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公開番号2024136265
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023047337
出願日2023-03-23
発明の名称圧電基材、センサー、アクチュエーター、及び生体情報取得デバイス
出願人三井化学株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H10N 30/857 20230101AFI20240927BHJP()
要約【課題】良好な圧電感度が維持される圧電基材、センサー、アクチュエーター、及び生体情報取得デバイスを提供する。
【解決手段】長尺状の内部導体と、前記内部導体の外周面を覆う圧電体と、前記圧電体の外周面を覆う防水被覆と、を備える圧電基材であって、前記圧電基材1m当たりに含まれる水分量が2mg以下であり、前記圧電体は、光学活性ポリペプチドからなる繊維を含み、前記圧電体の長さ方向と、前記光学活性ポリペプチドの主配向方向とが略平行であり、X線回折測定から下記式(a)によって求められる前記光学活性ポリペプチドからなる繊維の配向度Fが0.50以上1.00未満である、圧電基材。式(a)中、αは配向由来のピークの半値幅(°)を表す。
配向度F=(180°-α)/180° … 式(a)
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
長尺状の内部導体と、
前記内部導体の外周面を覆う圧電体と、
前記圧電体の外周面を覆う防水被覆と、を備える圧電基材であって、
前記圧電基材１ｍ当たりに含まれる水分量が２ｍｇ以下であり、
前記圧電体は、光学活性ポリペプチドからなる繊維を含み、
前記圧電体の長さ方向と、前記光学活性ポリペプチドの主配向方向とが略平行であり、
Ｘ線回折測定から下記式（ａ）によって求められる前記光学活性ポリペプチドからなる繊維の配向度Ｆが０．５０以上１．００未満である、圧電基材。
配向度Ｆ＝（１８０°－α）／１８０° … 式（ａ）
〔式（ａ）中、αは配向由来のピークの半値幅（°）を表す。〕
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記防水被覆は樹脂を含む、請求項１に記載の圧電基材。
【請求項３】
前記圧電体と前記防水被覆との間に配置される外部導体をさらに備え、前記外部導体は前記内部導体と電気的に絶縁されている、請求項１に記載の圧電基材。
【請求項４】
前記圧電体は長尺状の圧電体である、請求項１に記載の圧電基材。
【請求項５】
前記長尺状の圧電体は前記内部導体の外周面に螺旋状に巻回されている、請求項４に記載の圧電基材。
【請求項６】
前記内部導体の軸方向と、前記長尺状の圧電体の長さ方向とがなす螺旋角度は、２０°～７０°である、請求項４に記載の圧電基材。
【請求項７】
前記光学活性ポリペプチドがβシート構造を有する、請求項１に記載の圧電基材。
【請求項８】
前記光学活性ポリペプチドがフィブロインを含む、請求項１に記載の圧電基材。
【請求項９】
前記光学活性ポリペプチドからなる繊維がシルクである、請求項１に記載の圧電基材。
【請求項１０】
前記圧電体が糸状の圧電体であり、前記糸状の圧電体の撚数は５００Ｔ／ｍ以下である、請求項１に記載の圧電基材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基材、センサー、アクチュエーター、及び生体情報取得デバイスに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、光学活性を有するポリペプチド（以下、「光学活性ポリペプチド」という。）を含む圧電体を、センサーやアクチュエーター等の圧電デバイスに応用することが検討されている。また、光学活性ポリペプチドとしてシルク糸のような繊維状の光学活性ポリペプチドの使用が検討されている。
例えば、特許文献１には繊維状の光学活性ポリペプチドであるシルクを圧電体として用いた圧電基材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１８／０９２８８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シルクのような繊維状の光学活性ポリペプチドは水分を吸収しやすく、光学活性ポリペプチドの空気中の水蒸気との接触が圧電基材の圧電感度の低下を招くおそれがある。そこで、圧電体の周囲を樹脂等で被覆して、圧電体と空気中の水蒸気との接触を抑制することが圧電感度を維持する観点から望ましい。
しかしながら、繊維状の光学活性ポリペプチドは通常環境下である程度の水分を含んでいる場合がある。このため、例えば、被覆を形成する際に圧電体が溶融した樹脂と接触することによって光学活性ポリペプチドに含まれている水分が急激に気化し、被覆内の気泡の発生、被覆の割れ等が生じるおそれがある。その結果、圧電体の周囲に形成された被覆が充分な防水機能を果たさず、良好な圧電感度が維持されないおそれがある。
【０００５】
上記事情に鑑み、本開示の一実施形態における目的は、良好な圧電感度が維持される圧電基材、センサー、アクチュエーター、及び生体情報取得デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
＜１＞長尺状の内部導体と、
前記内部導体の外周面を覆う圧電体と、
前記圧電体の外周面を覆う防水被覆と、を備える圧電基材であって、
前記圧電基材１ｍ当たりに含まれる水分量が２ｍｇ以下であり、
前記圧電体は、光学活性ポリペプチドからなる繊維を含み、
前記圧電体の長さ方向と、前記光学活性ポリペプチドの主配向方向とが略平行であり、
Ｘ線回折測定から下記式（ａ）によって求められる前記光学活性ポリペプチドからなる繊維の配向度Ｆが０．５０以上１．００未満である、圧電基材。
配向度Ｆ＝（１８０°－α）／１８０° … 式（ａ）
〔式（ａ）中、αは配向由来のピークの半値幅（°）を表す。〕
＜２＞前記防水被覆は樹脂を含む、＜１＞に記載の圧電基材。
＜３＞前記圧電体と前記防水被覆との間に配置される外部導体をさらに備え、前記外部導体は前記内部導体と電気的に絶縁されている、＜１＞又は＜２＞に記載の圧電基材。
＜４＞前記圧電体は長尺状の圧電体である、＜１＞～＜３＞の少なくとも１つに記載の圧電基材。
＜５＞前記長尺状の圧電体は前記内部導体の外周面に螺旋状に巻回されている、＜４＞に記載の圧電基材。
＜６＞前記内部導体の軸方向と、前記長尺状の圧電体の長さ方向とがなす螺旋角度は、２０°～７０°である、＜４＞又は＜５＞に記載の圧電基材。
＜７＞前記光学活性ポリペプチドがβシート構造を有する、＜１＞～＜６＞の少なくとも１つに記載の圧電基材。
＜８＞前記光学活性ポリペプチドがフィブロインを含む、＜１＞～＜７＞の少なくとも１つに記載の圧電基材。
＜９＞前記光学活性ポリペプチドからなる繊維がシルクである、＜１＞～＜８＞の少なくとも１つに記載の圧電基材。
＜１０＞前記圧電体が糸状の圧電体であり、前記糸状の圧電体の撚数は５００Ｔ／ｍ以下である、＜１＞～＜９＞の少なくとも１つに記載の圧電基材。
＜１１＞＜１＞～＜１０＞のいずれか１項に記載の圧電基材を備える、センサー。
＜１２＞＜１＞～＜１０＞のいずれか１項に記載の圧電基材を備える、アクチュエーター。
＜１３＞＜１＞～＜１０＞のいずれか１項に記載の圧電基材を備える、生体情報取得デバイス。
【０００７】
本開示によれば、良好な圧電感度が維持される圧電基材、センサー、アクチュエーター、及び生体情報取得デバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の一実施形態に係る圧電基材の外観を示す概略側面図である。
図１ＡのＩＢ－ＩＢ線断面図である。
本開示の一実施形態に係る圧電基材の外観を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
【００１０】
＜圧電基材＞
本開示の圧電基材は、
長尺状の内部導体と、
前記内部導体の外周面を覆う圧電体と、
前記圧電体の外周面を覆う防水被覆と、を備える圧電基材であって、
前記圧電基材１ｍ当たりに含まれる水分量が２ｍｇ以下であり、
前記圧電体は、光学活性ポリペプチドからなる繊維を含み、
前記圧電体の長さ方向と、前記光学活性ポリペプチドの主配向方向とが略平行であり、
Ｘ線回折測定から下記式（ａ）によって求められる前記光学活性ポリペプチドからなる繊維の配向度Ｆが０．５０以上１．００未満である。
配向度Ｆ＝（１８０°－α）／１８０° … 式（ａ）
〔式（ａ）中、αは配向由来のピークの半値幅（°）を表す。〕
（【００１１】以降は省略されています）

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