专利名称：驻极体及静电感应型转换元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及驻极体及具备该驻极体的静电感应型转换元件。
背景技术：
一直以来，提出了使用将电荷注入绝缘材料而得的驻极体(Electret)的发电装 置、传声器等静电感应型转换元件。目前，作为该驻极体的材料，主要采用聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯等链状的高 分子化合物。此外，最近，作为该驻极体的材料，提出了采用在主链中具有含氟脂肪族环结构的 聚合物(参照例如专利文献1)或环烯烃聚合物(参照例如专利文献2、3)的技术方案。专利文献1 日本专利特开2006-180450号公报专利文献2 日本专利特表2002-505034号公报专利文献3 日本专利特开平8-41260号公报发明的揭示对于驻极体，为了使采用该驻极体的静电感应型转换元件的电能和动能的转换效 率提高，需要进一步提高表面电荷密度。本发明是鉴于上述的现有课题而完成的发明，其课题在于提供表面电荷密度高的 驻极体及具备该驻极体的静电感应型转换元件。用于解决所述课题的本发明的第一种形态是一种驻极体，其特征在于，具有由包 含相对介电常数为1. 8 3. 0的高分子化合物(a)的层(A)和包含相对介电常数比所述高 分子化合物(a)高的高分子化合物(b)或无机物(c)的层(B)直接层叠而得的层叠体，所 述高分子化合物(b)或无机物(c)的相对介电常数与所述高分子化合物(a)的相对介电常 数的差在0.3以上，所述层(A)配置在向所述层叠体注入电荷而形成驻极体时注入电荷一 侧的相反侧的最外层表面，所述层(B)的厚度在Iym以上。本发明的第二种形态为具备所述第一种形态的驻极体的静电感应型转换元件。如果采用本发明，则可以提供表面电位高的驻极体及其制造方法，以及具备该驻 极体的电能和动能的转换效率提高了的静电感应型转换元件。附图的简单说明
图1为用于注入电荷的电晕充电装置的简略结构图。图2为表示表面电位的测定点的设定位置的图。符号的说明10…基板，11…层叠体，12…直流高压电源装置，14…电晕针，16…栅极，17…电流 计，18…栅极用电源，19…加热板。实施发明的最佳方式以下，对实施本发明的最佳方式进行说明。以下的说明书中，有时将构成聚合物的“重复单元”略作“单元”。
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此外，以式(al)表示的单元也记作“单元(al) ”。以其他式表示的单元、化合物等 也同样表示，例如以式⑴表示的单体也记作“单体(1)”。本发明的驻极体的特征在于，具有以下的层(A)和层(B)直接层叠而得的层叠体。 该层叠体中，层(A)配置在注入电荷而形成驻极体时注入电荷一侧的相反侧的最外层表层(A):包含相对介电常数为1. 8 3. 0的高分子化合物(a)的层。层(B)包含高分子化合物(b)或无机物(c)，所述高分子化合物(b)或无机物(c) 的相对介电常数与所述高分子化合物(a)的相对介电常数的差在0.3以上，厚度在Ιμπι以 上的层。层(A)是负责作为驻极体的电荷保持的部分。层⑶通过与层㈧直接相接而有助于表面电荷密度的提高。〈层(A)>层(A)由相对介电常数为1. 8 3. 0的高分子化合物(a)构成。该相对介电常数 较好是1. 8 2. 7，更好是1. 8 2. 3。如果该相对介电常数在上述范围的下限值以上，则 可作为驻极体存储的电荷量高；如果在上限值以下，则电绝缘性和作为驻极体的电荷保持 稳定性良好。此外，因为层(A)是负责作为驻极体的电荷保持的部分，所以作为该高分子化合 物(a)，优选使用体积电阻率高、绝缘破坏强度大的化合物。高分子化合物(a)的体积电阻率较好是IOiq 102° Ω cm,更好是IO16 IO19 Ω cm。 该体积电阻率按照ASTM D257测定。此外，高分子化合物(a)的绝缘破坏强度较好是10 25kV/mm，更好是15 22kV/ mm。该绝缘破坏强度按照ASTM D149测定。作为高分子化合物(a)，只要是相对介电常数在上述范围内即可，没有特别限定， 例如从以往驻极体所用的高分子化合物中适当选择即可。本发明中，作为高分子化合物(a)，从电荷保持性能良好的角度来看，较好是具有 脂肪族环结构的化合物。“脂肪族环结构”是指不具有芳香性的环结构。作为脂肪族环结构，可以例举例如 可具有取代基的饱和或不饱和的烃环结构、该烃环结构中的碳原子的一部分被氧原子或氮 原子等杂原子替代而得的杂环结构、所述烃环结构或杂环结构中的氢原子被氟原子取代而 得的含氟脂肪族环结构等。作为具有脂肪族环结构的高分子化合物，可以例举例如环烯烃聚合物。“环烯烃聚合物”是指该聚合物的主链中具有脂肪族烃环结构的聚合物，构成该脂 肪族烃环结构的碳原子中的至少2个编入该聚合物的主链中。环烯烃聚合物包含具有脂肪族烃环结构的单元(以下也称单元(al))，该单元 (al)中，构成该脂肪族烃环结构的碳原子中的至少2个编入该聚合物的主链中。作为优选的环烯烃聚合物，可以例举包含单元(al-Ι)的聚合物。
权利要求
一种驻极体，其特征在于，具有由包含相对介电常数为1.8～3.0的高分子化合物(a)的层(A)和包含相对介电常数比所述高分子化合物(a)高的高分子化合物(b)或无机物(c)的层(B)直接层叠而得的层叠体，所述高分子化合物(b)或无机物(c)的相对介电常数与所述高分子化合物(a)的相对介电常数的差在0.3以上，所述层(A)配置在向所述层叠体注入电荷而形成驻极体时注入电荷一侧的相反侧的最外层表面，所述层(B)的厚度在1μm以上。
2.如权利要求1所述的驻极体，其特征在于，所述高分子化合物(b)的玻璃化温度或熔 点在80°C以上。
3.如权利要求1或2所述的驻极体，其特征在于，所述高分子化合物(b)为选自含氟树 脂、聚酰亚胺、聚对苯二亚甲基、聚碳酸酯、聚亚芳基、聚亚芳基醚、聚醚、聚醚砜、聚醚酮、聚 醚腈、聚醚酰亚胺、聚硫醚砜、聚砜、尼龙、聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酮、环氧树脂、 丙烯酸树脂、聚氨酯、芳族聚酰胺树脂和环烯烃聚合物的至少1种。
4.如权利要求1 3中的任一项所述的驻极体，其特征在于，所述高分子化合物(a)具 有脂肪族环结构。
5.如权利要求1 4中的任一项所述的驻极体，其特征在于，所述高分子化合物(a)为 含氟树脂。
6.如权利要求1 5中的任一项所述的驻极体，其特征在于，所述无机物(c)为选自金 属氧化物、金属硫化物和金属卤化物的至少1种。
7.如权利要求6所述的驻极体，其特征在于，所述无机物(c)为选自氧化硅、氧化钛、氧 化锆、氧化铝、氧化铈、氧化锡、二氧化锰、氧化镍、氧化铁和钛酸钡的至少1种。
8.如权利要求1 7中的任一项所述的驻极体，其特征在于，所述层叠体为由nA层的 层㈧和nB层的层⑶交替层叠而成的(nA+nB)层的层叠体，nA为1 5的整数，nB为1 5的整数，nA-nB的值为0或1。
9.一种静电感应型转换元件，其特征在于，具备权利要求1 8中的任一项所述的驻极体。
全文摘要
本发明提供表面电荷密度高的驻极体及具备该驻极体的静电感应型转换元件。一种驻极体，其具有由包含相对介电常数为1.8～3.0的高分子化合物(a)的层(A)和包含相对介电常数比所述高分子化合物(a)高的高分子化合物(b)或无机物(c)的层(B)直接层叠而得的层叠体，所述高分子化合物(b)或无机物(c)的相对介电常数与所述高分子化合物(a)的相对介电常数的差在0.3以上，所述层(A)配置在向所述层叠体注入电荷而形成驻极体时注入电荷一侧的相反侧的最外层表面，所述层(B)的厚度在1μm以上。
文档编号H04R19/01GK101977763SQ20098011058
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年3月27日
发明者冈野邦子, 柏木王明 申请人:旭硝子株式会社