專利名稱：駐極體的制造方法及靜電感應型轉換元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及駐極體的制造方法及靜電感應型轉換元件。
背景技術：
以往，提出了使用將電荷注入絕緣材料而得的駐極體的發(fā)電裝置、傳聲器等靜電感應型轉換元件。作為該駐極體用絕緣材料，主要采用聚四氟乙烯等直鏈狀含氟樹脂。最近，作為駐極體用絕緣材料，提出了采用主鏈具有含氟脂肪族環(huán)結構的聚合物的技術方案(例如專利文獻1)。另外，提出了以下技術方案采用在主鏈具有含氟脂肪族環(huán)結構的同時還具有羧基作為末端基團的聚合物，并且將在該聚合物中進一步混入硅烷偶聯劑而得的材料作為駐極體用絕緣材料使用而使表面電位提高(專利文獻幻。專利文獻2 中記載了將固有粘度為0. 23 (相當于重均分子量165000)的聚合物和硅烷偶聯劑混合后于 200°C進行熱處理的實施例。專利文獻1 日本專利特開2006-180450號公報專利文獻2 國際公開第2008/114489號文本發(fā)明的揭示但是，現有的駐極體很難在高溫下穩(wěn)定地保持被注入的電荷，存在該電荷在高溫下易被經時釋放的問題。該問題成為該駐極體的表面電位下降、進而使采用了該駐極體的靜電感應型轉換元件的靜電感應特性等劣化的原因。因此，要求改善可穩(wěn)定保持被注入的電荷的電荷保持特性，特別是改善熱穩(wěn)定性。駐極體在各種用途中均被要求熱穩(wěn)定性。例如，在駐極體電容傳聲器(以下稱為 ECM)的用途中，經過回流焊接工序后必須將被注入的電荷保持在一定程度?；亓骱附庸ば虻淖罡邷囟燃s為260°C，但為了維持作為ECM的足夠的特性，使工序后的表面電位仍有200V 以上是非常重要的，殘存電位越高所制得的ECM的性能越好。此外，將靜電感應型轉換元件用于車載用途，特別是將其用在引擎周圍時，125°C 下的長期穩(wěn)定性變得很重要。在該用途中，具體要求長時間暴露于125°C的環(huán)境中的駐極體膜的表面電位的衰減較少。現有的駐極體很難滿足這些特性。本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的發(fā)明，其課題在于提供所保持的電荷的熱穩(wěn)定性高、電荷保持特性良好的駐極體的制造方法及具備該駐極體的靜電感應型轉換元件。為了完成以上課題，本發(fā)明采用以下技術方案。[1]駐極體的制造方法，其特征在于，包括對含有含氟聚合物和硅烷偶聯劑的組合物進行熱處理的工序，所述含氟聚合物在主鏈具有脂肪族環(huán)結構的同時具有羧基或烷氧基羰基作為末端基團，所述硅烷偶聯劑具有氨基，所述熱處理溫度為250 330°C。[2]如[1]記載的駐極體的制造方法，所述含氟聚合物的主鏈具有作為所述脂肪族環(huán)結構的含氟脂肪族環(huán)結構。[3]如[1]或[2]記載的駐極體的制造方法，所述含氟聚合物的主鏈具有作為所述脂肪族環(huán)結構的含醚性氧原子的環(huán)結構。
[4]如[1] [3]中任一項記載的駐極體的制造方法，所述含氟聚合物的主鏈具有作為所述脂肪族環(huán)結構的含醚性氧原子的含氟脂肪族環(huán)結構。[5]如[1] [4]中任一項記載的駐極體的制造方法，所述含氟聚合物的重均分子量為15萬 65萬。[6]如[1] [5]中任一項記載的駐極體的制造方法，所述硅烷偶聯劑為選
自Y-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、Ν-(β-氨基乙基)-Y-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、Ν-( β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、 Y -氨基丙基三甲氧基硅烷、Y -氨基丙基三乙氧基硅烷、N-( β -氨基乙基)-Y -氨基丙基三甲氧基硅烷、N-( β -氨基乙基)-Y -氨基丙基三乙氧基硅烷及氨基苯基三甲氧基硅烷的 1種以上。[7]如[1] [6]中任一項記載的駐極體的制造方法，所述硅烷偶聯劑的含量相對于所述含氟聚合物和所述硅烷偶聯劑的總量為0. 1 20質量％。[8]如[1] [6]中任一項記載的駐極體的制造方法，依次包括以下的(1) ⑷ 的工序(1)將所述含氟聚合物和所述硅烷偶聯劑溶解于溶劑中而獲得涂液的的工序(涂液調制工序)，(2)將所述涂液涂于基板，形成含有所述含氟聚合物和所述硅烷偶聯劑的涂層的工序(涂布工序)，(3)在所述溫度下對所述涂層進行熱處理而獲得涂膜的工序(熱處理工序)，(4)向熱處理后的涂膜注入電荷的工序(電荷注入工序)。[9]如[8]記載的駐極體的制造方法，所述溶劑為含氟有機溶劑。[10]靜電感應型轉換元件，其特征在于，具備由[1] [9]中任一項記載的制造方法獲得的駐極體。本發(fā)明可提供所保持的電荷的經時穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性高、電荷保持特性良好的駐極體及具備該駐極體的靜電感應型轉換元件。附圖的簡單說明

圖1為用于電荷的注入的電暈充電裝置的簡略結構圖。圖2為表示表面電位的測定點的設定位置的圖。圖3為用于熱穩(wěn)定性試驗的裝置的簡略結構圖。圖4為試驗例4中獲得的紅外線吸收光譜的峰面積標準化值。圖5為表示涂膜的小角X射線散射測定結果的散射光譜圖。實施發(fā)明的最佳方式以下，對本發(fā)明進行更詳細的說明。以下的說明書中，有時將構成聚合物的重復單元簡稱作“單元”。此外，以式(1)表示的化合物也記作“化合物(1) ”。以其它式表示的單元、化合物等也同樣表示，例如以式(3-1)表示的單元也記作“單元(3-1)”。本發(fā)明的特征在于，包括在特定溫度下對含有特定的含氟聚合物和硅烷偶聯劑的駐極體用組合物進行熱處理的工序。本發(fā)明優(yōu)選依次包括以下工序
(1)將特定的含氟聚合物和硅烷偶聯劑溶解于溶劑中而獲得涂液的工序(涂液調制工序)，(2)將所述涂液涂于基板，形成含有特定的含氟聚合物和硅烷偶聯劑的涂層的工序(涂布工序)，(3)在特定溫度下對所述涂層進行熱處理而獲得涂膜的工序(熱處理工序)，(4)向熱處理后的涂膜注入電荷的工序(電荷注入工序)。<含氟聚合物>本發(fā)明使用的特定含氟聚合物(以下稱為聚合物(A))是在主鏈具有脂肪族環(huán)結構的同時具有羧基或烷氧基羰基作為末端基團的含氟聚合物?！爸咀瀛h(huán)結構”是指不具有芳香族特性的環(huán)結構。另外，“主鏈具有脂肪族環(huán)結構”是指構成環(huán)結構的碳原子中的至少一個為構成聚合物(A)的主鏈的碳原子。作為脂肪族環(huán)結構，可以是環(huán)骨架僅由碳原子構成的環(huán)結構，也可以是除碳原子以外還含有氧原子、氮原子等雜原子的雜環(huán)結構?？衫e例如可具有取代基的飽和或不飽和的烴環(huán)結構，該烴環(huán)結構中的碳原子的一部分被氧原子、氮原子等雜原子取代的雜環(huán)結構。其中，優(yōu)選環(huán)骨架具有1 2個醚性氧原子的雜環(huán)結構的脂肪族環(huán)結構。構成脂肪族環(huán)結構的環(huán)骨架的原子數較好為4 7個，更好為5 6個。S卩，脂肪族環(huán)結構較好為四 七元環(huán)，更好為五 六元環(huán)。構成脂肪族環(huán)結構的碳原子中，構成主鏈的碳原子來源于被用于聚合物(A)的聚合的單體所具備的聚合性雙鍵。例如含氟聚合物為使后述的環(huán)狀單體聚合而得的含氟聚合物時，構成該雙鍵的2 個碳原子成為構成主鏈的碳原子。另外，含氟聚合物為使具有2個聚合性雙鍵的單體環(huán)化聚合而得的含氟聚合物時，構成2個聚合性雙鍵的4個碳原子中的至少2個成為構成主鏈的碳原子。聚合物(A)優(yōu)選為主鏈具有含氟脂肪族環(huán)結構的含氟聚合物。即，主鏈的脂肪族環(huán)結構優(yōu)選含氟脂肪族環(huán)結構?！昂咀瀛h(huán)結構”是指具有氟原子的“脂肪族環(huán)結構”。主鏈具有含氟脂肪族環(huán)結構是指構成含氟脂肪族環(huán)結構的碳原子中的至少一個為構成聚合物(A)的主鏈的碳原子。聚合物(A)的主鏈的脂肪族環(huán)結構全部都為含氟脂肪族環(huán)結構以外的脂肪族環(huán)結構時，氟原子只要結合于不形成環(huán)結構的主鏈即可。作為含氟脂肪族環(huán)結構，可例舉例如可具有取代基的飽和或不飽和的烴環(huán)結構， 該烴環(huán)結構中的碳原子的一部分被氧原子、氮原子等雜原子取代而得的雜環(huán)結構等中的氫原子的一部分或全部被氟原子取代的環(huán)結構。其中，優(yōu)選環(huán)骨架具有1 2個醚性氧原子的雜環(huán)結構的含氟脂肪族環(huán)結構。此外，優(yōu)選全部氫原子被氟原子取代。作為優(yōu)選的聚合物(A)，可例舉下述含氟環(huán)狀聚合物(I’)、含氟環(huán)狀聚合物 (IDo含氟環(huán)狀聚合物(I’ ):具有基于環(huán)狀含氟單體的單元的聚合物。
含氟環(huán)狀聚合物(II’ ):具有通過二烯類含氟單體的環(huán)化聚合而形成的單元的聚合物?！碍h(huán)狀聚合物”是指具有環(huán)狀結構的聚合物。含氟環(huán)狀聚合物(I’ )具有基于“環(huán)狀含氟單體”的單元。“環(huán)狀含氟單體”是指構成含氟脂肪族環(huán)的碳原子間具有聚合性雙鍵的單體或構成含氟脂肪族環(huán)的碳原子和含氟脂肪族環(huán)外的碳原子間具有聚合性雙鍵的單體。作為環(huán)狀含氟單體，優(yōu)選下述化合物(1)或化合物(2)。
權利要求
1.駐極體的制造方法，其特征在于，包括對含有含氟聚合物和硅烷偶聯劑的組合物進行熱處理的工序，所述含氟聚合物在主鏈具有脂肪族環(huán)結構的同時具有羧基或烷氧基羰基作為末端基團，所述硅烷偶聯劑具有氨基，所述熱處理溫度為250 330°C。
2.如權利要求1所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述含氟聚合物的主鏈具有作為所述脂肪族環(huán)結構的含氟脂肪族環(huán)結構。
3.如權利要求1或2所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述含氟聚合物的主鏈具有作為所述脂肪族環(huán)結構的含醚性氧原子的環(huán)結構。
4.如權利要求1 3中任一項所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述含氟聚合物的主鏈具有作為所述脂肪族環(huán)結構的含醚性氧原子的含氟脂肪族環(huán)結構。
5.如權利要求1 4中任一項所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述含氟聚合物的重均分子量為15萬 65萬。
6.如權利要求1 5中任一項所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為選自Y-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、Ν-( β-氨基乙基)-Y -氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N- ( β -氨基乙基)-Y -氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、Ν-( β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-( β -氨基乙基)-Y -氨基丙基三乙氧基硅烷及氨基苯基三甲氧基硅烷的1種以上。
7.如權利要求1 6中任一項所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑的含量相對于所述含氟聚合物和所述硅烷偶聯劑的總量為0. 1 20質量％。
8.如權利要求1 7中任一項所述的駐極體的制造方法，其特征在于，依次包括以下的 (1) (4)的工序(1)將所述含氟聚合物和所述硅烷偶聯劑溶解于溶劑中而獲得涂液的的涂液調制工序，(2)將所述涂液涂于基板，形成含有所述含氟聚合物和所述硅烷偶聯劑的涂層的涂布工序，(3)對所述涂層進行熱處理而獲得涂膜的熱處理工序，(4)向所述熱處理后的涂膜注入電荷的電荷注入工序。
9.如權利要求8所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述溶劑為含氟有機溶劑。
10.靜電感應型轉換元件，其特征在于，具備由權利要求1 9中任一項所述的制造方法獲得的駐極體。
全文摘要
本發(fā)明提供所保持的電荷的經時穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高、電荷保持特性良好的駐極體的制造方法及具備該駐極體的靜電感應型轉換元件。駐極體的制造方法的特征在于，包括對含有含氟聚合物和硅烷偶聯劑的組合物進行熱處理的工序，所述含氟聚合物在主鏈具有脂肪族環(huán)結構的同時具有羧基或烷氧基羰基作為末端基團，所述硅烷偶聯劑具有氨基，所述熱處理溫度為250～330℃。靜電感應型轉換元件具備該駐極體。
文檔編號H04R19/04GK102318021SQ20108000878
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2009年2月20日
發(fā)明者柏木王明 申請人:旭硝子株式會社