(57)【要約】【課題】低硬度であっても絶縁破壊電圧が高く、ひいてはプリストレイン処理無しでもトランスデューサ素子の高い変形性能を可能にするエラストマーの提供を目的とする。【解決手段】本発明は、ポリウレタンを主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散するオイルとを含有するエラストマーであって、上記オイルがアルキル置換ジフェニルエーテルを含むことを特徴とするエラストマーである。上記ポリウレタンの構成単位はポリオレフィン系ポリオールに由来するとよい。上記ポリオレフィン系ポリオールは、主鎖にポリイソプレンを水添した構造を有するとよい。上記ポリウレタン１００質量部に対する上記オイルの含有量がとしては、１０質量部以上２５０質量部以下が好ましい。ＪＩＳ−Ａ硬度としては５０以下が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンを主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散するオイルとを含有するエラストマーであって、
上記オイルがアルキル置換ジフェニルエーテルを含むことを特徴とするエラストマー。
【請求項２】
上記ポリウレタンの構成単位がポリオレフィン系ポリオールに由来する請求項１に記載のエラストマー。
【請求項３】
上記ポリオレフィン系ポリオールが、主鎖にポリイソプレンを水添した構造を有する請求項２に記載のエラストマー。
【請求項４】
上記ポリウレタン１００質量部に対する上記オイルの含有量が、１０質量部以上２５０質量部以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載のエラストマー。
【請求項５】
ＪＩＳ−Ａ硬度が５０以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエラストマー。
【請求項６】
上記マトリックス中に無機フィラーをさらに含有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエラストマー。
【請求項７】
上記無機フィラーがチタン酸バリウムからなる請求項６に記載のエラストマー。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のエラストマーからなるシート体と、
このシート体の両面に積層される一対の電極と
を備えるトランスデューサ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エラストマー、及びこのエラストマーを用いるトランスデューサ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギーから機械エネルギーへの変換を行うアクチュエータ、機械エネルギーから電気エネルギーへの変換を行うジェネレータ、センサなどの種々のトランスデューサ素子が開発されている。このトランスデューサ素子は、例えば誘電体からなる層の両面に一対の電極を積層させたものであり、この誘電体としては、トランスデューサ素子の柔軟性及び軽量性を高める観点から、高分子材料であるエラストマーが好適に用いられている。かかるトランスデューサ素子の最大変形率等の変形性能、応答性、エネルギー効率、消費電力、変形精度、耐久性などの性能を向上させるには、このエラストマーに対し、高い絶縁破壊電圧、低硬度、高誘電率、低ｔａｎδ、高体積抵抗率等の種々の性質を共に有することが求められる。
【０００３】
トランスデューサ素子の上記性能を向上させる技術として、エラストマーにプリストレイン（予歪み）を加えてから、その状態でフレームに固定し、プリストレイン状態をゼロ点として、そこから電気をかけて変形させる方法が知られている（特表２００３−５０６８５８号公報参照）。この方法によれば、エラストマーにおいて絶縁破壊電圧の上昇、ｔａｎδの低下、体積抵抗率の増大が起こり、これによりトランスデューサ素子の変形性能が向上するとされている。しかし、この方法は、プリストレイン状態で保持するためのフレームが必要となり、またエラストマーに大きな負荷がかかった状態で使用されるため耐久性が低下し、さらにプリストレインを加える工程が煩雑であるため量産が困難であるなどの種々の不都合がある。
【０００４】
このような不都合を解消するため、プリストレイン処理を施すことなく、エラストマーの物性の改善により、トランスデューサ素子の変形性能等を向上させる技術が検討されており、特定のヤング率特性を有するポリロタキサン等を含むエラストマーを用いる方法が知られている（特開２００９−１２４８７５号公報）。しかし、上記従来のエラストマーでは、高い絶縁破壊電圧と低硬度とを両立させることができておらず、結果として、トランスデューサ素子の変形性能等の性能は未だ不十分なものに留まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５０６８５８号公報
【特許文献２】特開２００９−１２４８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、低硬度であっても絶縁破壊電圧が高く、ひいてはプリストレイン処理無しでもトランスデューサ素子の高い変形性能を可能にするエラストマーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた発明は、
ポリウレタンを主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散するオイルとを含有するエラストマーであって、
上記オイルがアルキル置換ジフェニルエーテルを含むことを特徴とするエラストマーである。
【０００８】
本発明のエラストマーは、マトリックスの主成分としてポリウレタンを、このマトリックス中に分散するオイルとしてアルキル置換ジフェニルエーテルを含有することで、低硬度であっても高い絶縁破壊電圧を発揮することができる。また、このようなエラストマーを用いることで、プリストレイン処理無しでも変形性能に優れるトランスデューサ素子を形成することができる。
【０００９】
上記ポリウレタンの構成単位はポリオレフィン系ポリオールに由来するとよい。当該エラストマーは、ポリウレタンに上記特定のポリオールを用いることで、絶縁破壊電圧を向上させることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能を向上させることができる。また、当該エラストマーによれば、耐熱性を向上させることができる。
【００１０】
上記ポリオレフィン系ポリオールは、主鎖にポリイソプレンを水添した構造を有するとよい。当該エラストマーは、ポリオレフィン系ポリオールに上記特定の構造を有するものを用いることで、より低硬度でより高い絶縁破壊電圧とすることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をより向上させることができる。また当該エラストマーによれば、耐候性劣化において物性変化が小さいことが期待される。
【００１１】
上記ポリウレタン１００質量部に対する上記オイルの含有量としては、１０質量部以上２５０質量％以下が好ましい。当該エラストマーは、上記オイルの含有量を上記特定範囲とすることで、さらに低硬度でさらに高い絶縁破壊電圧とすることができる。その結果、トランスデューサ素子の変形性能をさらに向上させることができる。
【００１２】
ＪＩＳ−Ａ硬度としては５０以下が好ましい。当該エラストマーの硬度を上記特定範囲とすることで、トランスデューサ素子の変形性能をさらに向上させることができる。
【００１３】
上記マトリックス中に無機フィラーをさらに含有することができる。当該エラストマーは、マトリックス中に無機フィラーをさらに含有することで、誘電率を高めることができる。また、その結果、トランスデューサ素子の変形性能を維持しつつ、オイルの含有量を減らすことができる。
【００１４】
上記無機フィラーはチタン酸バリウムからなることが好ましい。当該エラストマーは、上記無機フィラーがチタン酸バリウムからなることで、誘電率をより高めることができる。また、その結果、トランスデューサ素子の変形性能を維持しつつ、オイルの含有量をより減らすことができる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた別の発明は、
当該エラストマーからなるシート体と、
このシート体の両面に積層される一対の電極と
を備えるトランスデューサ素子である。
当該トランスデューサ素子は、上述の当該エラストマーを用いているので、プリストレイン処理を必要とせず、優れた変形性能を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のエラストマーは、低硬度であっても絶縁破壊電圧が高い。また、当該エラストマーを用いる本発明のトランスデューサ素子は、プリストレイン無しでも優れた変形性能を発揮することができる。従って、これらは、今後ますます小型化及び性能の向上が求められるアクチュエータ、センサ、ジェネレータ等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のトランスデューサ素子の概略的正面図である。
【図２】評価に用いたダイヤフラム型トランスデューサ素子の説明図で、（Ａ）は概略的正面図、（Ｂ）は概略的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜エラストマー＞
当該エラストマーは、
ポリウレタンを主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散するオイルとを含有するエラストマーであって、
上記オイルがアルキル置換ジフェニルエーテルを含むことを特徴とする。
【００１９】
当該エラストマーは、マトリックスの主成分としてポリウレタンを、このマトリックス中に分散するオイルとしてアルキル置換ジフェニルエーテルを含有することで、低硬度であっても高い絶縁破壊電圧を発揮することができる。このようなエラストマーを用いることで、プリストレイン処理を施さなくても、変形性能に優れるトランスデューサ素子を形成することができる。
当該エラストマーは、上記マトリックス中に、分散するオイル以外に、無機フィラー等の他の成分をさらに含有していてもよい。
以下、マトリックス、オイル、他の成分の順に説明する。
【００２０】
＜マトリックス＞
当該エラストマーのマトリックスは、ポリウレタンを主成分とする。当該エラストマーは、ポリウレタンを主成分とするマトリックスを含有することで、低硬度とすることができ、トランスデューサ素子の変形性能等の性能を高めることが可能になる。また、このようにすることで、当該エラストマーの永久歪みを小さくし、耐摩耗性を高め、ｔａｎδを小さくすることが可能となり、その結果、トランスデューサ素子の応答性、効率、消費電力及び耐久性を向上させることができる。さらに、ポリウレタンは、無溶媒で液状の組成物から形成することができるので、高精度で薄膜を形成することが可能になる。なお、「主成分」とは、マトリックスにおいて５０質量％以上を占めることを意味し、この含有率としては、６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上がさらに好ましい。上記マトリックスは、ポリウレタン以外にも、例えば、ポリウレタン以外の樹脂等を含んでいてもよい。
【００２１】
［ポリウレタン］
上記ポリウレタンは、ウレタン結合を含む重合体である。上記ポリウレタンは、通常、イソシアネート及びポリオールを含む組成物の硬化体であり、このイソシアネートに由来する構成単位と、このポリオールに由来する構成単位とを有している。この組成物は、イソシアネート及びポリオール以外に、本発明の効果を損なわない範囲において、硬化剤、硬化促進触媒等を含んでいてもよい。また、この組成物に上記オイル及び／又は上記他の成分を含ませることができ、形成されるエラストマー中に、これらの成分が分散等するようにすることができる。
以下、イソシアネート、ポリオール等について説明する。
【００２２】
（イソシアネート）
上記イソシアネートは、イソシアネート基（−ＮＣＯ）を有する化合物である。このイソシアネートが有するイソシアネート基は１個でも２個でもよく、３個以上でもよい。
【００２３】
上記イソシアネートとしては、例えば、
フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’−トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）等の芳香族ジイソシアネート；
シクロペンタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、ノルボルナンジイソシアネート（ＮＢＤＩ）等の脂環族ジイソシアネート；
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート；オクタデシルイソシアネート（ＯＤＩ）、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート（ＭＯＩ）、２−アクリロイルオキシエチルイシソアネート（ＡＯＩ）等のモノイソシアネート；
ポリメリックＭＤＩ等のイソシアネートなどが挙げられる。
【００２４】
上記イソシアネートとしては、これらの中で、ジイソシアネートが好ましく、脂環族ジイソシアネートがより好ましく、イソホロンジイソシアネートがさらに好ましい。上記ポリイソシアネートとして上記化合物を用いることで、当該エラストマーをより低硬度で、より高い絶縁破壊電圧とすることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をより向上させることができる。なお、上記イソシアネートは、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２５】
（ポリオール）
上記ポリオールは、２個以上の水酸基を有する高分子量の化合物である。このポリオールの水酸基は２個でもよく、３個以上でもよい。上記ポリオールの分子量としては、例えば、重量平均分子量（Ｍｎ）として４００以上であり、８００以上が好ましく、１，５００以上がより好ましい。上記ポリオールとしては、例えば、ポリオレフィン系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール等が挙げられる。
【００２６】
上記ポリオレフィン系ポリオールとしては、例えば、
ポリブタジエンポリオール、主鎖にポリブタジエンを水添した構造を有するポリオール（水素化ポリブタジエンポリオール）、ポリイソプレンポリオール、主鎖にポリイソプレンを水添した構造を有するポリオール（水素化ポリイソプレンポリオール）、ブタジエンとスチレン又はアクリロニトリルとの共重合体の末端に水酸基を導入した化合物等が挙げられる。なお、「主鎖にポリブタジエンを水添した構造を有する」とは、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−及び／又は−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ２−ＣＨ３）−の構造を主鎖に有することを意味し、「主鎖にポリイソプレンを水添した構造を有する」とは、−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ（ＣＨ３）２）−及び−ＣＨ２−Ｃ（Ｃ２Ｈ５）（ＣＨ３）２−からなる群より選ばれる少なくとも１種の構造を主鎖に有することを意味する。
【００２７】
上記ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、
イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、並びにマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、セバシン酸、アゼライン酸、スベリン酸、マレイン酸などの脂肪族ジカルボン酸及びこれらのジアルキルエステル等から選択された少なくとも１種のジカルボン酸又はこれらのジアルキルエステルと、
エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコール等のグリコール、及びグリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン等のトリオールから選択された少なくとも１種の多価アルコールとの縮重合体；
エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコール等のグリコールの１種以上を開始剤としたε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等のラクトン化合物の開環重合体などが挙げられる。
【００２８】
上記ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）等のポリアルキレングリコール；
エチレングリコール、１，２-プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のグリコール、グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン等のトリオール、及びビスフェノールＡ又は水添ビスフェノールＡ等の２官能ヒドロキシ化合物などから選択された１種以上を開始剤としたエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン等の環状エーテルの開環重合体などが挙げられる。
【００２９】
上記ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、
アルカンポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール等のポリオールと、ジメチルカーボネート等のジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート、ジフェニルカーボネート等との反応により得られるポリカーボネートジオール等が挙げられる。
【００３０】
上記ポリオールとしては、これらの中で、ポリオレフィン系ポリオールが好ましい。当該エラストマーは、上記ポリオールとしてポリオレフィン系ポリオールを用いることで、絶縁破壊電圧を向上させることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能を向上させることができる。また、当該エラストマーによれば、上記ポリオールとして他の系のポリオールに比べてより加水分解性が低いポリオレフィン系ポリオールを用いることで、耐熱性を向上させることができる。
また、上記ポリオレフィン系ポリオールの中では、主鎖にポリイソプレンを水添した構造を有するポリオールが好ましい。当該エラストマーは、上記ポリオールとして主鎖にポリイソプレンを水添した構造を有するポリオールを用いることで、より低硬度でより高い絶縁破壊電圧とすることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をさらに向上させることができる。また、このようなエラストマーによれば、耐候性劣化において物性変化が小さいことが期待される。このような主鎖にポリイソプレンを水添した構造を有するポリオールの市販品として、「エポール」（出光興産製）等が挙げられる。
【００３１】
上記ポリオールの水酸基の数としては、２〜４個が好ましく、２〜３個がより好ましく、２〜２．５個がさらに好ましい。当該エラストマーは、上記ポリオールの水酸基数を上記範囲とすることで、より低硬度かつより高絶縁破壊電圧とすることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をさらに向上させることができる。なお、上記ポリオールの水酸基の数は、ＪＩＳ−Ｋ１５５７に準拠した測定により得られる水酸基含有量（モル／ｋｇ）の値と下記数平均分子量（Ｍｎ）の値から求められる値である。
【００３２】
上記ポリオールの数平均分子量（Ｍｎ）の下限としては、４００が好ましく、８００がより好ましく、１，５００がさらに好ましい。Ｍｎの上限としては、１０，０００が好ましく、５，０００がより好ましく、３，５００がさらに好ましい。当該エラストマーは、上記ポリオールのＭｎを上記範囲とすることで、より低硬度かつより高絶縁破壊電圧とすることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をさらに向上させることができる。なお、上記ＭｎはＡＳＴＭ  Ｄ２５０３に準拠した測定により得られる値である。
【００３３】
上記ポリオールの使用割合としては、ＮＣＯ  Ｉｎｄｅｘ、すなわち、上記イソシアネートが有するイソシアネート基の総モル数の上記ポリオールの有する水酸基の総モル数に対する比としては、０．８以上１．５以下が好ましく、０．９以上１．２以下がより好ましく、１．０以上１．１以下がさらに好ましい。当該エラストマーは、上記ポリオールの使用割合を上記範囲とすることで、絶縁破壊電圧をさらに高めることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をさらに向上させることができる。上記ポリオールは、１種単独で又は２種以上を用いてもよい。
【００３４】
上記組成物は、イソシアネート及びポリオール以外に、硬化剤、硬化促進触媒等を含んでいてもよい。
【００３５】
（硬化剤）
上記硬化剤としては、例えば、上記ポリオール以外のジオール、トリオール又は４価以上のアルコール、ポリアミン、アミノアルコール等が挙げられる。
【００３６】
上記ジオールとしては、例えば、
エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、１，２−ジヒドロキシシクロヘキサン、１，３−ジヒドロキシシクロヘキサン、１，４−ジヒドロキシシクロヘキサン、１，２−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、１，３−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、１，４−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、１，２−ビスヒドロキシエトキシシクロヘキサン、１，３−ビスヒドロキシエトキシシクロヘキサン、１，４−ビスヒドロキシエトキシシクロヘキサン、１，２−ビスヒドロキシエトキシカルボニルシクロヘキサン、１，３−ビスヒドロキシエトキシカルボニルシクロヘキサン、１，４−ビスヒドロキシエトキシカルボニルシクロヘキサン、２，５−ジヒドロキシメチルビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，６−ジヒドロキシメチルビシクロ［２．２．１］ヘプタン、３，８−ジヒドロキシメチル−トリシクロ［５．２．１．０２．６］デカン、３，９−ジヒドロキシメチル−トリシクロ［５．２．１．０２．６］デカン、４，８−ジヒドロキシメチルトリシクロ［５．２．１．０２．６］デカン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量４００未満のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、分子量４００未満のポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、分子量４００未満のポリブチレングリコール等の２価アルコール；
カテコール、レゾルシン、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等の２価フェノール；
これらの２価フェノールの部分エチレンオキサイド付加体又は部分プロピレンオキサイド付加体等のフェノールアルコール化合物などが挙げられる。
【００３７】
上記トリオールとしては、例えば、
グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ヘキサントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、５−メチル−１，２，４−ヘプタントリオール、１，２，３−シクロヘキサントリオール、１，３，５−シクロヘキサントリオール等の３価アルコール；
１，２，３−ベンゼントリオール、１，２，４−ベンゼントリオール、１，３，５−ベンゼントリオール等の３価フェノール；
これらの３価フェノールの部分エチレンオキサイド付加体又は部分プロピレンオキサイド付加体等のフェノールアルコール化合物などが挙げられる。
【００３８】
上記４価以上のアルコールとしては、例えば、
ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、エリスリトール、キシリトール、グルコース、スクロース、フルクトース、ソルビトール、１，２，３，４−シクロヘキサンテトラオール、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラオール、シクロヘキサンペンタオール、イノシトール等が挙げられる。
【００３９】
上記ポリアミンとしては、例えば、
エチレンジアミン、１，４−テトラメチレンジアミン、ポリオキシプロピレントリアミン等の脂肪族ポリアミン；
４，４’−メチレン−ビス−２−メチルシクロヘキシルアミン等の脂環族ポリアミン；
１，４−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノトルエン、１，５−ナフタレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、１−メチル−３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５’−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、４，４’−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２，３−ジクロロアニリン）、トリメチレングリコール−ジ−パラ−アミノベンゾエート、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２−メチル−６−イソプロピルアニリン）、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメタン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン、メチレンジアニリン／塩化ナトリウム錯体、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゼン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
【００４０】
上記アミノアルコールとしては、例えば、
エタノールアミン、ジエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
【００４１】
上記硬化剤の使用割合としては、上記ポリオール１００質量部に対して、３０質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましく、０質量部がさらに好ましい。上記硬化剤の使用割合を上記範囲とすることで、当該エラストマーの絶縁破壊電圧をさらに高めることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をさらに高めることができる。
【００４２】
（硬化促進触媒）
上記組成物は、上記イソシアネートと上記ポリオールとのウレタン結合生成反応による硬化を促進するための触媒を含んでいてもよい。
上記硬化促進触媒としては、上記効果を有する限り特に限定されないが、例えば、
ジメチルスズジラウレート、ジメチルスズジネオデカノエート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズ等のスズのカルボン酸塩類；
テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル類；
アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート等の有機アルミニウム化合物類；
ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物類、オクタン酸鉛、オクタン酸ビスマス等のオクタン酸金属塩等が挙げられる。
これらの中で、スズのカルボン酸塩類が好ましく、ジメチルスズジラウレート、ジメチルスズネオデカノエートがより好ましい。
【００４３】
上記硬化促進触媒の使用量としては、上記イソシアネート及びポリオールの合計１００質量部に対して、０．００１質量部以上１質量部以下が好ましく、０．００５質量部以上０．８質量部以下がより好ましく、０．０１質量部以上０．４質量部以下がさらに好ましい。
【００４４】
上記組成物は、上記成分以外にも、例えば、可塑剤、酸化防止剤、脱泡剤、消泡剤、紫外線吸収剤、補強剤、着色剤（染料又は顔料）、安定剤、光安定剤、増量剤、難燃剤などを含んでいてもよい。
【００４５】
＜オイル＞
当該エラストマーは、上記マトリックス中に分散するオイルを含有する。当該エラストマーにおけるオイルは、アルキル置換ジフェニルエーテルを含む。当該エラストマーは、オイルとして、アルキル置換ジフェニルエーテルを含むことで、低硬度であっても高い絶縁破壊電圧を発揮することができる。また、このようなエラストマーを用いることで、プリストレイン処理無しでも、変形性能に優れるトランスデューサ素子を形成することができる。
【００４６】
上記アルキル置換ジフェニルエーテルとしては、ジフェニルエーテルの水素原子の一部又は全部をアルキル基で置換した化合物であれば特に限定されないが、例えば、下記式（１）で表される化合物等が挙げられる。
【００４７】
【化１】
2014214233.tif 000003
【００４８】
上記式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、炭素数１〜３０のアルキル基である。ａ及びｂは、それぞれ独立して、０〜５の整数である。但し、ａ＋ｂは１以上である。Ｒ１及びＲ２がそれぞれ複数の場合、複数のＲ１及びＲ２はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００４９】
上記式（１）におけるＲ１及びＲ２で表される炭素数１〜３０のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、直鎖状又は分岐状のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル異、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基等が挙げられる。
【００５０】
これらの中で、Ｒ１及びＲ２としては、例えば、炭素数５〜２５のアルキル基が好ましく、炭素数８〜２２のアルキル基がより好ましく、炭素数１０〜２０のアルキル基がさらに好ましく、炭素数１０〜２０の分岐状のアルキル基が特に好ましく、分岐状のドデシル基、分岐状のテトラデシル基がさらに特に好ましい。上記式（１）のＲ１及びＲ２を上記基とすることで、当該エラストマーの絶縁破壊電圧をより高めることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をより向上させることができる。
【００５１】
上記ａ及びｂとしては、０〜３の整数が好ましく、０〜２の整数がより好ましい。
上記ａ＋ｂとしては、１〜６の整数が好ましく、１〜４の整数がより好ましく、１又は４がさらに好ましい。
【００５２】
上記アルキル置換ジフェニルエーテルとしては、アルキル基１〜６置換のジフェニルエーテルが好ましく、アルキル基１〜４置換のジフェニルエーテルがより好ましく、炭素数１２又は１４のアルキル基１〜４置換のジフェニルエーテルがさらに好ましく、炭素数１２又は１４の分岐状のアルキル基１〜４置換のジフェニルエーテルが特に好ましく、炭素数１２又は１４の分岐状のアルキル基１置換のジフェニルエーテル、炭素数１２又は１４の分岐状のアルキル基４置換のジフェニルエーテルがさらに特に好ましい。
【００５３】
上記アルキル置換ジフェニルエーテルの市販品としては、例えば、「ハイルーブＬＢ−１００」（炭素数１２又は１４の分岐状のアルキル基約４置換のジフェニルエーテル）、「ハイルーブＬＢ−１５」（炭素数１２又は１４の分岐状のアルキル基１置換のジフェニルエーテル）（以上、ＭＯＲＥＳＣＯ製）等が挙げられる。
【００５４】
上記オイルは、本発明の効果を損なわない範囲において、上記アルキル置換ジフェニルエーテル以外の液状化合物を含んでいてもよい。この液状化合物としては、例えば、ポリαオレフィン、鉱物油系オイル、パラフィン系オイル等が挙げられる。
【００５５】
上記オイル中のアルキル置換ジフェニルエーテルの含有率としては、５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上がさらに好ましく、１００質量％が特に好ましい。上記オイルは、目的に応じて１種単独で又は２種以上を用いることができる。
【００５６】
上記オイルの含有量の下限としては、上記ポリウレタン１００質量部に対して、１０質量部以上が好ましく、２０質量部がより好ましく、５０質量部がさらに好ましく、７５質量部が特に好ましい。上記オイルの含有量の上限としては、上記ポリウレタン１００質量部に対して、２５０質量部が好ましく、２００質量部がより好ましく、１５０質量部がさらに好ましく、１３０質量部が特に好ましい。当該エラストマーは、上記オイルの含有量を上記範囲とすることで、柔軟性及び絶縁破壊電圧をさらに高めることができ、その結果、トランスデューサ素子の変形性能をさらに向上させることができる。
【００５７】
上記オイルのマトリックスに対する含有率の下限としては、１０質量％が好ましく、２０質量％がより好ましく、３０質量％がさらに好ましく、４５質量％が特に好ましい。上記オイルのマトリックスに対する含有率の上限としては、７０質量％が好ましく、６５質量％がより好ましく、６０質量％がさらに好ましく、５５質量％が特に好ましい。
【００５８】
［他の成分］
当該エラストマーは、マトリックス中に上記オイル以外にも、本発明の効果を損なわない範囲において、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、無機フィラー等が挙げられる。
【００５９】
（無機フィラー）
当該エラストマーは、マトリックス中に無機フィラーをさらに含有することができる。当該エラストマーは、マトリックス中に無機フィラーを含有することにより、誘電率を高めることができる。また、その結果、トランスデューサの変形性能を維持しつつ、オイルの含有量を減らすことが可能になる。
【００６０】
上記無機フィラーの材料としては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等が挙げられる。これらの中で、当該エラストマーの誘電率をより高くできる観点から、チタン酸バリウムが好ましい。
【００６１】
上記無機フィラーは、当該エラストマーのマトリックスと反応可能な官能基を有することができる。このような無機フィラーは、例えば、無機フィラーに表面処理を施して官能基を導入する方法、官能基の数を増加させる方法等により得ることができる。
【００６２】
上記無機フィラーの含有量としては、上記ポリウレタン１００質量部に対して１０質量部以上５００質量部以下が好ましく、３０質量部以上３００質量部以下がより好ましい。また、上記無機フィラーの含有量としては、上記ポリウレタン１００体積部に対して、３体積部以上２００体積部以下が好ましく、１０体積部以上１００体積部以下がより好ましい。当該エラストマーは、無機フィラーの含有量を上記範囲とすることで、誘電率をより高めることができる。その結果、トランスデューサ素子の変形性能をより向上させることができる。
【００６３】
当該エラストマーのＪＩＳ−Ａ硬度（Ｄｕｒｏ  Ａ硬度）の上限としては、５０が好ましく、４５がより好ましく、４０以下がさらに好ましい。当該エラストマーのＪＩＳ−Ａ硬度の下限としては、０が好ましく、５がより好ましく、１０がさらに好ましく、１５が特に好ましい。当該エラストマーのＪＩＳ−Ａ硬度を上記範囲とすることで、得られるトランスデューサ素子の変形性能をより高めることができる。なお、当該エラストマーのＪＩＳ−Ａ硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠して、厚み１２．５ｍｍの試験片を用い、タイプＡデュロメータを用いて、２３℃において測定した値である。
【００６４】
当該エラストマーのＪＩＳ−Ｃ硬度（Ａｓｋａｒ  Ｃ硬度）の上限としては、７０が好ましく、６５がより好ましく、６０がさらに好ましい。当該エラストマーのＡｓｋａｒ  Ｃ硬度の下限としては、１０が好ましく、２０がより好ましい。当該エラストマーのＡｓｋａｒ  Ｃ硬度を上記範囲とすることで、得られるトランスデューサ素子の変形性能をより高めることができる。なお、当該エラストマーのＪＩＳ−Ｃ硬度は、ＪＩＳ−Ｋ７３２１に準拠して、厚み１２．５ｍｍの試験片を用い、タイプＣデュロメータを用いて、２３℃において測定した値である。当該エラストマーの硬度が上記下限未満だと、エラストマーが柔らか過ぎるため、トランスデューサを製造する際の加工が難しくなる傾向にある。
【００６５】
当該エラストマーの絶縁破壊電圧の下限としては、６０ｋＶ／ｍｍが好ましく、７０ｋＶ／ｍｍがより好ましく、８０ｋＶ／ｍｍがさらに好ましい。当該エラストマーの絶縁破壊電圧の上限としては、１４０ｋＶ／ｍｍが好ましく、１３０ｋＶ／ｍｍがより好ましく、１２０ｋＶ／ｍｍがさらに好ましい。当該エラストマーの絶縁破壊電圧を上記範囲とすることで、トランスデューサ素子の変形性能をより優れたものとすることができる。なお、当該エラストマーの絶縁破壊電圧は、ＪＩＳ−Ｃ２１１０に準拠して、上部電極は直径２０ｍｍの球形電極とし、下部電極は、縁端部に半径２．５ｍｍの丸みを付けた直径２５ｍｍの円板電極を用い、エラストマーのフィルムを挟み、直流電圧を印加して短時間法により測定した値である。
【００６６】
エラストマーの硬度と絶縁破壊電圧とはトレードオフの関係が認められ、従来のエラストマー等では、これらを共に向上させることが困難であったが、本発明のエラストマーは、上述の構成を有することで、高い柔軟性と高い絶縁破壊電圧とを両立させることができ、その結果、トランスデューサ素子の高い変形性能を可能にしている。
当該エラストマーのＪＩＳ−Ａ硬度が２０である場合の絶縁破壊電圧としては、６０ｋＶ／ｍｍ以上が好ましく、７０ｋＶ／ｍｍ以上がより好ましく、８０ｋＶ／ｍｍ以上がさらに好ましい。
【００６７】
＜エラストマーの製造方法＞
当該エラストマーは、ポリウレタンを主成分とするマトリックスに、上記オイルを分散させることができる方法により製造することができる。この製造方法としては、例えば、ポリウレタンを主成分とする樹脂等に、上記オイル及び必要に応じて上記他の成分を添加し混練等する方法、ポリウレタンを形成するイソシアネート及びポリオールを含む組成物に、上記オイル及び必要に応じて上記他の成分を加えて混合した後に硬化させる方法などが挙げられる。
【００６８】
＜トランスデューサ素子＞
当該トランスデューサ素子は、
当該エラストマーからなるシート体と、
このシート体の両面に積層される一対の電極と
を備える。
当該トランスデューサ素子は、上述の当該エラストマーを用いているので、プリストレイン処理無しでも優れた変形性能を発揮することができる。
【００６９】
図１のトランスデューサ素子１は、当該エラストマーからなるシート体２と、このシート体２の両面に積層される一対の電極３ａ及び３ｂとを備えている。
【００７０】
当該トランスデューサ素子は、例えば、アクチュエータ、ジェネレータ（発電素子）、センサ、スピーカー、マイクロホン等として、好適に用いることができる。
【００７１】
上記シート体２の厚みについては、トランスデューサ素子の用途等に応じて適宜選択することができる。例えば、当該トランスデューサ素子をアクチュエータとして用いる場合には、低電圧駆動や小型化等の観点からシート体２の厚みは薄い方が好ましいが、シート体２の平均厚みとして、例えば、１μｍ以上１，０００μｍ以下であり、５μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。シート体２の平均厚みは、シート体２の任意の１０点における厚みの平均値である。
【００７２】
上記一対の電極３ａ及び３ｂとしては特に限定されず、例えばカーボンブラック、カーボンナノチューブ等の炭素材料、金属などからなる導電材に、必要に応じてバインダーとして樹脂等を混合した導電性ペースト、導電性塗料などを塗布した電極等が挙げられる。
【００７３】
当該トランスデューサ素子のアクチュエータとしての最大変形率（面積率）の下限としては、１０％が好ましく、１５％がより好ましく、１８％がさらに好ましく、２０％が特に好ましい。上記最大変形率（面積率）は、数値が大きいほど好ましい。なお、上記最大変形率（面積率）は、実施例に記載した方法で測定した値である。
【００７４】
当該トランスデューサ素子のアクチュエータとしての最大変形率（圧縮率）の下限としては、１０％が好ましく、１３％がより好ましく、１５％がさらに好ましく、１６％が特に好ましい。上記最大変形率（圧縮率）は、数値が大きいほど好ましい。なお、上記最大変形率（圧縮率）は、実施例に記載した方法で測定した値である。
【００７５】
当該トランスデューサ素子のジェネレータとしての発生エネルギーの下限としては、１ｍＪが好ましく、２ｍＪがより好ましく、２．５ｍＪがさらに好ましい。上記発生エネルギーは、数値が大きいほど好ましい。なお、上記発生エネルギーは、実施例に記載した方法で測定した値である。
【実施例】
【００７６】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱することがない限り、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７７】
＜エラストマーの合成＞
実施例及び比較例のエラストマーの合成に用いた各原料を以下に示す。
［イソシアネート］
デスモジュールＩ（住化バイエルウレタン製）：（イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）
【００７８】
［ポリオール］
エポール（出光興産製）：ポリイソプレン水添構造を有するポリオレフィン系ジオール（数平均分子量：２，５００、水酸基含有量：０．９ｍｏｌ／ｋｇ、水酸基価：５０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ）
【００７９】
［オイル］
Ａ−１：ハイルーブＬＢ−１００（ＭＯＲＥＳＣＯ製）（複数の炭素数１２及び／又は炭素数１４のアルキル基で置換されたジフェニルエーテル）
Ａ−２：ハイルーブＬＢ−１５（ＭＯＲＥＳＣＯ製）（１つの炭素数１２及び／又は炭素数１４のアルキル基で置換されたジフェニルエーテル）
ａ−１：Ｄｙｒａｓｙｎ−１４８（ＩＮＥＯＳ製）（ポリα−オレフィン）
ａ−２：出光トランスフォーマーオイルＧ（出光興産製）（鉱物油系）
【００８０】
［硬化促進触媒］
Ｆｏｍｒｅｚ  ｃａｔａｌｙｓｔ  ＵＬ−２８（ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ製）（ジメチルスズジネオデカノエート）
【００８１】
［無機フィラー］
ＢＴ−０５（堺化学製）（チタン酸バリウム（水熱合成品））（粒子径０．５μｍ）
【００８２】
［実施例１］
ポリオールとしての「エポール」４０質量部及びオイルとしての（Ａ−１）１０質量部を計量し、自転公転ミキサー（ＴＨＩＮＫＹ製）を用いて２，０００ｒｐｍで３分間攪拌混合した。次に、得られた混合物に硬化促進触媒としての「ＵＬ−２８」０．０３質量部を添加し、上記自転公転ミキサーで１．５分間攪拌した。次いで、イソシアネートとしての「デスモジュールＩ」３．１７質量部を添加し、上記自転公転ミキサーで３分間攪拌し、１．５分間脱泡した後、成形装置（最終厚みが５０μｍになるように隙間を調整したもの）に注入し、保護フィルムでサンドイッチ状にして搬送しつつ、炉内温度１１０℃、炉内時間３０分間の条件で架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのロール巻きシートを得た。その後、８０℃に調節した炉で１２時間後架橋させることにより、エラストマー（Ｅ−１）を厚み５０μｍのシート状物として得た。
【００８３】
［実施例２〜１０及び比較例１〜６］
下記表１に示す種類及び配合量の各原料を用いた以外は、実施例１と同様にして、エラストマー（Ｅ−２）〜（Ｅ−１０）及び（ＣＥ−１）〜（ＣＥ−６）を得た。
【００８４】
［実施例１１］
実施例４において、ポリオール及びオイルを混合した後に、さらに無機フィラーとしての「ＢＴ−０５」（チタン酸バリウム）３８．６質量部を加えてアジターで攪拌混合してから、上記自転公転ミキサーを用いて２，０００ｒｐｍで１．５分間攪拌した後、１．５分間脱泡させた以外は実施例４と同様にして、エラストマー（Ｅ−１１）を得た。
【００８５】
［比較例７］
シリコーンゴム「ＫＥ−１３０８」（信越シリコーン製）１００質量部に、硬化剤としてのＣＡＴ−１３００Ｌ−４（信越シリコーン製）を６質量部を加えてから、上記自転公転ミキサーを用いて、２，０００ｒｐｍで１．５分撹拌してから１．５分間脱泡した。その後フッ素系離型処理を施したＰＥＴフィルムを用い、コーティング手法により成膜し、１２０℃で３０分間加熱して硬化させることにより、エラストマー（ＣＥ−７）を得た。
【００８６】
［比較例８］
ＥＰＤＭ（エスプレン６００Ｆ、住友化学製）１００質量部に、パーオキサイド架橋剤としてのパークミルＤ（日本油脂製）１．１質量部を添加し、ロール混練した生ゴムを得た。この生ゴムを１６０℃で２０分間プレス成型して架橋させることにより、エラストマー（ＣＥ−８）を厚み１００μｍのシート状物として得た。
【００８７】
［比較例９］
アクリル粘着テープ（「Ｙ−４９１０Ｊ」（３Ｍ製）のアクリルフォームからなる基材シート部分（厚み１ｍｍ）を、エラストマー（ＣＥ−９）とした。
【００８８】
下記表１に、上記各エラストマーの合成に用いたイソシアネート、ポリオール、オイル、無機フィラー及び硬化促進触媒の使用量、ＮＣＯ  Ｉｎｄｅｘ、並びにオイル含有量の値を示す。なお、表１中の※１〜※３は、上記比較例７〜９に示すように、他の方法を用いて合成したことを示す。
【００８９】
＜評価＞
上記得られた各エラストマーについて、下記評価を、下記方法に従い行った。評価結果を表１に合わせて示す。
【００９０】
＜機械物性＞
［硬さ］
（Ｄｕｒｏ  Ａ硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度））
ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠して、厚み１２．５ｍｍの試験片を用い、タイプＡデュロメータを用いて、２３℃において測定した。
【００９１】
（Ａｓｋａｒ  Ｃ硬度（ＪＩＳ−Ｃ硬度））
ＪＩＳ−Ｋ７３２１に準拠して、厚み１２．５ｍｍの試験片を用い、タイプＣデュロメータを用いて、２３℃において測定した。
【００９２】
［動的粘弾性（ｔａｎδ）］
ＦＴレオスペクトラー（ＤＶＥ−Ｖ４、レオロジー製）を用い、室温、１０Ｈｚ、歪０．０５％の条件で測定した。なお、表１の動的粘弾性の項における「−」は、測定しなかったことを示す。
【００９３】
＜電気物性＞
［体積抵抗率］
ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠して、高抵抗率計（ハイレスタＭＣＰ−ＨＴ４５０型、三菱化学製）を用い、印加電圧５００Ｖで測定した。なお、表１の体積抵抗率の項における「−」は、測定しなかったことを示す。
【００９４】
［比誘電率］
２０ｍｍΦの円盤状の電極２枚でエラストマーのフィルムを挟み、ＬＣＲメータ（ハイテスタ３５２２−５０、日置電機製）を用いて、１ｋＨｚの測定周波数で静電容量を測定した。この静電容量の測定値と、上記電極の面積とエラストマーのフィルムの厚みとから比誘電率を算出した。
【００９５】
［絶縁破壊電圧］
ＪＩＳ−Ｃ２１１０に準拠して、上部電極として直径２０ｍｍの球形電極を、下部電極として縁端部に半径２．５ｍｍの丸みを付けた直径２５ｍｍの円板電極をそれぞれ用い、エラストマーのフィルムを挟んで直流電圧を印加し、短時間法により測定した。
【００９６】
【表１】
2014214233.tif 000004
【００９７】
表１の結果からわかるように、実施例のエラストマーは、低硬度であり、かつ高い絶縁破壊電圧を発揮することができる。
【００９８】
＜トランスデューサ素子の作製＞
［実施例１２及び１３並びに比較例１０〜１４］
下記表２に示す種類のエラストマーを用いてＰＥＴフィルム上に厚み５０μｍの膜を形成し、これを２枚密着させて厚み１００μｍのエラストマーからなるシート体１１を得た。このシート体１１をプリストレイン処理をすることなく用い、単層カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を水／エチルアルコール混合液体中に単独で分散した分散液を上記シート体１１の両面にスプレーコーティングして、シート体１１の両面に電極１２を形成して伸縮隔膜１７（外径８０ｍｍ、内径５０ｍｍ）を作製した。そして、平面視リング形状の伸縮隔膜１７の円周縁を第１固定部１４に固定し、伸縮隔膜１７の中心部に第２固定部１５を固定して、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すダイヤフラム型のトランスデューサ素子を作製した。
【００９９】
＜評価＞
上記作製したトランスデューサ素子について、アクチュエータ、ジェネレータとしての下記各評価を下記方法に従い行った。評価結果を表２に合わせて示す。
【０１００】
［アクチュエータ］
（最大変形率）
上記ダイヤフラム型のトランスデューサ素子に対し、印加電圧を徐々に上げていき、絶縁破壊が生じる直前の変形率を最大変形率とした。
上記印加電圧は、高圧プローブ（テクトロニクス製）を用いてオシロスコープで計測した。電流は、アース極に適切な抵抗を入れ、その両端の電圧を計測することにより求めた。上記トランスデューサ素子の破壊が絶縁破壊であるか否かは、破壊時に１ｍＡ以上の電流が急激に流れ、これと同時に電圧が急激に低下する現象を計測して判断した。
（面積率）
面積率で表した最大変形率は、以下のようにして求めた。
トランスデューサ素子の中央フレーム部がゼロ点から１０ｍｍ沈み込むように錘（エラストマーの弾性率により異なり５０〜２００ｇ程度）をつり下げた。印加する電圧を徐々に上げていくと、電極間の静電引力によりシート体１１は圧縮されて面方向に伸び、トランスデューサ素子の可動部の面積が増えるので、中央フレーム部は下方に下がる。絶縁破壊が生じる直前の中央フレーム部の変位を、上方からレーザ変位計１３（ＩＬ−１００、キーエンス製）で計測し、変位量の測定値から動作部の面積（台形錐の側面積に相当）を算出し、初期面積（中央フレーム部がゼロ点から１０ｍｍ沈み込んだ状態における面積）からの面積増加率を求め、これを最大変形率（面積率）（％）とした。
（圧縮率）
圧縮率で表した最大変形率は、エラストマーの体積変化がないものと仮定して、最大変形時のエラストマーの厚みを求め、これの初期厚み（中央フレーム部がゼロ点から１０ｍｍ沈み込んだ状態における厚み）からの減少率として算出した。
【０１０１】
（絶縁破壊電圧）
絶縁破壊によりトランスデューサ素子が破壊した電圧（ｋＶ）を測定した。この破壊した電圧の測定値を、最大変形率（圧縮率）から算出したその時点でのエラストマーの厚み（ｍｍ）で除した値を、トランスデューサ素子の絶縁破壊電圧（ｋＶ／ｍｍ）とした。
【０１０２】
（変形開始電圧）
変形率（面積率）が１％となったときの電界強度（ｋＶ／ｍｍ）を、変形開始電圧とした。
【０１０３】
［ジェネレータ］
（発生エネルギー）
上記ダイアフラム型トランスデューサ素子の中央フレーム部の中央をロボシリンダに接続し、リング状の動作部の面積が１．４倍になるように変位させ、静電容量が増加した状態にした。次に、電圧を印加して充電を行った後、変位を元に戻して静電容量が減少した状態にして電圧を上昇させた。これらの操作における入力（充電）時及び出力（放電）時の電圧と電流（電気量）を計測した。
計測した電圧と電気量とから、エネルギー（Ｊ）＝１／２×電気量（Ｃ）×電圧（Ｖ）の関係により、入力エネルギーと出力エネルギーとを算出し、
発生エネルギー（Ｊ）＝出力エネルギー（Ｊ）−入力エネルギー（Ｊ）の関係から、ジェネレータとしてのトランスデューサ素子の発生エネルギーを求めた。
入力時の電圧を１００Ｖ刻みで変化させて測定を行い、各エラストマーに最適な印加電圧における発生エネルギーの値を求めた。
表２中の「×」は、入力エネルギーよりも出力エネルギーが小さく、発電になっていないことを示す。
【０１０４】
【表２】
2014214233.tif 000005
【０１０５】
表２の結果からわかるように、実施例のトランスデューサ素子は、アクチュエータとして用いた場合に、高い変形性能を発揮することができ、ジェネレータとして用いた場合に、高い発生エネルギーを得ることができる。実施例１３のトランスデューサ素子では、無機フィラー（チタン酸バリウム）を含有するエラストマーを用いることにより、誘電率を高めることができ、また、高い変形性能を維持しつつオイルの含有量を減らすことを可能としている。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明のエラストマーは、低硬度であっても絶縁破壊電圧が高い。本発明のトランスデューサ素子は、プリストレイン無しでも変形性能に優れる。従って、これらは、今後ますます小型化及び性能の向上が求められるアクチュエータ、センサ、ジェネレータ等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  トランスデューサ素子
２  シート体
３ａ、３ｂ  電極
１１  エラストマーからなるシート体
１２  電極
１３  レーザー変位計
１４  第１固定部
１５  第２固定部
１６  電極結線部
１７  伸縮隔膜
【図１】
2014214233.tif 000006
【図２】
2014214233.tif 000007