膜卷绕层叠体及其制造方法与流程

文档序号:11630841阅读:380来源:国知局
膜卷绕层叠体及其制造方法与流程

本发明涉及具有高分子压电膜的膜卷绕层叠体及其制造方法。



背景技术:

近年来,报道了使用了具有光学活性的脂肪族系聚酯(例如聚乳酸系高分子)的高分子压电材料。

例如,公开了通过对聚乳酸的成型物进行拉伸处理而在常温下显示出10pc/n左右的压电系数的高分子压电材料(例如,参见专利文献1)。

另外,还报道了以下内容:为了使聚乳酸结晶成为高度取向的结晶,利用被称为锻造法的特殊取向方法而使其呈现出18pc/n左右的高压电性(例如,参见专利文献2)。

专利文献1:日本特开平5-152638号公报

专利文献2:日本特开2005-213376号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

另外,出于保护高分子压电体、将高分子压电体与其他构件(高分子膜、玻璃、电极等)粘接等的目的,有时会在高分子压电体上设置至少一部分与高分子压电体接触的层。作为所述层,有时使用粘接层。

另外,在利用高分子压电体来实际制造传感器、促动器(actuator)作为设备时,在工业上,从生产率的观点考虑,优选采用卷对卷(roll-to-roll)方式的连续工艺。因此,需要供给将高分子压电体以长尺寸进行卷绕而成的卷绕体(卷状体)。此时,若高分子压电体的卷状体具有粘接层,则不需要在后续工序中形成粘接层,可实现工序的简单化。此外,由于能在形成有粘接层的状态下采用卷对卷方式的连续工艺,因此,到制造设备为止的总的生产率提高。

此处,在卷对卷的连续工艺中,需要使得卷之间的高分子压电体上不产生松弛,在高分子压电体上,沿工序的行进方向(md方向)产生张力。此外,包含聚乳酸等脂肪族系聚酯(螺旋手性高分子)的高分子压电体的耐热性低,若在将粘接层形成于高分子压电体上的工序中进行加热,则有时由于张力而导致高分子压电体发生伸长,使高分子压电体的尺寸变化率变差;或者,有时由于热而导致聚乳酸等脂肪族系聚酯被分解,使高分子压电体的耐湿热性变差。

另外,为了使高分子压电体呈现出压电性,优选使分子链沿一个方向取向,但存在容易沿取向方向撕裂这样的问题。

因此,在想要将尺寸变化率变差、并且分子链主要沿一个方向取向的高分子压电体制成设备而加以利用时,有可能由于高分子压电体与层叠的其他构件的收缩差而导致在高分子压电体上产生裂纹。

本申请的发明人进行了深入研究,结果发现,对于将具有包含聚酯(螺旋手性高分子)的高分子压电体和粘接层等功能层的层叠膜卷绕成卷状而形成的膜卷绕层叠体而言,通过减小包含螺旋手性高分子的高分子压电体的尺寸变化率,从而可抑制在加热时在高分子压电膜上产生裂纹,并且,高分子压电膜的耐湿热性提高。

本发明是鉴于上述情况而作出的,目的在于提供一种可抑制在加热时在高分子压电膜上产生裂纹、并且高分子压电膜的耐湿热性优异的膜卷绕层叠体及其制造方法。

用于解决课题的手段

用于达成上述课题的具体手段例如如下所述。

<1>膜卷绕层叠体,所述膜卷绕层叠体是将层叠膜卷绕成卷状而形成的,所述层叠膜具有:

高分子压电膜,所述高分子压电膜包含重均分子量为5万~100万的具有光学活性的螺旋手性高分子(a),利用dsc法得到的结晶度为20%~80%,并且,利用微波透射型分子取向计测得的将基准厚度设定为50μm时的标准化分子取向morc与上述结晶度的乘积为40~700;和

功能层(x),所述功能层(x)被设置在上述高分子压电膜的至少一个主面上,

于100℃对从上述层叠膜除去上述功能层(x)而得到的上述高分子压电膜加热30分钟时的尺寸变化率在md方向上为1.0%以下。

<2>如<1>所述的膜卷绕层叠体,其中,上述功能层(x)的酸值为10mgkoh/g以下。

<3>如<1>或<2>所述的膜卷绕层叠体,其中,上述功能层(x)为粘接层。

<4>如<1>~<3>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述功能层(x)的酸值为0.01mgkoh/g以上。

<5>如<1>~<4>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述功能层(x)中的总氮量为0.05质量%~10质量%。

<6>如<1>~<5>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述功能层(x)与上述高分子压电膜相接触。

<7>如<1>~<6>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述层叠膜中,在上述高分子压电膜与上述功能层(x)之间具有折射率调节层、易粘接层、硬涂层、防静电层及防粘连层中的至少1个层。

<8>如<1>~<7>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述高分子压电膜中,相对于100质量份的上述螺旋手性高分子(a),包含0.01质量份~10质量份的重均分子量为200~60000的稳定剂(b),所述稳定剂(b)具有选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团。

<9>如<8>所述的膜卷绕层叠体,其中,上述稳定剂(b)包含重均分子量为200~900的稳定剂(b1)和重均分子量为1000~60000的稳定剂(b2),所述稳定剂(b1)具有选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团,所述稳定剂(b2)在1分子内具有2个以上选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团。

<10>如<1>~<9>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述高分子压电膜的相对于可见光线的内部雾度为50%以下,并且,于25℃利用应力-电荷法测得的压电常数d14为1pc/n以上。

<11>如<1>~<10>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述高分子压电膜的相对于可见光线的内部雾度为13%以下,并且,相对于100质量份的上述螺旋手性高分子(a),上述高分子压电膜包含0.01质量份~2.8质量份的重均分子量为200~60000的稳定剂(b),所述稳定剂(b)具有选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团。

<12>如<1>~<11>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述螺旋手性高分子(a)为具有包含下述式(1)表示的重复单元的主链的聚乳酸系高分子。

[化学式1]

<13>如<1>~<12>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述螺旋手性高分子(a)的光学纯度为95.00%ee以上。

<14>如<1>~<13>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述高分子压电膜中的上述螺旋手性高分子(a)的含量为80质量%以上。

<15>如<1>~<14>中任一项所述的膜卷绕层叠体,其中,上述层叠膜还具有脱模膜,所述脱模膜被配置在从上述功能层(x)观察时与配置有上述高分子压电膜的一侧相反的一侧。

<16>如<15>所述的膜卷绕层叠体,其中,上述层叠膜的md方向的长度为10m以上。

<17>膜卷绕层叠体的制造方法,其为<15>或<16>所述的膜卷绕层叠体的制造方法,所述制造方法包括以下工序:

向上述脱模膜的主面赋予用于形成上述功能层(x)的功能层形成剂,从而形成上述功能层(x)的工序;

在从上述功能层(x)观察时与配置有上述脱模膜的一侧相反的一侧,将上述功能层(x)与上述高分子压电膜贴合,从而形成上述层叠膜的工序;和

将形成的上述层叠膜卷绕成卷状的工序。

<18>膜卷绕层叠体的制造方法,其为<15>或<16>所述的膜卷绕层叠体的制造方法,所述制造方法包括以下工序:

在上述高分子压电膜的至少一个主面上涂布用于形成上述功能层(x)的功能层形成剂,于90℃以下的温度使涂布的上述功能层形成剂干燥,从而形成功能层(x)的工序;

在从上述功能层(x)观察时与配置有上述高分子压电膜的一侧相反的一侧,将上述功能层(x)与上述脱模膜贴合,从而形成上述层叠膜的工序;和

将形成的上述层叠膜卷绕成卷状的工序。

<19>如<17>或<18>所述的膜卷绕层叠体的制造方法,其中,上述功能层(x)为粘接层,上述功能层形成剂为粘接剂。

发明的效果

通过本发明,能够提供一种可抑制在加热时在高分子压电膜上产生裂纹、并且高分子压电膜的耐湿热性优异的膜卷绕层叠体及其制造方法。

附图说明

图1为表示在本发明的第一实施方式中、在脱模膜上形成粘接层而制造膜卷绕层叠体的方法的概略图。

图2为表示在本发明的第二实施方式中、在高分子压电膜上形成粘接层而制造膜卷绕层叠体的方法的概略图。

具体实施方式

以下,对本发明的膜卷绕层叠体的一种实施方式进行说明。

本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指包括记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值的范围。

另外,本说明书中,“膜”是下述概念:不仅包括通常被称为“膜”的物品,而且还包括通常被称为“片材”的物品。

另外,本说明书中,“(甲基)丙烯酸系基团”表示丙烯酸系基团及甲基丙烯酸系基团中的至少一方。

另外,本说明书中,膜面是指膜的主面。此处,“主面”是指高分子压电膜的表面中面积最大的面。本发明中使用的高分子压电膜可以具有2个以上的主面。例如,当高分子压电膜具有2个10mm×0.3mm的长方形的面a、2个3mm×0.3mm的长方形的面b、和2个10mm×3mm的长方形的面c时,该高分子压电膜的主面为面c,具有2个主面。

需要说明的是,本说明书中,“md方向”是指膜的行进方向(machinedirection,纵向),“td方向”是指与上述md方向正交、且与膜的主面平行的方向(transversedirection,横向)。

<膜卷绕层叠体>

本发明的一种实施方式涉及的膜卷绕层叠体是将层叠膜卷绕成卷状而形成的,所述层叠膜具有高分子压电膜和功能层(x),所述高分子压电膜包含重均分子量为5万~100万的具有光学活性的螺旋手性高分子(a),所述高分子压电膜的利用dsc法得到的结晶度为20%~80%,并且,利用微波透射型分子取向计测得的将基准厚度设定为50μm时的标准化分子取向morc与上述结晶度的乘积为40~700,所述功能层(x)被设置在上述高分子压电膜的至少一个主面上,于100℃对从上述层叠膜除去上述功能层(x)而得到的上述高分子压电膜加热30分钟时的尺寸变化率在md方向上为1.0%以下。

本实施方式涉及的膜卷绕层叠体是将层叠膜卷绕成卷状而形成的,所述层叠膜具有高分子压电膜、和被设置在高分子压电膜的至少一个主面上的功能层(x),并且,于100℃对从层叠膜除去功能层(x)而得到的高分子压电膜加热30分钟时的尺寸变化率在md方向上为1.0%以下。因此,例如,使用膜卷绕层叠体形成层叠体时,可抑制在加热时在高分子压电膜上产生裂纹,并且,高分子压电膜中包含的螺旋手性高分子(a)的分解得以被抑制,高分子压电膜的耐湿热性优异。此外,因为于100℃对上述高分子压电膜加热30分钟时的尺寸变化率在md方向上为1.0%以下,所以尺寸稳定性优异,在将上述高分子压电膜组装到扬声器、触摸面板等设备等中而进行使用时,尺寸不易变化,可抑制设备等发生故障。

另外,本实施方式涉及的膜卷绕层叠体具有高分子压电膜,该高分子压电膜包含重均分子量(mw)为5万~100万的具有光学活性的螺旋手性高分子(a)(以下,也称为“螺旋手性高分子(a)”)。通过使螺旋手性高分子(a)的重均分子量为5万以上,从而使得在将螺旋手性高分子(a)制成成型体时的机械强度提高。通过使螺旋手性高分子(a)的重均分子量为100万以下,从而使得通过成型(例如挤出成型)而得到高分子压电膜时的成型性提高。

高分子压电膜的利用dsc法得到的结晶度为20%~80%。因此,高分子压电膜的压电性、透明性及纵向撕裂强度(特定方向上的撕裂强度)的均衡性良好,另外,在对高分子压电膜进行拉伸时,不易发生白化、断裂,容易进行制造。

更详细而言,通过使结晶度为20%以上,可将高分子压电膜的压电性维持为高水平,通过使结晶度为80%以下,可抑制高分子压电膜的纵向撕裂强度及透明性的降低。

高分子压电膜的利用微波透射型分子取向计测得的将基准厚度设定为50μm时的标准化分子取向morc与结晶度的乘积为40~700。通过将所述乘积调节至该范围内,从而使得高分子压电膜的压电性与透明性的均衡性良好,并且尺寸稳定性也高,可抑制纵向撕裂强度的降低。

[高分子压电膜]

本实施方式涉及的膜卷绕层叠体包含具有光学活性的螺旋手性高分子(a),对于该膜卷绕层叠体而言,利用dsc法得到的结晶度为20%~80%,并且,利用微波透射型分子取向计测得的将基准厚度设定为50μm时的标准化分子取向morc与上述结晶度的乘积为40~700。

以下,对高分子压电膜的物性、高分子压电膜中包含的成分等进行详细说明。

〔具有光学活性的螺旋手性高分子(a)〕

本实施方式中使用的高分子压电膜包含具有光学活性的螺旋手性高分子(a)。具有光学活性的螺旋手性高分子(a)是指,分子结构为螺旋结构的、具有分子光学活性且重均分子量为5万~100万的高分子。

作为螺旋手性高分子(a),例如,可举出多肽、纤维素、纤维素衍生物、聚乳酸系高分子、聚环氧丙烷、聚(β-羟基丁酸)等。作为上述多肽,例如,可举出聚(戊二酸γ-苄酯)、聚(戊二酸γ-甲酯)等。作为上述纤维素衍生物,例如,可举出乙酸纤维素、氰乙基纤维素等。

从提高高分子压电膜的压电性的观点考虑,螺旋手性高分子(a)的光学纯度优选为95.00%ee以上,更优选为97.00%ee以上,进一步优选为99.00%ee以上,特别优选为99.99%ee以上。理想为100.00%ee。认为通过使螺旋手性高分子(a)的光学纯度为上述范围,从而使得呈现出压电性的高分子结晶的堆积(packing)性变高,结果压电性变高。

本实施方式中,螺旋手性高分子(a)的光学纯度是利用下式算出的值。

光学纯度(%ee)=100×|l体量-d体量|/(l体量+d体量)

即,将“螺旋手性高分子(a)的l体的量〔质量%〕与螺旋手性高分子(a)的d体的量〔质量%〕的量差(绝对值)”除以“螺旋手性高分子(a)的l体的量〔质量%〕与螺旋手性高分子(a)的d体的量〔质量%〕的总量”而得的数值乘以100而得到的值作为光学纯度。

需要说明的是,螺旋手性高分子(a)的l体的量〔质量%〕和螺旋手性高分子(a)的d体的量〔质量%〕使用下述值:通过使用了高效液相色谱法(hplc)的方法而得到的值。具体的测定的详细内容将在后文中说明。

在以上的螺旋手性高分子(a)中,从提高光学纯度、提高压电性的观点考虑,具有包含下述式(1)表示的重复单元的主链的高分子是优选的。

[化学式2]

作为以上述式(1)表示的重复单元为主链的化合物,可举出聚乳酸系高分子。其中,优选聚乳酸,最优选l-乳酸的均聚物(plla)或d-乳酸的均聚物(pdla)。

上述聚乳酸系高分子是指“聚乳酸”、“l-乳酸或d-乳酸、与可共聚的多官能性化合物的共聚物”、或两者的混合物。上述“聚乳酸”是乳酸通过酯键而聚合并较长地连接而成的高分子,已知该聚乳酸可利用下述方法制造:经由丙交酯(lactide)的丙交酯法;在溶剂中于减压下对乳酸进行加热、在除去水的同时使其聚合的直接聚合法等。作为上述“聚乳酸”,可举出l-乳酸的均聚物、d-乳酸的均聚物、包含l-乳酸及d-乳酸中的至少一方的聚合物的嵌段共聚物、包含l-乳酸及d-乳酸中的至少一方的聚合物的接枝共聚物。

作为上述“可共聚的多官能性化合物”,可举出羟基乙酸、二甲基羟基乙酸、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、2-羟基戊酸、3-羟基戊酸、4-羟基戊酸、5-羟基戊酸、2-羟基己酸、3-羟基己酸、4-羟基己酸、5-羟基己酸、6-羟基己酸、6-羟基甲基己酸、苯乙醇酸等羟基羧酸;乙交酯、β-甲基-δ-戊内酯、γ-戊内酯、ε-己内酯等环状酯;草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、对苯二甲酸等多元羧酸、它们的酐;乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,4-己烷二甲醇等多元醇;纤维素等多糖类;α-氨基酸等氨基羧酸等。

作为上述“可共聚的多官能性化合物”,例如,可举出国际公开第2013/054918号小册子的0028段中记载的化合物。

作为上述“l-乳酸或d-乳酸、与可共聚的多官能性化合物的共聚物”,可举出具有能够生成螺旋结晶的聚乳酸序列的嵌段共聚物或接枝共聚物。

另外,螺旋手性高分子(a)中的来自于共聚物成分的结构的浓度优选为20mol%以下。例如,螺旋手性高分子(a)为聚乳酸系高分子时,相对于聚乳酸系高分子中的来自于乳酸的结构和来自于可与乳酸共聚的化合物(共聚物成分)的结构的总摩尔数而言,上述共聚物成分优选为20mol%以下。

螺旋手性高分子(a)(例如聚乳酸系高分子)例如可利用下述方法制造:日本特开昭59-096123号公报、及日本特开平7-033861号公报中记载的将乳酸直接脱水缩合而得到的方法;美国专利2,668,182号及4,057,357号等中记载的使用乳酸的环状二聚物即丙交酯进行开环聚合的方法等。

此外,对于通过上述的各制造方法得到的螺旋手性高分子(a)(例如聚乳酸系高分子)而言,为了使光学纯度为95.00%ee以上,例如,在利用丙交酯法制造聚乳酸的情况下,优选将已通过晶析操作而使光学纯度提高至95.00%ee以上的光学纯度的丙交酯进行聚合。

《螺旋手性高分子(a)的重均分子量》

本实施方式中使用的螺旋手性高分子(a)的重均分子量(mw)为5万~100万。

通过使螺旋手性高分子(a)的重均分子量为5万以上,从而使得将螺旋手性高分子(a)制成了成型体时的机械强度提高。从进一步提高制成了成型体时的机械强度的观点考虑,螺旋手性高分子(a)的重均分子量优选为10万以上,进一步优选为15万以上。

另一方面,通过使螺旋手性高分子(a)的重均分子量为100万以下,从而使得通过成型(例如挤出成型)而得到高分子压电膜时的成型性提高。从进一步提高得到高分子压电膜时的成型性的观点考虑,螺旋手性高分子(a)的重均分子量优选为80万以下,进一步优选为30万以下。

另外,从高分子压电膜的强度的观点考虑,螺旋手性高分子(a)的分子量分布(mw/mn)优选为1.1~5,更优选为1.2~4。进一步优选为1.4~3。需要说明的是,螺旋手性高分子(a)(例如,聚乳酸系高分子)的重均分子量mw和分子量分布(mw/mn)可使用凝胶渗透色谱仪(gpc)、利用下述gpc测定方法进行测定。

-gpc测定装置-

waters公司制gpc-100

-柱-

昭和电工株式会社制,shodexlf-804

-样品的制备-

于40℃将螺旋手性高分子(a)溶解于溶剂(例如,氯仿)中,准备浓度为1mg/ml的样品溶液。

-测定条件-

于40℃的温度,以1ml/分钟的流速,用溶剂〔氯仿〕将0.1ml样品溶液导入至柱中。

利用差示折射计测定经柱分离后的样品溶液中的样品浓度。用聚苯乙烯标准试样制成普适校正曲线(universalcalibrationcurve),算出螺旋手性高分子(a)的重均分子量(mw)及分子量分布(mw/mn)。

关于作为螺旋手性高分子(a)的例子的聚乳酸系高分子,可使用市售的聚乳酸。作为市售的聚乳酸,例如,可举出purac公司制的purasorb(pd、pl)、三井化学株式会社制的lacea(h-100、h-400)、natureworksllc公司制的ingeotmbiopolymer等。

使用聚乳酸系高分子作为螺旋手性高分子(a)时,为了使聚乳酸系高分子的重均分子量(mw)为5万以上,优选利用丙交酯法或直接聚合法制造螺旋手性高分子(a)。

本实施方式中使用的高分子压电膜可以仅包含1种上文中说明的螺旋手性高分子(a),也可以包含2种以上。

关于本实施方式中使用的高分子压电膜,对螺旋手性高分子(a)的含量(在2种以上的情况下为总含量。下同。)没有特别限制,优选相对于高分子压电膜的总质量而言为80质量%以上。

通过使上述含量为80质量%以上,存在压电常数进一步变大的倾向。

《md尺寸变化率》

对于本实施方式涉及的膜卷绕层叠体而言,于100℃对从层叠膜除去功能层(x)而得到的高分子压电膜加热30分钟时的md方向上的尺寸变化率(md尺寸变化率)为1.0%以下。尺寸变化率越小,表示尺寸稳定性越高。md方向上的尺寸变化率可按照以下方式求出。

首先,从层叠膜除去功能层(x),沿拉伸方向(md方向)切割成50mm,沿与拉伸方向正交的方向(td方向)切割成50mm,从而切出50mm×50mm的矩形膜。需要说明的是,层叠膜具有脱模膜、其他层等时,也将脱模膜、其他层等与功能层(x)一同除去。将该矩形膜悬吊于已设置为100℃的烘箱中,进行30分钟的退火处理。然后,利用高精度数字式测长仪(mitutoy^corporation制,litematicvl-50as)测定退火处理前后的md方向的膜矩形边长的尺寸。之后,按照下式算出尺寸变化率(%),对尺寸稳定性进行评价。

(式)尺寸变化率(%)=100×|(退火前的md方向的边长)-(退火后的md方向的边长)|/(退火前的md方向的边长)

从进一步提高尺寸稳定性的观点考虑,上述md方向上的尺寸变化率优选为0.9%以下,更优选为0.8%以下。

《结晶度》

高分子压电膜的结晶度是利用dsc法求出的。高分子压电膜的结晶度为20%~80%,优选为30%~70%,更优选为35%~60%。结晶度在上述范围内时,高分子压电膜的压电性、透明性、纵向撕裂强度的均衡性良好,另外,在对高分子压电膜进行拉伸时,不易发生白化、断裂,容易进行制造。

通过使结晶度为20%以上,从而高分子压电膜的压电性被维持为高水平。

另外,通过使结晶度为80%以下,可抑制纵向撕裂强度及透明性的降低。

例如,通过对制造高分子压电膜时的结晶化及拉伸的条件进行调节,从而可将高分子压电膜的结晶度调节至20%~80%的范围。

《标准化分子取向morc》

高分子压电膜的标准化分子取向morc优选为2.0~15.0。标准化分子取向morc是基于“分子取向度mor”而确定的值,所述“分子取向度mor”是表示螺旋手性高分子(a)的取向程度的指标。标准化分子取向morc为2.0以上时,沿拉伸方向排列的螺旋手性高分子(a)的分子链(例如聚乳酸分子链)多,结果,取向结晶的生成率提高,可使得高分子压电膜呈现出更高的压电性。标准化分子取向morc为15.0以下时,高分子压电膜的纵向撕裂强度进一步提高。

此处,分子取向度mor(molecularorientationratio)可利用如下所述的微波测定法进行测定。即,将高分子压电膜配置于公知的微波透射型分子取向计(也称为微波分子取向度测定装置)的微波共振波导管中,使得高分子压电膜的面(膜面)与微波的行进方向垂直。然后,在向试样连续地照射振动方向集中于一个方向的微波的状态下,使高分子压电膜在与微波的行进方向垂直的面内旋转0~360°,测定透过试样的微波强度,由此求出分子取向度mor。

标准化分子取向morc是将基准厚度tc设定为50μm时的分子取向度mor,可利用下式求出。

morc=(tc/t)×(mor-1)+1

(tc:想要校正的基准厚度,t:高分子压电膜的厚度)

对于标准化分子取向morc,可利用已知的分子取向计、例如王子计测机器株式会社制微波式分子取向计moa-2012a、moa-6000等,以4ghz或12ghz左右的共振频率进行测定。

高分子压电膜的标准化分子取向morc更优选为3.0~15.0,进一步优选为3.5~10.0,特别优选为4.0~8.0。

另外,从进一步提高高分子压电膜与中间层的密合性的观点考虑,标准化分子取向morc优选为7.0以下。

对于标准化分子取向morc而言,例如,在高分子压电膜为拉伸膜的情况下,可通过拉伸前的加热处理条件(加热温度及加热时间)、拉伸的条件(拉伸倍率、拉伸温度及拉伸速度)等而进行控制。

需要说明的是,标准化分子取向morc也可转换为将相位差量(延迟)除以膜的厚度而得到的双折射率δn。具体而言,延迟(retardation)可使用大塚电子株式会社制rets100进行测定。另外,morc与δn大致为线性比例关系,并且δn为0时,morc为1。

例如,在螺旋手性高分子(a)为聚乳酸系高分子、并且于550nm的测定波长处测定高分子压电膜的双折射率δn的情况下,标准化分子取向morc为2.0时,可转换成双折射率δn为0.005,标准化分子取向morc为4.0时,可转换成双折射率δn为0.01。

《标准化分子取向morc与结晶度的乘积》

本实施方式中,高分子压电膜的结晶度与标准化分子取向morc的乘积为40~700。通过将所述乘积调节至该范围内,从而使得高分子压电膜的压电性与透明性的均衡性良好,并且尺寸稳定性也高,可抑制纵向撕裂强度的降低。

高分子压电膜的标准化分子取向morc与结晶度的乘积更优选为40~600,进一步优选为100~500,特别优选为125~400,特别优选为150~300。

例如,通过对制造高分子压电膜时的结晶化及拉伸的条件进行调节,可将上述乘积调节至上述范围内。

另外,标准化分子取向morc可通过制造高分子压电膜时的结晶化的条件(例如,加热温度及加热时间)及拉伸的条件(例如,拉伸倍率、拉伸温度及拉伸速度)来控制。

《压电常数d14(应力-电荷法)》

高分子压电膜的压电性例如可通过测定高分子压电膜的压电常数d14来进行评价。

以下,对利用应力-电荷法测定压电常数d14的方法的一例进行说明。

首先,将高分子压电膜沿与拉伸方向(md方向)成45°的方向切割成150mm,沿与成45°的方向正交的方向切割成50mm,制作矩形的试验片。接下来,将得到的试验片设置于株式会社昭和真空制的sip-600的试验台上,以铝(以下,记为al)的蒸镀厚度成为约50nm的方式,在试验片的一面上蒸镀al。接下来,在试验片的另一面上同样地进行蒸镀,在试验片的两面被覆al,形成al的导电层。

将在两面形成有al的导电层的150mm×50mm的试验片,沿与高分子压电膜的拉伸方向(md方向)成45°的方向切割成120mm,沿与成45°的方向正交的方向切割成10mm,从而切出120mm×10mm的矩形的膜。将其作为压电常数测定用样品。

将得到的样品以不松弛的方式设置于已将夹头间距离设定为70mm的拉伸试验机(and公司制,tensilonrtg-1250)。以十字头速度为5mm/min、施加力在4n和9n之间往复的方式周期性地施力。为了测定此时对应于施加力而在样品上产生的电荷量,将静电电容为qm(f)的电容器与样品并联,经由缓冲放大器测定该电容器cm(95nf)的端子间电压v。以上的测定在25℃的温度条件下进行。作为电容器电容cm与端子间电压vm的乘积,计算产生的电荷量q(c)。压电常数d14利用下式计算。

d14=(2×t)/l×cm·δvm/δf

t:样品厚度(m)

l:夹头间距离(m)

cm:并联电容器电容(f)

δvm/δf:电容器端子间的电压变化量相对于力的变化量之比

压电常数d14越高,则高分子压电膜相对于施加至高分子压电膜的电压的位移变得越大,相反地相对于施加至高分子压电膜的力而产生的电压变得越大,作为高分子压电膜是有用的。

具体而言,本实施方式中的高分子压电膜中,于25℃利用应力-电荷法测得的压电常数d14优选为1pc/n以上,更优选为3pc/n以上,进一步优选为5pc/n以上,特别优选为6pc/n以上。另外,压电常数d14的上限没有特别限制,从透明性等的均衡性的观点考虑,对于使用了螺旋手性高分子的高分子压电膜而言,优选为50pc/n以下,更优选为30pc/n以下。

另外,同样地从与透明性的均衡性的观点考虑,利用共振法测得的压电常数d14优选为15pc/n以下。

《透明性(内部雾度)》

本实施方式中使用的高分子压电膜的透明性例如可通过目视观察、雾度测定来进行评价。

高分子压电膜的相对于可见光线的内部雾度(以下,也简称为“内部雾度”)优选为50%以下,更优选为20%以下,进一步优选为13%以下,更进一步优选为5%以下,特别优选为2.0%以下,最优选为1.0%以下。

本实施方式中使用的高分子压电膜的内部雾度越低越好,但从与压电常数等的均衡性的观点考虑,优选为0.01%~15%,更优选为0.01%~10%,进一步优选为0.1%~5%,特别优选为0.1%~1.0%。

本实施方式中,“内部雾度”是指将由高分子压电膜的外表面的形状产生的雾度排除后的雾度。

另外,此处所谓“内部雾度”,是针对高分子压电膜、按照jis-k7105于25℃进行测定时的值。

更详细而言,内部雾度(以下,也称为“内部雾度h1”)是指按照以下方式测得的值。

即,首先,针对已用硅油装满的光程长度为10mm的比色皿(cell),测定光程长度方向的雾度(以下,也称为“雾度h2”)。接下来,以比色皿的光程长度方向与膜的法线方向平行的方式,将高分子压电膜浸渍于该比色皿的硅油中,测定浸渍有高分子压电膜的比色皿的光程长度方向的雾度(以下,也称为“雾度h3”)。雾度h2及雾度h3均按照jis-k7105于25℃进行测定。

基于测得的雾度h2及雾度h3,按照下式求出内部雾度h1。

内部雾度(h1)=雾度(h3)-雾度(h2)

雾度h2及雾度h3的测定例如可使用雾度测定仪〔东京电色公司制,tc-hiiidpk〕进行。

另外,作为硅油,例如,可使用信越化学工业株式会社制的“shin-etsusilicone(商标),型号kf-96-100cs”。

另外,对高分子压电膜的厚度没有特别限制,优选为10μm~400μm,更优选为20μm~200μm,进一步优选为20μm~100μm,特别优选为20μm~80μm。

〔稳定剂(b)〕

本实施方式中使用的高分子压电膜可含有下述化合物作为稳定剂(b),所述化合物具有选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团,且重均分子量为200~60000。由此,高分子压电膜的耐湿热性进一步提高。

进而,对于高分子压电膜而言,作为稳定剂(b),优选在1分子中具有1个选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团。

作为稳定剂(b),可使用国际公开第2013/054918号的0039~0055段中记载的“稳定剂(b)”。

作为可用作稳定剂(b)的、在一分子中包含碳二亚胺基的化合物(碳二亚胺化合物),可举出单碳二亚胺化合物、聚碳二亚胺化合物、环状碳二亚胺化合物。

作为单碳二亚胺化合物,优选二环己基碳二亚胺、双-2,6-二异丙基苯基碳二亚胺等。

另外,作为聚碳二亚胺化合物,可使用利用各种方法制造的聚碳二亚胺化合物。可使用利用以往的聚碳二亚胺的制造方法(例如,美国专利第2941956号说明书、日本特公昭47-33279号公报、j.org.chem.28,2069-2075(1963)、chemicalreview1981,vol.81no.4,p619-621)制造的聚碳二亚胺化合物。具体而言,也可使用日本专利4084953号公报中记载的碳二亚胺化合物。

作为聚碳二亚胺化合物,可举出聚(4,4’-二环己基甲烷碳二亚胺)、聚(n,n’-二-2,6-二异丙基苯基碳二亚胺)、聚(1,3,5-三异丙基亚苯基-2,4-碳二亚胺)等。

环状碳二亚胺化合物可基于日本特开2011-256337号公报、日本特开2013-256485号公报中记载的方法等合成。

作为碳二亚胺化合物,可使用市售品,例如,可举出东京化成工业株式会社制的b2756(商品名)、nisshinbochemicalinc.制的carbodilitela-1、rheinchemie公司制的stabaxolp、stabaxolp400、stabaxoli(均为商品名)等。

作为可用作稳定剂(b)的、在一分子中包含异氰酸酯基的化合物(异氰酸酯化合物),可举出异氰酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯、氢化苯二甲撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。

作为可用作稳定剂(b)的、在一分子中包含环氧基的化合物(环氧化合物),可举出苯基缩水甘油基醚、二乙二醇二缩水甘油基醚、双酚a-二缩水甘油基醚、氢化双酚a-二缩水甘油基醚、苯酚novolac型环氧树脂、甲酚novolac型环氧树脂、环氧化聚丁二烯等。

如上所述,稳定剂(b)的重均分子量为200~60000,但更优选为200~30000,进一步优选为300~18000。

稳定剂(b)的重均分子量在上述范围内时,稳定剂将会更容易移动,可更有效地取得耐湿热性的改良效果。

稳定剂(b)的重均分子量特别优选为200~900。需要说明的是,重均分子量200~900与数均分子量200~900大致一致。另外,重均分子量为200~900时,存在分子量分布为1.0的情况,在该情况下,也可将“重均分子量200~900”简称为“分子量200~900”。

高分子压电膜含有稳定剂(b)时,高分子压电膜可仅含有1种稳定剂(b),也可含有2种以上。

高分子压电膜包含螺旋手性高分子(a)及稳定剂(b)时,相对于100质量份螺旋手性高分子(a),稳定剂(b)的含量(在2种以上的情况下为总含量。下同。)优选为0.01质量份~10质量份,更优选为0.01质量份~5质量份,进一步优选为0.01质量份~3质量份,更进一步优选为0.01质量份~2.8质量份,再进一步优选为0.1质量份~2.8质量份,特别优选为0.5质量份~2质量份。

上述含量为0.01质量份以上时,耐湿热性进一步提高。

另外,上述含量为10质量份以下时,可进一步抑制透明性的降低。

作为稳定剂(b)的优选方式,可举出并用稳定剂(b1)和稳定剂(b2)这样的方式,所述稳定剂(b1)具有选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团,且数均分子量为200~900,所述稳定剂(b2)在1分子内具有2个以上选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团,且重均分子量为1000~60000。需要说明的是,数均分子量为200~900的稳定剂(b1)的重均分子量大致为200~900,稳定剂(b1)的数均分子量与重均分子量成为大致相同的值。

在并用稳定剂(b1)和稳定剂(b2)作为稳定剂(b)时,从提高透明性的观点考虑,优选含有大量的稳定剂(b1)。

具体而言,从同时实现透明性和耐湿热性的观点考虑,相对于100质量份的稳定剂(b1),稳定剂(b2)优选为10质量份~150质量份的范围,更优选为30质量份~100质量份的范围,特别优选为50质量份~100质量份的范围。

本实施方式中使用的高分子压电膜更优选包含相对于100质量份的螺旋手性高分子(a)而言为0.01质量份~10质量份的稳定剂(b),所述稳定剂(b)具有选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团,且重均分子量为200~60000。

对于本实施方式中使用的高分子压电膜而言,进一步优选的是,相对于可见光线的内部雾度为13%以下,并且包含相对于100质量份螺旋手性高分子(a)而言为0.01质量份~2.8质量份的稳定剂(b),所述稳定剂(b)具有选自由碳二亚胺基、环氧基及异氰酸酯基组成的组中的1种以上的官能团,且重均分子量为200~60000。由此,高分子压电膜的压电性、透明性及耐湿热性的均衡性更优异。

以下,示出稳定剂(b)的具体例(稳定剂ss-1~ss-3)。

[化学式3]

以下,针对上述稳定剂ss-1~ss-3,示出化合物名称、市售品等。

·稳定剂ss-1…化合物名称为双-2,6-二异丙基苯基碳二亚胺。重均分子量(该例中,与简称“分子量”等同)为363。作为市售品,可举出rheinchemie公司制“stabaxoli”、东京化成工业株式会社制“b2756”。

·稳定剂ss-2…化合物名称为聚(4,4’-二环己基甲烷碳二亚胺)。作为市售品,可举出作为重均分子量约为2000的稳定剂的nisshinbochemicalinc.制“carbodilitela-1”。

·稳定剂ss-3…化合物名称为聚(1,3,5-三异丙基亚苯基-2,4-碳二亚胺)。作为市售品,可举出作为重均分子量约为3000的稳定剂的rheinchemie公司制“stabaxolp”。另外,可举出作为重均分子量为20000的稳定剂的rheinchemie公司制“stabaxolp400”。

(抗氧化剂)

另外,本实施方式中使用的高分子压电膜可含有抗氧化剂。抗氧化剂优选为选自由受阻酚系化合物、受阻胺系化合物、亚磷酸盐/酯系化合物(phosphite-basedcompound)及硫醚系化合物组成的组中的至少1种化合物。

另外,作为抗氧化剂,更优选使用受阻酚系化合物或受阻胺系化合物。由此,可提供耐湿热性及透明性也优异的高分子压电膜。

(其他成分)

在不损害本发明的效果的限度内,本实施方式中使用的高分子压电膜可含有以聚偏二氟乙烯、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂为代表的已知的树脂、二氧化硅、羟基磷灰石、蒙脱石等无机填料、酞菁等已知的晶核剂等其他成分。

需要说明的是,高分子压电膜包含螺旋手性高分子(a)以外的成分时,相对于高分子压电膜的总质量而言,螺旋手性高分子(a)以外的成分的含量优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下。

在不损害本发明的效果的限度内,本实施方式中使用的高分子压电膜可包含上文中说明的螺旋手性高分子(a)(即,重均分子量(mw)为5万~100万的具有光学活性的螺旋手性高分子(a))以外的具有光学活性的螺旋手性高分子。

需要说明的是,从透明性的观点考虑,高分子压电膜优选不包含具有光学活性的螺旋手性高分子(a)以外的成分。

-高分子压电膜的制造方法-

作为制造本实施方式中使用的高分子压电膜的方法,只要是可将结晶度调节为20%~80%、并且可将标准化分子取向morc与结晶度的乘积调节为40~700的方法即可,没有特别限制。

作为该方法,例如,可利用下述方法合适地制造,所述方法包括以下工序:将包含螺旋手性高分子(a)的组合物成型为膜状的工序(成型工序);和对已成型的膜进行拉伸的工序(拉伸工序)。例如,可举出国际公开第2013/054918号的0065~0099段中记载的制造方法。

(成型工序)

成型工序是下述工序:将包含螺旋手性高分子(a)和根据需要而使用的稳定剂(b)等其他成分的组合物加热至螺旋手性高分子(a)的熔点tm(℃)以上的温度,并将其成型为膜形状。通过该成型工序,可得到包含螺旋手性高分子(a)和根据需要而使用的稳定剂(b)等其他成分的膜。

需要说明的是,本说明书中,螺旋手性高分子(a)的熔点tm(℃)及螺旋手性高分子(a)的玻璃化转变温度(tg)分别是指:由使用差示扫描型量热计(dsc)、在升温速度为10℃/分钟的条件下升高螺旋手性高分子(a)的温度时的熔化吸热曲线求出的值。熔点(tm)是作为吸热反应的峰值而得到的值。玻璃化转变温度(tg)是作为熔化吸热曲线的拐点而得到的值。

上述组合物可通过将螺旋手性高分子(a)和根据需要而使用的稳定剂(b)等其他成分混合而制造。

上述混合可以是熔融混炼。

具体而言,上述组合物可通过下述方式进行制造:将螺旋手性高分子(a)和根据需要而使用的稳定剂(b)等其他成分投入到熔融混炼机〔例如,东洋精机制作所制的laboplastomill〕中,加热至螺旋手性高分子(a)的熔点以上的温度并进行熔融混炼。在该情况下,本工序中,在将通过加热至螺旋手性高分子(a)的熔点以上的温度并进行熔融混炼而制造的组合物维持为螺旋手性高分子(a)的熔点以上的温度的状态下,将该组合物成型为膜形状。

作为熔融混炼的条件,例如,可举出混合机转速为30rpm~70rpm、温度为180℃~250℃、混炼时间为5分钟~20分钟这样的条件。

本成型工序中,作为将组合物成型为膜状的方法,可使用熔融挤出成型、加压成型、注射成型、压延成型、基于流延法的成型方法。另外,也可利用t模挤出成型法等将组合物成型为膜状。

在利用t模挤出成型法将组合物成型为膜状时,例如,优选将挤出温度调节为200℃~230℃,更优选将挤出温度调节为220℃~230℃。

在成型工序中,可将组合物加热至上述温度并进行成型而制成膜,将得到的膜骤冷。通过骤冷,可调节本工序中得到的膜的结晶度。

此处,“骤冷”是指,在刚刚挤出之后至少冷却至螺旋手性高分子(a)的玻璃化转变温度tg以下。

本实施方式中,优选在成型为膜的处理与骤冷之间不包括其他处理。

关于骤冷的方法,可举出下述方法:将膜浸渍在水、冰水、乙醇、放入有干冰的乙醇或甲醇、液氮等制冷剂中的方法;向膜吹喷蒸气压低的液体喷雾,利用蒸发潜热将膜冷却的方法;等等。

另外,为了连续地将膜冷却,也可通过使温度被控制为螺旋手性高分子(a)的玻璃化转变温度tg以下的金属辊与膜接触等方式进行骤冷。

另外,冷却的次数可以仅为1次,也可以为2次以上。

成型工序中得到的膜(即,被供于后述的拉伸工序的膜)可以是非晶状态的膜,也可以是经预结晶化的膜(以下,也称为“预结晶化膜”)。

此处,非晶状态的膜是指结晶度低于3%的膜。

另外,预结晶化膜是指结晶度为3%以上(优选为3%~70%)的膜。

此处,结晶度是指利用与高分子压电膜的结晶度同样的方法测得的值。

成型工序中得到的膜(非晶状态的膜或预结晶化膜)的厚度主要根据最终得到的高分子压电膜的厚度和拉伸倍率来确定,优选为50μm~1000μm,更优选为100μm~800μm左右。

预结晶化膜可通过下述方式得到:对包含螺旋手性高分子(a)和根据需要而使用的稳定剂(b)等其他成分的非晶状态的膜进行加热处理,使其结晶化。

用于使非晶状态的膜进行预结晶化的加热温度t没有特别限制,从提高制造的高分子压电膜的压电性、透明性等方面考虑,优选以加热温度t与螺旋手性高分子(a)的玻璃化转变温度tg满足下式的关系、结晶度成为3%~70%的方式对加热温度t进行设定。

tg-40℃≤t≤tg+40℃

(tg表示螺旋手性高分子(a)的玻璃化转变温度)

用于使非晶状态的膜进行预结晶化的加热时间可考虑最终得到的高分子压电膜的标准化分子取向morc、结晶度而适当设定。

上述加热时间优选为5秒~60分钟。随着加热时间变长,存在上述标准化分子取向morc变高、上述结晶度变高的倾向。

例如,在使包含聚乳酸系高分子作为螺旋手性高分子(a)的非晶状态的膜进行预结晶化时,优选于20℃~170℃加热5秒~60分钟。

为了使非晶状态的膜进行预结晶化,例如,可使用已调节至上述的温度范围内的流延辊。可以利用上述的静电密合法,使高分子压电膜密合在该预结晶化用的流延辊上,进行预结晶化,并且对厚度峰进行调节。例如,在采用使膜整面密合的丝钉轧(wirepinning)时,可通过电极位置的调节、材质、施加电压等来调节厚度峰。

(拉伸工序)

拉伸工序是主要沿单轴方向对成型工序中得到的膜(例如预结晶化膜)进行拉伸的工序。通过本工序,能够以拉伸膜的形式得到主面的面积大的高分子压电膜。

需要说明的是,所谓主面的面积大,是指高分子压电膜的主面的面积为5mm2以上。另外,主面的面积优选为10mm2以上。

另外,推测通过主要沿单轴方向对膜进行拉伸,能够使膜中包含的螺旋手性高分子(a)的分子链沿一个方向取向,并且能够使其高密度地排列,可得到更高的压电性。作为在连续工艺中沿单轴方向进行拉伸的方法,可以是工艺的行进方向(md方向)与拉伸方向一致的纵向拉伸,也可以是垂直于工艺的行进方向的方向(td方向)与拉伸方向一致的横向拉伸。

在以沿单轴方向拉伸的方式仅利用拉伸力对膜进行拉伸的情况下,膜的拉伸温度优选为比膜(或膜中的螺旋手性高分子(a))的玻璃化转变温度高10℃~20℃左右的温度范围。

拉伸处理中的拉伸倍率(主拉伸倍率)优选为2倍~10倍,更优选为3倍~5倍,进一步优选为3倍~4倍。由此,可得到具有更高的压电性及透明性的高分子压电膜。

需要说明的是,拉伸工序中,在进行用于提高压电性的拉伸(主拉伸)时,可以同时或依次地沿与上述主拉伸的方向交叉(优选为正交)的方向对成型工序中得到的膜(例如预结晶化膜)进行拉伸(也称为次拉伸)。

需要说明的是,此处所谓“依次的拉伸”是指,首先沿单轴方向进行拉伸、然后沿与上述拉伸的方向交叉的方向进行拉伸的拉伸方法。

在拉伸工序中进行次拉伸的情况下,次拉伸的拉伸倍率优选为1倍~3倍,更优选为1.1倍~2.5倍,进一步优选为1.2倍~2.0倍。由此,可进一步提高高分子压电膜的撕裂强度。

在拉伸工序中,进行预结晶化膜的拉伸时,为了使膜容易拉伸,可以在即将拉伸之前进行预热。该预热通常是为了使拉伸前的膜变柔软、使拉伸变得容易而进行的,因此,通常在不会使上述拉伸前的膜结晶化而使膜变硬的条件下进行。然而,如上所述,在本实施方式中,有时在拉伸前进行预结晶化,因此,也可以与预结晶化一同进行上述预热。具体而言,与预结晶化工序中的加热温度、加热处理时间相应地,以比通常进行预热的温度更高的温度、更长的时间进行预热,由此可同时进行预热和预结晶化。

(退火工序)

本实施方式的制造方法根据需要可具有退火工序。

退火工序是对在上述拉伸工序中进行了拉伸的膜(以下,也称为“拉伸膜”)进行退火(热处理)的工序。通过退火工序,能够使拉伸膜的结晶化进一步进行,可得到压电性更高的高分子压电膜。

另外,在主要通过退火而使拉伸膜进行结晶化的情况下,有时可将上述的成型工序中的预结晶化的操作省略。在该情况下,作为成型工序中得到的膜(即,供于拉伸工序的膜),可选择非晶状态的膜。

本实施方式中,退火的温度优选为80℃~160℃,更优选为100℃~155℃。

作为退火(热处理)的方法,没有特别限制,可举出下述方法:利用与加热辊的接触、热风加热器、红外线加热器直接对经拉伸的膜进行加热的方法;通过将经拉伸的膜浸渍于已加热的液体(硅油等)中从而进行加热的方法;等等。

退火优选在向拉伸膜施加一定的拉伸应力(例如,0.01mpa~100mpa)而使得拉伸膜不松弛的条件下进行。

退火的时间优选为1秒~5分钟,更优选为5秒~3分钟,进一步优选为10秒~2分钟。退火的时间为5分钟以下时,生产率优异。另一方面,退火的时间为1秒以上时,可进一步提高膜的结晶度。

对于经退火的拉伸膜(即,高分子压电膜)而言,优选在退火后进行骤冷。在退火工序中可进行的“骤冷”与在上文中说明的成型工序中可进行的“骤冷”同样。

冷却的次数可以仅为1次,也可以为2次以上,此外,也可交替地反复进行退火和冷却。

[功能层(x)]

功能层(x)是被设置在高分子压电膜的至少一个主面上的层。功能层(x)作为用于保护高分子压电膜的层、将其他层与高分子压电膜贴合的层等而发挥功能。功能层(x)优选与高分子压电膜相接触。

作为功能层(x),优选为粘接层。需要说明的是,本说明书中,“粘接”是包含粘合的概念,“粘接层”也包括粘合层。以下,对作为功能层(x)的一种方式的粘接层进行说明。

粘接层是具有粘接性的层,作为粘接层,可使用介由间隔物将两面层合而成的双面胶带(oca;opticalclearadhensive,光学透明粘接剂)。

另外,上述粘接层还可使用溶剂系、无溶剂系、水系等的粘合涂覆液、uv固化型ocr(opticalclearresin,光学透明树脂)、热熔粘接剂等形成。

作为oca,可举出光学用透明粘合片材luciacs系列(日东电工株式会社制)、高透明双面胶带5400a系列(积水化学工业株式会社制)、光学粘合片材opteria系列(lintec株式会社制)、高透明性粘接剂转印胶带系列(sumitomo3m株式会社制)、sancuary系列(suna.kakenco.,ltd.制)等。

作为粘合涂覆液(粘接涂布液),可举出sk-dyne系列(综研化学株式会社制)、finetac系列(dic株式会社制)、voncoat系列、lkg系列(藤仓化成株式会社制)、coponyl系列(日本合成化学工业株式会社制)等。

作为粘接层,从防止高分子压电膜的加热的观点考虑,优选oca的粘接层、使用ocr形成的粘接层、在高分子压电膜以外的构件(例如,后述的脱模膜)上涂布粘合涂覆液而形成的粘接层、在高分子压电膜以外的构件上使用热熔粘接剂而形成的粘接层。

作为粘接层的材料,没有特别限制,优选包含树脂。

作为树脂,例如,可举出丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸系树脂、氨基甲酸酯系树脂、纤维素系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、乙烯-乙酸乙烯酯系树脂、环氧系树脂、尼龙-环氧系树脂、氯乙烯系树脂、氯丁二烯橡胶系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、有机硅系树脂、改性有机硅系树脂、水性高分子-异氰酸酯系树脂、苯乙烯-丁二烯橡胶系树脂、丁腈橡胶系树脂、缩醛树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、含溴树脂、淀粉系树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂等。

功能层(x)的膜厚没有特别限制,从维持功能层(x)的密合力以及抑制透过率降低的观点考虑,优选使厚度为5μm以上,更优选使其为7μm~100μm,进一步优选使其为7μm~60μm,特别优选使其为10μm~30μm。

-功能层(x)的酸值-

从抑制层叠膜在湿热环境下的劣化的观点考虑,功能层(x)的酸值优选为10mgkoh/g以下,更优选为5mgkoh/g以下,进一步优选为1mgkoh/g以下。

从进一步提高高分子压电膜与功能层(x)的密合力的观点考虑,功能层(x)的酸值优选为0.01mgkoh/g以上,更优选为0.05mgkoh/g以上,进一步优选为0.1mgkoh/g以上。

本说明书中,功能层(x)的酸值是指为将1g功能层(x)中的游离酸中和而需要的koh的量(mg)。该koh的量(mg)可通过下述方式进行测定:以酚酞为指示剂,用0.005mkoh(氢氧化钾)乙醇溶液对在溶剂中进行了溶解或溶胀的功能层(x)进行滴定。

功能层(x)的总氮量优选为0.05质量%~10质量%,更优选为0.2质量%~5质量%。由此,脂肪族系聚酯高分子压电膜的耐湿热性提高。

[其他层]

对于本实施方式涉及的膜卷绕层叠体而言,层叠膜可在高分子压电膜与功能层(x)之间具有其他层。作为其他层,例如,可举出易粘接层、硬涂层、折射率调节层、防反射层、防眩光层、易滑动层、防粘连层、保护层、防静电层、散热层、紫外线吸收层、防牛顿环层、光散射层、偏光层、气体阻隔层、色调调节层等。另外,作为其他层,可以是同时具有上述其他层各自具有的功能中的2种以上功能的层,也可以依次层叠有2个以上的层。这些中,作为其他层,优选折射率调节层、易粘接层、硬涂层、防静电层及防粘连层中的至少1个层。

在高分子压电膜的两个主面侧具有其他层时,2个其他层可以是相同的层,也可以是不同的层。

作为其他层的材料,没有特别限制,例如,可举出金属、金属氧化物等无机物;树脂等有机物;包含树脂和微粒的复合组合物;等等。作为树脂,例如也可利用:通过利用温度、活性能量射线使树脂固化从而得到的固化物。即,作为树脂,也可利用固化性树脂。

作为固化性树脂,例如,可举出选自由丙烯酸系化合物、甲基丙烯酸系化合物、乙烯基系化合物、烯丙基系化合物、氨基甲酸酯系化合物、环氧系化合物、环氧化物系化合物(epoxidecompound)、缩水甘油基系化合物、氧杂环丁烷系化合物、三聚氰胺系化合物、纤维素系化合物、酯系化合物、硅烷系化合物、有机硅系化合物、硅氧烷系化合物、二氧化硅-丙烯酸系混杂化合物(silica-acrylhybridcompound)、及二氧化硅-环氧系混杂化合物(silica-epoxyhybridcompound)组成的组中的至少1种材料(固化性树脂)。

这些中,更优选丙烯酸系化合物、环氧系化合物、硅烷系化合物。

作为金属,例如,可举出选自al、si、ti、v、cr、fe、co、ni、cu、zn、in、sn、w、ag、au、pd、pt、sb、ta及zr中的至少一种或它们的合金。

作为金属氧化物,例如,可举出氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化铌、氧化锑、氧化锡、氧化铟、氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钇、氧化镱及氧化钽、以及它们的复合氧化物中的至少1种。

作为微粒,可举出上述那样的金属氧化物的微粒、氟系树脂、有机硅系树脂、苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂等树脂微粒等。此外,还可举出在这些微粒的内部具有孔隙的中空微粒。

作为微粒的平均一次粒径,从透明性的观点考虑,优选为1nm以上500nm以下,更优选为5nm以上300nm以下,进一步优选为10nm以上200nm以下。通过使微粒的平均一次粒径为500nm以下,可抑制可见光的散射,通过使微粒的平均一次粒径为1nm以上,可抑制微粒的二次凝聚,从维持透明性的观点考虑是优选的。

其他层的膜厚没有特别限制,优选为0.01μm~10μm的范围。上述厚度的上限值更优选为6μm以下,进一步优选为3μm以下。另外,下限值更优选为0.2μm以上,进一步优选为0.3μm以上。

其中,在其他层是由多个层形成的多层膜的情况下,上述厚度表示多层膜整体的厚度。

通过形成其他层,从而高分子压电膜表面的模痕(dieline)、压痕等缺陷被掩盖,还具有改善外观这样的效果。在该情况下,高分子压电膜与其他层的折射率差越小,则高分子压电膜与其他层的界面的反射越少,外观得以进一步改善。

作为形成上述其他层的方法,可适当使用以往通常使用的已知方法,例如,可举出蒸镀法、溅射法、离子镀法、化学蒸镀(cvd)法、电镀法等干式涂布法、湿式涂布法。作为湿式涂布法,例如,可举出辊涂法、旋涂法、浸涂法、棒涂法、凹版涂布法。

例如,在其他层由固化性树脂形成的情况下,可通过涂布分散或溶解有包含固化性树脂、添加剂、溶剂等的材料的涂覆液来形成其他层。

此外,根据需要,对于如上所述地涂布的上述材料(固化性树脂等),可通过干燥而使溶剂挥发,或者也可利用热、活性能量射线(紫外线、电子束、放射线等)照射而使固化性树脂固化。

需要说明的是,上述固化性树脂中,利用活性能量射线(紫外线、电子束、放射线等)照射而固化的活性能量射线固化树脂是优选的。通过包含活性能量射线固化树脂,从而使得制造效率提高,并且能进一步抑制因形成其他层而发生的高分子压电膜的性能降低。

另外,在上述其他层由固化性树脂形成的情况下,从提高交联密度的观点考虑,其他层优选包含具有三维交联结构的三维交联树脂。

作为制作具有三维交联结构的固化物的手段,可举出使用具有3个以上聚合性官能团的单体(3官能以上的单体)作为固化性树脂的方法、使用具有3个以上聚合性官能团的交联剂(3官能以上的交联剂)的方法等,另外,还可举出使用有机过氧化物等交联剂作为交联剂的方法。需要说明的是,也可将这些手段组合多种而使用。

作为3官能以上的单体,例如可举出:在1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酸系基团((meth)acrylgroup)的(甲基)丙烯酸系化合物;在1分子中具有3个以上环氧基的环氧化合物;等等。

另外,“在1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酸系基团”是指:在1分子中具有丙烯酸系基团及甲基丙烯酸系基团中的至少一方,并且1分子中的丙烯酸系基团及甲基丙烯酸系基团的总数为3个以上。

此处,作为确认其他层中包含的材料是否为具有三维交联结构的固化物的方法,可举出测定凝胶率的方法。

具体而言,可以由将其他层在溶剂中浸渍24小时后的不溶成分导出凝胶率。特别地,无论溶剂是水等亲水性的溶剂还是甲苯这样的亲油性的溶剂,均可以推定凝胶率为一定以上的固化物具有三维交联结构。

在湿式涂布法的情况下,可在将涂覆液涂布于高分子压电膜的拉伸前坯料之后对高分子压电膜进行拉伸,也可在对高分子压电膜的坯料进行拉伸后涂布涂覆液。

作为基于湿式涂布法的其他层的(1层的)厚度,优选为数十nm~10μm的范围。

另外,在其他层中,也可根据其目的而添加折射率调节剂、紫外线吸收剂、均化剂、防静电剂、防粘连剂等各种有机物、无机物。

需要说明的是,从提高高分子压电膜表面与其他层的密合性、在高分子压电膜表面的涂布性的观点考虑,也可利用电晕处理、itro处理、臭氧处理、等离子体处理等对高分子压电膜表面进行处理。

[脱模膜]

对于本实施方式涉及的膜卷绕层叠体而言,优选层叠膜还具有脱模膜,所述脱模模被配置在从功能层(x)观察时与配置有高分子压电膜的一侧相反的一侧。本实施方式涉及的膜卷绕层叠体是通过将具有高分子压电膜、功能层(x)、和脱模膜的层叠膜卷绕成卷状而得到的,该层叠膜的md方向的长度优选为10m以上。

作为脱模膜的材料,可合适地使用具有脱模性(剥离性)的材料。脱模膜可以是单独的膜,也可以是由多个层形成的多层膜。脱模膜为由多个层形成的多层膜时,脱模膜优选形成为在与粘接层相对的面上设置了具有脱模性的材料而成的结构。在该情况下,脱模膜可形成为包括基材和具有脱模性的材料的结构。

作为具有脱模性的材料,例如,具体而言,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂;聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等烯烃树脂;聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等含氟树脂;聚氯乙烯、苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯等乙烯基树脂;等等。

另外,作为具有脱模性的材料,还可举出聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、有机硅树脂、丙烯酸有机硅树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、蜡树脂等。

脱模膜可以是上述材料的单独的膜,也可以是由多个层形成的多层膜。在该情况下,脱模膜优选形成为在与粘接层相对的面上设置了具有脱模性的材料而成的结构。其中,从进一步提高与粘接层的剥离性方面考虑,在与粘接层相对的面上设置的具有脱模性的材料更优选使用有机硅树脂、含氟树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂、醇酸树脂、蜡树脂,进一步优选使用有机硅树脂。

作为有机硅树脂,例如可举出:在有机锡系催化剂的存在下使两末端硅烷醇官能性二甲基聚硅氧烷、与甲基氢聚硅氧烷(methylhydrogenpolysiloxane)或甲基甲氧基硅氧烷反应而得到的产物(热缩合反应型);在铂系催化剂的存在下使在分子链两末端或者两末端及侧链具有乙烯基的甲基乙烯基聚硅氧烷与甲基氢聚硅氧烷反应而得到的产物(热加成反应型);在含有链烯基和巯基的硅氧烷中添加光聚合剂而得到的产物(紫外线固化型(自由基加成型));使用与热加成反应型相同的铂系催化剂而得到的产物(紫外线固化型(氢化甲硅烷基型));在含有(甲基)丙烯酸系基团的硅氧烷中添加光聚合剂而得到的产物(紫外线固化型(自由基聚合型));在含有环氧基的硅氧烷中添加鎓盐光引发剂而得到的产物(紫外线固化型(阳离子聚合型));含有自由基聚合性基团的硅氧烷(电子束固化型,其中可以不存在官能团,另外,也可不存在光引发剂)。另外,关于有机硅树脂的形态,可从溶剂型、乳液型、无溶剂型等中适当选择使用。

〔基材〕

在脱模膜形成为包括基材和具有脱模性的材料的结构的情况下,作为基材,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、三乙酰纤维素、赛璐玢(cellophane)、人造丝(rayon)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚醚砜、芳香族聚酰胺、或聚砜等树脂,可举出它们的单轴或双轴拉伸膜、无纺布、发泡体等。另外,作为基材,还可从玻璃、金属箔、陶瓷、纸等中选择。

对于脱模膜而言,可根据需要在与粘接层相对的面以外的层上设置包含防静电剂、低聚物移动抑制剂、平光剂、易粘接剂等其他材料的层。例如,在脱模膜形成为包括基材和具有脱模性的材料的结构的情况下,可以在基材与具有脱模性的材料彼此相对的面、及基材的与具有脱模性的材料相对的面的相反侧的面中的某一面或两面上,设置包含上述其他材料的层。

脱模膜的膜厚没有特别限制,从脱模的容易性及操作性的观点考虑,优选为5μm以上的范围,更优选为10μm~100μm的范围,进一步优选为20μm~80μm的范围,特别优选为30μm~80μm的范围。

为了能够将脱模膜适宜地剥离,优选使粘接层与高分子压电膜的粘接力比粘接层与脱模膜的粘接力大。

作为形成脱模膜的方法,可适当使用以往通常使用的已知方法。例如,脱模膜可通过利用制膜机将用于形成脱模膜的树脂进行挤出制膜而形成。在脱模膜为由多个层形成的多层膜的情况下,可利用粘接剂将经制膜而得的各脱模膜形成为多层,也可利用多层制膜机进行共挤出制膜从而形成为多层。

另外,在脱模膜是形成为包括基材和具有脱模性的材料的结构的、由多个层形成的多层膜的情况下,可利用粘接剂将经制膜而得的基材和经制膜而得的具有脱模性的材料形成为多层,也可在经制膜而得的基材上将具有脱模性的材料进行挤出制膜从而形成为多层,或者也可利用多层制膜机将构成基材的材料和具有脱模性的材料进行共挤出制膜从而形成为多层。

此外,也可利用湿式涂布法形成。例如,在利用湿式涂布法形成脱模膜的情况下,可通过将分散或溶解有用于形成脱模膜的材料(树脂、添加剂等)的涂覆液(脱模膜用涂布液)涂布于粘接层上而形成。另外,在脱模膜是形成为包括基材和具有脱模性的材料的结构的、由多个层形成的多层膜的情况下,可通过将脱模膜用涂布液涂布于基材上而形成。

在利用湿式涂布法形成具有脱模性的材料的情况下,可通过下述方式形成:将上述具有脱模性的材料制成溶液或乳液等涂布液,利用辊涂机、逗号涂布机、模涂机、迈耶棒涂布机、逆转辊涂布机、凹版涂布机等已知的方法将其涂布于粘接层上或基材上并进行干燥。

需要说明的是,脱模膜为由多个层形成的多层膜时,可对脱模膜的与粘接层相对的面的相反侧的面、或同脱模膜的与粘接层相对的面的相反侧的面相接触的基材等实施电晕放电处理、火焰处理、臭氧处理等表面活化处理、或锚涂处理(其中使用了锚固处理剂)。由于通过上述这样的处理会使得多层膜的密合性提高,因此可进一步提高与粘接层的脱模性。

<膜卷绕层叠体的制造方法>

以下对本发明涉及的膜卷绕层叠体的制造方法的实施方式进行说明。作为膜卷绕层叠体的制造方法,例如可举出:在脱模膜上形成功能层(x),将功能层(x)与高分子压电膜贴合,然后制成膜卷绕层叠体的方法;在高分子压电膜上形成功能层(x),将功能层(x)与脱模膜贴合,然后制成膜卷绕层叠体的方法;等等。

[第一实施方式]

第一实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法包括以下工序:向脱模膜的主面赋予用于形成功能层(x)的功能层形成剂,从而形成功能层(x)的工序;在从功能层(x)观察时与配置有脱模膜的一侧相反的一侧,将功能层(x)与高分子压电膜贴合,从而形成层叠膜的工序;和将形成的层叠膜卷绕成卷状的工序。该制造方法中,将在脱模膜上形成的功能层(x)与高分子压电膜贴合而形成层叠膜,将形成的层叠膜卷绕成卷状而制造膜卷绕层叠体。

-功能层(x)的形成-

本实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法包括向脱模膜的主面赋予用于形成功能层(x)的功能层形成剂而形成功能层(x)的工序。此时,可以向脱模膜的主面赋予膜状或片状的材料(例如,上述的oca)作为功能层形成剂而形成功能层(x),也可向脱模膜的主面赋予液态的功能层形成剂(例如,粘合涂覆液),并使赋予的功能层形成剂干燥而形成功能层(x)。此时,功能层形成剂的干燥温度优选为50℃~150℃,更优选为70℃~130℃。另外,在向脱模膜的主面赋予功能层(x)时,可使用涂布装置。

此处,作为功能层(x),优选粘接层,作为功能层形成剂,优选粘接剂。因此,可向脱模膜的主面赋予粘接剂而形成粘接层。作为粘接剂,可举出上述的oca、溶剂系、无溶剂系、水系等的粘合涂覆液、uv固化型ocr、热熔粘接剂等。

-层叠膜的形成-

如上所述,本实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法包括以下工序:在形成功能层(x)后,在从功能层(x)观察时与配置有脱模膜的一侧相反的一侧,将功能层(x)与高分子压电膜贴合,从而形成层叠膜。由此,可得到在高分子压电膜的主面的垂直方向上依次层叠有高分子压电膜、功能层(x)及脱模膜的三层的层叠膜。

进而,也可在另一脱模膜的主面上形成功能层(x),在从该功能层(x)观察时与配置有脱模膜的一侧相反的一侧,将该功能层(x)与构成如上所述地形成的三层的层叠膜的高分子压电膜贴合。由此,可得到在高分子压电膜的主面的垂直方向上依次层叠有脱模膜、功能层(x)、高分子压电膜、功能层(x)及脱模膜的五层的层叠膜。

另外,对于用于形成层叠膜的高分子压电膜而言,可在其至少一个主面上配置有上述其他层。由此,在形成层叠膜时,可在功能层(x)与高分子压电膜之间配置其他层。

-膜卷绕层叠体的制造-

本实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法包括将形成的层叠膜卷绕成卷状的工序。由此,可得到卷状的膜卷绕层叠体。

本实施方式的制造方法中,并非在高分子压电膜上形成功能层(x),而是在脱模膜上形成功能层(x),并且将形成的功能层(x)与高分子压电膜贴合。因此,不需要对高分子压电膜进行加热,可抑制高分子压电膜发生伸长。结果,能够使如上所述地测得的尺寸变化率在md方向上为1.0%以下。此外,对于通过本实施方式的制造方法得到的膜卷绕层叠体而言,由于尺寸稳定性高,因此,可抑制在加热时在高分子压电膜上产生裂纹,并且,高分子压电膜的耐湿热性优异。

以下,使用图1,示出利用卷对卷的连续工艺来制造膜卷绕层叠体的方法的一例。图1是表示在本发明的第一实施方式中、在脱模膜上形成粘接层而制造膜卷绕层叠体的方法的概略图。

首先,利用膜卷绕层叠体制造装置10,从已固定于辊体上的卷状脱模膜1拉出脱模膜2,用另一个辊体卷绕拉出的脱模膜2。然后,使用涂布装置8,将粘接剂3涂布于卷间的脱模膜2。在将粘接剂3涂布于脱模膜2后,利用干燥机构(干燥炉)9使粘接剂3干燥,在脱模膜2的主面上形成粘接层4。

另外,从已固定于辊体上的卷状高分子压电膜5拉出高分子压电膜6,将拉出的高分子压电膜6贴合于脱模膜2,然后连同脱模膜2一起用辊体卷绕。因此,在脱模膜2的主面上形成了粘接层4时,通过将粘接层4与高分子压电膜6贴合,可形成层叠膜。然后,通过将形成的层叠膜卷绕成卷状,可得到膜卷绕层叠体7。

在卷对卷的连续工艺中,在卷间的膜上,沿膜的行进方向(md方向)产生张力。因此,在将包含聚乳酸等脂肪族系聚酯的高分子压电膜设置于卷间、并在形成粘接层时对高分子压电膜进行加热的情况下,由于高分子压电膜的耐热性低,因此,在所产生的张力的作用下,高分子压电膜会发生伸长,有可能导致高分子压电膜的尺寸稳定性变差。

而另一方面,在图1所示那样的卷对卷的连续工艺中,由于在脱模膜上形成有粘接层,因此不需要对高分子压电膜进行加热。因此,可抑制高分子压电膜的伸长,能够维持高分子压电膜的尺寸稳定性。

[第二实施方式]

接下来,对第二实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法进行说明。需要说明的是,对于与第一实施方式共有的事项,省略其说明。第二实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法包括以下工序:在上述高分子压电膜的至少一个主面上涂布用于形成上述功能层(x)的功能层形成剂,于90℃以下的温度使涂布的上述功能层形成剂干燥,从而形成功能层(x)的工序;在从上述功能层(x)观察时与配置有上述高分子压电膜的一侧相反的一侧,将上述功能层(x)与上述脱模膜贴合,从而形成上述层叠膜的工序;和将形成的上述层叠膜卷绕成卷状的工序。该制造方法中,于90℃以下的温度使功能层形成剂干燥,在高分子压电膜上形成功能层(x),然后,将在高分子压电膜上形成的功能层(x)与脱模膜贴合,从而形成层叠膜,将形成的层叠膜卷绕成卷状而制造膜卷绕层叠体。

-功能层(x)的形成-

本实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法包括以下工序:在高分子压电膜的至少一个主面上涂布用于形成功能层(x)的功能层形成剂,于90℃以下的温度使涂布的功能层形成剂干燥,从而形成功能层(x)。此时,功能层形成剂的干燥温度优选为50℃~90℃,更优选为60℃~80℃。由此,可更理想地维持高分子压电膜的尺寸稳定性。

此处,作为功能层(x),优选粘接层,作为功能层形成剂,优选粘接剂。因此,可向高分子压电膜的主面赋予粘接剂而形成粘接层。作为粘接剂,可举出上述的oca、溶剂系、无溶剂系、水系等的粘合涂覆液、uv固化型ocr、热熔粘接剂等。

-层叠膜的形成-

如上所述,本实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法包括以下工序:在形成功能层(x)后,在从功能层(x)观察时与配置有高分子压电膜的一侧相反的一侧,将功能层(x)与脱模膜贴合,从而形成层叠膜。在高分子压电膜的一个主面上形成了功能层(x)的情况下,可得到在高分子压电膜的主面的垂直方向上依次层叠有高分子压电膜、功能层(x)及脱模膜的三层的层叠膜。在高分子压电膜的两个主面上形成了功能层(x)的情况下,可得到在高分子压电膜的主面的垂直方向上依次层叠有脱模膜、功能层(x)、高分子压电膜、功能层(x)及脱模膜的五层的层叠膜。

-膜卷绕层叠体的制造-

本实施方式涉及的膜卷绕层叠体的制造方法包括将形成的层叠膜卷绕成卷状的工序。由此,可得到卷状的膜卷绕层叠体。

本实施方式的制造方法中,在高分子压电膜上形成功能层(x)时,于90℃以下的温度使高分子压电膜上的功能层形成剂干燥。因此,较之于超过90℃的温度使高分子压电膜上的功能层形成剂干燥而形成功能层(x)时而言,高分子压电膜的伸长被抑制。结果,能够使如上所述地测得的尺寸变化率在md方向上为1.0%以下。此外,对于通过本实施方式的制造方法得到的膜卷绕层叠体而言,由于尺寸稳定性高,因此,可抑制在加热时在高分子压电膜上产生裂纹,并且,高分子压电膜的耐湿热性优异。

以下,使用图2,示出利用卷对卷的连续工艺来制造膜卷绕层叠体的方法的一例。图2是表示在本发明的第二实施方式中、在脱模膜上形成粘接层而制造膜卷绕层叠体的方法的概略图。

首先,利用膜卷绕层叠体制造装置20,从已固定于辊体上的卷状高分子压电膜11拉出高分子压电膜12,用另一个辊体卷绕拉出的高分子压电膜12。然后,使用涂布装置18,将粘接剂13涂布于卷间的高分子压电膜12。在将粘接剂13涂布于高分子压电膜12后,利用干燥机构(干燥炉)19,于90℃以下的温度使粘接剂13干燥,在高分子压电膜12的主面上形成粘接层14。

另外,从已固定于辊体上的卷状脱模膜15拉出脱模膜16,将拉出的脱模膜16贴合于高分子压电膜12,然后连同高分子压电膜12一起用辊体卷绕。因此,在高分子压电膜12的主面上形成了粘接层14时,通过将粘接层14与脱模膜16贴合,可形成层叠膜。然后,通过将形成的层叠膜卷绕成卷状,可得到膜卷绕层叠体17。

在卷对卷的连续工艺中,在卷间的膜上,沿膜的行进方向(md方向)产生张力。因此,在将包含聚乳酸等脂肪族系聚酯的高分子压电膜设置于卷间、并在形成粘接层时对高分子压电膜进行加热的情况下,由于高分子压电膜的耐热性低,因此,在所施加的热的作用下,高分子压电膜会因所产生的张力而发生伸长,有可能导致高分子压电膜的尺寸稳定性变差。

而另一方面,在本实施方式中的卷对卷的连续工艺中,由于使在高分子压电膜上形成粘接层时的粘接剂的干燥温度为90℃以下,因此,可抑制高分子压电膜的伸长,能够维持高分子压电膜的尺寸稳定性。

<膜卷绕层叠体的用途>

膜卷绕层叠体可在扬声器、耳机、触摸面板、遥控器、麦克风、水下传声器(underwatermicrophones)、超声波换能器、超声波应用测量仪、压电振子、机械过滤器、压电变压器、延迟装置、传感器、加速度传感器、冲击传感器、振动传感器、压敏传感器、触觉传感器、电场传感器、声压传感器、显示器、送风机、泵、变焦镜、隔音材料、防音材料、键盘、音响设备、信息处理机、测量设备、医用设备等各种领域中利用,从能将用于设备时的传感器灵敏度维持为高水平的方面考虑,特别优选在各种传感器领域中利用膜卷绕层叠体。

另外,膜卷绕层叠体也可以以与显示装置组合而成的触摸面板的形式使用。作为显示装置,例如,也可使用液晶面板、有机el面板等。

另外,膜卷绕层叠体也可作为压敏传感器与其他方式的触摸面板(位置检测构件)组合而使用。作为位置检测构件的检测方式,可举出电阻膜方式、静电电容方式、表面弹性波方式、红外线方式、光学方式等。

实施例

以下,利用实施例进一步具体地说明本发明的膜卷绕层叠体,但本发明并不限于以下的实施例,只要不超出其主旨即可。

<制造例1:高分子压电膜的制作>

作为螺旋手性高分子(a),准备natureworksllc公司制的聚乳酸(pla)(商品名:ingeotmbiopolymer,商标名称:4032d,重均分子量mw:20万),相对于99质量份的该聚乳酸,添加1质量份的下述添加剂x(稳定剂(b)),进行干混从而制备原料。

将制备的原料放入到挤出成型机进料斗中,一边加热至220℃~230℃一边从t模挤出,使其与50℃的流延辊接触0.5分钟,制成厚度为150μm的预结晶化膜(成型工序)。测定得到的预结晶化膜的结晶度,结果为4.91%。

一边将得到的预结晶化膜加热至70℃,一边以卷对卷方式,以1650mm/分钟的拉伸速度开始拉伸,沿md方向单轴拉伸至3.5倍,得到单轴拉伸膜(拉伸工序)。

然后,以卷对卷方式,使单轴拉伸膜在已加热至130℃的辊上接触78秒,进行退火处理(退火工序),然后用已设定为50℃的辊进行骤冷,进一步卷绕成卷状,由此得到高分子压电膜。

-添加剂x(稳定剂(b))-

作为添加剂x,使用了rheinchemie公司制stabaxoli(70质量份)、及nisshinbochemicalinc.制carbodilitela-1(30质量份)的混合物。

上述混合物中的各成分的详细情况如下所述。

stabaxoli…双-2,6-二异丙基苯基碳二亚胺(分子量(=重均分子量):363)

carbodilitela-1…聚(4,4’-二环己基甲烷碳二亚胺)(重均分子量:约2000)

利用以下的方法测定制造例1中使用的聚乳酸的物性。结果如表1所示。

<光学纯度>

按照以下方式测定制造例1中制作的高分子压电膜中包含的聚乳酸的光学纯度。

首先,称量1.0g的样品(上述高分子压电膜)并放入50ml的锥形瓶中,向其中添加2.5ml的ipa(异丙醇)及5ml的5.0mol/l氢氧化钠溶液,制成样品溶液。

接下来,将装有该样品溶液的锥形瓶放入到温度为40℃的水浴中,搅拌约5小时,直至聚乳酸完全水解。

将上述搅拌约5小时后的样品溶液冷却至室温,然后,添加20ml的1.0mol/l盐酸溶液进行中和,盖严锥形瓶并充分混合。

接下来,分取1.0ml上述混合后的样品溶液至25ml的容量瓶中,向其中添加下述组成的流动相,得到25ml的hplc试样溶液1。

将5μl得到的hplc试样溶液1注入到hplc装置中,在下述hplc测定条件下进行hplc测定。由得到的测定结果,求出来自于聚乳酸的d体的峰的面积与来自于聚乳酸的l体的峰的面积,算出l体的量和d体的量。基于得到的结果,求出光学纯度(%ee)。

结果,光学纯度为97.0%ee。需要说明的是,下述表1中,“la”表示聚乳酸。

-hplc测定条件-

·柱

光学拆分柱,(株)住化分析中心制sumichiraloa5000

·hplc装置

日本分光株式会社制液相色谱仪

·柱温

25℃

·流动相的组成

1.0mm-硫酸铜(ii)缓冲液/ipa=98/2(v/v)

(该流动相中,硫酸铜(ii)、ipa及水的比率为硫酸铜(ii)/ipa/水=156.4mg/20ml/980ml。)

·流动相流速

1.0ml/分钟

·检测器

紫外线检测器(uv254nm)

<重均分子量及分子量分布>

使用凝胶渗透色谱仪(gpc),利用下述gpc测定方法,测定聚乳酸的重均分子量(mw)及分子量分布(mw/mn)。

-gpc测定方法-

·测定装置

waters公司制gpc-100

·柱

昭和电工株式会社制,shodexlf-804

·样品的制备

于40℃,将制造例1中制作的高分子压电膜溶解于溶剂〔氯仿〕中,准备浓度为1mg/ml的样品溶液。

·测定条件

于40℃的温度,以1ml/分钟的流速,用溶剂(氯仿)将0.1ml样品溶液导入至柱中,利用差示折射计测定经柱分离后的样品溶液中的样品浓度。对于聚乳酸的分子量而言,用聚苯乙烯标准试样制成普适校正曲线,算出聚乳酸的重均分子量(mw)。

利用以下的方法测定制造例1中制作的高分子压电膜的特性。结果如表1所示。

<结晶度>

准确称量10mg制造例1中制作的高分子压电膜,使用差示扫描型量热计(perkinelmer公司制dsc-1),在升温速度为10℃/分钟的条件下进行测定,得到熔化吸热曲线。由得到的熔化吸热曲线得到结晶度。

<标准化分子取向morc>

针对制造例1中制作的高分子压电膜,利用王子计测机器株式会社制微波式分子取向计moa-6000测定标准化分子取向morc。将基准厚度tc设定为50μm。

<内部雾度>

利用以下的方法,得到制造例1中制作的高分子压电膜的内部雾度(以下,也称为内部雾度(h1))。

首先,准备在2片玻璃板之间仅夹有硅油(信越化学工业株式会社制shin-etsusilicone(商标),型号:kf96-100cs)的层叠体,测定该层叠体的厚度方向的雾度(以下,记为雾度(h2))。

接下来,准备在2片上述玻璃板之间夹有用硅油均匀涂覆了表面的上述高分子压电膜的层叠体,测定该层叠体的厚度方向的雾度(以下,记为雾度(h3))。

接下来,通过按照下式求出它们的差,从而得到高分子压电膜的内部雾度(h1)。

内部雾度(h1)=雾度(h3)-雾度(h2)

此处,雾度(h2)及雾度(h3)的测定分别在下述测定条件下使用下述装置进行。

测定装置:东京电色公司制,hazemetertc-hiiidpk

试样尺寸:宽30mm×长30mm

测定条件:按照jis-k7105

测定温度:室温(25℃)

<压电常数d14(应力-电荷法)>

按照上述的“利用应力-电荷法测定压电常数d14的方法的一例”,测定高分子压电膜的压电常数(详细而言,为压电常数d14(应力-电荷法))。

[表1]

<制造例2:粘接涂布液的制备>

将10kg丙烯酸系粘接剂sk-dyne1811l(综研化学株式会社制)、20g固化剂td-75(综研化学株式会社制)、及1kg甲苯混合,得到粘接涂布液。

<制造例3:具有硬涂层的高分子压电膜的制作>

以卷对卷方式在制造例1中制作的高分子压电膜的一个主面上涂布丙烯酸系树脂涂覆液(toyoinkco.,ltd.制,防粘连硬涂剂liodurastyab-014)。在80℃的加热炉中将涂布有涂覆液的高分子压电膜干燥,然后,照射累积光量为500mj/cm2的紫外线,形成厚度为2μm的硬涂层。进而在高分子压电膜的另一个主面上也同样地操作,形成厚度为2μm的硬涂层,从而得到在两面形成有硬涂层的高分子压电膜。

〔实施例1〕

以反向凹版涂布方式,以2.5m/min的线速度,在脱模膜(三井化学tohcello株式会社制sp-peto3-bu)的脱模面上涂布制造例2中得到的粘接涂布液。使涂布了粘接涂布液的脱模膜通过温度为100℃的干燥炉,形成粘接层。进而一边在粘接层上层压脱模膜(三井化学tohcello株式会社制sp-peto3-bu)的脱模面一边进行卷绕,制成卷状的层叠体a(脱模膜/粘接层/脱模膜)。之后,将卷状的层叠体a在室温下保存1周,完成固化。粘接层的厚度为25μm。

以rtor(卷对卷)方式将按照上述方式得到的卷状层叠体a的单侧的脱模膜剥离,一边在粘接层上层压制造例1中制作的高分子压电膜一边进行卷绕,得到卷状的层叠体b(脱模膜/粘接层/高分子压电膜)。

此外,以rtor方式将另一卷状的层叠体a(脱模膜/粘接层/脱模膜)的单侧的脱模膜剥离,一边在露出的粘接层上层压层叠体b的高分子压电膜面一边进行卷绕,得到卷状的层叠体(膜卷绕层叠体:脱模膜/粘接层/高分子压电膜/粘接层/脱模膜)。

〔实施例2〕

以反向凹版涂布方式,以2.5m/min的线速度,在制造例1中制造的高分子压电膜上涂布制造例2中得到的粘接涂布液。使涂布了粘接涂布液的高分子压电膜通过温度为70℃的干燥炉,形成粘接层。进而一边在粘接层上层压脱模膜(三井化学tohcello株式会社制sp-peto3-bu)的脱模面一边进行卷绕,得到卷状的层叠体c(脱模膜/粘接层/高分子压电膜)。

进而,与上述同样地操作,在卷状的层叠体c的高分子压电膜面上形成粘接层,一边层压脱模膜(三井化学tohcello株式会社制sp-peto3-bu)的脱模面一边进行卷绕,得到卷状的层叠体(膜卷绕层叠体:脱模膜/粘接层/高分子压电膜/粘接层/脱模膜)。之后,将卷状的层叠体在室温下保存1周,完成固化。粘接层的厚度分别为25μm。

〔实施例3〕

将制造例1中制作的高分子压电膜变更为制造例3中制作的具有硬涂层的高分子压电膜,除此之外,与实施例1同样地操作,得到卷状的层叠体(膜卷绕层叠体:脱模膜/粘接层/具有硬涂层的高分子压电膜/粘接层/脱模膜)。

〔实施例4〕

将制造例1中制作的高分子压电膜变更为制造例3中制作的具有硬涂层的高分子压电膜,除此之外,与实施例2同样地操作,得到卷状的层叠体(膜卷绕层叠体:脱模膜/粘接层/具有硬涂层的高分子压电膜/粘接层/脱模膜)。之后,将卷状的层叠体在室温下保存1周,完成固化。

〔比较例1〕

将干燥炉的温度从70℃变更为100℃,除此之外,与实施例2同样地操作,得到卷状的层叠体(膜卷绕层叠体:脱模膜/粘接层/高分子压电膜/粘接层/脱模膜)。之后,将卷状的层叠体在室温下保存1周,完成固化。粘接层的厚度分别为25μm。

〔比较例2〕

利用涂敷器将制造例2中得到的粘接涂布液以硬涂方式涂布于制造例1中制作的高分子压电膜上,在温度为100℃的烘箱中进行干燥,从而形成粘接层。进而,用辊(roller)将脱模膜(三井化学tohcello株式会社制sp-peto3-bu)的脱模面贴合于粘接层,得到片状的层叠体(脱模膜/粘接层/高分子压电膜)。

进而,与上述同样地操作,在上述片状的层叠体的高分子压电膜面上形成粘接层,用辊贴合脱模膜(三井化学tohcello株式会社制sp-peto3-bu)的脱模面,得到片状的层叠体(脱模膜/粘接层/高分子压电膜/粘接层/脱模膜)。之后,使片状的层叠体在室温下保存1周,完成固化。粘接层的厚度分别为25μm。

〔比较例3〕

将制造例1中制作的高分子压电膜变更为制造例3中制作的具有硬涂层的高分子压电膜,除此之外,与比较例1同样地操作,得到卷状的层叠体(膜卷绕层叠体:脱模膜/粘接层/具有硬涂层的高分子压电膜/粘接层/脱模膜)。

对于实施例1~4及比较例1、3中得到的卷状的层叠体以及比较例2中得到的片状的层叠体,按照以下方式评价粘接层的酸值、md尺寸变化率、md裂纹及耐湿热性。

将评价结果示于表2。需要说明的是,表2中的“-”表示无测定数据。

<粘接层的酸值>

将脱模膜从层叠体剥离,将0.5g露出的粘接层溶解于溶剂(氯仿)中,以酚酞为指示剂,用0.005mkoh(氢氧化钾)乙醇溶液进行滴定,由此求出酸值。

<md尺寸变化率>

将从层叠体除去脱模膜及粘接层而得到的高分子压电膜沿拉伸方向(md方向)切割成50mm,沿与拉伸方向正交的方向(td方向)切割成50mm,从而切出50mm×50mm的矩形膜。将该矩形膜悬吊于已设置为100℃的烘箱中,进行30分钟的退火处理。然后,用高精度数字式测长仪(mitutoyocorporation制,litematicvl-50as)测定退火处理前后的md方向的膜矩形边长的尺寸。之后,按照下式算出尺寸变化率(%),对尺寸稳定性进行评价。尺寸变化率越小,表示尺寸稳定性越高。

(式)尺寸变化率(%)=100×|(退火前的md方向的边长)-(退火后的md方向的边长)|/(退火前的md方向的边长)

<md裂纹>

将层叠体的两面的脱模膜剥离,使用2kg辊在露出的粘接层上贴合东丽制聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(pet)(商标名称:lumirrort60-50)。由此,制成层叠有5个层的层叠结构体。即,层叠结构体包含pet/粘接层/高分子压电膜/粘接层/pet这5层。

用尖头刀(pinnacleblade)将上述层叠结构体冲裁成50mm×50mm的正方形。之后,于85℃对得到的层叠结构体(50mm×50mm)加热500小时。然后,在室温下放置24小时,通过目视观察md方向上有无裂纹产生,按照以下的基准进行评价。

a:在层叠结构体的高分子压电膜上无裂纹。

b:在层叠结构体的高分子压电膜上产生了裂纹。

<耐湿热性>

测定层叠体的制造后24小时内的高分子压电膜的重均分子量(初始mw)。接下来,由制造后24小时内的层叠体,准备长度方向50mm×宽度方向50mm的矩形试验片,将该试验片悬吊于已保持为85℃、85%rh的恒温恒湿器内,保持120小时。针对该试验片,测定高分子压电膜的重均分子量(耐湿热试验后mw),按照以下的基准评价由下式表示的mw维持率。

式:mw维持率=耐湿热试验后mw/初始mw

〔评价基准〕

a:mw维持率≥0.6

b:0.6>mw维持率≥0.35

c:mw维持率<0.35

[表2]

实施例1~4中,制作了高分子压电膜的md尺寸变化率为1.0%以下的膜卷绕层叠体。该膜卷绕层叠体中,在加热时在高分子压电膜上未产生裂纹,并且,高分子压电膜的耐湿热性优异(尤其是实施例1)。

而另一方面,比较例1、3中,虽然制作了高分子压电膜的md尺寸变化率为1.0%以上的膜卷绕层叠体,但对于该膜卷绕层叠体而言,在加热时在高分子压电膜上产生了裂纹。另外,比较例2中,制作了片状的层叠体,高分子压电膜的耐湿热性不充分。

将于2015年3月2日提出申请的日本专利申请2015-040385的全部公开内容通过参照并入本说明书中。

本说明书中记载的所有文献、专利申请及技术标准通过参照被并入本说明书中,各文献、专利申请及技术标准通过参照被并入的程度与具体且分别地记载的情况的程度相同。

附图标记说明

1、15卷状脱模膜

2、16脱模膜

3、13粘接剂

4、14粘接层

5、11卷状高分子压电膜

6、12高分子压电膜

7、17膜卷绕层叠体

8、18涂布装置

9、19干燥机构

10、20膜卷绕层叠体制造装置

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1