(57)【要約】【課題】電気的特性および機械的特性に優れたエレクトレットを提供する。【解決手段】本発明のエレクトレットは、硬化性組成物の硬化物で構成されたエレクトレットであって、硬化性組成物が、重合性イオン液体を含有し、重合性イオン液体が、所定の重合性基含有アニオンと、所定のアンモニウムカチオン、所定のホスホニウムカチオン、所定のイミダゾリウムカチオンおよび所定のピリジニウムカチオンからなる群から選択される一種以上のカチオンと、を含むものである。【選択図】図１
2020111648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性組成物の硬化物で構成されたエレクトレットであって、
前記硬化性組成物が、重合性イオン液体を含有し、
前記重合性イオン液体が、
下記一般式（Ａ１）もしくは一般式（Ａ２）で表される少なくとも一方の重合性基含有アニオンと、
下記一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオン、下記一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオン、下記一般式（Ｂ３）で表されるイミダゾリウムカチオンおよび下記一般式（Ｂ４）で表されるピリジニウムカチオンからなる群から選択される一種以上のカチオンと、を含む、
エレクトレット。
【化１】
2020111648.tif 000028
［一般式（Ａ１）中、Ｒｆはそれぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基を表し、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。また、ｎは０〜６の任意の整数を表す。］
【化２】
2020111648.tif 000029
［一般式（Ａ２）中、Ｒｆはそれぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基を表し、Ｒ２は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。また、ｍは０〜６の任意の整数を表す。］
【化３】
2020111648.tif 000030
［上記一般式（Ｂ１）中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。また、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、またはＲ６のうち二つ以上が結合し、環状構造を形成していてもよい。］
【化４】
2020111648.tif 000031
［上記一般式（Ｂ２）中、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【化５】
2020111648.tif 000032
［上記一般式（Ｂ３）中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【化６】
2020111648.tif 000033
［上記一般式（Ｂ４）中、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトレットであって、
前記重合性基が、下記一般式（Ｂ５）で表される基を備える、エレクトレット。
【化７】
2020111648.tif 000034
［上記一般式（Ｂ５）中、Ｒ２２は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。Ｗは単結合、炭素数１〜６の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、炭素数６〜１２のアリーレン基、またはカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）を表し、ｐは０もしくは１の整数を表す。］
【請求項３】
請求項１または２に記載のエレクトレットであって、
前記硬化性組成物は光硬化性または熱硬化性の少なくとも一方の性質を有する、エレクトレット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエレクトレットであって、
前記硬化性組成物は、前記重合性イオン液体以外の重合性基含有化合物を含む、エレクトレット。
【請求項５】
請求項４に記載のエレクトレットであって、
前記重合性基含有化合物の含有量は、前記重合性イオン液体１重量部に対して、５重量部以上５００重量部以下である、エレクトレット。
【請求項６】
請求項４または５に記載のエレクトレットであって、
前記重合性基含有化合物は重合性基を有するモノマーを含む、エレクトレット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のエレクトレットであって、
前記硬化性組成物は重合開始剤を含む、エレクトレット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のエレクトレットであって、
電界を印加した状態で前記硬化性組成物を硬化してなる前記硬化物で構成される、エレクトレット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のエレクトレットを備える、振動発電素子。
【請求項１０】
エレクトレットを形成するために用いる、硬化性組成物であって、
当該硬化性組成物が、重合性イオン液体を含有し、
前記重合性イオン液体が、
下記一般式（Ａ１）もしくは一般式（Ａ２）で表される少なくとも一方の重合性基含有アニオンと、
下記一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオン、下記一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオン、下記一般式（Ｂ３）で表されるイミダゾリウムカチオンおよび下記一般式（Ｂ４）で表されるピリジニウムカチオンからなる群から選択される一種以上のカチオンと、を含む、
硬化性組成物。
【化８】
2020111648.tif 000035
［一般式（Ａ１）中、Ｒｆはそれぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基を表し、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。また、ｎは０〜６の任意の整数を表す。］
【化９】
2020111648.tif 000036
［一般式（Ａ２）中、Ｒｆはそれぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基を表し、Ｒ２は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。また、ｍは０〜６の任意の整数を表す。］
【化１０】
2020111648.tif 000037
［上記一般式（Ｂ１）中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。また、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、またはＲ６のうち二つ以上が結合し、環状構造を形成していてもよい。］
【化１１】
2020111648.tif 000038
［上記一般式（Ｂ２）中、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【化１２】
2020111648.tif 000039
［上記一般式（Ｂ３）中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【化１３】
2020111648.tif 000040
［上記一般式（Ｂ４）中、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【請求項１１】
請求項１０に記載の硬化性組成物であって、
前記重合性基が、下記一般式（Ｂ５）で表される基を備える、硬化性組成物。
【化１４】
2020111648.tif 000041
［上記一般式（Ｂ５）中、Ｒ２２は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。Ｗは単結合、炭素数１〜６の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、炭素数６〜１２のアリーレン基、またはカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）を表し、ｐは０もしくは１の整数を表す。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトレット、振動発電素子および硬化性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで振動発電素子について様々な開発が行われてきた。この種の技術として、例えば、特許文献１、２に記載の技術が知られている。特許文献１には、電極間においてエレクトレットとイオン液体とを接触させる振動発電素子が記載されている（特許文献１の段落００１２等）。
また、特許文献２には、上記イオン液体に代えて、イオン液体をゲル化したイオンゲルを備える振動発電素子が記載されている（特許文献２の請求項１等）。
これらの文献には、室温で液体であるイオン液体の粘性やイオンゲルの弾性を変形しやすさに利用することにより（特許文献１の段落００１３、特許文献２の段落００２２等）、電極間距離の変動に応じて、当該イオン液体やイオンゲルと電極との接触面積が変動し、これによって発電できることが記載されている。
【０００３】
なお、通常のエレクトレットとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の誘電体膜にコロナ放電等によりプラス電荷（またはマイナス電荷）を帯電させ、エレクトレット化することにより得られると記載されている（特許文献２の段落００１０等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再表２０１５−１２９４４２号公報
【特許文献２】再表２０１６−１１４３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献１、２に記載のイオン液体自体やそれをゲル化したイオンゲルにおいて、電気的特性および機械的特性の点で改善の余地があることが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者はさらに検討したところ、電気化学材料として、重合性イオン液体を含有する硬化性組成物の硬化物で構成されたエレクトレットを用いることで、その電気的特性および機械的特性が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明によれば、
硬化性組成物の硬化物で構成されたエレクトレットであって、
前記硬化性組成物が、重合性イオン液体を含有し、
前記重合性イオン液体が、
下記一般式（Ａ１）もしくは一般式（Ａ２）で表される少なくとも一方の重合性基含有アニオンと、
下記一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオン、下記一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオン、下記一般式（Ｂ３）で表されるイミダゾリウムカチオンおよび下記一般式（Ｂ４）で表されるピリジニウムカチオンからなる群から選択される一種以上のカチオンと、を含む、
エレクトレットが提供される。
【化１】
2020111648.tif 000003
［一般式（Ａ１）中、Ｒｆはそれぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基を表し、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。また、ｎは０〜６の任意の整数を表す。また、ｎは０〜６の任意の整数を表す。］
【化２】
2020111648.tif 000004
［一般式（Ａ２）中、Ｒｆはそれぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基を表し、Ｒ２は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。また、ｍは０〜６の任意の整数を表す。］
【化３】
2020111648.tif 000005
［上記一般式（Ｂ１）中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。また、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、またはＲ６のうち二つ以上が結合し、環状構造を形成していてもよい。］
【化４】
2020111648.tif 000006
［上記一般式（Ｂ２）中、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【化５】
2020111648.tif 000007
［上記一般式（Ｂ３）中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【化６】
2020111648.tif 000008
［上記一般式（Ｂ４）中、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【０００８】
また本発明によれば、上記エレクトレットを備える、振動発電素子が提供される。
【０００９】
また本発明によれば、
エレクトレットを形成するために用いる、硬化性組成物であって、
当該硬化性組成物が、重合性イオン液体を含有し、
前記重合性イオン液体が、
下記一般式（Ａ１）もしくは一般式（Ａ２）で表される少なくとも一方の重合性基含有アニオンと、
下記一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオン、下記一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオン、下記一般式（Ｂ３）で表されるイミダゾリウムカチオンおよび下記一般式（Ｂ４）で表されるピリジニウムカチオンからなる群から選択される一種以上のカチオンと、を含む、
硬化性組成物が提供される。
【化７】
2020111648.tif 000009
［一般式（Ａ１）中、Ｒｆはそれぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基を表し、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。また、ｎは０〜６の任意の整数を表す。］
【化８】
2020111648.tif 000010
［一般式（Ａ２）中、Ｒｆはそれぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基を表し、Ｒ２は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、ヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。また、ｍは０〜６の任意の整数を表す。］
【化９】
2020111648.tif 000011
［上記一般式（Ｂ１）中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。また、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、またはＲ６のうち二つ以上が結合し、環状構造を形成していてもよい。］
【化１０】
2020111648.tif 000012
［上記一般式（Ｂ２）中、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【化１１】
2020111648.tif 000013
［上記一般式（Ｂ３）中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【化１２】
2020111648.tif 000014
［上記一般式（Ｂ４）中、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。］
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気的特性および機械的特性に優れたエレクトレット、それを用いた振動発電素子、およびそれを形成するための硬化性組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る振動発電素子の構成の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施態様について説明するが、本発明は以下の実施の態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜実施することができる。
【００１３】
［エレクトレット］
本実施形態のエレクトレットは、重合性イオン液体を含む硬化性組成物の硬化物で構成される。
【００１４】
上記エレクトレットとは、外部に電界が存在しない状態でも、長期間に亘って電荷を保持する電気的特性を有する部材である。このエレクトレットは、内部に電気分極状態を保持することができる。
【００１５】
このようなエレクトレットは、電気化学材料として、例えば、発電素子、容量素子、センサ素子などの電気素子、特にマイクロ素子（半導体素子）等に適用できる。
【００１６】
本実施形態によれば、重合性イオン液体を含有する硬化性組成物の硬化物は、エレクトレットの電気的特性および機械的特性を向上できるため、好適な電気化学材料を実現することができる。
【００１７】
以下、本実施形態の重合性イオン液体および硬化性樹脂組成物について詳述する。
【００１８】
［重合性イオン液体］
本実施形態の重合性イオン液体は、重合性基含有アニオンと１価のカチオンとを含む。
上記重合性基含有アニオンは、下記一般式（Ａ１）もしくは一般式（Ａ２）で表される少なくとも一方の重合性基含有アニオンが用いられる。
上記１価のカチオンは、下記一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオン、下記一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオン、下記一般式（Ｂ３）で表されるイミダゾリウムカチオンおよび下記一般式（Ｂ４）で表されるピリジニウムカチオンからなる群から選択される一種以上のカチオンが用いられる。
これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１９】
【化１３】
2020111648.tif 000015
【００２０】
上記一般式（Ａ１）中、Ｒｆはそれぞれ独立に炭素数１〜１０の直鎖または分岐鎖のパーフルオロアルキル基であり、炭素数１〜４のものが好ましく、炭素数１のもの（トリフルオロメチル基）が特に好ましい。
上記一般式（Ａ１）中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基（−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を表す。
【００２１】
上記アルキル基としては、炭素数１〜１２の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、炭素数３〜１２の環状アルキル基を表す。炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基はフェニル基、ナフチル基、アントラニル基等を表す。
上記置換アルキル基における置換基は、ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、アミノ基、炭素数１〜１０のアルキル基（環状アルキル基に置換する場合）、炭素数１〜１０のハロアルキル基（環状アルキル基に置換する場合）、ニトロ基、アセチル基、シアノ基、芳香環基またはヒドロキシル基であり、上記置換芳香環基における置換基はハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、アミノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロアルキル基、ニトロ基、アセチル基、シアノ基、芳香環基またはヒドロキシル基である。
上記Ｒ１としては水素原子、フッ素原子、メチル基、トリフルオロメチル基等が好ましく、水素原子が特に好ましい。
上記一般式（Ａ１）中、ｎは０〜６の任意の整数を表す。ｎは１または２が好ましい。
【００２２】
上記一般式（Ａ１）で表される化合物の重合性基含有アニオンとして、例えば、以下のものを例示することができる。すなわち、上記重合性基含有アニオンとして、ビス（パーフルオロアルカンスルホニル）メチル基および重合性二重結合含有基を備えるアニオンを用いることができる。
【００２３】
【化１４】
2020111648.tif 000016
【００２４】
【化１５】
2020111648.tif 000017
【００２５】
上記一般式（Ａ２）中、ＲｆやＲ２は、一般式（Ａ１）におけるＲｆやＲ２と同義であり、具体例、および好ましい種類についても同じものを挙げることができる。また、一般式（Ａ２）中、ｍは０〜６の任意の整数を表す。ｍは０〜２が好ましい。
【００２６】
上記一般式（Ａ２）で表される化合物の重合性基含有アニオンとして、例えば、以下のものを例示することができる。すなわち、上記重合性基含有アニオンとして、パーフルオロアルカンスルホニル基および重合性二重結合含有基を備えるイミドアニオンを用いることができる。
【００２７】
【化１６】
2020111648.tif 000018
【００２８】
上記１価のカチオンは、例えば、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、イミダゾリウムイオンおよびピリジニウムイオンのカチオンからなる群から選択される一種以上を含むことができる。
【００２９】
また、上記１価のカチオンは、重合性基含有カチオンを含むことができる。すなわち、上記１価のカチオンとして、重合性基を有する１価のカチオンを用いることができる。
【００３０】
上記１価のカチオンは、下記一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオン、下記一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオン、下記一般式（Ｂ３）で表されるイミダゾリウムカチオンおよび下記一般式（Ｂ４）で表されるピリジニウムカチオンからなる群から選択される一種以上の重合性基含有カチオンを含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
【化１７】
2020111648.tif 000019
【００３２】
上記一般式（Ｂ１）中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は各々独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。また、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、またはＲ６のうち二つ以上が結合し、環状構造を形成していてもよく、環状構造として、アジリジニウム、ピロリジニウム、モルホリニウム、ピペラジニウム、ピペリジニウムなど窒素原子を含む非芳香族複素環を形成することができる。
該アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、それぞれ、一般式（Ａ１）に表される化合物の、Ｒ１におけるアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。
重合性基は重合性部位（二重結合部位）を含有するアルキル基、置換アルキル基、芳香環基または置換芳香環基のことを示し、該重合性部位は任意の炭素上に任意の数、任意の組み合わせで、それぞれの基に有する。また、重合性基は、重合性部位の他、重合性部位以外の基を任意の数、任意の組み合わせで有してもよい。重合性基としてはラジカル重合性基、カチオン重合性基が挙げられ、該ラジカル重合性基は（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリロイルアミノ基、ビニル基、アリル基、メタアリル基、エチニル基、イソプロペニル基、ビニルオキシ基、アリルオキシ基、メタアリルオキシ基、ビニルチオ基、アリルチオ基、メタアリルチオ基、ビニルカルボニル基、アリルカルボニル基、メタアリルカルボニル基、ビニルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、メタアリルオキシカルボニル基、ビニルオキシカルボニルオキシ基、アリルオキシカルボニルオキシ基、メタアリルオキシカルボニルオキシ基、ビニルアミノ基、アリルアミノ基、メタアリルアミノ基などである。カチオン重合性基は、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基などである。
アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、一般式（Ａ１）に表される化合物においてＲ１で表したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じであるが、その中でも、炭素数１〜８のアルキル基およびアリル基が好ましく、メチル基、ブチル基およびアリル基が特に好ましい。
上記一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオンの具体例として、例えば、モノビニルアンモニウムイオン、ジビニルアンモニウムイオン、トリビニルアンモニウムイオン、モノアリルアンモニウムイオン、ジアリルアンモニウムイオン、トリアリルアンモニウムイオン、モノプロペニルアンモニウムイオン、ジプロペニルアンモニウムイオン、トリプロペニルアンモニウムイオン、モノブテニルアンモニウムイオン、ジブテニルアンモニウムイオン、トリブテニルアンモニウムイオン、モノペンテニルアンモニウムイオン、ジペンテニルアンモニウムイオン、トリペンテニルアンモニウムイオン、モノヘキセニルアンモニウムイオン、ジヘキセニルアンモニウムイオン、モノヘプテニルアンモニウムイオン、ジヘプテニルアンモニウムイオン、モノオクテニルアンモニウムイオン、ジオクテニルアンモニウムイオン、モノノネニルアンモニウムイオン、モノデセニルアンモニウムイオン、モノウンデセニルアンモニウムイオン、モノドデセニルアンモニウムイオン、モノトリデセニルアンモニウムイオン、モノテトラデセニルアンモニウムイオン、モノペンタデセニルアンモニウムイオン、モノヘキサデセニルアンモニウムイオン、モノヘプタデセニルアンモニウムイオン、モノオクタデセニルアンモニウムイオン、モノノナデセニルアンモニウムイオン、モノイコセニルアンモニウムイオン、モノヘンイコセニルアンモニウムイオン、モノドコセニルアンモニウムイオン、モノトリコセニルアンモニウムイオン、ジメチル（ビニル）アンモニウムイオン、ジメチル（プロペニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ブテニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ペンテニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ヘキセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ヘプテニル）アンモニウムイオン、ジメチル（オクテニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ノネニル）アンモニウムイオン、ジメチル（デセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ウンデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ドデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（トリデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（テトラデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ペンタデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ヘキサデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ヘプタデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（オクタデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ノナデセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（イコセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（ヘンイコセニル）アンモニウムイオン、ジメチル（トリコセニル）アンモニウムイオン、ジメチルモノアクリル酸エチルアンモニウムイオン、ジメチルモノメタクリル酸エチルアンモニウムイオン、ジエチルモノアクリル酸エチルアンモニウムイオン、ジエチルモノメタクリル酸エチルアンモニウムイオン、Ｎ−アリルピロリジニウムイオン、Ｎ−アリル−Ｎ−アルキルピロリジニウムイオン、Ｎ−アリルピペリジニウムイオン、Ｎ−アリル−Ｎ−アルキルピペリジニウムイオン、Ｎ−（２−アクリロイロキシエチル）ピロリジニウムイオン、Ｎ−アルキル−Ｎ−（２−アクリロイロキシエチル）ピロリジニウムイオン、Ｎ−（２−メタクリロイロキシエチル）ピロリジニウムイオン、Ｎ−アルキル−Ｎ−（２−メタクリロイロキシエチル）ピロリジニウムイオン、Ｎ−（２−アクリロイロキシエチル）ピぺリジニウムイオン、Ｎ−アルキル−Ｎ−（２−アクリロイロキシエチル）ピぺリジニウムイオン、Ｎ−（２−メタクリロイロキシエチル）ピぺリジニウムイオン、Ｎ−アルキル−Ｎ−（２−メタクリロイロキシエチル）ピぺリジニウムイオン等が挙げられる。
【００３３】
【化１８】
2020111648.tif 000020
【００３４】
上記一般式（Ｂ２）中、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。該アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、一般式（Ａ１）に表される化合物においてＲ１で表したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。
重合性基は、一般式（Ｂ１）に表される化合物においてＲ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６で表した重合性基と同じである。その中でも炭素数１〜８のアルキル基およびアリル基が好ましく、メチル基、ブチル基およびアリル基が特に好ましい。
上記一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオンとして、例えば、モノビニルホスホニウムイオン、ジビニルホスホニウムイオン、トリビニルホスホニウムイオン、モノアリルホスホニウムイオン、ジアリルホスホニウムイオン、トリアリルホスホニウムイオン、モノプロペニルホスホニウムイオン、ジプロペニルホスホニウムイオン、トリプロペニルホスホニウムイオン、モノブテニルホスホニウムイオン、ジブテニルホスホニウムイオン、トリブテニルホスホニウムイオン、モノペンテニルホスホニウムイオン、ジペンテニルホスホニウムイオン、トリペンテニルホスホニウムイオン、モノヘキセニルホスホニウムイオン、ジヘキセニルホスホニウムイオン、モノヘプテニルホスホニウムイオン、ジヘプテニルホスホニウムイオン、モノオクテニルホスホニウムイオン、ジオクテニルホスホニウムイオン、モノノネニルホスホニウムイオン、モノデセニルホスホニウムイオン、モノウンデセニルホスホニウムイオン、モノドデセニルホスホニウムイオン、モノトリデセニルホスホニウムイオン、モノテトラデセニルホスホニウムイオン、モノペンタデセニルホスホニウムイオン、モノヘキサデセニルホスホニウムイオン、モノヘプタデセニルホスホニウムイオン、モノオクタデセニルホスホニウムイオン、モノノナデセニルホスホニウムイオン、モノイコセニルホスホニウムイオン、モノヘンイコセニルホスホニウムイオン、モノドコセニルホスホニウムイオン、モノトリコセニルホスホニウムイオン、ジメチル（ビニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（プロペニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ブテニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ペンテニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ヘキセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ヘプテニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（オクテニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ノネニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（デセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ウンデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ドデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（トリデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（テトラデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ペンタデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ヘキサデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ヘプタデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（オクタデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ノナデセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（イコセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（ヘンイコセニル）ホスホニウムイオン、ジメチル（トリコセニル）ホスホニウムイオン、ジメチルモノアクリル酸エチルホスホニウムイオン、ジメチルモノメタクリル酸エチルホスホニウムイオン、ジエチルモノアクリル酸エチルホスホニウムイオン、ジエチルモノメタクリル酸エチルホスホニウムイオンが挙げられる。
【００３５】
【化１９】
2020111648.tif 000021
【００３６】
上記一般式（Ｂ３）中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。該アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、一般式（Ａ１）に表される化合物においてＲ１で表したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。重合性基は、一般式（Ｂ１）に表される化合物においてＲ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６で表した重合性官能基含有基と同じである。その中でも炭素数１〜８のアルキル基およびアリル基が好ましく、メチル基、ブチル基およびアリル基が特に好ましい。
上記一般式（Ｂ２）で表されるイミダゾリウムカチオンとして、例えば、モノビニルイミダゾリウムイオン、ジビニルイミダゾリウムイオン、モノアリルイミダゾリウムイオン、ジアリルイミダゾリウムイオン、モノプロペニルイミダゾリウムイオン、ジプロペニルイミダゾリウムイオン、モノブテニルイミダゾリウムイオン、ジブテニルイミダゾリウムイオン、モノペンテニルイミダゾリウムイオン、ジペンテニルイミダゾリウムイオン、モノヘキセニルイミダゾリウムイオン、ジヘキセニルイミダゾリウムイオン、モノヘプテニルイミダゾリウムイオン、ジヘプテニルイミダゾリウムイオン、モノオクテニルイミダゾリウムイオン、ジオクテニルイミダゾリウムイオン、モノノネニルイミダゾリウムイオン、モノデセニルイミダゾリウムイオン、モノウンデセニルイミダゾリウムイオン、モノドデセニルイミダゾリウムイオン、モノトリデセニルイミダゾリウムイオン、モノテトラデセニルイミダゾリウムイオン、モノペンタデセニルイミダゾリウムイオン、モノヘキサデセニルイミダゾリウムイオン、モノヘプタデセニルイミダゾリウムイオン、モノオクタデセニルイミダゾリウムイオン、モノノナデセニルイミダゾリウムイオン、モノイコセニルイミダゾリウムイオン、モノヘンイコセニルイミダゾリウムイオン、モノドコセニルイミダゾリウムイオン、モノトリコセニルイミダゾリウムイオン、メチル（ビニル）イミダゾリウムイオン、メチル（プロペニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ブテニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ペンテニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ヘキセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ヘプテニル）イミダゾリウムイオン、メチル（オクテニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ノネニル）イミダゾリウムイオン、メチル（デセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ウンデセニルイミダゾリウムイオン、メチル（ドデセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（トリデセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（テトラデセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ペンタデセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ヘキサデセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ヘプタデセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（オクタデセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ノナデセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（イコセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（ヘンイコセニル）イミダゾリウムイオン、メチル（トリコセニル）イミダゾリウムイオン、１−メチル−３−アクリル酸エチルイミダゾリウムイオン、１−メチル−３−メタクリル酸エチルイミダゾリウムイオン、１−エチル−３−アクリル酸エチルイミダゾリウムイオン、１−エチル−３−メタクリル酸エチルイミダゾリウムイオンが挙げられる。
【００３７】
【化２０】
2020111648.tif 000022
【００３８】
上記一般式（Ｂ４）中、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性基を表す。該アルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基は、一般式（Ａ１）に表される化合物においてＲ１で表したアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と同じである。重合性基は、一般式（Ｂ１）に表される化合物においてＲ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６で表した重合性基と同じである。その中でも炭素数１〜８のアルキル基およびアリル基が好ましく、メチル基、ブチル基およびアリル基が特に好ましい。
上記一般式（Ｂ２）で表されるピリジニウムカチオンとして、例えば、ビニルピリジニウムイオン、アリルピリジニウムイオン、プロペニルピリジニウムイオン、ブテニルピリジニウムイオン、ペンテニルピリジニウムイオン、ヘキセニルピリジニウムイオン、ヘプテニルピリジニウムイオン、オクテニルピリジニウムイオン、ノネニルピリジニウムイオン、デセニルピリジニウムイオン、ウンデセニルピリジニウムイオン、ドデセニルピリジニウムイオン、トリデセニルピリジニウムイオン、テトラデセニルピリジニウムイオン、ペンタデセニルピリジニウムイオン、ヘキサデセニルピリジニウムイオン、ヘプタデセニルピリジニウムイオン、オクタデセニルピリジニウムイオン、ノナデセニルピリジニウムイオン、イコセニルピリジニウムイオン、ヘンイコセニルピリジニウムイオン、ドコセニルピリジニウムイオン、トリコセニルピリジニウムイオン、アクリル酸エチルピリジニウムイオン、メタクリル酸エチルピリジニウムイオンが挙げられる。
【００３９】
上記重合性基は、下記の一般式（Ｂ５）で表される基を備えることができる。すなわち、一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオン、一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオン、一般式（Ｂ３）で表されるイミダゾリウムカチオンおよび一般式（Ｂ４）で表されるピリジニウムカチオンからなる群から選択される１価のカチオンは、下記の一般式（Ｂ５）で表される重合性基を有することが好ましい。
【００４０】
【化２１】
2020111648.tif 000023
【００４１】
上記一般式（Ｂ５）中、Ｒ２２は水素原子、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２の置換アルキル基、炭素数６〜１８の芳香環基もしくは置換芳香環基、またはヒドロキシカルボニルメチル基を表す。また、ｐは０もしくは１を表す。
【００４２】
Ｒ２２におけるアルキル基、置換アルキル基、芳香環基もしくは置換芳香環基、または重合性官能基含有基は、一般式（Ａ１）中のＲ１におけるアルキル基、置換アルキル基、芳香環基および置換芳香環基と、それぞれ同じである。その中でも水素原子、フッ素、メチル基、トリフルオロメチル基等が好ましく、水素原子とメチル基が特に好ましい。
【００４３】
上記一般式（Ｂ５）中、上記Ｗは、単結合、炭素数１〜６の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、炭素数６〜１２のアリーレン基、またはカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）を表す。
上記炭素数１〜６の直鎖状のアルキレン基としては、具体的には、メチレン基［−ＣＨ２−］、エチレン基［−（ＣＨ２）２−］、トリメチレン基［−（ＣＨ２）３−］、テトラメチレン基［−（ＣＨ２）４−］、ペンタメチレン基［−（ＣＨ２）５−］等が挙げられる。
上記分岐鎖状のアルキレン基としては、具体的には、−ＣＨ（ＣＨ３）−、−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−Ｃ（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ２ＣＨ３）２−等のアルキルメチレン基；−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ２ＣＨ３）２−ＣＨ２−等のアルキルエチレン基；−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−等のアルキルトリメチレン基；−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。
上記アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数１〜５の直鎖状のアルキル基が好ましい。
上記アリーレン基としては、具体的には、フェニレン基、ナフチレン基が挙げられ、中でも、フェニレン基が好ましい。
上記Ｗとしては、この中でも特に、単結合もしくはカルボニル基が好ましい。
【００４４】
［重合性イオン液体の製造方法］
本実施形態の重合性イオン液体の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、ハロゲン化アルキル法、炭酸ジアルキル法、酸中和法、直接アルキル化法等の公知の手法を利用することができる。
【００４５】
上記重合性イオン液体の製造方法の一例としては、例えば、下記の一般式（ａ１）で表されるビス（パーフルオロアルカンスルホニル）アルケンまたは一般式（ａ２）で表される（アルケンスルホニル）パーフルオロアルカンスルホニルイミドと、下記の有機塩基もしくはハロゲン化アンモニウム塩、ハロゲン化ホスホニウム塩、ハロゲン化イミダゾリウム塩、ハロゲン化ピリジニウム塩と、を混合する方法が挙げられる。これにより、重合性イオン液体を容易に得ることが出来る。
【００４６】
下記の一般式（ａ１）で表されるビス（パーフルオロアルカンスルホニル）アルケンは、下反応式基づいて合成できることが知られている。
【００４７】
【化２２】
2020111648.tif 000024
【００４８】
上記の一般式（ａ１）中、ＲｆおよびＲ１は、それぞれ、上記の一般式（Ａ１）中のＲｆおよびＲ１と同様のものが用いられる。
【００４９】
また、下記の一般式（ａ２）で表される（アルケンスルホニル）パーフルオロアルカンスルホニルイミドは、下反応式に基づいて合成できることが知られている。
【００５０】
【化２３】
2020111648.tif 000025
【００５１】
上記の一般式（ａ２）中、ＲｆおよびＲ２は、それぞれ、上記の一般式（Ａ２）中のＲｆおよびＲ２と同様のものが用いられる。
【００５２】
上記の有機塩基もしくはハロゲン化アンモニウム塩、ハロゲン化ホスホニウム塩、ハロゲン化イミダゾリウム塩、ハロゲン化ピリジニウム塩として、以下のものが例示される。下記例示中、Ｘはハロゲン原子を表し、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を表す。その中でも塩素、臭素が好ましく、塩素が特に好ましい。
下記一般式中のＲ２３、Ｒ２４、Ｒ２５は、それぞれ独立に上記一般式（Ｂ１）中のＲ３、Ｒ４、Ｒ５で例示した置換基と同様のものが用いられる。下記一般式中のＲ２６、Ｒ２７、Ｒ２８は、それぞれ独立に上記一般式（Ｂ２）中のＲ７、Ｒ８、Ｒ９で例示した置換基と同様のものが用いられる。下記一般式中のＲ２９、Ｒ３０、Ｒ３１、Ｒ３２は、それぞれ独立に上記一般式（Ｂ１）中のＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６で例示した置換基と同様のものが用いられる。下記一般式中のＲ３３、Ｒ３４、Ｒ３５、Ｒ３６は、それぞれ独立に上記一般式（Ｂ２）中のＲ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０で例示した置換基と同様のものが用いられる。下記一般式中のＲ３７、Ｒ３８、Ｒ３９、Ｒ４０は、それぞれ独立に上記一般式（Ｂ３）中のＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１５で例示した置換基と同様のものが用いられる。下記一般式中のＲ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５は、それぞれ独立に上記一般式（Ｂ３）中のＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５で例示した置換基と同様のものが用いられる。下記一般式中のＲ４６、Ｒ４７、Ｒ４８、Ｒ４９、Ｒ５０は、それぞれ独立に上記一般式（Ｂ４）中のＲ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１で例示した置換基と同様のものが用いられる。下記一般式中のＲ５１、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５、Ｒ５６は、それぞれ独立に上記一般式（Ｂ４）中のＲ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１で例示した置換基と同様のものが用いられる。
【００５３】
【化２４】
2020111648.tif 000026
【００５４】
上記重合性イオン液体の製造方法において、有機塩基もしくはハロゲン化アンモニウム塩、ハロゲン化ホスホニウム塩、ハロゲン化イミダゾリウム塩、ハロゲン化ピリジニウム塩の使用量は、上記のビス（パーフルオロアルカンスルホニル）アルケンもしくは（アルケンスルホニル）パーフルオロアルカンスルホニルイミド１モルに対して、通常０．１〜１０モルであるが、経済性の面から０．５〜１．５モルが好ましい。
【００５５】
また、重合性イオン液体は、無溶媒もしくは溶媒の存在下で製造することが出来る。反応溶媒として、有機溶媒又は水を共存させて反応を行うこともできる。なお、本明細書中、有機溶媒とは、本発明の反応に直接関与しない不活性な有機化合物のことを言う。
【００５６】
上記有機溶媒としては、具体的に、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
この中でも、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、ジメチルスルホキシドが好ましく、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類がより好ましい。これらの反応溶媒は単独又は組み合わせて使用することができる。
【００５７】
上記有機溶媒又は水の使用量としては、特に制限はないが、基質１モルに対して０．１Ｌ（リットル）以上を使用すればよく、通常は０．１Ｌ〜２０Ｌが好ましく、特に０．１Ｌ〜１０Ｌがより好ましい。
【００５８】
上記重合性イオン液体の製造方法において、反応温度、反応に使われる反応容器および反応時間は適宜設定することが可能である。
上記温度条件としては、特に制限はないが、−５０℃〜２００℃の範囲で行えばよい。通常は０℃〜１００℃が好ましく、特に０℃〜７０℃がより好ましい。
【００５９】
上記反応容器としては、例えば、ステンレス鋼、モネル、ハステロイ、ニッケル、又はこれらの金属やポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロポリエーテル樹脂などのフッ素樹脂でライニングされた耐圧反応容器などが挙げられる。
【００６０】
上記反応時間としては、特に制限はないが、０．１時間〜２４０時間の範囲で行えばよく、基質および反応条件により異なるため、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、イオンクロマトグラフィー、ＮＭＲ等の分析手段により、反応の進行状況を追跡して、アミンもしくは４級アンモニウム塩が殆ど消失した時点を終点とすることが好ましい。
【００６１】
［重合性イオン液体を含有する硬化性組成物］
本実施形態の硬化性組成物は、上記重合性イオン液体を含有するものであり、エレクトレットを形成するために用いるものである。このエレクトレットは、少なくとも一部が上記硬化性組成物の硬化物で構成されていればよく、全てがその硬化物で構成され得る。エレクトレットは、上記硬化物以外の膜構造を有していてもよい。
【００６２】
上記硬化性組成物中の重合性イオン液体は、上記一般式（Ａ１）もしくは上記一般式（Ａ２）で表される少なくとも一方の重合性基含有アニオンと、上記一般式（Ｂ１）で表されるアンモニウムカチオン、上記一般式（Ｂ２）で表されるホスホニウムカチオン、上記一般式（Ｂ３）で表されるイミダゾリウムカチオンおよび上記一般式（Ｂ４）で表されるピリジニウムカチオンからなる群から選択される一種以上のカチオンと、を含むものである。
【００６３】
上記硬化性組成物は、重合開始剤を含有することができる。
上記重合開始剤として、ラジカル重合開始剤またはカチオン重合開始剤を用いることができる。それぞれの重合開始剤は単独で用いることもできるし、併用することもできる。これらの重合開始剤を用いることで、特に、ラジカル重合性及びカチオン重合性が向上する。更に、重合開始剤と併せて添加剤を使用することにより、場合によってリビング重合を行うことも可能であり、添加剤として公知ものを使用することができる。
【００６４】
上記光重合開始剤としては、公知のものを使用できるが、例えば、分子内の結合が高エネルギー線の吸収によって開裂してラジカルを生成する分子内開裂型や、３級アミンやエ−テル等の水素供与体を併用することによってラジカルを生成する水素引き抜き型があり、いずれを使用してもよい。例えば、分子内開裂型である２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロン−１−オン（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、商品名Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３）は、光照射（特に紫外線領域の光）によって、炭素−炭素結合が開裂することでラジカルを生成する。また、水素引き抜き型としては、ベンゾフェノン、オルソベンゾイン安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、カンファ−キノン等が、水素供与体との２分子反応によって、ラジカルを生成する。
【００６５】
上記熱ラジカル重合開始剤は、分子内の結合が加熱によって開裂してラジカルを生成する化合物であり、公知のものを使用できるが、例えば、アゾ化合物であるアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、または有機過酸化物である過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）を例示することができる。
【００６６】
カチオン重合開始剤としては、紫外線等のエネルギーを照射することにより酸を発生する化合物（光酸発生剤）または加熱により酸を発生する化合物（熱酸発生剤）を用いることができる。
【００６７】
紫外線等のエネルギーを照射することにより酸を発生する化合物（光酸発生剤）としては、芳香族スルホン酸、芳香族ヨードニウム、芳香族ジアゾニウム、芳香族アンモニウム、チアンスレニウム、チオキサントニウム、（２，４−シクロペンタジエン−１−イル）（１−メチルエチルベンゼン）鉄からなる群から選ばれる少なくとも１種のカチオンと、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモネート、ペンタフルオロフェニルボレートからなる群から選ばれる少なくとも１種のアニオンの対からなるオニウム塩である。これらの光酸発生剤は単独でもあるいは２種類以上を混合しても使用できる。
【００６８】
光酸発生剤としては、ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェートが特に好ましい。
【００６９】
市販の光酸発生剤としては、例えば、サンアプロ株式会社製の製品名：ＣＰＩ−１００Ｐ、ＣＰＩ−１１０Ｐ、ＣＰＩ−１０１Ａ、ＣＰＩ−２００Ｋ、ＣＰＩ−２１０Ｓ、ダウ・ケミカル日本株式会社製の製品名：サイラキュア光硬化開始剤ＵＶＩ−６９９０、サイラキュア光硬化開始剤ＵＶＩ−６９９２、サイラキュア光硬化開始剤ＵＶＩ−６９７６、株式会社ＡＤＥＫＡ製の製品名：アデカオプトマーＳＰ−１５０、アデカオプトマーＳＰ−１５２、アデカオプトマーＳＰ−１７０、アデカオプトマーＳＰ−１７２、アデカオプトマーＳＰ−３００、日本曹達株式会社製の製品名：ＣＩ−５１０２、ＣＩ−２８５５、三新化学工業株式会社製の製品名：サンエイドＳＩ−６０Ｌ、サンエイドＳＩ−８０Ｌ、サンエイドＳＩ−１００Ｌ、サンエイドＳＩ−１１０Ｌ、サンエイドＳＩ−１８０Ｌ、サンエイドＳＩ−１１０、サンエイドＳＩ−１８０、ランベルティ社製の製品名：エサキュア１０６４、エサキュア１１８７、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製の製品名：イルガキュア２５０などが挙げられる。
【００７０】
加熱により酸を発生する化合物（熱酸発生剤）としては、例えば、ベンジルスルホニウム塩、チオフェニウム塩、チオラニウム塩、ベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、ヒドラジニウム塩、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、アミンイミドなどを使用することができる。市販の熱酸発生剤としては、例えば、株式会社ＡＤＥＫＡ製の製品名：アデカオプトンＣＰ７７、アデカオプトンＣＰ６６、日本曹達株式会社製の製品名：ＣＩ−２６３９、ＣＩ−２６２４、三新化学工業株式会社製の製品名：サンエイドＳＩ−６０Ｌ、サンエイドＳＩ−８０Ｌ、サンエイドＳＩ−１００Ｌを使用することもできる。
【００７１】
上記硬化性組成物において、上記重合開始剤の含有量は、上記重合性イオン液体１００重量部に対して、例えば、０．０１重量部〜１０重量部、好ましくは０．１重量部〜５重量部である。
【００７２】
また、上記硬化性組成物は、必要に応じて、上記重合性イオン液体以外の、分子内に重合性基を有する重合性基含有化合物を含むことができる。この重合性基含有化合物として、重合性基を有するモノマー、そのダイマー、オリゴマー、ポリマーまたはこれらの混合物が用いられる。また上記重合性基として、カチオン重合性二重結合含有基またはラジカル重合性二重結合含有基が挙げられる。
【００７３】
上記重合性基含有化合物は、互いに自己重合することもできるが、上記重合性イオン液体のアニオンまたは／およびカチオンと反応するものであってもよい。この重合性基含有化合物は、二重結合が開裂して従繰り返し単位を形成する単量体（以下「従単量体」と呼称する）含有してもよい。これにより、硬化処理によって、互いの二重結合を開裂させ、上記イオン液体（重合性基含有アニオンまたは重合性基含有カチオン）と上記従単量体とで構成される共重合体（コポリマー）を得ることが可能になる。
【００７４】
上記重合性基含有化合物としては、例えば、オレフィン、含フッ素オレフィン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、含フッ素アクリル酸エステル、含フッ素メタクリル酸エステル、ノルボルネン化合物、スチレン化合物、含フッ素スチレン系化合物、ビニルエーテル、含フッ素ビニルエーテル、エポキシ化合物、エーテル化合物、及びシラン化合物からなる群より選ばれる一種以上の化合物を含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７５】
上記オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレンなど、フルオロオレフィンとしては、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサフルオロイソブテンなどが例示できる。
【００７６】
上記アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとしては、エステル側鎖について特に制限なく使用できるが、公知の化合物を例示するならば、メチルアクリレート又はメタクリレート、エチルアクリレート又はメタクリレート、ｎ‐プロピルアクリレート又はメタクリレート、イソプロピルアクリレート又はメタクリレート、ｎ‐ブチルアクリレート又はメタクリレート、イソブチルアクリレート又はメタクリレート、ｎ‐ヘキシルアクリレート又はメタクリレート、ｎ‐オクチルアクリレート又はメタクリレート、２‐エチルヘキシルアクリレート又はメタクリレート、ラウリルアクリレート又はメタクリレート、２‐ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール基を含有したアクリレート又はメタクリレート、アルコキシシリル基含有のアクリル酸またはメタクリル酸エステル、ｔ−ブチルアクリレート又はメタクリレート、３‐オキソシクロヘキシルアクリレート又はメタクリレート、アダマンチルアクリレート又はメタクリレート、アルキルアダマンチルアクリレート又はメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート又はメタクリレート、トリシクロデカニルアクリレート又はメタクリレート、ラクトン環やノルボルネン環などの環構造を有したアクリレートまたはメタクリレートなどが挙げられる。
また、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ‐メチロールアクリルアミド、Ｎ‐メチロールメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどの不飽和アミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのアクリロイル基含有化合物も使用することができる。さらに、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸なども使用することができる。
【００７７】
上記含フッ素アクリル酸エステルまたは含フッ素メタクリル酸エステルとしては、例えば、フッ素原子を有する基をアクリロイル基のα位またはエステル部位に有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを用いることができる。例えば、α位に含フッ素アルキル基が導入された単量体としては、上述した非フッ素系のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルにおいて、α位にトリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、ノナフルオロ−ｎ−ブチル基などが置換した単量体が好適に採用される。
一方、そのエステル部位に含フッ素基を有する含フッ素アクリル酸エステルまたは含フッ素メタクリル酸エステルの場合、その含フッ素基はパーフルオロアルキル基またはフルオロアルキル基、また、その環炭素がフッ素原子またはトリフルオロメチル基で置換された含フッ素ベンゼン環、含フッ素シクロペンタン環、含フッ素シクロヘキサン環、含フッ素シクロヘプタン環等の含フッ素環状基である。
上記含フッ素アルリル酸エステルまたは含フッ素メタクリル酸エステル単位のうち特に代表的なものを例示するならば、２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、ヘプタフルオロイソプロピルアクリレート、１，１−ジヒドロヘプタフルオロ−ｎ−ブチルアクリレート、１，１，５−トリヒドロオクタフルオロ−ｎ−ペンチルアクリレート、１，１，２，２−テトラヒドロトリデカフルオロ−ｎ−オクチルアクリレート、１，１，２，２−テトラヒドロヘプタデカフルオロ−ｎ−デシルアクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、ヘプタフルオロイソプロピルメタクリレート、１，１−ジヒドロヘプタフルオロ−ｎ−ブチルメタクリレート、１，１，５−トリヒドロオクタフルオロ−ｎ−ペンチルメタクリレート、１，１，２，２−テトラヒドロトリデカフルオロ−ｎ−オクチルメタクリレート、１，１，２，２−テトラヒドロヘプタデカフルオロ−ｎ−デシルメタクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチルアクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレートなどが挙げられる。またエステル部位の含フッ素基がフッ素原子を有するｔ−ブチル基であるアクリル酸またはメタクリル酸のエステルなども挙げられる。
また、上記アクリル酸エステルまたは含フッ素アクリル酸エステルにおいて、α位にシアノ基が導入されたアクリル酸エステルまたは含フッ素アクリル酸エステルも使用することができる。
【００７８】
上記ノルボルネン化合物または含フッ素ノルボルネン化合物は、一核または複数の核構造を有するノルボルネン単量体であって、これらは特に制限なく使用することが可能である。この際、アリルアルコール、含フッ素アリルアルコール、アクリル酸、α−フルオロアクリル酸、メタクリル酸、本明細書で記載したすべてのアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル、含フッ素アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルなどの不飽和化合物と、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンとを用いたディールスアルダー（Ｄｉｅｌｓ  Ａｌｄｅｒ）付加反応により得られるノルボルネン化合物が好ましく使用できる。
【００７９】
上記スチレン系化合物または含フッ素スチレン系化合物としてはスチレン、フッ素化スチレン、ヒドロキシスチレンなどの他、ヘキサフルオロアセトンをベンゼン環に付加したスチレン系化合物、トリフルオロメチル基でベンゼン環の水素原子を置換したスチレンまたはヒドロキシスチレン、α位にハロゲン原子、アルキル基、含フッ素アルキル基が結合した上記スチレン系化合物または含フッ素スチレン系化合物などが使用可能である。
【００８０】
上記ビニルエーテルまたは含フッ素ビニルエーテルは、例えば、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシブチル基などのヒドロキシ基を含有することもあるアルキル基を有してもよく、アルキルビニルエーテルであって、その水素原子の一部または全部がフッ素で置換されていてもよい。また、環状構造内に酸素原子やカルボニル結合を有する環状型ビニルエーテル、またそれらの環状型ビニルエーテルの水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された単量体、例えば、シクロヘキシルビニルエーテルなども使用できる。なお、アリルエーテル、ビニルエステル、ビニルシランについても公知の化合物であれば特に制限なく使用することが可能である。
【００８１】
上記オキシラン類として、具体的には、エチレンオキシド、エピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、１，２−プロピレンオキシド、１，３−プロピレンオキシド、３，３，３−トリフルオロ−１，２−プロピレンオキシド、１，２−エポキシ−２−メチルプロパン、１，２−エポキシブタン、３，４−エポキシ−１−ブテン、１，２−エポキシペンタン、１，２−エポキシヘキサン、１，２−エポキシ−５−ヘキセン、１，２−エポキシオクタン、１，２−エポキシテトラデカン、１，２−エポキシドデカン、（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，９−ヘプタデカフルオロノニル）オキシラン、シクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、グリシドール、２，３−ジメチルオキシラン、エチルグリシジルエーテル、グリシジルプロパルギルエーテル、グリシジルイソプロピルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、グリシジルフェニルエーテル、グリシジル（４−メトキシフェニル）エーテル、グリシジル（２−メチルフェニル）エーテル、グリシジル（２，２，３，３−テトラフルオロプロピル）エーテル、グリシジル（２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチル）エーテル、グリシジルオクチルエーテル、グリシジルデシルエーテル、２，３−ジメチル−２，３−エポキシブタン、３，３−ジメチル−１，２−エポキシブタン、グリシドアルデヒドジエチルアセタール、２−（４−フルオロフェニル）オキシラン、２−（４−クロロフェニル）オキシラン、２−（４−ブロモフェニル）オキシラン、１，２−エポキシオクタン、３，４−エポキシ−２−フェニル−１，１，１−トリフルオロ−２−ブタノール、ベンジルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、エポキシノルボルナン、スチレンオキシド、１，２，７，８−ジエポキシオクタン、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ビス［４−（グリシジルオキシ）フェニル］メタン、スルフリルグリシジルエーテル、１，３−ブタンジエンジエポキシド、１，４−ブタンジオールジグリシジエルエーテル、２−メチル−２−ビニルオキシラン、レゾルシノールジグリシジルエーテル、トリメチレンオキシド、３−メチル−３−オキセタンメタノール、３−エチル−３−オキセタンメタノール、３，３−ジメチルオキセタン、３−ブロモメチル−３−メチルオキセタン、３−オキセタノン、３−ブロモオキセタン、３−イオドオキセタンなどが例示できる。
オキシラン類として好ましくは、エチレンオキシド、エピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、１，２−プロピレンオキシド、１，３−プロピレンオキシド、３，３，３−トリフルオロ−１，２−プロピレンオキシド、トリメチレンオキシドであり、より好ましくは、エチレンオキシド、１，２−プロピレンオキシド、３，３，３−トリフルオロ−１，２−プロピレンオキシド、トリメチレンオキシドであり、特に好ましくはエチレンオキシド、１，２−プロピレンオキシドである。
【００８２】
上記シラン類として、三官能シラン類が好適に用いられる。反応性、物質の取り扱い容易性の観点から、好ましくは、フェニルトリメトキシシラン、（４−メチルフェニル）トリメトキシシラン、（４−メトキシフェニル）トリメトキシシラン、（４−メチルベンジル）トリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチル（トリ−ｎ−プロポキシ）シラン、メチル（トリ−ｉｓｏ−プロポキシ）シラン、メチル（トリ−ｎ−ブトキシ）シラン、メチル（トリ−ｓｅｃ−ブトキシ）シラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル（トリ−ｎ−プロポキシ）シラン、エチル（トリ−ｉｓｏ−プロポキシ）シラン、エチル（トリ−ｎ−ブトキシ）シラン、エチル（トリ−ｓｅｃ−ブトキシ）シラン、（ｎ−プロピル）トリメトキシシラン、（ｎ−プロピル）トリエトキシシラン、（ｎ−プロピル）（トリ−ｎ−プロポキシ）シラン、（ｎ−プロピル）（トリ−ｉｓｏ−プロポキシ）シラン、（ｎ−プロピル）（トリ−ｎ−ブトキシ）シラン、（ｎ−プロピル）（トリ−ｓｅｃ−ブトキシ）シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシランが挙げられる。
【００８３】
また、上記以外のシラン類の具体例として、二官能シラン類である、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル（ジ−ｎ−プロポキシ）シラン、ジメチル（ジ−ｉｓｏ−プロポキシ）シラン、ジメチル（ジ−ｎ−ブトキシ）シラン、ジメチル（ジ−ｓｅｃ−ブトキシ）シラン、ジメチル（ジ−ｔｅｒｔ−ブトキシ）シラン、ジメチルジフェノキシシランなどを挙げることができる。中でも、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランが好ましい。
【００８４】
他にシラン類の具体例として、四官能シラン類である、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラクロロシランなどが挙げられる。中でも、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい。
なお、シラン類として三官能シラン類または四官能シラン類を用いたときは、重合後得られるポリマーは全体として網目構造の分子となる。
【００８５】
ポリマーである上記重合性基含有化合物の重量平均分子量は、例えば、１，０００〜１０，０００が好ましく、３，０００〜１００，０００より好ましい。
分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１．０１〜５．００が好ましく、１．０１〜４．００がより好ましく、１．０１〜３．００が特に好ましい。重量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定する。
なお本明細書中、「〜」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
【００８６】
また、上記重合性基含有化合物は、分子中に重合性基を有するものであればよく、少なくとも末端に重合性基を有するものが好ましい。重量平均分子量を１，０００以上とすることにより、ポリマーとしての強度の低下を抑制できる。一方、１，０００，０００以下とすることにより、ポリマーの構造が原因と推定される静電容量の低下を抑制できる傾向がある。
【００８７】
上記硬化性組成物において、上記重合性基含有化合物の含有量は、上記重合性イオン液体１重量部に対して、例えば、５重量部〜５００重量部、好ましくは１０重量部〜３００重量部、より好ましくは５０重量部〜１５０重量部である。
【００８８】
また、本実施形態の硬化性組成物は、上記重合性イオン液体、上記重合開始剤、上記重合性基含有化合物の他に、上記必要に応じて、他の成分を含有し得る。
このような他の成分として、例えば、反応性基含有低分子有機化合物や高分子化合物等が挙げられるが、これに特に限定されるものではない。
【００８９】
上記反応性基含有低分子有機化合物としては、接着剤および塗料分野で主剤、硬化剤等として汎用されている化合物が挙げられるが、例えば、α，β−不飽和カルボニル基、α，β−不飽和ニトリル基、共役ジエン、カルボン酸ビニルエステル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、イソシアネート基、ヒドロキシ基、アミド基、シアノ基、アミノ基、クロロメチル基、グリシジルエーテル基、エステル基、ホルミル基、ニトリル基、ニトロ基、カルボジイミド基、オキサゾリン基、炭素−炭素二重結合含有基、炭素−炭素三重結合含有基等から選ばれる少なくとも１種の基を有する化合物が挙げられる。
【００９０】
上記反応性基含有低分子有機化合物の具体例としては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸系低分子化合物；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、マレオニトリル、フマロニトリル等のニトリル系低分子化合物；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、メチロールアクリルアミド等のアミド系低分子化合物；トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート系低分子化合物；スチレン、ブタジエン、塩化ビニル、酢酸ビニル等の炭素−炭素二重結合含有低分子化合物；１−ブチン−１−オール、１、６−ヘプタジイン等の炭素−炭素三重結合含有低分子化合物；等が挙げられる。
【００９１】
上記高分子化合物としては、ベースポリマーとして、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。これらの高分子化合物は、反応性基を有していても、有していなくてもよい。
【００９２】
また、上記高分子化合物として、ポリエーテル系高分子化合物を用いてもよい。ポリエーテル系高分子化合物は、分子末端に、又は側鎖に、又は分子末端及び側鎖に重合反応性官能基を有してもよい。重合反応性官能基の例としては、（メタ）アクリロイル基（（メタ）アクリル酸残基）、ビニル基、プロペニル基、（メタ）アリル基等のアルケニル基が挙げられる。
【００９３】
上記重合性イオン液体は、各種の有機化合物と相溶性を有することができる。また、上記重合性イオン液体は、各種の無機化合物の溶解能をも有することができる。したがって、上記硬化性組成物は、重合性イオン液体とともに、各種成分を併用可能である。
【００９４】
［エレクトレットの製造方法］
本実施形態のエレクトレットの製造方法は、上記の硬化性組成物に硬化処理を実施する硬化工程を含むものである。
【００９５】
上記エレクトレットの製造方法の一例としては、一対の対向電極の間に、上記硬化性組成物を挟み込む工程と、対向電極に電圧を印加した状態で、当該硬化性組成物に硬化処理を実施する硬化工程と、を含むことができる。すなわち、エレクトレットは、電界を印加した状態で硬化性組成物を硬化してなる硬化物で構成される。
【００９６】
上記キャパシタの製造方法により、板状に構成された硬化性組成物の硬化物が得られる。この板状の硬化物は、電気化学材料として使用できる。例えば、板状の硬化物は、エレクトレットに好適に用いることができる。
【００９７】
上記硬化工程において、硬化性組成物は対向電極に挟まれ、電界が印加された状態で硬化される。すなわち、硬化性組成物中のアニオンが対向電極の一方側に、カチオンが対向電極の他方側に偏在した状態で、硬化性組成物の硬化物が形成される。アニオンとして重合性基含有アニオンやカチオンとして重合性基含有カチオンを用いることで、硬化物におけるアニオンやカチオンの偏在状態を安定的に維持できる。また、重合性基含有化合物を用いることで、硬化物中におけるアニオンやカチオンの偏在状態をさらに安定的に維持できる。
【００９８】
詳細なメカニズムは定かではないが、少なくとも重合性基含有アニオンが、または重合性基含有アニオンおよび重合性基含有カチオンが、それぞれの対向電極側近傍で、自己同士あるいは、必定に応じて含まれる重合性基含有化合物と反応し、高分子化する。このため、硬化工程の後、電圧を印加しない状態でも、硬化物中において、アニオンやカチオンの偏在状態を維持できると、考えられる。
【００９９】
また、上記硬化工程において、硬化性組成物中のアニオンおよびカチオンを十分に偏在させた状態、すなわち、対向電極の間の電流を検知し、その電流が所定値以下、あるいは電流が流れなくなった状態となった後に、上記の硬化処理を実施することができる。
【０１００】
これにより、電圧の印加を停止した後でも、内部に電気分極を有しており、表面に電気二重層が形成された板状の硬化物を形成できる。このような板状の硬化物はエレクトレットとなる。
【０１０１】
上記硬化工程において、対向電極の間の電流を検知し、当該電流が所定値（閾値未満、具体的には５０μＡ／ｃｍ２以下、好ましくは１０μＡ／ｃｍ２）以下となった後、または当該電流が流れなくなった後、上記硬化性組成物に対して硬化処理を実施することができる。これにより、電気的特性に優れたエレクトレットを実現できる。
【０１０２】
上記の硬化処理としては、公知の硬化・重合手段を用いることができるが、例えば、光照射または加熱処理の少なくとも一方の手段を含むことができる。
【０１０３】
上記の光照射により、紫外光の光エネルギーを利用して重合反応を促進し、硬化性組成物を光硬化することが可能である。光重合開始剤を含有させると効率的に重合反応を進行できる。光照射とともに加熱処理を実施してもよい。また、上記の加熱処理は、例えば、５０℃〜１５０℃の加熱により熱硬化を行うことができる。
【０１０４】
上記硬化性組成物は、光硬化性または熱硬化性の少なくとも一方を有することができる。上記硬化性組成物の硬化特性に応じて、硬化処理として適切な手段を選択する。
【０１０５】
上記対向電極のうち一方の電極は、光を透過する透明電極とすることができる。これにより、上記硬化性組成物を対向電極で挟み込んだ状態で上記硬化工程を行うことができる。これにより、ロット間バラツキを低減することや製造歩留まりを高めることができるため、エレクトレットの製造安定性を高めることができる。
【０１０６】
本実施形態によれば、上記硬化性組成物の組成成分の種類が比率、電圧印加条件や硬化条件等を適切に選択することにより、電気的特性とともに機械的特性に優れたエレクトレットを実現できる。具体的には、一方の表面近傍に負電荷を長期間保持するエレクトレットや、を実現できる。上記硬化性組成物が重合性基含有アニオンとともに重合性基含有カチオンを含有する場合、一方の表面近傍に負電荷が保持され、他方の表面近傍に正電荷が保持されたエレクトレットを実現できる。
【０１０７】
［発電素子］
本実施形態の振動発電素子１０の一例は、エレクトレット５を備えるものである。図１には、振動発電素子１０の一例を示す構成断面図が示されている。
【０１０８】
図１の振動発電素子１０は、可動電極３と固定電極４との対電極間に配置されたエレクトレット５を有する。可動電極２は、可動基板１の一面に配置される。一方の固定電極４は、固定基板２の一面に配置される。可動基板１が、固定基板２に対して上下方向（エレクトレット５の一面の垂直方向）に振動可能に構成される。可動電極２がエレクトレット４に対して接触状態と非接触状態を繰り返す。
これにより電極間で電子の移動が生じ、振動発電素子１０が発電することになる。
【０１０９】
振動発電素子１０は、単独で使用してもよいが、２以上が互いに電気的に接続した状態で使用されてもよい。振動発電素子１０は、必要に応じて、配線、抵抗などの他の電気部材を有してもよい。振動発電素子１０は、所定の筐体に収容されてもよい。
【０１１０】
上記振動発電素子１０が備えるエレクトレット５は、重合性イオン液体を含有する硬化性組成物の硬化物で構成される。これにより、電気的特性および機械的特性に優れたキャパシタを実現できる。すなわち、電流密度を高められる、さらには、繰り返し使用した後での電流密度の低下を抑制できるため、電気的特性に優れたエレクトレット５を実現できる。
また、繰り返し使用した後でのエレクトレット５の重量変化を抑制できるため、機械的特性に優れたエレクトレット５を実現できる。詳細なメカニズムは定かではないが、繰り返し使用した後でのイオン液体の流出が抑制されるため、エレクトレット５の重量変化が抑制される、と考えられる。
【０１１１】
また、上記エレクトレット５は、板状の硬化性組成物の硬化物で構成される。
板状の硬化物の厚みや面積は、振動発電素子１０の電気的特性やサイズに応じて適切に調整され得る。
この板状の硬化物は、適切な強度や硬度を有する。板状の硬化物の一例は、通常のイオン液体やイオンゲルと比較して、圧縮変形されにくく、表面が硬く構成され得る。適切な硬さや強度を有する板状の硬化物を用いることで、振動発電素子１０の繰り返し使用時における安定性を向上させることができる。
【０１１２】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【実施例】
【０１１３】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【０１１４】
［実施例１］
１００ｍｌ四ツ口フラスコに４，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）−１−ブテンを１０ｇ（０．０３１ｍｏｌ）とトリエチルアミン３．１ｇ（０．０３１ｍｏｌ）を仕込み、室温下で１時間攪拌した。反応後、減圧下にて濃縮を行うことで、４，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）−１−ブテントリエチルアンモニウム１２．９ｇ（０．０３１ｍｏｌ）、収率９９％で得た。
次に、得られた４，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）−１−ブテントリエチルアンモニウム０．１ｇとトリメチロールプロパンアクリレート１．０ｇ、ベンゾフェノン０．０１ｇを混合し、混合物を得た。得られた混合物を、厚み０．５ｍｍのスペーサーを介し、板状のＩＴＯ電極と金電極とで挟み込むように配置した。この配置状態のまま、電極間に３Ｖの電圧を５分間印加し電流値が１μＡ／ｃｍ２以下となったことを確認し、更に、透明なＩＴＯ電極を介して２４８ｎｍの紫外光を１０分間照射して、当該混合物を硬化させエレクトレットを得た。その後、得られたエレクトレットから電極を剥離した。
【０１１５】
［実施例２］
トリエチルアミンの代わりにＮ，Ｎ−ジメチルアリルアミン２．６ｇ（０．０３１ｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様の方法にて反応を行うことで、４，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）−１−ブテン−Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアンモニウム１２．５ｇ（０．０３１ｍｏｌ）およびエレクトレットを得た。
【０１１６】
［実施例３］
トリエチルアミンの代わりにトリアリルアミン４．３ｇ（０．０３１ｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様の方法にて反応を行うことで、４，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）−１−ブテントリアリルアンモニウム１４．２ｇ（０．０３１ｍｏｌ）およびエレクトレットを得た。
【０１１７】
［実施例４］
１００ｍｌ四ツ口フラスコにトリフルオロメタンスルホニルアミド２．７ｇ（０．０１８ｍｏｌ）、トリエチルアミン６．１ｇ（０．０６０ｍｏｌ）とエチルメチルカーボネート２５ｍｌを仕込み、０℃に冷却した。その後、２−クロロエタンスルホニルクロリド３．１ｇ（０．０１９ｍｏｌ）を加え室温下で３０分間、攪拌を行った。反応後、反応液を濃縮し、ジイソプロピルエーテルで洗浄し、Ｎ−（２−エテンスルホニル）−Ｎ−トリフルオロメタンスルホニルイミドトリエチルアンモニウムを７．０ｇ（０．０２１ｍｏｌ）得た。
次に、得られたＮ−（２−エテンスルホニル）−Ｎ−トリフルオロメタンスルホニルイミドトリエチルアンモニウム０．１ｇとトリメチロールプロパンアクリレート１．０ｇ、ベンゾフェノン０．０１ｇを混合し、混合物を得た。得られた混合物を用いて、実施例１と同様にして、エレクトレットを得た。
【０１１８】
［実施例５］
トリエチルアミンの代わりにトリアリルアミン８．２ｇ（０．０６０ｍｏｌ）を用いた以外は実施例４と同様の方法にて反応を行うことで、Ｎ−（２−エテンスルホニル）−Ｎ−トリフルオロメタンスルホニルイミドトリアリルアンモニウム７．５ｇ（０．０２０ｍｏｌ）およびエレクトレットを得た。
【０１１９】
［比較例１］
４，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）−１−ブテンの代わりにＮ−（２−エテンスルホニル）−Ｎ−メタンスルホニルイミド５．７ｇ（０．０３１ｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様の方法にて反応を行うことで、Ｎ−（２−エテンスルホニル）−Ｎ−メタンスルホニルイミドトリアリルアンモニウム１０．０ｇ（０．０３１ｍｏｌ）およびエレクトレットを得た。
【０１２０】
［比較例２］
４，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）−１−ブテンの代わりにビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド８．７ｇ（０．０３１ｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様の方法にて反応を行うことで、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドトリアリルアンモニウム１３．０ｇ（０．０３１ｍｏｌ）およびエレクトレットを得た。
【０１２１】
得られたエレクトレットについて、下記の評価項目に基づいて評価を行った。
【０１２２】
（電流密度：発電試験）
実施例１〜５、比較例１〜２で得られたエレクトレット５を、可動基板１の一面に設けられた可動電極３と、固定基板２の一面に設けられた固定電極４との間に配置し、図２に示したデバイス（振動発電素子１０）を作成した。１対の可動電極３と固定電極４との間を配線で接続し、配線中にオシロスコープ（電圧計）を配置した。そして、可動基板１を１Ｈｚにて振幅させることにより発生する電圧の測定を行った。
このような発電試験にて得られた発生電圧は、オシロスコープ（型式：ＤＳＯＸ３０５２Ｔ、ＫＥＹＳＩＧＨＴ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ社製）を用いて測定した。測定した電圧、抵抗値、サンプル表面積に基づいて、発電試験時の電流密度（μＡ／ｃｍ２）を算出した。
上記デバイスの振幅（発電試験）を開始してから１分後の電流密度を、発電試験開始直後の電流密度として算出し、１日後の電流密度を、１日連続発電試験後の電流密度として算出した。結果を表１に示す。
【０１２３】
（エレクトレットの重量変化）
上記の発電試験後のエレクトレットについて、アセトニトリルで洗浄後、得られた洗浄液を濃縮し、残渣重量を求めた。エレクトレット重量と混合比から算出した「イオン液体仕込み重量」と「残渣重量」とを用いて、式：（「残渣重量」／「イオン液体仕込み重量」）×１００に基づいて「イオン液体溶出比」（％）を算出した。結果を表１に示す。
【０１２４】
【表１】
2020111648.tif 000027
【０１２５】
実施例１〜５において、優れた電流密度が示されており、比較例１〜２と比べて、発電試験前後のエレクトレットの重量変化が小さい結果が示された。比較例１〜２の洗浄後のアセトニトリルをＮＭＲにて分析したところ、イオン液体が溶解していることが確認できた。
以上より、実施例１〜５のエレクトレットは、電気的特性および機械的特性に優れており、振動発電素子などに用いる電気化学材料として有用であることが分かった。
【符号の説明】
【０１２６】
１  可動基板
２  固定基板
３  可動電極
４  固定電極
５  エレクトレット
１０  振動発電素子
【図１】
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