[发明专利]驻极体及静电感应型转换元件

说明书

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、聚四氟乙烯等链状树脂。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，需要将该驻极体的表面电位保持在较高水平。因此，作为该驻极体使用的材料必须形成为一定程度以上的厚膜。但是，为了形成厚膜，例如以湿式工艺制膜时必须提高溶液浓度，这就会导致膜厚不均。另外，以干式工艺制膜时必须反复实施成膜工序，存在工程耗时长的问题。

本发明是鉴于上述课题而完成的发明，其目的在于提供表面电位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，具有含树脂(a)的层(A)和含所述树脂(a)以外的树脂(b)或无机物(c)的层(B)直接层叠而得的层叠体，所述树脂(a)为含氟树脂(a1)或具有脂肪族环结构的不含氟原子的树脂(a2)，所述层(B)配置在向所述层叠体注入电荷而形成驻极体时的注入电荷一侧的相反侧的最外层表面。

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得到提高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。

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”。

此外，以式(1)表示的单体也记作“单体(1)”。以其它式表示的单元、化合物等也同样表示，例如以式(z1)表示的单元也记作“单元(z1)”。

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(B)配置在向该层叠体注入电荷而形成驻极体时的注入电荷一侧的相反侧的最外层表面。

层(A)：含树脂(a)的层。

层(B)：含树脂(a)以外的树脂(b)或无机物(c)的层。

层(A)是负责作为驻极体的电荷保持的部分，层(B)通过与层(A)直接相接而有助于表面电荷密度的提高。

<层(A)>

层(A)由作为树脂(a)的含氟树脂(a1)或具有脂肪族环结构的不含氟原子的树脂(a2)构成。含氟树脂(a1)及树脂(a2)的作为驻极体的电荷保持性能都很好。

“脂肪族环结构”是指不具备芳香族特性的环结构。作为脂肪族环结构，可例举例如可含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、氮原子等杂原子取代的杂环结构等。

因为层(A)是负责作为驻极体的电荷保持的部分，所以作为树脂(a)，优选使用体积电阻率高、绝缘破坏电压大的树脂。

树脂(a)的体积电阻率较好是10¹⁰～10²⁰Ωcm，更好是10¹⁶～10¹⁹Ωcm。该体积电阻率按照基于ASTM D257的方法测定。

此外，树脂(a)的绝缘破坏电压较好是10～25kV/mm，更好是15～22kV/mm。该绝缘破坏电压按照基于ASTM D149的方法测定。

作为含氟树脂(a1)，无特别限定，例如可从用于现有的驻极体的含氟树脂中适当选择。该含氟树脂的电绝缘特性优良、作为驻极体的电荷保持性能优良。

作为含氟树脂(a1)的具体例，可例举聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)、氟代烯烃-烷基乙烯基醚共聚物、聚偏氟乙烯、含氟环状聚合物等。其中，从电绝缘特性的角度来看，较好是选自PTFE、FEP、PFA和具备脂肪族环结构的含氟树脂的至少1种。