駐極體及其制造方法以及靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供表現(xiàn)高電荷密度且高溫高濕下的電荷密度的穩(wěn)定性良好的駐極體以及具備該駐極體的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件。該駐極體是向具有樹脂層(A)和與樹脂層(A)直接層疊的樹脂層(B)的層疊體中注入有電荷的駐極體，其特征在于，樹脂層(A)包含含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)生成物，樹脂層(B)不含含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)生成物而包含含氟聚合物，樹脂層(B)以與空氣接觸的方式配置于最外層，樹脂層(B)的總厚度為所述樹脂層(A)的總厚度的5～55％。此外，所述靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件具備該駐極體。
【專利說明】駐極體及其制造方法以及靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及駐極體及其制造方法以及靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電裝置、傳聲器等靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件采用向絕緣材料注入有電荷的駐極體。作為靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件，已知例如具有向由乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)或主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物形成的樹脂層注入有電荷的駐極體的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件。
[0003]例如，已知具有向由包含主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物和硅烷偶聯(lián)劑的組合物形成的樹脂層注入有電荷的駐極體的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件(專利文獻(xiàn)I)。該靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件表現(xiàn)出高電荷密度。
[0004]靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件也被用于汽車、道路用傳感器等在高溫多濕環(huán)境下使用或設(shè)置的用途，除了高電荷密度的表現(xiàn)，還要求高溫高濕下的電荷密度的穩(wěn)定性。
[0005]作為提高了防濕性的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件，已知例如具有在由主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物形成的樹脂層上層疊有由聚對二甲苯形成的防濕層的駐極體的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件(專利文獻(xiàn)2)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2008 - 266563號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2006 - 180450號(hào)公報(bào)
[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0012]根據(jù)本發(fā)明人的了解，專利文獻(xiàn)I中記載的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件中，駐極體難以在高溫高濕下穩(wěn)定保持高密度電荷，容易經(jīng)時(shí)釋放出電荷。
[0013]此外，專利文獻(xiàn)2中記載的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件中，駐極體的由含氟聚合物形成的樹脂層與由聚對二甲苯形成的防濕層的密合性不足。因此，高溫高濕下，水分容易進(jìn)入駐極體的層間，難以穩(wěn)定地保持電荷。如果對由含氟聚合物形成的樹脂層的表面實(shí)施表面處理，則可提高由含氟聚合物形成的樹脂層與由聚對二甲苯形成的防濕層的密合性。但是，如果實(shí)施表面處理，則由含氟聚合物形成的樹脂層變性，電荷保持性能下降。
[0014]本發(fā)明的目的在于提供表現(xiàn)高電荷密度且高溫高濕下的電荷密度的穩(wěn)定性良好的駐極體及其制造方法以及具備所述駐極體的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件。
[0015]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0016]本發(fā)明為以下的[I]?[15]。
[0017][I]駐極體，它是向具有樹脂層(A)和與該樹脂層(A)直接層疊的樹脂層(B)的層疊體中注入有電荷的駐極體，其特征在于，
[0018]所述樹脂層(A)包含含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)生成物，
[0019]所述樹脂層(B)不含含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)生成物，包含含氟聚合物，[0020]所述樹脂層⑶以與空氣接觸的方式配置于最外層，
[0021]所述樹脂層(B)的總厚度為所述樹脂層(A)的總厚度的5~55%。
[0022][2]如[I]的駐極體，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑為具有氨基的硅烷偶聯(lián)劑。
[0023][3]如[I]或[2]的駐極體，其中，所述硅烷偶聯(lián)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、N- ( β -氨基乙基-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N- ( β -氣基乙基)_ Y -氣基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y _氣基丙基二甲氧基硅烷、Y _氛基丙基二乙氧基硅烷、N- ( β -氛基乙基)_ Y -氛基丙基二甲氧基硅烷、N- ( β -氛基乙基)_ Y _氛基丙基二乙氧基硅烷和氛基苯基二甲氧基硅烷的I種以上。
[0024][4]如[I]~[3]中的任一項(xiàng)的駐極體，其中，形成所述樹脂層⑷所含的反應(yīng)生成物的含氟聚合物為具有選自羧基及其鹽、烷氧基羰基、I分子中的2個(gè)羧基脫水縮合而得的酸酐基和?；腎種以上的含氟聚合物；所述羧基的鹽以-COOM1表示，其中的M1為可與羧基形成鹽的金屬原子或原子團(tuán)。
[0025][5]如[I]~[4]中的任一項(xiàng)的駐極體，其中，形成所述樹脂層⑷所含的反應(yīng)生成物的含氟聚合物為主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物。
[0026][6]如[I]~[5]中的任一項(xiàng)的駐極體，其中，所述樹脂層⑶所含的含氟聚合物為主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物。
[0027][7]如[I]~[6]中的任一項(xiàng)的駐極體，其中，形成所述樹脂層⑷所含的反應(yīng)生成物的含氟聚合物與樹脂層(B)所含的含氟聚合物為同一種含氟聚合物。
[0028][8]駐極體的制造方法，其特征在于，包括下述工序(Xl)~(Χ5):
[0029](Xl)在基板上涂覆包含含氟聚合物、硅烷偶聯(lián)劑和溶劑的涂覆液而形成涂覆膜(Al)，并對其進(jìn)行預(yù)干燥的工序；
[0030](Χ2)對所述進(jìn)行了預(yù)干燥的涂覆膜(Al)進(jìn)行燒成而形成樹脂層(A)的工序；
[0031](Χ3)在所述樹脂層(A)上涂覆不含硅烷偶聯(lián)劑但包含含氟聚合物和溶劑的涂覆液而形成涂覆膜(BI)，并對其進(jìn)行預(yù)干燥的工序；
[0032](Χ4)對所述進(jìn)行了預(yù)干燥的涂覆膜(BI)進(jìn)行燒成而形成樹脂層(B)，形成在所述基板上直接層疊有樹脂層(A)和樹脂層(B)的層疊體的工序；
[0033](Χ5)向所述層疊體注入電荷的工序。
[0034][9]如[8]的駐極體的制造方法，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑為具有氨基的硅烷偶聯(lián)劑。
[0035][10]如[8]或[9]的駐極體的制造方法，其中，所述工序(Xl)中使用的含氟聚合物為具有選自羧基及其鹽、烷氧基羰基、I分子中的2個(gè)羧基脫水縮合而得的酸酐基和酰基的I種以上的含氟聚合物；所述羧基的鹽以-COOM1表示，其中的M1為可與羧基形成鹽的金屬原子或原子團(tuán)。
[0036][11]如[8]~[10]中的任一項(xiàng)的駐極體的制造方法，其中，所述工序(Xl)中使用的含氟聚合物為主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物。
[0037][12]如[8]~[11]中的任一項(xiàng)的駐極體的制造方法，其中，所述工序(Xl)中使用的含氟聚合物與所述工序(Χ3)中使用的含氟聚合物為同一種含氟聚合物。
[0038][13]如[8]~[12]中的任一項(xiàng)的駐極體，其中，所述工序(Xl)中，相對于含氟聚合物和硅烷偶聯(lián)劑的總量的硅烷偶聯(lián)劑的比例為0.1~20質(zhì)量％。[0039][14]如[8]?[13]中的任一項(xiàng)的駐極體的制造方法，其中，所述工序(X3)中使用的溶劑為表面張力在20mN/m以下的含氟有機(jī)溶劑。
[0040][15]靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，具備[I]?[7]中的任一項(xiàng)的駐極體。
[0041]發(fā)明的效果
[0042]本發(fā)明的駐極體表現(xiàn)高電荷密度，且高溫高濕下的電荷密度的穩(wěn)定性良好。
[0043]如果采用本發(fā)明的駐極體的制造方法，則可獲得表現(xiàn)高電荷密度且高溫高濕下的電荷密度的穩(wěn)定性良好的駐極體。
[0044]本發(fā)明的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件具備表現(xiàn)高電荷密度且高溫高濕下的電荷密度的穩(wěn)定性良好的駐極體。
[0045]附圖的簡單說明
[0046]圖1是表示本發(fā)明的駐極體的一例的剖視圖。
[0047]圖2是表示本發(fā)明的靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件的一例的立體圖。
[0048]圖3為用于注入電荷的電暈充電裝置的簡略結(jié)構(gòu)圖。
[0049]圖4為表示駐極體的表面電位的測定點(diǎn)的圖。
[0050]實(shí)施發(fā)明的方式
[0051]本說明書中，將通過單體聚合而形成的來源于該單體的重復(fù)單元簡稱為“單元”。單元可以是通過聚合反應(yīng)直接形成的單元，也可以是該單元的一部分通過對聚合物進(jìn)行處理而被改變?yōu)槠渌Y(jié)構(gòu)的單元。本說明書中的“單體”是指具有聚合反應(yīng)性的碳-碳雙鍵的化合物。
[0052]本說明書中，“側(cè)鏈”是指重復(fù)單元構(gòu)成主鏈的聚合物中與構(gòu)成主鏈的碳原子結(jié)合的氫原子和鹵素原子以外的基團(tuán)。
[0053]本說明書中，將以式⑴表示的化合物記作“化合物⑴”，以其它式表示的化合物也同樣記載。此外，將以式(3-1)表示的單元記作“單元(3-1)”，以其它式表示的單元也同
樣記載。
[0054][駐極體]
[0055]本發(fā)明的駐極體是向具有下述的樹脂層(A)和與該樹脂層(A)直接層疊的樹脂層(B)的層疊體中注入有電荷的駐極體，其特征在于，樹脂層(B)以與空氣接觸的方式配置于最外層，所述樹脂層(B)的總厚度為所述樹脂層(A)的總厚度的5?55%。S卩，本發(fā)明的駐極體中，制造時(shí)和使用時(shí)，在樹脂層㈧的一側(cè)配置有各種基板、各種樹脂層等，在作為樹脂層(A)的另一側(cè)的與空氣接觸的最外層配置有樹脂層(B)。
[0056]樹脂層(A):包含含氟聚合物(以下也稱“含氟聚合物(al) ”)與硅烷偶聯(lián)劑(以下也稱“硅烷偶聯(lián)劑(a2)”)的反應(yīng)生成物的樹脂層。
[0057]樹脂層(B):不含含氟聚合物(以下也稱“含氟聚合物(bl) ”)與硅烷偶聯(lián)劑(以下也稱“硅烷偶聯(lián)劑(b2)”)的反應(yīng)生成物，包含含氟聚合物(bl)的樹脂層。
[0058]本發(fā)明的駐極體包含樹脂層(A)，所以可提高電荷密度。通過使該樹脂層(A)包含含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)生成物，駐極體的電荷密度提高，表面電位提高。電荷密度提高的機(jī)理被認(rèn)為如下。
[0059]向樹脂層⑷與樹脂層⑶的層疊體注入電荷時(shí)，樹脂層⑷中的反應(yīng)生成物的來源于硅烷偶聯(lián)劑的部分發(fā)生極化，形成納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)。該納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)作為積聚注入至樹脂層(A)的電荷的部位發(fā)揮作用。
[0060]此外，本發(fā)明的駐極體在樹脂層(A)的空氣側(cè)不含含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)生成物，直接層疊包含含氟聚合物的樹脂層(B)而形成最外層，因此具有良好的防濕性，在高溫高濕下也可穩(wěn)定地保持電荷。防濕性提高的機(jī)理被認(rèn)為如下。
[0061]硅烷偶聯(lián)劑因分子內(nèi)的-SiOR基、氨基、環(huán)氧基等的影響而具有比含氟聚合物容易吸水的性質(zhì)。因此，不含含氟聚合物(bl)與硅烷偶聯(lián)劑(b2)的反應(yīng)生成物的樹脂層(B)沒有-SiOR基、氨基、環(huán)氧基等產(chǎn)生的影響，比樹脂層(A)難吸水。此外，含氟聚合物(bl)的電負(fù)性大，分子間作用力小，所以包含含氟聚合物(bl)的樹脂層(B)的拒水效果高，疏水性良好。通過將具有這樣的性質(zhì)的樹脂層(B)直接層疊于樹脂層(A)的空氣側(cè)，自樹脂層(A)的空氣側(cè)的吸水得到抑制。此外，樹脂層(A)和樹脂層(B)均包含含氟聚合物，因此層間的親和性良好，可獲得良好的密合性。因此，樹脂層(A)和樹脂層(B)的界面剝離得到抑制，所以水分向樹脂層(A)和樹脂層(B)的層間的侵入也得到抑制。
[0062]此外，本發(fā)明的駐極體中，樹脂層(B)的總厚度為樹脂層(A)的總厚度的5?55%。較好是10?45%，特別好是15?40%。如果樹脂㈧的總厚度的比例高，則電荷密度高，但防濕性不會(huì)提高。如果樹脂(B)的總厚度的比例高，則防濕性提高，但電荷密度本身不會(huì)提高。通過使樹脂層(B)的總厚度為樹脂層(A)的總厚度的5?55%，可兼顧高電荷密度和防濕性。在同種的樹脂層有2層以上的情況下總厚度是指它們的總厚度。
[0063]圖1是表示本發(fā)明的駐極體的一例的剖視圖。
[0064]駐極體10如圖1所示，向樹脂層㈧12與樹脂層⑶14直接層疊的層疊體注入有電荷，在樹脂層(A) 12側(cè)配置有基板20。即，駐極體10中，在樹脂層(A) 12的空氣側(cè)作為與空氣接觸的最外層配置有樹脂層(B) 14。
[0065]駐極體10的厚度較好是I?200 μ m,更好是6?32 μ m，特別好是5?20 μ m。如果駐極體10的厚度在上述范圍的下限值以上，則容易獲得發(fā)電功率。如果駐極體10的厚度在上述范圍的上限值以下，則容易制造層疊體。
[0066]樹脂層(A) 12的厚度較好是5?30 μ m，特別好是5?25 μ m。如果樹脂層(A) 12的厚度在上述范圍的下限值以上，則容易表現(xiàn)高電荷密度。如果樹脂層(A) 12的厚度在上述范圍的上限值以下，則膜厚均勻性良好。
[0067]樹脂層⑶14的厚度較好是0.1?10 μ m，特別好是I?7 μ m。如果樹脂層⑶14的厚度在上述范圍的下限值以上，則防濕性提高，且向樹脂層(A) 12與樹脂層(B) 14的層疊體的電荷注入可更均勻地進(jìn)行。如果樹脂層(B) 14的厚度在上述范圍的上限值以下，則膜厚均勻性良好，可表現(xiàn)高電荷密度。
[0068]作為基板，可例舉例如由注入電荷時(shí)可接地的材質(zhì)形成的基板(I)、在由絕緣性材料形成的基板的表面形成有導(dǎo)電性的金屬膜的基板(2)、由絕緣性材料形成的基板(3)等。基板(3)的情況下，注入電荷時(shí)，將樹脂層(A) 12與樹脂層(B) 14的層疊體換裝至基板(I)或基板⑵上即可。
[0069]作為基板(I)，可例舉例如由金、鉬、銅、鋁、鉻、鎳等導(dǎo)電性金屬形成的基板或者由電阻值低的半導(dǎo)體材料形成的基板。
[0070]作為基板(2)，可例舉例如在玻璃等無機(jī)材料或者聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂等有機(jī)高分子材料等絕緣性材料的表面通過濺射、蒸鍍、濕法涂覆等方法形成了導(dǎo)電性金屬膜的基板，在硅等半導(dǎo)體材料的表面形成了所述金屬膜的基板。
[0071]基板(I)、(2)中的可接地的部分的電阻值以體積固有電阻值計(jì)較好是0.1 Ω - cm以下，特別好是0.01 Ω.Cm以下。
[0072]作為基板(3)，可例舉例如由基板⑵中例舉的絕緣性材料形成的基板。
[0073]基板20可以是表面平滑的平板，也可以是表面形成有凹凸的平板，還可以是形成有各種形狀的圖案的平板。
[0074]此外，基板20為所述基板(2)且具有圖案形成而得的金屬膜的情況下，可在絕緣性材料的表面形成由圖案形成而得的凹凸，在該凸部的表面形成金屬膜，也可在絕緣性材料的表面直接形成由圖案形成而得的金屬膜。
[0075]此外，包含具有凹凸的金屬膜的基板(2)的情況下，可在絕緣性材料的表面形成凹凸，在該凹凸上形成金屬膜，也可在絕緣性材料的表面直接形成具有凹凸的金屬膜。
[0076]作為在基板的表面形成具有凹凸的金屬膜或由圖案形成而得的金屬膜的方法，可采用目前公知的方法，無特別限定。作為形成具有凹凸的金屬膜或由圖案形成而得的金屬膜的方法，可采用真空工藝、濕法工藝中的任一種。作為真空工藝，可例舉例如介以掩模的濺射法、介以掩模的蒸鍍法等。作為濕法工藝，可例舉例如輥涂法、流延法、浸潰法、旋涂法、水上流延法、朗繆爾-布洛杰特法、模涂法、噴墨法、噴涂法等。此外，可采用凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、絲網(wǎng)印刷法、膠版印刷法等印刷技術(shù)。此外，形成具有微細(xì)凹凸或圖案的金屬膜的情況下，可采用納米壓印法、光刻法等。
[0077]可以基板20與樹脂層(A) 12的密合性的提聞等為目的而對基板20的表面進(jìn)行表面處理。作為表面處理方法，可例舉在基板表面涂布聚乙烯亞胺等方法、通過噴砂等對表面進(jìn)行物理處理的方法、通過電暈放電等對表面進(jìn)行化學(xué)處理的方法等。
[0078]本發(fā)明的駐極體的形態(tài)并不僅限于圖1。例如，可以是對在基板上依次直接層疊有樹脂層(B)、樹脂層㈧和樹脂層⑶的層疊體注入有電荷的駐極體，也可以是對在基板上依次直接層疊有除樹脂層(A)和樹脂層(B)以外的其它層(C)、樹脂層(A)以及樹脂層(B)的層疊體注入有電荷的駐極體。
[0079]作為所述其它層(C)，可例舉例如著色層、防污層等。
[0080][樹脂層⑷]
[0081]本發(fā)明中的樹脂層(A)是包含含氟聚合物(al)與硅烷偶聯(lián)劑(a2)的反應(yīng)生成物的樹脂層。包含含氟聚合物(al)和硅烷偶聯(lián)劑(a2)的組合物中，通過熱處理，含氟聚合物(al)所具有的反應(yīng)性官能團(tuán)與硅烷偶聯(lián)劑(a2)所具有的反應(yīng)性官能團(tuán)反應(yīng)，含氟聚合物(al)與硅烷偶聯(lián)劑(a2)結(jié)合。接著，硅烷偶聯(lián)劑(a2)之間通過縮合反應(yīng)結(jié)合，可獲得含氟聚合物(al)與硅烷偶聯(lián)劑(a2)的反應(yīng)生成物。該反應(yīng)可通過紅外分光光譜(以下也稱“IR光譜”)的分析確認(rèn)。樹脂層(A)中可含未反應(yīng)的含氟聚合物(al)或硅烷偶聯(lián)劑(a2)。
[0082](含氟聚合物(al))
[0083]作為含氟聚合物(al)，可例舉例如主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物(以下稱為“含氟聚合物(all)”)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等。
[0084]作為含氟聚合物(al)，由于可表現(xiàn)更高的電荷密度，因此較好是含氟聚合物(all)或ETFE，特別好是含氟聚合物(all)。
[0085]此外，含氟聚合物(al)較好是具有反應(yīng)性官能團(tuán)。反應(yīng)性官能團(tuán)是指具有進(jìn)行加熱等時(shí)可在含氟聚合物(al)的分子間或與含氟聚合物(al)及一起摻入的硅烷偶聯(lián)劑(a2)反應(yīng)而成鍵的反應(yīng)性的基團(tuán)。
[0086]含氟聚合物(al)可在主鏈的末端具有反應(yīng)性官能團(tuán)，也可在側(cè)鏈的末端具有反應(yīng)性官能團(tuán)，還可在主鏈的末端和側(cè)鏈的末端同時(shí)具有反應(yīng)性官能團(tuán)。其中，由于制造容易，較好是在主鏈的末端具有反應(yīng)性官能團(tuán)。
[0087]作為反應(yīng)性官能團(tuán)，可例舉羧基及其鹽(-C00M1，其中的M1為可與羧基形成鹽的金屬原子或原子團(tuán))、烷氧基羰基、I分子中的2個(gè)羧基脫水縮合而得的酸酐基、羥基、磺基及其鹽(-SO3M2,其中的M2為可與磺基形成鹽的金屬原子或原子團(tuán))、環(huán)氧基、氰基、碳酸酯基、異氰酸酯基、酰胺基、醛基、氨基、水解性硅烷基、碳-碳雙鍵、烷氧基和酰基等。
[0088]水解性硅烷基是指硅原子上結(jié)合有烷氧基、氨基、鹵素原子等的基團(tuán)，可通過水解形成硅氧烷鍵而交聯(lián)。
[0089]作為燒氧基擬基，可例舉甲氧基擬基、乙氧基擬基、丙氧基擬基、異丙氧基擬基、丁氧基擬基、叔丁氧基擬基等。其中，較好是甲氧基擬基或乙氧基擬基。
[0090]作為反應(yīng)性官能團(tuán)，從與硅烷偶聯(lián)劑(a2)所具有的反應(yīng)性官能團(tuán)的反應(yīng)性的角度來看，較好是選自羧基及其鹽(-C00M1，其中的M1為可與羧基形成鹽的金屬原子或原子團(tuán))、烷氧基羰基、I分子中的2個(gè)羧基脫水縮合而得的酸酐基和?；腎種以上，特別好是羧基或烷氧基羰基。
[0091]含氟聚合物(al)所具有的反應(yīng)性官能團(tuán)可以是I種，也可以是2種以上。此外，反應(yīng)性官能團(tuán)的種類和含量根據(jù)硅烷偶聯(lián)劑(a2)的種類、硅烷偶聯(lián)劑(a2)所具有的反應(yīng)性官能團(tuán)、駐極體的用途、對駐極體要求的特性、向含氟聚合物(al)的反應(yīng)性官能團(tuán)的引入方法等適當(dāng)選擇。
[0092]作為反應(yīng)性官能團(tuán)的引入方法，可例舉例如下述方法(i )?(iv )。
[0093]( i )使用聚合引發(fā)劑進(jìn)行聚合，將生成的不穩(wěn)定末端基團(tuán)通過熱處理等分解，在末端生成氟代羰基(-CF=O基)，實(shí)施后處理，從而向主鏈的末端引入反應(yīng)性官能團(tuán)。具體來說，如果對氟代羰基進(jìn)行水解，可轉(zhuǎn)換為羧基。此外，如果使醇進(jìn)行作用，則可轉(zhuǎn)換為烷氧基擬基。
[0094]( ii )通過使側(cè)鏈具有反應(yīng)性官能團(tuán)的單體共聚，向側(cè)鏈的末端引入反應(yīng)性官能團(tuán)。
[0095](iii)聚合時(shí)，使用具有反應(yīng)性官能團(tuán)的聚合引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等，從而向主鏈的末端引入反應(yīng)性官能團(tuán)。
[0096]( iv )使具有反應(yīng)性官能團(tuán)和可接枝化的官能團(tuán)(不飽和鍵等)的化合物(接枝性化合物)接枝于含氟聚合物。
[0097]方法(i )?(iv )可組合2種以上。
[0098]向含氟聚合物(al)引入羧基或烷氧基羰基的情況下，引入方法較好是方法(i )。
[0099]〈含氟聚合物(all)〉
[0100]含氟聚合物(all)中的“脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)”是指不具有芳香性的環(huán)結(jié)構(gòu)。此外，“主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)”是指構(gòu)成環(huán)結(jié)構(gòu)的碳原子中至少I個(gè)為構(gòu)成含氟聚合物的主鏈的碳原子。
[0101]作為脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)，可以是環(huán)骨架僅由碳原子構(gòu)成的環(huán)結(jié)構(gòu)，也可以是除碳原子以外還包含氧原子、氮原子等雜原子的雜環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0102]例如，可例舉可具有取代基的飽和或不飽和的烴環(huán)結(jié)構(gòu)，該烴環(huán)結(jié)構(gòu)中的碳原子的一部分換成氧原子、氮原子等雜原子的雜環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0103]作為脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)，由于電荷密度提高，較好是環(huán)骨架中具有醚性氧原子的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)，特別好是環(huán)骨架中具有I?2個(gè)醚性氧原子的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0104]構(gòu)成脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)骨架的原子數(shù)較好是4?7，特別好是5?6。S卩，脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)較好是四元環(huán)?七元環(huán)，特別好是五元環(huán)?六元環(huán)。
[0105]構(gòu)成脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的碳原子中構(gòu)成主鏈的碳原子來源于用于含氟聚合物(all)的聚合的單體所具有的聚合性雙鍵。
[0106]例如，含氟聚合物(all)為如后所述的使環(huán)狀單體聚合而得的含氟聚合物時(shí)，構(gòu)成該雙鍵的2個(gè)碳原子成為構(gòu)成主鏈的碳原子。此外，含氟聚合物為使具有2個(gè)聚合性雙鍵的單體環(huán)化聚合而得的含氟聚合物時(shí)，構(gòu)成2個(gè)聚合性雙鍵的4個(gè)碳原子中的至少2個(gè)成為構(gòu)成主鏈的碳原子。
[0107]作為含氟聚合物(all)，可例舉例如主鏈具有含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物。“含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)”是指具有氟原子的脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)。此外，“主鏈具有含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)”是指構(gòu)成含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的碳原子中至少I個(gè)為構(gòu)成含氟聚合物的主鏈的碳原子。
[0108]作為含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)，可例舉例如所述烴環(huán)結(jié)構(gòu)、雜環(huán)結(jié)構(gòu)等中的氫原子的一部分或全部被氟原子取代的環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0109]其中，較好是環(huán)骨架中具有醚性氧原子的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的氫原子的一部分或全部被氟原子取代的含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)，特別好是環(huán)骨架中具有I?2個(gè)醚性氧原子的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的氫原子的一部分或全部被氟原子取代的含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0110]此外，含氟脂肪族結(jié)構(gòu)較好是環(huán)結(jié)構(gòu)中的氫原子全部被氟原子取代。
[0111]含氟聚合物(all)可以是主鏈中的脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)全部為含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)以外的脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)，未形成環(huán)結(jié)構(gòu)的主鏈結(jié)合有氟原子的聚合物。
[0112]從與硅烷偶聯(lián)劑(a2)所具有的反應(yīng)性官能團(tuán)的反應(yīng)性的角度來看，含氟聚合物(all)較好是具有羧基或烷氧基羰基作為反應(yīng)性官能團(tuán)，特別好是在主鏈的末端具有羧基或燒氧基擬基。
[0113]羧基或烷氧基羰基的引入方法較好是所述方法(i )。
[0114]作為含氟聚合物(all)，較好是下述含氟聚合物(all-Ι)和含氟聚合物(all_2)。
[0115]含氟聚合物(all-Ι):具有基于環(huán)狀含氟單體的單元的聚合物。
[0116]含氟聚合物(all-2):具有通過二烯類含氟單體的環(huán)化聚合形成的單元的聚合物(不包括具有基于環(huán)狀含氟單體的單元的聚合物)。
[0117]含氟聚合物(all-Ι)具有基于環(huán)狀含氟單體的單元。
[0118]環(huán)狀含氟單體是指在構(gòu)成含氟脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的碳原子-碳原子間具有聚合性雙鍵的單體或者在構(gòu)成含氟脂肪族環(huán)的碳原子與含氟脂肪族環(huán)外的碳原子之間具有聚合性雙鍵的單體。[0119]作為環(huán)狀含氟單體，較好是下述化合物(I)或化合物(2)。
[0120][化I]
[0121]
【權(quán)利要求】
1.駐極體，它是向具有樹脂層(A)和與該樹脂層(A)直接層疊的樹脂層(B)的層疊體中注入有電荷的駐極體，其特征在于， 所述樹脂層(A)包含含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)生成物， 所述樹脂層(B)不含含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)生成物，包含含氟聚合物， 所述樹脂層(B)以與空氣接觸的方式配置于最外層， 所述樹脂層(B)的總厚度為所述樹脂層(A)的總厚度的5~55%。
2.如權(quán)利要求1所述的駐極體，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為具有氨基的硅烷偶聯(lián)劑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的駐極體，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為選自Y-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y _氛基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-( β -氛基乙基-氛基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-( β -氛基乙基-氛基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y -氛基丙基二甲氧基硅烷、Y _氛基丙基二乙氧基硅烷、N-( β -氛基乙基-氛基丙基二甲氧基硅烷、N- ( β -氛基乙基)-Y _氛基丙基二乙氧基硅烷和氛基苯基二甲氧基硅烷的I種以上。
4.如權(quán)利要求1~3中的任一項(xiàng)所述的駐極體，其特征在于，形成所述樹脂層(A)所含的反應(yīng)生成物的含氟聚合物為具有選自羧基及其鹽、烷氧基羰基、I分子中的2個(gè)羧基脫水縮 合而得的酸酐基和?；腎種以上的含氟聚合物；所述羧基的鹽以-COOM1表示，其中的M1為可與羧基形成鹽的金屬原子或原子團(tuán)。
5.如權(quán)利要求1~4中的任一項(xiàng)所述的駐極體，其特征在于，形成所述樹脂層(A)所含的反應(yīng)生成物的含氟聚合物為主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物。
6.如權(quán)利要求1~5中的任一項(xiàng)所述的駐極體，其特征在于，所述樹脂層⑶所含的含氟聚合物為主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物。
7.如權(quán)利要求1~6中的任一項(xiàng)所述的駐極體，其特征在于，形成所述樹脂層(A)所含的反應(yīng)生成物的含氟聚合物與樹脂層(B)所含的含氟聚合物為同一種含氟聚合物。
8.駐極體的制造方法，其特征在于，包括下述工序(Xl)~(Χ5): (Xl)在基板上涂覆包含含氟聚合物、硅烷偶聯(lián)劑和溶劑的涂覆液而形成涂覆膜(Al)，并對其進(jìn)行預(yù)干燥的工序； (Χ2)對所述進(jìn)行了預(yù)干燥的涂覆膜(Al)進(jìn)行燒成而形成樹脂層(A)的工序； (Χ3)在所述樹脂層(A)上涂覆不含硅烷偶聯(lián)劑但包含含氟聚合物和溶劑的涂覆液而形成涂覆膜(BI)，并對其進(jìn)行預(yù)干燥的工序； (Χ4)對所述進(jìn)行了預(yù)干燥的涂覆膜(BI)進(jìn)行燒成而形成樹脂層(B)，形成在所述基板上直接層疊有樹脂層(A)和樹脂層(B)的層疊體的工序； (Χ5)向所述層疊體注入電荷的工序。
9.如權(quán)利要求8所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為具有氨基的硅烷偶聯(lián)劑。
10.如權(quán)利要求8或9所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述工序(Xl)中使用的含氟聚合物為具有選自羧基及其鹽、烷氧基羰基、I分子中的2個(gè)羧基脫水縮合而得的酸酐基和酰基的I種以上的含氟聚合物；所述羧基的鹽以-COOM1表示，其中的M1為可與羧基形成鹽的金屬原子或原子團(tuán)。
11.如權(quán)利要求8~10中的任一項(xiàng)所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述工序(Xl)中使用的含氟聚合物為主鏈具有脂肪族環(huán)結(jié)構(gòu)的含氟聚合物。
12.如權(quán)利要求8~11中的任一項(xiàng)所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述工序(Xl)中使用的含氟聚合物與所述工序(X3)中使用的含氟聚合物為同一種含氟聚合物。
13.如權(quán)利要求8~12中的任一項(xiàng)所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述工序(Xl)中，相對于含氟聚合物和硅烷偶聯(lián)劑的總量的硅烷偶聯(lián)劑的比例為0.1~20質(zhì)量％。
14.如權(quán)利要求8~13中的任一項(xiàng)所述的駐極體的制造方法，其特征在于，所述工序(X3)中使用的溶劑為表面張力在20mN/m以下的含氟有機(jī)溶劑。
15.靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件，其特征 在于，具備權(quán)利要求1~7中的任一項(xiàng)所述的駐極體。
【文檔編號(hào)】B32B27/30GK103733285SQ201280036899
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月28日
【發(fā)明者】中山史子, 柏木王明 申請人:旭硝子株式會(huì)社