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結(jié)晶化高分子膜及其制造方法_4

文檔序號(hào):9528903閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
r>[0197] 關(guān)于晶核劑的含量,相對(duì)于100重量份的高分子(A)而言,通常為0. 01重量份~ 1. 0重量份,優(yōu)選為0. 01重量份~0. 5重量份,從更良好的結(jié)晶促進(jìn)效果和維持生物質(zhì)度 (biomassdegree)的觀點(diǎn)考慮特別優(yōu)選為0.02重量份~0.2重量份。若晶核劑的上述含 量小于0. 01重量份,則促進(jìn)結(jié)晶的效果不充分,若大于1. 0重量份,則難以控制結(jié)晶化的速 度,存在結(jié)晶化高分子膜的透明性降低的傾向。
[0198] 〈用途等〉
[0199] 此外,本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜可以合適地用作例如壓電膜。
[0200] 此外,本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜,除了可用作壓電膜以外,還可以用作被用于顯示 裝置等的光學(xué)膜等。
[0201] 本發(fā)明結(jié)晶化高分子膜可以作為壓電常數(shù)d14大且透明性、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的壓 電膜使用,因此,本發(fā)明結(jié)晶化高分子膜可以在揚(yáng)聲器、耳機(jī)、觸摸面板、遙控器、麥克風(fēng)、水 下傳聲器(underwatermicrophones)、超聲波換能器、超聲波應(yīng)用測(cè)量?jī)x、壓電振子、機(jī)械 過(guò)濾器、壓電變壓器、延遲裝置、傳感器、加速度傳感器、沖擊傳感器、振動(dòng)傳感器、壓敏傳感 器、觸覺(jué)傳感器、電場(chǎng)傳感器、聲壓傳感器、顯示器、送風(fēng)機(jī)、栗、變焦鏡、隔音材料、防音材 料、鍵盤(pán)、音響設(shè)備、信息處理機(jī)、測(cè)量設(shè)備、醫(yī)用設(shè)備等各種領(lǐng)域中利用。
[0202] 作為壓電膜發(fā)揮功能時(shí)的本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜,優(yōu)選用作具有至少2個(gè)面且 在該面具備電極的壓電元件。
[0203] 在結(jié)晶化高分子膜的至少2個(gè)面具備電極即可。作為上述電極,沒(méi)有特別限制,例 如可使用ΙΤ0、ΖηΟ、ΙΖ0(注冊(cè)商標(biāo))、導(dǎo)電性聚合物等。
[0204] 此外,也可以將本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜與電極重復(fù)重疊從而制成層疊壓電元件 來(lái)進(jìn)行使用。
[0205] 作為例子,可舉出將電極與結(jié)晶化高分子膜的組件重復(fù)重疊、最后用電極覆蓋未 被電極覆蓋的結(jié)晶化高分子膜的主面而得到的層疊壓電元件。具體而言,組件的重復(fù)次數(shù) 為2次的層疊壓電元件為依次重疊電極、結(jié)晶化高分子膜、電極、結(jié)晶化高分子膜、電極而 成的層疊壓電元件。對(duì)于用于層疊壓電元件的結(jié)晶化高分子膜而言,其中1層結(jié)晶化高分 子膜為本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜即可,其他層可以不是本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜。
[0206] 此外,層疊壓電元件中包含多張本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜時(shí),若某一層的本發(fā)明 的結(jié)晶化高分子膜中含有的高分子(A)的光學(xué)活性為L(zhǎng)體,則其他層的結(jié)晶化高分子膜中 含有的高分子(A)為L(zhǎng)體或D體均可。結(jié)晶化高分子膜的配置可以根據(jù)壓電元件的用途而 適宜調(diào)整。
[0207] 例如,含有L體的高分子(A)作為主要成分的結(jié)晶化高分子膜的第1層隔著電極 與含有L體的高分子(A)作為主要成分的第2結(jié)晶化高分子膜層疊時(shí),若使第1結(jié)晶化高 分子膜的單軸拉伸方向(主要拉伸方向)與第2結(jié)晶化高分子膜的單軸拉伸方向(主要拉 伸方向)交叉、優(yōu)選正交,則能夠使第1結(jié)晶化高分子膜和第2結(jié)晶化高分子膜的位移方向 一致,層疊壓電元件整體的壓電性提高,故優(yōu)選。
[0208] 另一方面,含有L體的高分子(A)作為主要成分的結(jié)晶化高分子膜的第1層隔著 電極與含有D體的高分子(A)作為主要成分的第2結(jié)晶化高分子膜層疊時(shí),若將第1結(jié)晶 化高分子膜的單軸拉伸方向(主要拉伸方向)配置為與第2結(jié)晶化高分子膜的單軸拉伸方 向(主要拉伸方向)大體平行,則能夠使第1結(jié)晶化高分子膜和第2結(jié)晶化高分子膜的位 移方向一致,層疊壓電元件整體的壓電性提高,故優(yōu)選。
[0209] 尤其是在結(jié)晶化高分子膜的主面具備電極的情況下,優(yōu)選具備具有透明性的電 極。此處,關(guān)于電極,所謂具有透明性,具體是指內(nèi)部霧度為20%以下(全光線透射率為 80%以上)。
[0210] 使用了本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜的上述壓電元件可以應(yīng)用于揚(yáng)聲器、觸摸面板等 上述各種壓電器件。具備具有透明性的電極的壓電元件特別適合于應(yīng)用于揚(yáng)聲器、觸摸面 板、驅(qū)動(dòng)器(actuator)等。
[0211] 《結(jié)晶化高分子膜的制造方法》
[0212] 制造上述本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜的制造方法沒(méi)有特別限制,但從易于使總霧度 與內(nèi)部霧度之差為0.8%以下的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為以下制造方法。
[0213] S卩,本發(fā)明的結(jié)晶化高分子膜的優(yōu)選制造方法包括以下工序:準(zhǔn)備工序,準(zhǔn)備上述 含有高分子(A)的膜;和結(jié)晶化工序,使上述膜的主面與具有顯示出脫模性的表面的加熱 部件的該表面接觸從而對(duì)上述膜進(jìn)行加熱(以下,也稱為"退火處理"),由此得到結(jié)晶化高 分子膜。
[0214] 根據(jù)需要,本制造方法也可以包括其他工序。
[0215] 根據(jù)本制造方法,在得到的結(jié)晶化高分子膜中,易于將總霧度與內(nèi)部霧度之差 (即表面霧度)調(diào)整為0.8%以下。
[0216] 其詳細(xì)理由并不明確,但推測(cè)如下。
[0217]S卩,在結(jié)晶化工序中,通過(guò)上述接觸,含有高分子(A)的膜被加熱,從而高分子(A) 的結(jié)晶化進(jìn)行,得到結(jié)晶化高分子膜。
[0218] 由于加熱部件的表面顯示出脫模性,所以可以認(rèn)為此時(shí)的高分子(A)的結(jié)晶化是 在膜的主面與加熱部件的表面(顯示出脫模性的表面)的密合較弱的狀態(tài)下進(jìn)行的。而且, 如上所述,高分子(A)的結(jié)晶化(與PET等的結(jié)晶化相比)比較緩和地進(jìn)行。
[0219] 由于這2個(gè)理由,可以認(rèn)為加熱部件的表面的凹凸變得不容易轉(zhuǎn)印至結(jié)晶化后的 膜(結(jié)晶化高分子膜)的表面,結(jié)果能夠得到表面的凹凸減少了的(即,表面霧度被降低 的)結(jié)晶化高分子膜。
[0220] 反過(guò)來(lái)講,在使用結(jié)晶化進(jìn)行較快的高分子(PET等),使用不具有脫模性的加熱 部件的情況下,處于膜表面與加熱部件表面牢固地密合的狀態(tài),而且結(jié)晶化急速進(jìn)行,因此 可以認(rèn)為加熱部件表面的凹凸變得容易轉(zhuǎn)印至結(jié)晶化后的膜表面,結(jié)果膜的表面凹凸(即 表面霧度)容易變大。
[0221] 上述加熱部件的表面中,所謂"脫模性",是指如下性質(zhì):在加熱至130°C的該表面 貼合切成了 24mmX50mm大小的粘貼膠帶(Nichiban公司制CT24),接著垂直剝離該粘貼膠 帶,此時(shí),從貼合前起直到剝離后的粘貼膠帶的剝離方向的尺寸變化率(由下述式表示的 尺寸變化率)為50%以下。
[0222] 粘貼膠帶的剝離方向的尺寸變化率(%) = ((剝離后的粘貼膠帶的剝離方向的尺 寸-貼合前的粘貼膠帶的剝離方向的尺寸)/貼合前的粘貼膠帶的剝離方向的尺寸)X1〇〇
[0223] 作為加熱部件,只要為能夠通過(guò)其表面與膜的主面接觸而對(duì)膜進(jìn)行加熱使其結(jié)晶 化的部件,則沒(méi)有特別限制,例如可舉出輥形的部件(也稱為加熱輥)等。
[0224] 輥形的部件可以為單一的輥,也可以為夾送輥(一對(duì)輥)。
[0225] 從進(jìn)一步提高表面的脫模性的觀點(diǎn)考慮,加熱部件優(yōu)選具有與膜的主面接觸且含 有氟樹(shù)脂的表面層。
[0226] 作為氟樹(shù)脂,可舉出聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物 (PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物 (EPA)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙 烯-丙烯共聚物(TFE/P)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)等。
[0227] 其中,特別優(yōu)選為聚四氟乙烯(PTFE)。
[0228] 上述表面層中的氟樹(shù)脂的含量?jī)?yōu)選為50質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為60質(zhì)量%以上,特 別優(yōu)選為80質(zhì)量%以上。
[0229] 此外,加熱部件的與上述含有高分子(A)的膜接觸的表面并不一定越平坦越優(yōu) 選,反而優(yōu)選具有一定程度的凹凸(粗糙度)。
[0230] 可以認(rèn)為其理由是因?yàn)?,在加熱部件的上述表面具有一定程度的凹凸的情況下, 在結(jié)晶化進(jìn)行時(shí),膜形成不容易與上述凹凸的凹部密合的狀態(tài)(例如,膜為不與上述凹凸 的凹部接觸而僅與凸部接觸的狀態(tài)),結(jié)果,加熱部件的表面的凹凸變得更不容易轉(zhuǎn)印至所 得到的結(jié)晶化高分子膜的表面。
[0231] 具體而言,加熱部件的與上述含有高分子(A)的膜接觸的表面的最大高度Rz優(yōu)選 為0. 20μm以上,更優(yōu)選為0. 50μm以上,特別優(yōu)選為0. 80μm以上。
[0232] 最大高度Rz的上限沒(méi)有特別限制,但從加熱效率的觀點(diǎn)考慮,最大高度Rz更優(yōu)選 為2. 00μm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1. 50μm以下,特別優(yōu)選為1. 30μm以下。
[0233] 此外,該表面的算術(shù)平均粗糙度Ra優(yōu)選為0.05μm以上,更優(yōu)選為0. 10μm以上。
[0234] 算術(shù)平均粗糙度Ra的上限沒(méi)有特別限制,但從加熱效率的觀點(diǎn)考慮,算術(shù)平均粗 糙度Ra優(yōu)選為0. 50μm以下,更優(yōu)選為0. 30μm以下,特別優(yōu)選為0. 25μm以下。
[0235] 此處,最大高度Rz及算術(shù)平均粗糙度Ra均為JISB0601 (2001)中規(guī)定的值。
[0236] 以下,對(duì)本制造方法的各工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0237]〈準(zhǔn)備工序〉
[0238] 準(zhǔn)備工序是準(zhǔn)備含有高分子(A)的膜的工序。
[0239] 準(zhǔn)備的含有高分子(A)的膜可以是非晶狀態(tài)的膜,也可以是在結(jié)晶化工序之前預(yù) 先進(jìn)行部分結(jié)晶化(以下,也稱為"預(yù)結(jié)晶化")而得到的膜(以下,也稱為"預(yù)結(jié)晶化膜")。
[0240] 此外,準(zhǔn)備的含有高分子(A)的膜也可以是經(jīng)拉伸的膜(以下,也稱為"拉伸膜")。
[0241] 準(zhǔn)備的含有高分子(A)的膜特別優(yōu)選為將經(jīng)預(yù)結(jié)晶化的膜進(jìn)行拉伸而得到的膜。
[0242] 上述非晶狀態(tài)的膜可以例如通過(guò)將含有高分子(A)的原料加熱至高分子(A)的熔 點(diǎn)Tm以上的溫度然后驟冷從而得到。
[0243] 作為含有高分子(A)的原料,可以單獨(dú)使用1種高分子(A),也可以使用2種以上 的高分子(A)的混合物,還可以使用至少1種高分子(A)與至少1種其他成分(例如至少 1種穩(wěn)定劑(B))的混合物。
[0244] 上述混合物優(yōu)選為進(jìn)行熔融混煉而得到的混合物。
[0245] 作為進(jìn)行熔融混煉而得到的混合物,例如可舉出使用熔融混煉機(jī)〔東洋精機(jī)公司 制,LABOPLASTOMIXER〕在混合器轉(zhuǎn)速30rpm~70rpm、180°C~250°C的條件下將高分子 (A)(根據(jù)需要與其他成分一同)熔融混煉5分鐘~20分鐘而得到的混合物。
[0246](預(yù)結(jié)晶化)
[0247] 從在下文所述的結(jié)晶化工序中容易得到結(jié)晶度為20%~80%的結(jié)晶化高分子膜 這樣的觀點(diǎn)考慮,準(zhǔn)備工序優(yōu)選包括得到上述含有高分子(A)的預(yù)結(jié)晶化膜的工序。
[0248] 含有高分子(A)的預(yù)結(jié)晶化膜可例如通過(guò)如下步驟得到:將含有高分子(A)的原 料加熱至比高分子(A)的玻璃化溫度更高的溫度,擠出成型為膜狀后,通過(guò)滾筒(caster) 等將擠出的膜驟冷(例如驟冷至下述加熱溫度T2)。
[0249] 此外,通過(guò)對(duì)含有高分子(A)的非晶狀態(tài)的膜進(jìn)行加熱從而使其結(jié)晶化也能夠得 到。
[0250] 此外,在下文所述的結(jié)晶化工序前對(duì)膜實(shí)施拉伸的情況下,可以1)將預(yù)結(jié)晶化膜 安裝于拉伸裝置,進(jìn)行拉伸(離線處理);也可以2)將非晶狀態(tài)的膜
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