電率も大きく、圧電材料を得ること
ができ、マイクロホン、ヘツドホン、スピーカ
ー、超音波素子等の電気音響変換素子、電気機械
変換素子、感圧素子、生体用トランスジユーサな
どの圧電性を応用した工業分野に広く応用でき、
更に大きな焦電性を有する温度変化に敏感な感温
素子として利用することができる。
子の混合方法としては、ニーダー、ロール、押出
機、プラストグラフ、各種ミキサー、ボールミル
等一般的な混合方法として応用される任意の手段
が使用でき、また成形法としてはプレス成形法、
押出し成形法、カレンダー成形法、溶媒蒸発法等
の任意の方法が使用できる。 また、成形体は棒状、板状、リボン状、円筒状
等各種の形状並びに厚さが0.03〜１mm程度のフイ
ルムないしシート状とされる。 混合方法の一例を示せば、高分子物質を加熱ロ
ールで軟化点以上の温度に加熱し、溶融した状態
で所定量の界面活性剤を加え、充分に混合してか
ら所定量の強誘電体微粒子を少量ずつ加えながら
混練を行ない充分に混合して複合物を作成し、次
いで加熱プレスを用いてフイルム成形物を作成す
る。 マトリツクスに用いる高分子物質に対する界面
活性剤の割合は、高分子物質100重量部に対して
0.1〜５重量部、好ましくは0.5〜３重量部であ
る。界面活性剤の量が５重量部以上になると、複
合物の体積固有抵抗が109Ω・cm以下になり直流
高電界による分極処理が不可能となる。また界面
活性剤の量が0.1重量部以下になると圧電性能を
向上させる効果が乏しくなる。 また、強誘電体微粒子の全体に占める割合は10
〜90容量％、好ましくは30〜60容量％である。強
誘電体微粒子の含有量が10容量％以下の場合は強
誘電体の添加効果が充分でなく、90容量％以上で
は成形することが困難である。また60容量％以上
の場合には圧電率としては大きいが可撓性、皮膜
形成性等の機械的特性が低下する。 上記の容量％は、実容積をもつて表示したもの
で、一般には、真比重を用いて換算した重量割合
を計量して混合される。 上記成形物に圧電性を付与するために成形物を
所定の温度に加熱し、そのままの状態で成形物の
表裏から直流電界もしくは直流と交流電界を一定
時間印加し、しかる後、徐冷または急冷すること
によつて熱エレクトレツト化を行う。 エレクトレツト化の最適条件はマトリツクス樹
脂が結晶高分子である場合、その樹脂の結晶緩和
温度付近であることが望ましく、本発明において
はマトリツクス樹脂の軟化点以下の温度、一般的
には40〜150℃の温度が用いられる。 また、電界印加は、通常成形物の両面に密着さ
れた金属箔、金属板、導電ペーストあるいは真空
蒸着または化学メツキした金属塗膜を電極として
行い、印加電界は一般的に10KV／cm以上絶縁破
壊を生じない程度の電界強度、好ましくは50〜
1000KV／cm位であり、処理時間は特に限定され
ないが、30分以上処理することが好適である。 なお、本発明においては成形物の成形過程にお
いて従来の有機圧電材料の場合に必要な延伸等の
操作が不要なため、通常の成形加工法を適用して
複雑な形状の圧電性成形物を作ることができる特
徴がある。 次に本発明の実施例について説明するが、これ
に限定されるものではない。なお、実施例におけ
る圧電定数は伸びの圧電率の値である。 実施例 １ アセタール樹脂（商品名：デルリン500デユポ
ン社）を加熱ロールを用いて190℃の温度に加熱
し、柔かくなつたところで、NBR（商品名：
PN30A日本合成ゴム社）をアセタール樹脂／
NBRの組成比が60／40（重量）となるように少量
ずつ添加し、応力を加えながら混練を行い、よく
混合したところで界面活性剤ジメチルエチルラウ
リル第４級アンモニウムエチル硫酸をアセタール
樹脂／NBRのポリマーブレンドに対して２重量
部添加し更に混練を行つて、よく混合されたとこ
ろで、ジルコン・チタン酸鉛Pb（Zr0.55 Ti0.45）
O3系強誘電体微粒子を混合樹脂に対し、組成比
が50／50（容量）となるように少量ずつ添加しな
がら均一に混合し、次いでこれを加熱プレスを用
いて厚さ50μのフイルムに成形した後、両面に銀
蒸着して電極を設けた。更に、この成形物に圧電
性を付与するために成形物を所定の温度に加熱
し、そのままの状態で成形物の表裏より
100KV／cmの直流電界を１時間印加し、電界を
取り去り急冷することによつて熱エレクトレツト
化した圧電体の圧電定数を測定した。 その結果を第１表に示す。 実施例 ２ 実施例１と同様に成形したフイルム成形物を40
℃の温度に加熱し、そのままの状態で成形物の表
裏より所定の電界強度の直流電界を１時間印加し
た後、急冷して得られた圧電体の圧電定数を測定
した。その結果を第２表に示す。 実施例 ３ 実施例１と同様に成形したフイルム成形物を40
℃の温度に加熱し、そのままの状態で成形物の表
裏より200KV／cmの直流電界を所定時間印加し
た後、急冷して得られた圧電体の圧電定数を測定
した。その結果を第３表に示す。 実施例 ４ 実施例１と同様の製造方法により、アセタール
樹脂／NBRの組成比が60／40（重量）の混合樹脂
に対して界面活性剤ジメチルエチルラウリル第４
級アンモニウムエチル硫酸の添加量を異ならしめ
て混練したマトリツクス樹脂に対してジルコン・
チタン酸鉛系強誘電体微粒子を50／50（容量）な
らしめて混合して得られたフイルム成形物に40℃
の温度で200KV／cmの直流電界を印加したまま
急冷することによつて熱エレクトレツト化し圧電
体の圧電定数を測定した結果を第４表に示す。ま
た、第４表にそれらの100KHzにおける誘電率及
び体積固有抵抗を測定した結果を示す。 実施例 ５ 実施例１と同様の製造方法により、アセタール
樹脂／NBRの組成比が60／40（重量）の混合樹脂
に対して界面活性剤ジメチルエチルステアリル第
４級アンモニウムエチル硫酸の添加量を異ならし
めて混練したマトリツクス樹脂に対してジルコ
ン・チタン酸鉛系強誘電体微粒子を50／50（容量）
ならしめて混合して得られたフイルム成形物に40
℃の温度で200KV／cmの直流電界を印加したま
ま急冷することによつて熱エレクトレツト化した
圧電体の圧電定数を測定した結果を第５表に示
す。また、第５表にそれらの100KHzにおける誘
電率及び体積固有抵抗を測定した結果を示す。 実施例 ６ 実施例１と同様の製造方法により、アセタール
樹脂（商品名：デルリン500デユポン社）にNBR
（商品名：PN30A日本合成ゴム社）を組成比を異
ならしめて混合した混合樹脂に対して界面活性剤
としてジメチルエチルラウリル第４級アンモニウ
ムエチル硫酸を２重量部混練したマトリツクス樹
脂とジルコン・チタン酸鉛系強誘電体微粒子を組
成比が50／50（容量）ならしめて混合し成形して
得られたフイルム成形物に、40℃の温度で
100KV／cmの直流電界を１時間印加した後、急
冷することによつて熱エレクトレツト化して得ら
れた圧電体の圧電定数を測定した結果を第６表に
示す。 実施例 ７ 実施例１と同様の製造方法により、アセタール
樹脂（商品名：デルリン500デユポン社）にNBR
（商品名：PN30A日本合成ゴム社）を組成比が
60／40（重量）の混合樹脂に対して第７表に示し
た界面活性剤を２重量部混練したマトリツクス樹
脂に対してジルコン・チタン酸鉛系強誘電体微粒
子を50／50（容量）とならしめて混合し成形して
得られたフイルム成形物に40℃の温度で
100KV／cmの直流電界を１時間印加した後、急
冷することによつて熱エレクトレツト化して得ら
れた材料の圧電定数を測定した結果を第７表に示
す。また、第７表にそれらの100KHzにおける誘
電率及び体積固有抵抗を測定した結果も示した。 実施例 ８ ポリ弗化ビニリデン樹脂（商品名：KF−1100
呉羽化学社）を加熱ロールを用いて180℃の温度
に加熱し、柔かくなつたところで界面活性剤ジメ
チルエチルラウリル第４級アンモニウムエチル硫
酸をポリ弗化ビニリデン樹脂に対して２重量部混
練したマトリツクス樹脂にジルコン・チタン酸鉛
系強誘電体微粒子を組成比が50／50（容量）にな
るように混合し成形して得られたフイルム成形物
に、圧電性を付与するため所定の温度に加熱し、
そのままの状態で成形物の表裏より所定の直流電
界を１時間印加し、急冷することによつて熱エレ
クトレツト化して得られた圧電体の圧電定数を測
定した。その結果を第８表に示す。 実施例 ９ 実施例８と同様の製造方法により、ポリ弗化ビ
ニリデン樹脂に対して界面活性剤ジメチルエチル
ラウリル第４級アンモニウムエチル硫酸の添加量
を異ならしめて混練したマトリツクス樹脂にジル
コン・チタン酸鉛系強誘電体微粒子を組成比が
50／50（容量）になるように混合して成形して得
られたフイルム成形物に、80℃の温度で
100KV／cmの直流電界を１時間印加し、急冷す
ることによつて熱エレクトレツト化して得られた
圧電体の圧電定数を測定した。その結果を第９表
に示す。 次に、実施例１により製造したフイルム成形物
を分極温度40℃、分極電界強度200KV／cm、分
極時間１時間でエレクトレツト化した圧電体の圧
電率の経時変化を図に示す。図より、500日経過
した後でも圧電率の低下はほとんど認められない
ことがわかる。 以上詳細に記述したことから明らかなように本
発明によれば、高分子物質に界面活性剤を添加し
たマトリツクス樹脂に強誘電体微粒子を混合して
成形しエレクトレツト化することにより、優れた
可撓性，柔軟性と成形加工性を有し圧電率に異方
性がなく、圧電率も大きく、圧電材料を得ること
ができ、マイクロホン、ヘツドホン、スピーカ
ー、超音波素子等の電気音響変換素子、電気機械
変換素子、感圧素子、生体用トランスジユーサな
どの圧電性を応用した工業分野に広く応用でき、
更に大きな焦電性を有する温度変化に敏感な感温
素子として利用することができる。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
図は本発明によつて得られた圧電体について圧
電性の経時変化を示す。
電性の経時変化を示す。
Claims (1)
- １ 高分子物質と、高分子物質100重量部に対し
て0.1〜５重量部の界面活性剤と、全体に占める
割合が10〜90容量％となる量の強誘電体微粒子と
が混練成形され、かつエレクトレツト化されてな
るものであることを特徴とする圧電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5231079A JPS55145381A (en) | 1979-04-27 | 1979-04-27 | Piezoelectric element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5231079A JPS55145381A (en) | 1979-04-27 | 1979-04-27 | Piezoelectric element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55145381A JPS55145381A (en) | 1980-11-12 |
| JPS641947B2 true JPS641947B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=12911203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5231079A Granted JPS55145381A (en) | 1979-04-27 | 1979-04-27 | Piezoelectric element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55145381A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60198789A (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合圧電材料の製造方法 |
| JP5563746B2 (ja) * | 2008-04-07 | 2014-07-30 | 旭硝子株式会社 | エレクトレットおよび静電誘導型変換素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5151797A (en) * | 1974-11-01 | 1976-05-07 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Atsudenzairyo oyobi sonoseizohoho |
-
1979
- 1979-04-27 JP JP5231079A patent/JPS55145381A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55145381A (en) | 1980-11-12 |
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