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公開番号2025098350
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214424
出願日2023-12-20
発明の名称圧電性材料の製造方法
出願人東レ株式会社
代理人
主分類H10N 30/857 20230101AFI20250625BHJP()
要約【課題】
PVDFを含み、基材であるシート状材料の機械特性を維持しつつ、最表面に圧電性を有するシート状材料を、低コスト・生産性に優れた形で実現する方法を提供する。
【解決手段】
ポリフッ化ビニリデンを主成分とする樹脂成分を含む圧電性材料の製造方法であって、前記ポリフッ化ビニリデンと、前記ポリフッ化ビニリデンのβ結晶核剤として二酸化チタンを含む塗液を、基材であるシート状材料に塗布する工程I、乾燥工程II、および分極処理工程IIIをこの順に有し、塗液中における二酸化チタンの含有量がポリフッ化ビニリデンの全100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であり、塗液の溶媒が沸点100℃以下の溶媒であることを特徴とする、圧電性材料の製造方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポリフッ化ビニリデンを主成分とする樹脂成分を含む圧電性材料の製造方法であって、前記ポリフッ化ビニリデンと、前記ポリフッ化ビニリデンのβ結晶核剤として二酸化チタンを含む塗液を、基材であるシート状材料に塗布する工程Ｉ、乾燥工程ＩＩ、および分極処理工程ＩＩＩをこの順に有し、塗液中における二酸化チタンの含有量がポリフッ化ビニリデンの全１００質量部に対して、１質量部以上２０質量部以下であり、塗液の溶媒が沸点１００℃以下の溶媒であることを特徴とする、圧電性材料の製造方法。
続きを表示（約 72 文字）【請求項２】
前記乾燥工程ＩＩにおける乾燥温度が５０℃～１００℃であることを特徴とする、請求項１に記載の圧電性材料の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電性材料の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
コロナウイルス感染拡大の影響により、材料への抗菌性や抗ウイルス性といった衛生機能付与の重要性が高まってきている。
【０００３】
これらの技術では抗菌剤や抗ウイルス剤を材料表面にコーティングする方法がよく知られているが、最近、特定の材料が有する圧電性（材料に加えられた歪量に応じて電圧が発生する性質）を利用した抗菌材料が開発されており、注目を集めている。特許文献１にはその技術が開示されており、ポリ乳酸の延伸材料が圧電性を有することを利用した抗菌機能を有する繊維材料が記載されている。
【０００４】
圧電性を示す高分子材料は、ポリ乳酸以外にも幾つかあり、その代表的なものとしてはポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと称することがある）が知られている。特許文献２にはＰＶＤＦを用いた圧電性材料が開示されており、このＰＶＤＦの圧電性を活用すれば、特許文献１のポリ乳酸と同じように衛生機能を有する材料を作成することが可能である。
【０００５】
このように、圧電性材料に関してはこれまで様々な検討がなされてきたが、特許文献１で開示されているポリ乳酸は耐熱性が低い材料であり、自動車用途などの耐熱性が求められる用途には使用できない。また特許文献２に記載のＰＶＤＦはポリ乳酸よりも高い耐熱を示すが、延伸処理を行うだけで圧電性を発現できるようになるポリ乳酸と異なり、圧電性を発現させるために複雑な処理を経なければならない。通常ＰＶＤＦはα結晶の形態をとっており、この状態では圧電性を有さないが、特許文献２や特許文献３で開示されているように、延伸処理やヘキサメチルリン酸トリアミドなどの特定の溶媒からキャストすることでα結晶をβ結晶に転移させた後、さらにポーリングと呼ばれる分極処理を施すことで、圧電性を有するＰＶＤＦが得られることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－９０９５０号公報
特開平４－６７９３５号公報
特開２０１８－００２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、延伸処理でβ結晶を形成しようとする場合は、延伸後β結晶を成長させるための熱処理が必要であり、この熱処理に多大な時間を要する、という課題がある。また延伸前のＰＶＤＦがフィルムや糸などの成形物の形態をとっていないと延伸処理が難しく、例えば既存のシート状材料に、圧電性を利用した衛生機能を付与したい場合には、ＰＶＤＦの成形物を既存のシート状材料と併用することになり、その機械特性が損なわれてしまう、という課題がある。
【０００８】
一方、ヘキサメチルリン酸トリアミドなどの特定の溶媒からのキャストする場合は、ＰＶＤＦを含んだ溶液を基材であるシート状の材料にコーティングする形をとれば、基材の機械特性を維持しながら、そのごく最表面のみに圧電性を付与できるが、溶媒が高価であったり、高沸点であるため、コストや生産性が課題になる。
【０００９】
そこで、本発明はかかる課題に鑑み、ＰＶＤＦを含み、基材であるシート状材料の機械特性を維持しつつ、最表面に圧電性を有する圧電性材料を、低コスト・生産性に優れた形で実現する圧電性材料の製造方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、かかる課題を解決するため、次のような構成を採用するシート状材料の製造方法である。すなわち、
（１）ポリフッ化ビニリデンを主成分とする樹脂成分を含む圧電性材料の製造方法であって、ポリフッ化ビニリデンと、前記ポリフッ化ビニリデンのβ結晶核剤として二酸化チタンを含む塗液を、シート状材料に塗布する工程Ｉ、乾燥工程ＩＩ、および分極処理工程ＩＩＩをこの順に有し、前記塗液中における前記二酸化チタンの含有量が前記ポリフッ化ビニリデンの全１００質量部に対して、１質量部以上２０質量部以下であり、前記塗液の溶媒が沸点１００℃以下の溶媒であることを特徴とする、圧電性材料の製造方法であり、
（２）前記乾燥工程ＩＩにおける乾燥温度が５０℃～９０℃であることを特徴とする、（１）に記載の圧電性材料の製造方法であることが好ましい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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