(57)【要約】      （修正有）【課題】圧電感度に優れた圧電基材を提供する。【解決手段】圧電基材１００は長尺状の内部導体１２Ａと、前記内部導体１２Ａの外周面を一端から他端にかけて、内部導体１２Ａが見えないように一方向に螺旋角度β１で螺旋状に隙間なく巻回されて被覆する長尺状の第１の圧電体１４Ａと、前記第１の圧電体１４Ａの外周に配置された外部導体１６とを備え、下記式（ａ）を満たす。静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５・・（ａ）【選択図】図１Ｂ
2018182009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の内部導体と、前記内部導体の外周面を被覆する第１の圧電体と、前記第１の圧電体の外周に配置された外部導体と、を備え、下記式（ａ）を満たす圧電基材。
静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５・・（ａ）
【請求項２】
前記第１の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
前記第１の圧電体の長さ方向と、前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
下記式（ｂ）によって求められる前記第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲である請求項１に記載の圧電基材。
配向度Ｆ＝（１８０°−α）／１８０°・・（ｂ）
（式（ｂ）中、αはＸ線回折により測定される配向由来のピークの半値幅を表す。）
【請求項３】
前記第１の圧電体は、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の安定化剤（Ｂ）を、前記ヘリカルキラル高分子（Ａ）１００質量部に対して０．０１質量部〜１０質量部含む、請求項２に記載の圧電基材。
【請求項４】
前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）が、下記式（１）で表される構造単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子である請求項２又は請求項３に記載の圧電基材。
【化１】
2018182009.tif 000008
【請求項５】
前記第１の圧電体が、長尺状であり、前記内部導体の外周面に沿って一方向に螺旋状に巻回されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧電基材。
【請求項６】
さらに、前記内部導体の外周面に沿って前記一方向とは異なる方向に巻回された長尺状の第２の圧電体を備え、
前記第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
前記第２の圧電体の長さ方向と、前記第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ｂ）によって求められる前記第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
前記第１の圧電体と前記第２の圧電体とは交互に交差された組紐構造をなし、
前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、前記第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なる請求項５に記載の圧電基材。
【請求項７】
さらに、前記内部導体の外周面に沿って巻回された絶縁体を備え、
前記第１の圧電体と前記絶縁体とは交互に交差された組紐構造をなす請求項５に記載の圧電基材。
【請求項８】
前記第１の圧電体が、前記内部導体の軸方向に対して、１５°〜７５°の角度を保持して巻回されている、請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の圧電基材。
【請求項９】
前記第１の圧電体が繊維形状を有し、
前記第１の圧電体の、前記内部導体の長軸方向と直交する断面の平均長軸径が、０．０００１ｍｍ〜１０ｍｍである請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の圧電基材。
【請求項１０】
前記第１の圧電体が長尺平板形状を有し、
前記第１の圧電体の平均厚さが０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍであり、
前記第１の圧電体の幅が０．１ｍｍ〜３０ｍｍであり、
前記第１の圧電体の平均厚さに対する前記第１の圧電体の幅の比が２以上である請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の圧電基材。
【請求項１１】
機能層をさらに備える、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の圧電基材。
【請求項１２】
前記機能層が、易接着層、ハードコート層、帯電防止層、アンチブロック層、保護層、及び電極層からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１１に記載の圧電基材。
【請求項１３】
前記機能層が電極層を含む、請求項１１又は請求項１２に記載の圧電基材。
【請求項１４】
前記第１の圧電体と、前記機能層と、が積層体の状態であり、前記積層体の一方面に表面層として前記電極層を有する、請求項１３に記載の圧電基材。
【請求項１５】
前記内部導体が錦糸線である請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の圧電基材。
【請求項１６】
前記内部導体と前記第１の圧電体との間に接着層をさらに備える請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の圧電基材。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載の圧電基材を備える力センサー。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載の圧電基材を備えるアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電基材、力センサー、及びアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヘリカルキラル高分子を含む圧電体を、センサー、アクチュエータ等の圧電デバイスへ応用をすることが検討されている。このような圧電デバイスには、フィルム形状の圧電体が用いられている。
上記圧電体におけるヘリカルキラル高分子として、ポリペプチド、ポリ乳酸系高分子等の光学活性を有する高分子を用いることが着目されている。中でも、ポリ乳酸系高分子は、機械的な延伸操作のみで圧電性を発現することが知られている。ポリ乳酸系高分子を用いた圧電体においては、ポーリング処理が不要であり、また、圧電性が数年にわたり減少しないことが知られている。
例えば、ポリ乳酸系高分子を含む圧電体として、圧電定数ｄ１４が大きく、透明性に優れる圧電体が報告されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
また、最近、圧電性を有する材料を、導体に被覆して利用する試みもなされている。
例えば、中心から外側に向って順に同軸状に配置された中心導体、圧電材料層、外側導体及び外被から構成される、ピエゾケーブルが知られている（例えば、特許文献３参照）。
また、圧電性高分子からなる繊維を導電性繊維に被覆してなる圧電単位が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９３４２３５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１０４１９６号
【特許文献３】特開平１０−１３２６６９号公報
【特許文献４】国際公開第２０１４／０５８０７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フィルム形状の圧電体（例えば、特許文献１及び２の実施例における圧電体）を、凹凸が大きい場所や変形量が大きい場所で使用した場合（例えば、ウェアラブル製品の一部又は全部として使用した場合）、変形により圧電体中に折れ、シワ等の損傷が生じ、その結果、圧電感度（例えば、圧電体をセンサーとして用いた場合のセンサー感度、及び、圧電体をアクチュエータとして用いた場合の動作感度。以下同じ。）が低下する場合がある。
また、特許文献３では、上述のように中心から外側に向って順に同軸状に配置された中心導体、圧電材料層、外側導体及び外被から構成されるピエゾケーブルが記載され、圧電材料としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が記載されている。しかし、ＰＶＤＦは経時的に圧電定数の変動が見られ、経時により圧電定数が低下する場合がある。また、ＰＶＤＦは、強誘電体であるため焦電性を有し、このため、周囲の温度変化により圧電信号出力が変動する場合がある。従って、特許文献３に記載のピエゾケーブルでは、圧電感度の安定性が不足する場合がある。
また、特許文献４には、圧電性高分子からなる繊維（以下、圧電性繊維と称する）を被覆してなる圧電単位として、例えば、圧電性繊維で作製した編組チューブや丸打組紐を導電性繊維に巻き付けてなる圧電単位が記載されている。しかし、特許文献４に記載の圧電単位では、編組チューブや丸打組紐によって圧電性繊維を構成した場合、内部導体と外部導体間に空間ができやすいため、圧電感度が不足する場合がある。従って、特許文献４に記載の圧電性繊維では、圧電感度が不足する場合がある。
【０００５】
即ち、本開示の目的は、圧電感度に優れた圧電基材、並びに、この圧電基材を用いた力センサー及びアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を達成するための具体的手段は、以下の通りである。
【０００７】
＜１＞  長尺状の内部導体と、前記内部導体の外周面を被覆する第１の圧電体と、前記第１の圧電体の外周に配置された外部導体と、を備え、下記式（ａ）を満たす圧電基材。
静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５・・（ａ）
＜２＞  前記第１の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
前記第１の圧電体の長さ方向と、前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
下記式（ｂ）によって求められる前記第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲である＜１＞に記載の圧電基材。
配向度Ｆ＝（１８０°−α）／１８０°・・（ｂ）
（式（ｂ）中、αはＸ線回折により測定される配向由来のピークの半値幅を表す。）
＜３＞  前記第１の圧電体は、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の安定化剤（Ｂ）を、前記ヘリカルキラル高分子（Ａ）１００質量部に対して０．０１質量部〜１０質量部含む、＜２＞に記載の圧電基材。
【０００８】
＜４＞  前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）が、下記式（１）で表される構造単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子である＜２＞又は＜３＞に記載の圧電基材。
【０００９】
【化１】
2018182009.tif 000003
＜５＞  前記第１の圧電体が、長尺状であり、前記内部導体の外周面に沿って一方向に螺旋状に巻回されている＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の圧電基材。
＜６＞  さらに、前記内部導体の外周面に沿って前記一方向とは異なる方向に巻回された長尺状の第２の圧電体を備え、
前記第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
前記第２の圧電体の長さ方向と、前記第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ｂ）によって求められる前記第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
前記第１の圧電体と前記第２の圧電体とは交互に交差された組紐構造をなし、
前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、前記第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なる＜５＞に記載の圧電基材。
＜７＞  さらに、前記内部導体の外周面に沿って巻回された絶縁体を備え、
前記第１の圧電体と前記絶縁体とは交互に交差された組紐構造をなす＜５＞に記載の圧電基材。
＜８＞  前記第１の圧電体が、前記内部導体の軸方向に対して、１５°〜７５°の角度を保持して巻回されている、＜５＞〜＜７＞のいずれか１つに記載の圧電基材。
＜９＞  前記第１の圧電体が繊維形状を有し、
前記第１の圧電体の、前記内部導体の長軸方向と直交する断面の平均長軸径が、０．０００１ｍｍ〜１０ｍｍである＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の圧電基材。
＜１０＞  前記第１の圧電体が長尺平板形状を有し、
前記第１の圧電体の平均厚さが０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍであり、
前記第１の圧電体の幅が０．１ｍｍ〜３０ｍｍであり、
前記第１の圧電体の平均厚さに対する前記第１の圧電体の幅の比が２以上である＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の圧電基材。
＜１１＞  機能層をさらに備える、＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載の圧電基材。
＜１２＞  前記機能層が、易接着層、ハードコート層、帯電防止層、アンチブロック層、保護層、及び電極層からなる群より選択される少なくとも１種である＜１１＞に記載の圧電基材。
＜１３＞  前記機能層が電極層を含む、＜１１＞又は＜１２＞に記載の圧電基材。
＜１４＞  前記第１の圧電体と、前記機能層と、が積層体の状態であり、前記積層体の一方面に表面層として前記電極層を有する、＜１３＞に記載の圧電基材。
＜１５＞  前記内部導体が錦糸線である＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の圧電基材。
＜１６＞  前記内部導体と前記第１の圧電体との間に接着層をさらに備える＜１＞〜＜１５＞のいずれか１つに記載の圧電基材。
【００１０】
＜１７＞  ＜１＞〜＜１６＞のいずれか１つに記載の圧電基材を備える力センサー。
【００１１】
＜１８＞  ＜１＞〜＜１６＞のいずれか１つに記載の圧電基材を備えるアクチュエータ。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、圧電感度に優れた圧電基材、並びに、この圧電基材を用いた力センサー及びアクチュエータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】第１実施形態に係る圧電基材を構成する同軸線構造体の側面図である。
【図１Ｂ】第１実施形態に係る圧電基材の側面図である。
【図１Ｃ】図１ＢのＸ−Ｘ’線断面図である。
【図２Ａ】第２実施形態に係る圧電基材を構成する同軸線構造体の側面図である。
【図２Ｂ】第２実施形態に係る圧電基材の側面図である。
【図３】実施例１の同軸線構造体の写真及び同軸線構造体に更に外部導体を配置した状態を示すＩ−Ｉ線に沿った模式断面図である。
【図４】比較例１の同軸線構造体の写真及び同軸線構造体に更に外部導体を配置した状態を示すII−II線に沿った模式断面図である。
【図５】比較例２の同軸線構造体の写真及び同軸線構造体に更に外部導体を配置した状態を示すIII−III線に沿った模式断面図である。
【図６】本開示の圧電基材において、静電容量理論値の算出方法を説明するための同軸線構造体の模式図である。
【図７】第４実施形態に係る圧電基材を示す斜視図であり、矢印Ｘ１方向のねじり力が印加されたときのＰＬＬＡの分極方向を示す図である。
【図８】第４実施形態に係る圧電基材を示す斜視図であり、矢印Ｘ２方向のねじり力が印加されたときのＰＬＬＡの分極方向を示す図である。
【図９】第５実施形態に係る圧電基材を示す斜視図であり、矢印Ｘ１方向のねじり力が印加されたときのＰＤＬＡの分極方向を示す図である。
【図１０】第５実施形態に係る圧電基材を示す斜視図であり、矢印Ｘ２方向のねじり力が印加されたときのＰＤＬＡの分極方向を示す図である。
【図１１Ａ】粘着テープを用いて平板を貼り付けた第１実施形態に係る圧電基材を示す概略図である。
【図１１Ｂ】粘着テープを用いて平板を貼り付けた第１実施形態に係る圧電基材を押圧したときの概略図である。
【図１２】粘着テープを用いて平板を貼り付けた第１実施形態に係る圧電基材の一例である。
【図１３】接着剤を用いて平板を貼り付けた第１実施形態に係る圧電基材の一例である。
【図１４】本開示の実施形態に係る力センサーの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施形態について説明する。本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。
本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、長尺平板状の圧電体（第１の圧電体及び第２の圧電体）の「主面」とは、長尺平板状の圧電体の厚さ方向に直交する面（言い換えれば、長さ方向及び幅方向を含む面）を意味する。
本明細書中において、部材の「面」は、特に断りが無い限り、部材の「主面」を意味する。
本明細書において、厚さ、幅、及び長さは、通常の定義どおり、厚さ＜幅＜長さの関係を満たす。
本明細書において、２つの線分のなす角度は、０°以上９０°以下の範囲で表す。
本明細書において、「フィルム」は、一般的に「フィルム」と呼ばれているものだけでなく、一般的に「シート」と呼ばれているものをも包含する概念である。
本明細書において、「ＭＤ方向」とはフィルムの流れる方向（Machine Direction）、すなわち、延伸方向であり、「ＴＤ方向」とは、前記ＭＤ方向と直交し、フィルムの主面と平行な方向（Transverse Direction）である。
本明細書において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
【００１５】
〔圧電基材〕
本開示の圧電基材は、長尺状の内部導体と、前記内部導体の外周面を被覆する第１の圧電体と、前記第１の圧電体の外周に配置された外部導体と、を備え、下記式（ａ）を満たす。
静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５・・（ａ）
【００１６】
ここで、上記式（ａ）中の「静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５」とは、圧電基材の静電容量測定値が、従来のものに比べ大きいことを示している。
本開示の圧電基材では、上記式（ａ）を満たすことにより、圧電基材に張力（ねじり力等であってもよい。以下同様である）を印加したときに、上記式（ａ）を満たさない圧電基材に比べ発生電荷量が増加する。その結果、圧電感度に優れた圧電基材が実現される。
また、本開示の圧電基材は、第１の圧電体の外周に外部導体を備えるので、静電シールドすることが可能な構造体である。これにより、外部の静電気の影響による、内部導体の電圧変化が抑制されやすい。
なお、「外周」とは、第１の圧電体の外周部分を意味する。
【００１７】
まず、上記式（ａ）中の「静電容量理論値」の算出方法について、図６を参照しながら説明する。
図６は、本開示の圧電基材において、静電容量理論値の算出方法を説明するための同軸線構造体の模式図である。
導体には電荷を蓄える機能がある。どの程度の電荷を蓄えることができるかを表す量を静電容量と言い、下記式１のように単位電圧あたりに蓄えられる電荷量で定義される。
【００１８】
式１：Ｃ＝Ｑ／Ｖ
式１中、Ｃは静電容量［Ｆ］、Ｑは電荷量［Ｃ］、Ｖは電圧［Ｖ］を表す。
【００１９】
図６に示す同軸線構造体３０を、本開示における内部導体３２及び第１の圧電体３４からなる同軸線構造体であると仮定した場合、同軸線構造体３０の単位長さ当りの静電容量理論値［Ｆ／ｍ］は、下記式２で表される。なお、内部導体３２及び第１の圧電体３４の長さはどちらもＬ［ｍ］とする。
本開示の圧電基材では、下記式２により算出される値を、上記式（ａ）中の圧電基材の「静電容量理論値」として用いる。
【００２０】
式２  ：Ｃ＝２πε０εＳ／ｌｎ（ｂ／ａ）
Ｃ  ：単位長さ当りの静電容量［Ｆ／ｍ］
ａ  ：内部導体３２の平均半径［ｍ］
ｂ  ：内部導体３２の平均半径［ｍ］と第１の圧電体３４の平均厚さＴ［ｍ］との合計の長さ
ε０  ：真空の誘電率（８．８５×１０−１２）［Ｆ／ｍ］
εＳ  ：第１の圧電体３４の比誘電率［−］
【００２１】
上記式（ａ）中の「静電容量測定値」の測定方法について説明する。
上記式（ａ）中の「静電容量測定値」は、横河ヒューレットパッカード社製プレシジョンＬＣＲメータ ＨＰ ４２８４Ａを用いて測定される値とする。
なお、測定条件については実施例の項で記載する。
【００２２】
上記式２中の「第１の圧電体３４の平均厚さＴ」の測定方法について説明する。
上記第１の圧電体３４の平均厚さＴは、本開示の圧電基材を用いて以下の方法により測定される値とする。
圧電基材の長軸方向と直交する任意の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によって観察し、上記断面における任意の６箇所について第１の圧電体の厚さを測定し、その平均値を第１の圧電体の平均厚さＴとする。
即ち、第１の圧電体の平均厚さＴとは、内部導体及び第１の圧電体間の隙間、並びに、第１の圧電体及び外部導体間の隙間（つまり内部導体及び外部導体間の隙間）を考慮せずに算出される値を意味する。
また、第１の圧電体が他の部材（例えば、第２の圧電体、絶縁体など）と組紐構造をなす場合、組紐構造の表面は膨らんでいる部分（凸部分）と凹んでいる部分（凹部分）が存在する。このようなときは、圧電基材の長軸方向と直交する任意の断面を観察する際、組紐構造の凸部分に相当する任意の３箇所と凹部分に相当する任意の３箇所の厚さ（つまり組紐構造の厚さ）をそれぞれ測定し、その平均値を第１の圧電体の平均厚さＴとする。
【００２３】
上記式２中の「内部導体３２の平均半径ａ」の測定方法について説明する。
上記内部導体３２の平均半径ａは、本開示の圧電基材を用いて以下の方法により測定される値とする。
まず、内部導体の平均直径を測定する。具体的には、圧電基材の長軸方向と直交する任意の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によって観察し、上記断面における内部導体の最大の直径と最小の直径との和を２で割った値を「内部導体の平均直径」とする。内部導体３２の平均半径ａは、上記「内部導体の平均直径」を２で割った値とする。
【００２４】
本開示の圧電基材では、上記のようにして算出した内部導体の平均半径を、上記式２中の「ａ」とし、内部導体の平均半径及び第１の圧電体の平均厚さＴの合計の長さを、上記式２中の「ｂ」とする。
【００２５】
ここで、本開示の圧電基材は、「静電容量測定値／静電容量理論値」が０．５以上であるが、圧電感度をより向上させる観点から、「静電容量測定値／静電容量理論値」は０．６以上が好ましく、０．７以上がより好ましい。
なお、「静電容量測定値／静電容量理論値」の上限は、１であることがよいが、圧電基材の製造適性の観点から、０．９５以下であることが好ましく、０．９以下であることがより好ましく、０．８以下であることがより好ましい。
【００２６】
本開示において、静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５を満たす圧電基材は、内部導体の外周面への第１の圧電体の被覆方法を調整することで得られやすい。
第１の圧電体の被覆方法としては、内部導体の外周面に対し、内部導体が見えないように、かつ隣接する第１の圧電体同士が重ならないように第１の圧電体を被覆（好ましくは一方向に螺旋状に巻回）することが好ましい。
これにより、内部導体及び外部導体間に、第１の圧電体より比誘電率が低い空気層（隙間）が形成されにくくなるため、静電容量がより大きくなりやすい（上記式２参照）。
より詳細には、内部導体の外周面に対し、第１の圧電体を、内部導体が見えないように、かつ隣接する第１の圧電体同士が重ならないように被覆することにより、内部導体及び外部導体間の隙間が小さく調整されるため、静電容量測定値が静電容量理論値により近づきやすくなる。その結果、静電容量が大きくなり、圧電感度が向上する。
また、上記被覆方法において、内部導体の外周面に対して第１の圧電体を一方向に螺旋状に巻回する場合、第１の圧電体の巻き数を調整することが好ましい。これにより、内部導体の露出が抑えやすくなるので、静電容量をより大きくすることができる。
なお、第１の圧電体の巻き数は、内部導体の直径や、第１の圧電体の厚さ及び幅などに応じて適宜選択すればよい。
【００２７】
次に、本開示の圧電基材の好ましい態様について説明する。
【００２８】
本開示の圧電基材において、
第１の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第１の圧電体の長さ方向と、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
下記式（ｂ）によって求められる第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であることが好ましい。
配向度Ｆ＝（１８０°−α）／１８０°・・（ｂ）
（式（ｂ）中、αはＸ線回折により測定される配向由来のピークの半値幅を表す。）
【００２９】
ここで、第１の圧電体の配向度Ｆは、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の配向の度合いを示す指標であり、例えば、広角Ｘ線回折装置（リガク社製 ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ、３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）により測定されるｃ軸配向度である。
なお、第１の圧電体の配向度Ｆの測定方法の例は、後述の実施例に示すとおりである。
【００３０】
より詳細には、上記態様の圧電基材では、第１の圧電体がヘリカルキラル高分子（Ａ）を含むこと、第１の圧電体の長さ方向とヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向とが略平行であること、及び、第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満であることにより圧電性が発現される。
これにより、圧電基材に例えば張力を印加した場合に、より発生電荷量が増加する。
【００３１】
また、本開示の圧電基材において、第１の圧電体は、長尺状であり、内部導体の外周面に沿って一方向に螺旋状に巻回されていることが好ましい。
ここで、「一方向」とは、本開示の圧電基材を内部導体の軸方向の一端側から見たときに、第１の圧電体が内部導体の手前側から奥側に向かって巻回されている方向をいう。具体的には、右方向（右巻き、即ち時計周り）又は左方向（左巻き、即ち反時計周り）をいう。
【００３２】
また、第１の圧電体が長尺状であることにより、内部導体の軸方向に対して、第１の圧電体が螺旋角度βを保持して一方向に螺旋状に配置されやすくなる。
ここで、「螺旋角度β」とは、内部導体の軸方向と、内部導体の軸方向に対して第１の圧電体が配置される方向（第１の圧電体の長さ方向）とがなす角度を意味する。
これにより、例えば、圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が、圧電基材の径方向に発生しやすくなる。この結果、効果的に張力に比例した電圧信号（電荷信号）が検出され、圧電感度が向上しやすい。
さらに、本開示の圧電基材は、同軸ケーブルに備えられる内部構造と同一の同軸線構造体（内部導体及び誘電体）を備えるため、例えば、上記圧電基材を同軸ケーブルに適用した場合、電磁シールド性が高く、ノイズに強い構造となり得る。
【００３３】
本開示の圧電基材において、圧電感度を向上する観点から、第１の圧電体は、内部導体の軸方向に対して、１５°〜７５°（４５°±３０°）の角度（つまり螺旋角度β）を保持して巻回されていることが好ましく、３５°〜５５°（４５°±１０°）の角度を保持して巻回されていることがより好ましい。
これにより、圧電基材の長さ方向に張力（応力）が印加されたときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わりやすく、圧電基材の径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が生じやすい。
また、本開示の圧電基材では、第１の圧電体を一方向に螺旋状に配置することにより、圧電基材の長さ方向に張力（応力）が印加されたときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わり、圧電基材の径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が生じる。その分極方向は、螺旋状に巻回された第一の圧電体を、その長さ方向に対して平面と見做せる程度の微小領域の集合体とみなした場合、その構成する微小領域の平面に、張力（応力）に起因したずり力がヘリカルキラル高分子に印加された場合、圧電定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向と略一致する。
具体的には、例えばポリ乳酸においては、分子構造が左巻き螺旋構造からなるＬ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ）の場合、ＰＬＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、内部導体に対して、左巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。また、これとは逆にＰＬＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、内部導体に対して、右巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加された場合、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。
【００３４】
また、例えば分子構造が右巻き螺旋構造からなるＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ）の場合、ＰＤＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、内部導体に対して、左巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に略平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。また、これとは逆にＰＤＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、内部導体に対して、右巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。
これにより、圧電基材の長さ方向に張力が印加された際、螺旋状に配置された第１の圧電体の各部位において、張力に比例した電位差が位相の揃った状態で発生するため、効果的に張力に比例した電圧信号が検出されると考えられる。
これにより、圧電感度により優れた圧電基材が得られやすい。
また、本開示の圧電基材は、内部導体に対して、圧電体を右巻きに螺旋状に巻回し、かつ一部の圧電体を左巻きに螺旋状に巻回した構造体を含むものであってもよい。一部の圧電体を左巻きに螺旋状に巻回した場合、圧電感度の低下を抑制する観点から、左巻きの割合は全体（右巻き及び左巻きの合計）に対して５０％未満であることが好ましい。
また、本開示の圧電基材は、内部導体に対して、圧電体を左巻きに螺旋状に巻回し、かつ一部の圧電体を右巻きに螺旋状に巻回した構造体を含むものであってもよい。一部の圧電体を右巻きに螺旋状に巻回した場合、圧電感度の低下を抑制する観点から、右巻きの割合は全体（右巻き及び左巻きの合計）に対して５０％未満であることが好ましい。
【００３５】
ここで、第１の圧電体の長さ方向と、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であることは、第１の圧電体が長さ方向への引張に強い（即ち、長さ方向の引張強度に優れる）という利点を有する。従って、第１の圧電体を、内部導体に対して一方向に螺旋状に巻回しても破断しにくくなる。
更に、第１の圧電体の長さ方向と、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であることは、例えば、延伸された圧電フィルムをスリットして第１の圧電体（例えばスリットリボン）を得る際の生産性の面でも有利である。
本明細書中において、「略平行」とは、２つの線分のなす角度が、０°以上３０°未満（好ましくは０°以上２２．５°以下、より好ましくは０°以上１０°以下、更に好ましくは０°以上５°以下、特に好ましくは０°以上３°以下）であることを指す。
また、本明細書中において、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向とは、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主たる配向方向を意味する。ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、第１の圧電体の配向度Ｆを測定することによって確認できる。
また、原料を溶融紡糸した後にこれを延伸して、第１の圧電体を製造する場合、製造された第１の圧電体におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。主延伸方向とは、延伸方向を指す。
同様に、フィルムの延伸及び延伸されたフィルムのスリットを形成して第１の圧電体を製造する場合、製造された第１の圧電体におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。ここで、主延伸方向とは、一軸延伸の場合には延伸方向を指し、二軸延伸の場合には、延伸倍率が高い方の延伸方向を指す。
【００３６】
また、本開示の圧電基材は、さらに、内部導体の外周面に沿って前記一方向とは異なる方向に螺旋状に巻回された長尺状の第２の圧電体を備え、
第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第２の圧電体の長さ方向と、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ｂ）によって求められる第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
第１の圧電体と第２の圧電体とは交互に交差された組紐構造をなし、
第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なることも好ましい。
これにより、例えば、圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の両方に分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材の径方向である。
これにより、より効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。この結果、圧電感度がより向上しやすい。
また、第１の圧電体と第２の圧電体とで組紐構造を形成することより、組紐構造を形成しない場合に比べ、圧電基材が屈曲変形させるような力が働いた際にも、しなやかに屈曲変形し易くなる。そのため、上記組紐構造を有する圧電基材は３次元平面に沿わすような、例えばウェアラブル製品（例えば、圧電織物、圧電編物、圧電デバイス、力センサー、生体情報取得デバイス等）の一構成部材として好適に使用できる。
ただし、静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５を満たす観点から、第１の圧電体及び第２の圧電体間の隙間は小さい方が好ましい。
【００３７】
また、本開示の圧電基材は、さらに、内部導体の外周面に沿って巻回された絶縁体を備え、
第１の圧電体と絶縁体とは交互に交差された組紐構造をなすことも好ましい。
これにより、圧電基材の屈曲変形時において、第１の圧電体が内部導体に対して一方向に巻回した状態が保持されやすくなる。
ただし、第１の圧電体に張力がかかりやすくなる観点から、第１の圧電体及び絶縁体間の隙間は小さい方が好ましい。
【００３８】
次に、本開示の圧電基材に含まれる内部導体、第１の圧電体、及び外部導体などについて説明する。
【００３９】
＜内部導体＞
圧電基材における内部導体は、信号線導体であることが好ましい。信号線導体とは、第１の圧電体から効率的に電気的信号を検出するための導体を意味する。より具体的には、圧電基材に張力が印加されたときに、印加された張力に応じた電圧信号（電荷信号）を検出するための導体である。
【００４０】
内部導体は、芯材と、芯材の周囲を被覆する導体Ａとを備えるコード状の物体を用いることができる。このような構成の内部導体は、錦糸線とも称される。
また、内部導体として導電性繊維を用いることもできる。導電性繊維としては、導電性を示すものであればよく、公知のあらゆるものが用いられ、例えば、金属繊維、導電性高分子からなる繊維、炭素繊維、繊維状もしくは粒状の導電性フィラーを分散させた高分子からなる繊維、又は繊維状物の表面に導電性を有する層を設けた繊維が挙げられる。繊維状物の表面に導電性を有する層を設ける方法としては、金属コート、導電性高分子コート、導電性繊維の巻付けなどが挙げられる。なかでも金属コートが導電性、耐久性、柔軟性などの観点から好ましい。金属をコートする具体的な方法としては、蒸着、スパッタ、電解メッキ、無電解メッキなどが挙げられるが、生産性などの観点から電解メッキ又は無電解メッキが好ましい。このような金属がメッキされた繊維は金属メッキ繊維ということができる。
【００４１】
芯材と導体Ａの種類を適切に選択することで、高い屈曲性や可とう性（例えば、衣服に内装するウェアラブルセンサー等の用途）に好適な圧電基材を得ることができる。
【００４２】
内部導体として具体的には、例えば、綿糸等の短繊維を撚糸した繊維、ポリエテステル糸、ナイロン糸等の長繊維などを芯材として、その周囲に金属箔が螺旋状に巻回された構造を有するものが挙げられる。
【００４３】
芯材の周囲に金属箔を巻回して内部導体を作製する場合、金属箔は平角線状であることが好ましい。平角線状の金属箔は、金属線を圧延したり、金属箔を細幅にスリットしたりすることで作製できる。金属箔を平角線状にすることで、内部導体の周囲に巻き付けられる第１の圧電体との間の空隙を減らし、第１の圧電体への密着性を高めることができる。その結果、第１の圧電体から発生する電荷変動を検出しやすくなり、張力に対する感度がより向上する。
【００４４】
金属箔が平角線状である場合、その断面（好ましくは、矩形状断面）において、厚さに対する幅の比率は、２以上であることが好ましい。
【００４５】
金属箔の材質は特に制限されないが、銅箔が好ましい。電気伝導度の高い銅を用いることで、出力インピーダンスを低下することが可能となる。従って、圧電基材に張力が印加されたときに、張力に応じた電圧信号がより検出されやすくなる。この結果、圧電感度がより向上する傾向にある。また、銅箔は屈曲変形時に弾性変形領域の変形に収まり、塑性変形しにくくなるため、金属疲労破壊が起こりにくくなり、繰り返し屈曲耐性を著しく向上させることが可能となる。
【００４６】
内部導体における芯材は、内部導体の中心に位置し、張力を支える構造材としての機能を有する。芯材の材質、断面積等を適宜選択することで、内部導体に付与される張力、歪量等の値にあわせた設計が可能となる。
【００４７】
芯材の材質は特に制限されず、圧電基材の所望の特性に応じて選択できる。屈曲性と強度を高いレベルで両立する観点からは、天然繊維、合成繊維等の繊維（フィラメント）が挙げられる。
【００４８】
芯材の太さは特に制限されず、圧電基材の所望の特性に応じて選択できる。例えば、線外径が０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００４９】
＜第１の圧電体＞
本開示の圧電基材は、第１の圧電体を備える。
第１の圧電体は、圧電感度を向上する観点から、長尺平板形状又は繊維形状を有することが好ましい。
以下、長尺平板形状を有する圧電体（以下、長尺平板状圧電体ともいう）、及び繊維形状を有する圧電体（以下、繊維状圧電体ともいう）について順に説明する。
【００５０】
−長尺平板状圧電体−
第１の圧電体として、長尺平板状圧電体を用いることにより、内部導体に対する密着面を大きくでき、効率的に圧電効果により発生した電荷を電圧信号として検出することが可能となる。
以下、長尺平板状圧電体の寸法に関し、より詳細に説明する。
【００５１】
長尺平板状圧電体の平均厚さ（以下、単に「厚さ」ともいう）は、０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍであることが好ましい。長尺平板状圧電体の厚さが０．００１ｍｍ以上であると、充分な強度が確保される傾向にある。更に、製造適性にも優れる傾向にある。一方、長尺平板状圧電体の厚さが０．２ｍｍ以下であると、厚さ方向の変形の自由度（柔軟性）が向上する傾向にある。
【００５２】
長尺平板状圧電体の幅は、０．１ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ〜１５ｍｍであることがより好ましい。長尺平板状圧電体の幅が０．１ｍｍ以上であると、充分な強度が確保される傾向にある。更に、製造適性（例えば、後述するスリット工程における製造適性）にも優れる傾向にある。一方、長尺平板状圧電体の幅が３０ｍｍ以下であると、変形の自由度（柔軟性）が向上する傾向にある。
【００５３】
長尺平板状圧電体の厚さに対する幅の比（以下、「比〔幅／厚さ〕」ともいう）は、２以上であることが好ましい。長尺平板状圧電体の比〔幅／厚さ〕が２以上であると、主面が明確となるので、長尺平板状圧電体の長さ方向に渡って向きを揃えて外部導体を形成し易い。
【００５４】
長尺平板状圧電体の幅は、０．５ｍｍ〜１５ｍｍであることがより好ましい。長尺平板状圧電体の幅が０．５ｍｍ以上であると、強度がより向上する傾向にある。更に、長尺平板状圧電体のねじれをより抑制できるので、圧電感度及びその安定性がより向上する傾向にある。一方、長尺平板状圧電体の幅が１５ｍｍ以下であると、長尺平板状圧電体の変形の自由度（柔軟性）がより向上する傾向にある。
【００５５】
長尺平板状圧電体は、幅に対する長さの比（以下、比〔長さ／幅〕ともいう）が、１０以上であることが好ましい。長尺平板状圧電体の比〔長さ／幅〕が１０以上であると、変形の自由度（柔軟性）がより向上する。
【００５６】
長尺平板状圧電体の製造方法には特に限定はなく、公知の方法により製造することができる。
例えば、圧電フィルムから長尺平板状圧電体を製造する方法としては、原料をフィルム状に成形して未延伸フィルムを得、得られた未延伸フィルムに対し、延伸及び結晶化を施し、得られた圧電フィルムをスリットする（圧電フィルムを長尺状にカットする）ことにより得ることができる。
また、公知のフラットヤーン製法を用いて長尺平板状圧電体を製造してもよい。例えば、インフレーション成形により得られた幅広のフィルムをスリットして細幅のフィルムにした後、熱板延伸、ロール延伸等による延伸、及び結晶化を施すことにより、長尺平板状圧電体を得てもよい。
なお、上記延伸及び結晶化は、いずれが先であってもよい。また、未延伸フィルムに対し、予備結晶化、延伸、及び結晶化（アニール）を順次施す方法であってもよい。延伸は、一軸延伸であっても二軸延伸であってもよい。二軸延伸の場合には、好ましくは一方（主延伸方向）の延伸倍率を高くする。
圧電フィルムの製造方法については、特許第４９３４２３５号公報、国際公開第２０１０／１０４１９６号、国際公開第２０１３／０５４９１８号、国際公開第２０１３／０８９１４８号、等の公知文献を適宜参照できる。
【００５７】
−繊維状圧電体−
第１の圧電体として、繊維状圧電体を用いることにより、より柔軟性と可撓性に優れた形態として利用することができ、効率的に圧電効果により発生した電荷を電圧信号として検出することが可能となる。
繊維形状としては特に制限はないが、例えば、単繊維の形状、繊維束（複数の繊維からなる束）の形状が挙げられる。
以下、繊維状圧電体の寸法に関し、より詳細に説明する。
繊維状圧電体の、内部導体の長軸方向と直交する断面の平均長軸径（以下、単に「長軸径」ともいう）は、圧電感度を向上する観点から、０．０００１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、０．００１ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましく、０．００２ｍｍ〜１ｍｍであることが更に好ましい。
繊維状圧電体の長軸径が０．０００１ｍｍ以上であると、強度がより向上する傾向にある。一方、繊維状圧電体の長軸径が１０ｍｍ以下であると、繊維状圧電体の変形の自由度（柔軟性）がより向上する傾向にある。
ここで、「断面の長軸径」は、繊維状圧電体の断面が円形状である場合、「直径」に相当する。
繊維状圧電体の断面が円形とは異なる形状である場合、「断面の長軸径」は、断面における最も長い距離とする。
繊維状圧電体が繊維束からなる圧電体の場合、「断面の長軸径」とは、繊維束からなる圧電体の断面の長軸径とする。
具体的に、繊維状圧電体としては、例えば、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸が挙げられる。
【００５８】
・モノフィラメント糸
モノフィラメント糸の単糸繊度は、好ましくは３ｄｔｅｘ〜３０ｄｔｅｘであり、より好ましくは５ｄｔｅｘ〜２０ｄｔｅｘである。
単糸繊度が３ｄｔｅｘ未満になると、織物準備工程や製織工程において糸を取り扱うことが困難となる。一方、単糸繊度が３０ｄｔｅｘを超えると、糸間で融着が発生し易くなる。
モノフィラメント糸は、コストの点を考慮すれば直接的に紡糸、延伸して得ることが好ましい。なお、モノフィラメント糸は入手したものであってもよい。
【００５９】
・マルチフィラメント糸
マルチフィラメント糸の総繊度は、好ましくは３０ｄｔｅｘ〜６００ｄｔｅｘであり、より好ましくは１００ｄｔｅｘ〜４００ｄｔｅｘである。
マルチフィラメント糸は、例えば、スピンドロー糸などの一工程糸の他、ＵＤＹ（未延伸糸）やＰＯＹ（高配向未延伸糸）などを延伸して得る二工程糸のいずれもが採用可能である。なお、マルチフィラメント糸は入手したものであってもよい。
ポリ乳酸系モノフィラメント糸、ポリ乳酸系マルチフィラメント糸の市販品としては、東レ製のエコディア（Ｒ）ＰＬＡ、ユニチカ製のテラマック（Ｒ）、クラレ製プラスターチ（Ｒ）が使用可能である。
【００６０】
繊維状圧電体の製造方法には特に限定はなく、公知の方法により製造することができる。
例えば、繊維状圧電体としてのフィラメント糸（モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸）は、原料（例えばポリ乳酸）を溶融紡糸した後、これを延伸することにより得ることができる（溶融紡糸延伸法）。なお、紡出後において、冷却固化するまでの糸条近傍の雰囲気温度を一定温度範囲に保つことが好ましい。
また、フィラメント糸は、例えば、上記溶融紡糸延伸法で得られたフィラメント糸をさらに分繊することにより得てもよい。
【００６１】
（ヘリカルキラル高分子（Ａ））
本開示における第１の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含むことが好ましい。
ここで、「光学活性を有するヘリカルキラル高分子」とは、分子構造が螺旋構造であり分子光学活性を有する高分子を指す。
【００６２】
上記ヘリカルキラル高分子（Ａ）としては、例えば、ポリペプチド、セルロース誘導体、ポリ乳酸系高分子、ポリプロピレンオキシド、ポリ（β―ヒドロキシ酪酸）等を挙げることができる。
上記ポリペプチドとしては、例えば、ポリ（グルタル酸γ−ベンジル）、ポリ（グルタル酸γ−メチル）等が挙げられる。
上記セルロース誘導体としては、例えば、酢酸セルロース、シアノエチルセルロース等が挙げられる。
【００６３】
ヘリカルキラル高分子（Ａ）は、第１の圧電体の圧電性を向上する観点から、光学純度が９５．００％ｅｅ以上であることが好ましく、９６．００％ｅｅ以上であることがより好ましく、９９．００％ｅｅ以上であることがさらに好ましく、９９．９９％ｅｅ以上であることがさらにより好ましい。望ましくは１００．００％ｅｅである。ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度を上記範囲とすることで、圧電性を発現する高分子結晶のパッキング性が高くなり、その結果、圧電性が高くなるものと考えられる。
【００６４】
ここで、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度は、下記式にて算出した値である。
光学純度（％ｅｅ）＝１００×｜Ｌ体量−Ｄ体量｜／（Ｌ体量＋Ｄ体量）
すなわち、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度は、
『「ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕との量差（絶対値）」を「ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕との合計量」で割った（除した）数値』に、『１００』をかけた（乗じた）値である。
【００６５】
なお、ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた方法により得られる値を用いる。具体的な測定の詳細については後述する。
【００６６】
上記ヘリカルキラル高分子（Ａ）は、光学純度を上げ、圧電性を向上させる観点から、下記式（１）で表される構造単位を含む主鎖を有する高分子であることが好ましい。
【００６７】
【化２】
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【００６８】
上記式（１）で表される構造単位を主鎖とする高分子としては、ポリ乳酸系高分子が挙げられる。
ここで、ポリ乳酸系高分子とは、「ポリ乳酸（Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸から選ばれるモノマー由来の構造単位のみからなる高分子）」、「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と、該Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」、又は、両者の混合物をいう。
ポリ乳酸系高分子の中でも、ポリ乳酸が好ましく、Ｌ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ、単に「Ｌ体」ともいう）又はＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ、単に「Ｄ体」ともいう）が最も好ましい。
【００６９】
ポリ乳酸は、乳酸がエステル結合によって重合し、長く繋がった高分子である。
ポリ乳酸は、ラクチドを経由するラクチド法；溶媒中で乳酸を減圧下加熱し、水を取り除きながら重合させる直接重合法；などによって製造できることが知られている。
ポリ乳酸としては、Ｌ−乳酸のホモポリマー、Ｄ−乳酸のホモポリマー、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むブロックコポリマー、及び、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むグラフトコポリマーが挙げられる。
【００７０】
上記「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物」としては、グリコール酸、ジメチルグリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシプロパン酸、３−ヒドロキシプロパン酸、２−ヒドロキシ吉草酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、２−ヒドロキシカプロン酸、３−ヒドロキシカプロン酸、４−ヒドロキシカプロン酸、５−ヒドロキシカプロン酸、６−ヒドロキシカプロン酸、６−ヒドロキシメチルカプロン酸、マンデル酸等のヒドロキシカルボン酸；グリコリド、β−メチル−δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の環状エステル；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テレフタル酸等の多価カルボン酸及びこれらの無水物；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−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、１，９−ノナンジオール、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、テトラメチレングリコール、１，４−ヘキサンジメタノール等の多価アルコール；セルロース等の多糖類；α−アミノ酸等のアミノカルボン酸；等を挙げることができる。
【００７１】
上記「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と、該Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」としては、らせん結晶を生成可能なポリ乳酸シーケンスを有する、ブロックコポリマー又はグラフトコポリマーが挙げられる。
【００７２】
また、ヘリカルキラル高分子（Ａ）中におけるコポリマー成分に由来する構造の濃度は２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
例えば、ヘリカルキラル高分子（Ａ）が、ポリ乳酸系高分子である場合、ポリ乳酸系高分子中における、乳酸に由来する構造と、乳酸と共重合可能な化合物（コポリマー成分）に由来する構造と、のモル数の合計に対して、コポリマー成分に由来する構造の濃度が２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００７３】
ポリ乳酸系高分子は、例えば、特開昭５９−０９６１２３号公報、及び特開平７−０３３８６１号公報に記載されている乳酸を直接脱水縮合して得る方法；米国特許２，６６８，１８２号及び４，０５７，３５７号等に記載されている乳酸の環状二量体であるラクチドを用いて開環重合させる方法；などにより製造することができる。
【００７４】
さらに、上記各製造方法により得られたポリ乳酸系高分子は、光学純度を９５．００％ｅｅ以上とするために、例えば、ポリ乳酸をラクチド法で製造する場合、晶析操作により光学純度を９５．００％ｅｅ以上の光学純度に向上させたラクチドを、重合することが好ましい。
【００７５】
−重量平均分子量−
ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５万〜１００万であることが好ましい。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗが５万以上であることにより、第１の圧電体の機械的強度が向上する。上記Ｍｗは、１０万以上であることが好ましく、２０万以上であることがさらに好ましい。
一方、ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗが１００万以下であることにより、成形（例えば押出成形、溶融紡糸）によって第１の圧電体を得る際の成形性が向上する。上記Ｍｗは、８０万以下であることが好ましく、３０万以下であることがさらに好ましい。
【００７６】
また、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、第１の圧電体の強度の観点から、１．１〜５であることが好ましく、１．２〜４であることがより好ましい。さらに１．４〜３であることが好ましい。
【００７７】
なお、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）を用いて測定された値を指す。ここで、Ｍｎは、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の数平均分子量である。
以下、ＧＰＣによるヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗ及びＭｗ／Ｍｎの測定方法の一例を示す。
【００７８】
−ＧＰＣ測定装置−
Ｗａｔｅｒｓ社製ＧＰＣ−１００
−カラム−
昭和電工社製、Ｓｈｏｄｅｘ  ＬＦ−８０４
−サンプルの調製−
第１の圧電体を４０℃で溶媒（例えば、クロロホルム）へ溶解させ、濃度１ｍｇ／ｍｌのサンプル溶液を準備する。
−測定条件−
サンプル溶液０．１ｍｌを溶媒〔クロロホルム〕、温度４０℃、１ｍｌ／分の流速でカラムに導入する。
【００７９】
カラムで分離されたサンプル溶液中のサンプル濃度を示差屈折計で測定する。
ポリスチレン標準試料にてユニバーサル検量線を作成し、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出する。
【００８０】
ヘリカルキラル高分子（Ａ）の例であるポリ乳酸系高分子としては、市販のポリ乳酸を用いることができる。
市販品としては、例えば、ＰＵＲＡＣ社製のＰＵＲＡＳＯＲＢ（ＰＤ、ＰＬ）、三井化学社製のＬＡＣＥＡ（Ｈ−１００、Ｈ−４００）、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ  ＬＬＣ社製のＩｎｇｅｏＴＭ  ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、等が挙げられる。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）としてポリ乳酸系高分子を用いるときに、ポリ乳酸系高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）を５万以上とするためには、ラクチド法、又は直接重合法によりポリ乳酸系高分子を製造することが好ましい。
【００８１】
本開示における第１の圧電体は、上述したヘリカルキラル高分子（Ａ）を、１種のみ含有していてもよいし、２種以上含有していてもよい。
本開示における第１の圧電体中におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の含有量（２種以上である場合には総含有量）は、第１の圧電体の全量に対し、８０質量％以上が好ましい。
【００８２】
（安定化剤）
第１の圧電体は、更に、一分子中に、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の安定化剤（Ｂ）を含有することが好ましい。これにより、耐湿熱性をより向上させることができる。
【００８３】
安定化剤（Ｂ）としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００３９〜００５５に記載された「安定化剤（Ｂ）」を用いることができる。
【００８４】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にカルボジイミド基を含む化合物（カルボジイミド化合物）としては、モノカルボジイミド化合物、ポリカルボジイミド化合物、環状カルボジイミド化合物が挙げられる。
モノカルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、等が好適である。
また、ポリカルボジイミド化合物としては、種々の方法で製造したものを使用することができる。従来のポリカルボジイミドの製造方法（例えば、米国特許第２９４１９５６号明細書、特公昭４７−３３２７９号公報、Ｊ．０ｒｇ．Ｃｈｅｍ．２８，２０６９−２０７５（１９６３）、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  １９８１，Ｖｏｌ．８１  Ｎｏ．４、ｐ６１９−６２１）により、製造されたものを用いることができる。具体的には特許４０８４９５３号公報に記載のカルボジイミド化合物を用いることもできる。
ポリカルボジイミド化合物としては、ポリ（４，４’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド）、ポリ（１，３，５−トリイソプロピルフェニレン−２，４−カルボジイミド、等が挙げられる。
環状カルボジイミド化合物は、特開２０１１−２５６３３７号公報に記載の方法などに基づいて合成することができる。
カルボジイミド化合物としては、市販品を用いてもよく、例えば、東京化成社製、Ｂ２７５６（商品名）、日清紡ケミカル社製、カルボジライトＬＡ−１（商品名）、ラインケミー社製、Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ、Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ４００、Ｓｔａｂａｘｏｌ  I（いずれも商品名）等が挙げられる。
【００８５】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にイソシアネート基を含む化合物（イソシアネート化合物）としては、イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、等が挙げられる。
【００８６】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にエポキシ基を含む化合物（エポキシ化合物）としては、フェニルグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
【００８７】
安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量は、上述のとおり２００〜６００００が好ましく、２００〜３００００がより好ましく、３００〜１８０００がさらに好ましい。
分子量が上記範囲内ならば、安定化剤（Ｂ）がより移動しやすくなり、耐湿熱性改良効果がより効果的に奏される。
安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量は、２００〜９００であることが特に好ましい。なお、重量平均分子量２００〜９００は、数平均分子量２００〜９００とほぼ一致する。また、重量平均分子量２００〜９００の場合、分子量分布が１．０である場合があり、この場合には、「重量平均分子量２００〜９００」を、単に「分子量２００〜９００」と言い換えることもできる。
【００８８】
以下、安定化剤（Ｂ）の具体例（安定化剤Ｂ−１〜Ｂ−３）を示す。
【００８９】
【化３】
2018182009.tif 000005
【００９０】
以下、上記安定化剤Ｂ−１〜Ｂ−３について、化合物名、市販品等を示す。
・安定化剤Ｂ−１  …  化合物名は、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドである。重量平均分子量（この例では、単なる「分子量」に等しい）は、３６３である。市販品としては、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｉ」、東京化成社製「Ｂ２７５６」が挙げられる。
・安定化剤Ｂ−２  …  化合物名は、ポリ（４，４’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約２０００のものとして、日清紡ケミカル社製「カルボジライトＬＡ−１」が挙げられる。
・安定化剤Ｂ−３  …  化合物名は、ポリ（１，３，５−トリイソプロピルフェニレン−２，４−カルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約３０００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ」が挙げられる。また、重量平均分子量２００００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ４００」が挙げられる。
【００９１】
第１の圧電体が安定化剤（Ｂ）を含有する場合、上記第１の圧電体は、安定化剤を１種のみ含有してもよいし、２種以上含有してもよい。
第１の圧電体が安定化剤（Ｂ）を含む場合、安定化剤（Ｂ）の含有量は、ヘリカルキラル高分子（Ａ）１００質量部に対し、０．０１質量部〜１０質量部であることが好ましく、０．０１質量部〜５質量部であることがより好ましく、０．１質量部〜３質量部であることがさらに好ましく、０．５質量部〜２質量部であることが特に好ましい。
上記含有量が０．０１質量部以上であると、耐湿熱性がより向上する。
また、上記含有量が１０質量部以下であると、透明性の低下がより抑制される。
【００９２】
安定化剤（Ｂ）の好ましい態様としては、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有し、且つ、数平均分子量が２００〜９００の安定化剤（Ｂ１）と、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を１分子内に２以上有し、且つ、重量平均分子量が１０００〜６００００の安定化剤（Ｂ２）とを併用するという態様が挙げられる。なお、数平均分子量が２００〜９００の安定化剤（Ｂ１）の重量平均分子量は、大凡２００〜９００であり、安定化剤（Ｂ１）の数平均分子量と重量平均分子量とはほぼ同じ値となる。
安定化剤として安定化剤（Ｂ１）と安定化剤（Ｂ２）とを併用する場合、安定化剤（Ｂ１）を多く含むことが透明性向上の観点から好ましい。
具体的には、安定化剤（Ｂ１）１００質量部に対して、安定化剤（Ｂ２）が１０質量部〜１５０質量部の範囲であることが、透明性と耐湿熱性の両立という観点から好ましく、５０質量部〜１００質量部の範囲であることがより好ましい。
【００９３】
＜その他の成分＞
第１の圧電体は、必要に応じ、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の公知の樹脂；シリカ、ヒドロキシアパタイト、モンモリロナイト等の公知の無機フィラー；フタロシアニン等の公知の結晶核剤；安定化剤（Ｂ）以外の安定化剤；等が挙げられる。
無機フィラー及び結晶核剤としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００５７〜００５８に記載された成分を挙げることもできる。
【００９４】
（配向度Ｆ）
本開示における第１の圧電体の配向度Ｆは、上述したとおり、０．５以上１．０未満であることが好ましく、０．７以上１．０未満であることがより好ましく、０．８以上１．０未満であることが更に好ましい。
第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上であれば、延伸方向に配列するヘリカルキラル高分子（Ａ）の分子鎖（例えばポリ乳酸分子鎖）が多く、その結果、配向結晶の生成する率が高くなり、より高い圧電性を発現することが可能となる。
第１の圧電体の配向度Ｆが１．０未満であれば、縦裂強度が更に向上する。
【００９５】
（結晶化度）
本開示における第１の圧電体の結晶化度は、上述のＸ線回折測定（広角Ｘ線回折測定）によって測定される値である。
本開示における第１の圧電体の結晶化度は、好ましくは２０％〜８０％であり、より好ましくは２５％〜７０％であり、更に好ましくは３０％〜６０％である。
結晶化度が２０％以上であることにより、圧電性が高く維持される。結晶化度が８０％以下であることにより、第１の圧電体の透明性が高く維持される。
結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１の圧電体の原料となる圧電フィルムを延伸によって製造する際に白化や破断がおきにくいので、第１の圧電体を製造しやすい。また、結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１の圧電体の原料（例えばポリ乳酸）を溶融紡糸後に延伸によって製造する際に屈曲性が高く、しなやかな性質を有する繊維となり、第１の圧電体を製造しやすい。
【００９６】
（透明性（内部ヘイズ））
本開示における第１の圧電体において、透明性は特に要求されないが、透明性を有していてももちろん構わない。
第１の圧電体の透明性は、内部ヘイズを測定することにより評価することができる。ここで、第１の圧電体の内部ヘイズとは、第１の圧電体の外表面の形状によるヘイズを除外したヘイズを指す。
第１の圧電体は、透明性が要求される場合には、可視光線に対する内部ヘイズが５％以下であることが好ましく、透明性及び縦裂強度をより向上させる観点からは、２．０％以下がより好ましく、１．０％以下が更に好ましい。第１の圧電体の前記内部ヘイズの下限値は特に限定はないが、下限値としては、例えば０．０１％が挙げられる。
第１の圧電体の内部ヘイズは、厚さ０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍの第１の圧電体に対して、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して、ヘイズ測定機〔（有）東京電色社製、ＴＣ−ＨＩＩＩ  ＤＰＫ〕を用いて２５℃で測定したときの値である。
以下、第１の圧電体の内部ヘイズの測定方法の例を示す。
まず、ガラス板２枚の間に、シリコーンオイル（信越化学工業株式会社製信越シリコーン（商標）、型番：ＫＦ９６−１００ＣＳ）のみを挟んだサンプル１を準備し、このサンプル１の厚さ方向のヘイズ（以下、ヘイズ（Ｈ２）とする）を測定する。
次に、上記のガラス板２枚の間に、シリコーンオイルで表面を均一に塗らした複数の第１の圧電体を隙間なく並べて挟んだサンプル２を準備し、このサンプル２の厚さ方向のヘイズ（以下、ヘイズ（Ｈ３）とする）を測定する。
次に、下記式のようにこれらの差をとることにより、第１の圧電体の内部ヘイズ（Ｈ１）を得る。
内部ヘイズ（Ｈ１）＝ヘイズ（Ｈ３）−ヘイズ（Ｈ２）
ここで、ヘイズ（Ｈ２）及びヘイズ（Ｈ３）の測定は、それぞれ、下記測定条件下で下記装置を用いて行う。
測定装置：東京電色社製、ＨＡＺＥ  ＭＥＴＥＲ  ＴＣ−ＨＩＩＩＤＰＫ
試料サイズ：幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍ
測定条件：ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠
測定温度：室温（２５℃）
【００９７】
（機能層）
必要に応じ、圧電基材は機能層を備えていてもよい。機能層の種類は特に制限されず、用途に応じて選択できる。例えば、接着層、ハードコート層、帯電防止層、アンチブロック層、保護層、及び電極層からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。圧電基材が機能層を備えることで、例えば、圧電デバイス、力センサー、アクチュエータ、生体情報取得デバイスへの適用がより容易になる。機能層は、１層のみでも２層以上であってもよく、２層以上の機能層を備える場合は種類が異なる機能層を備えてもよい。
【００９８】
圧電基材が機能層を備える場合、圧電体の少なくとも一方の主面の側に機能層が設けられた状態であってもよい。圧電体の両方の主面に機能層が設けられている場合は、オモテ面側に配置される機能層及びウラ面側に配置される機能層は、同じ機能層であっても、異なる機能層であってもよい。
【００９９】
機能層の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．０１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。上記厚さの上限値は、より好ましくは６μｍ以下であり、更に好ましくは３μｍ以下である。また、下限値はより好ましくは０．０１μｍ以上であり、更に好ましくは０．０２μｍ以上である。機能層が複数の機能層からなる場合には、上記厚さは複数の機能層の厚さの合計を表す。
【０１００】
本開示の圧電基材において、機能層は、電極層を含むことが好ましい。圧電基材が電極層を備えることで、圧電基材を、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサー、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、内部導体と外部導体との接続をより簡易に行うことができる。そのため、圧電基材に張力が印加されたときに、張力に応じた電圧信号が検出されやすくなる。
【０１０１】
圧電基材が機能層を備える場合の態様としては、第１の圧電体の少なくとも一方の面に機能層が配置された積層体の状態が挙げられる。この場合、第１の圧電体と、機能層と、が積層体の状態であり、積層体の一方面に表面層として電極層を有することが好ましい。
【０１０２】
（接着層）
圧電基材は、内部導体と第１の圧電体との間に接着層を備えることが好ましい。第１の圧電体が接着層を備えることで、内部導体と第１の圧電体との相対位置がずれにくくなる。このため、第１の圧電体に張力がかかりやすくなり、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子にずり応力が印加されやすくなる。従って、効果的に張力に比例した電圧出力を内部導体（好ましくは信号線導体）から検出することが可能となる。また、接着層を備えることで、単位引張力当たりの発生電荷量の絶対値がより増加する傾向にある。
なお、本明細書において「接着」は「粘着」を包含する概念である。また、「接着層」は「粘着層」を包含する概念である。
【０１０３】
接着層を形成する接着剤の材料は、特に制限されない。例えば、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、酢酸ビニル樹脂系エマルション形接着剤、（ＥＶＡ）系エマルション形接着剤、アクリル樹脂系エマルション形接着剤、スチレン・ブタジエンゴム系ラテックス形接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、α−オレフィン（イソブテン−無水マレイン酸樹脂）系接着剤、塩化ビニル樹脂系溶剤形接着剤、ゴム系接着剤、弾性接着剤、クロロプレンゴム系溶剤形接着剤、ニトリルゴム系溶剤形接着剤等、シアノアクリレート系接着剤等を用いることが可能となる。
【０１０４】
接着層は、弾性率が第１の圧電体の弾性率と同じかそれ以上であることが好ましい。この場合は、圧電基材に印加された張力による歪（圧電歪）が接着層で緩和されにくく、第１の圧電体への歪の伝達効率が維持されやすい。そのため、圧電基材を、例えばセンサー（好ましくは力センサー）に適用した場合、センサーの感度が良好に維持される。
【０１０５】
接着層の厚さは、圧電基材と第１の圧電体との間に空隙ができず、接合強度が低下しない範囲であれば薄ければ薄い程よい。接合部位の厚さを小さくすることで、圧電基材に印加された張力による歪が接着剤部分で緩和されにくく、第１の圧電体への歪の伝達効率が維持されやすい。そのため、圧電基材を、例えばセンサー（好ましくは力センサー）に適用した場合、センサーの感度が良好に維持される。
【０１０６】
＜外部導体＞
本開示の圧電基材は、第１の圧電体の外周に配置された外部導体を備える。
本開示における外部導体は、グラウンド導体であることが好ましい。
グラウンド導体とは、信号を検出する際、例えば、内部導体（好ましくは信号線導体）の対となる導体を指す。
【０１０７】
グラウンド導体には特に限定はないが、断面形状によって、主に以下のものが挙げられる。
例えば、矩形断面を有するグラウンド導体としては、円形断面の銅線を圧延して平板状に加工した銅箔リボンや、アルミ箔リボンなどを用いることが可能である。
例えば、円形断面を有するグラウンド導体としては、銅線、アルミ線、ＳＵＳ線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、繊維に銅箔がスパイラルに巻回された錦糸線を用いることが可能である。
また、グラウンド導体として、有機導電材料を絶縁材料でコーティングしたものを用いてもよい。
また、グラウンド導体として導電性繊維を用いることもできる。導電性繊維は、既述の内部導体として適用できる導電性繊維と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
【０１０８】
グラウンド導体は、内部導体（好ましくは信号線導体）と短絡しないように、内部導体及び第１の圧電体を包むように配置されていることが好ましい。
このような内部導体の包み方としては、銅箔などを螺旋状に巻回して包む方法や、銅線などを筒状の組紐にして、その中に包みこむ方法などを選択することが可能である。
なお、内部導体の包み方は、これら方法に限定されない。内部導体を包み込むことにより、静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、内部導体の電圧変化を防ぐことが可能となる。
また、グラウンド導体の配置は、本開示における内部導体及び第１の圧電体を円筒状に包接するように配置することも好ましい形態の一つである。
【０１０９】
グラウンド導体の断面形状は、円形状、楕円形状、矩形状、異形状など様々な断面形状を適用することが可能である。特に、矩形断面は、内部導体（好ましくは信号線導体）、第１の圧電体、必要に応じて絶縁体、第２の圧電体などに対して、平面で密着することが可能となるため、効率的に圧電効果により発生した電荷を電圧信号として検出することが可能となる。
【０１１０】
＜第２の圧電体＞
本開示の圧電基材は、長尺状の第２の圧電体を備えることがある。
第２の圧電体は、第１の圧電体と同様の特性を有していることが好ましい。
即ち、第２の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第２の圧電体の長さ方向と、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ａ）によって求められる第２の圧電体の配向度Ｆは０．５以上１．０未満の範囲であることが好ましい。
第２の圧電体は、上記以外の特性においても、第１の圧電体と同様の特性を有していることが好ましい。
但し、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティについては、本開示の効果がより奏される観点から、圧電基材の態様に応じて適宜選択すればよい。
なお、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティの好ましい組み合わせの一例については、前述の第２実施形態で説明した通りである。
また、第２の圧電体は、第１の圧電体と異なる特性を有していてもよい。
【０１１１】
＜絶縁体＞
本開示の圧電基材は、絶縁体を備えることがある。例えば第２実施形態の圧電基材は、絶縁体を備えることがある。
絶縁体は、内部導体の外周面に沿って螺旋状に巻回されることが好ましい。この場合、第１の圧電体と絶縁体とは交互に交差された組紐構造をなすことが好ましい。
なお、絶縁体の巻回方向は、第１の圧電体の巻回方向と同じ方向であってもよく、異なる方向であってもよい。
第２実施形態に係る圧電基材では、第１の圧電体と絶縁体とで組紐構造を形成することにより、圧電基材が屈曲変形する時に、内部導体と外部導体の電気的短絡の発生を抑制しやすくなるという利点がある。
【０１１２】
絶縁体としては、特に限定はないが、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フッ素ゴム、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ゴム（エラストマーを含む）等が挙げられる。
絶縁体の形状は、内部導体に対する巻回の観点から、長尺形状であることが好ましい。
【０１１３】
以下、本開示の圧電基材の第１実施形態〜第５実施形態について順に説明する。
【０１１４】
〔第１実施形態〕
図１Ａに、第１実施形態に係る圧電基材を構成する同軸線構造体の側面図を示し、図１Ｂに、第１実施形態に係る圧電基材の側面図を示し、図１Ｃに、図１ＢのＸ−Ｘ’線断面図を示す。
図１Ａに示すように、圧電基材１００（図１Ｂ参照）を構成する同軸線構造体１０は、長尺状の内部導体１２Ａと、長尺状の第１の圧電体１４Ａとを備えている。
図１Ａに示すように、第１の圧電体１４Ａは、内部導体１２Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１で一端から他端にかけて、内部導体１２Ａが見えないように一方向に螺旋状に隙間なく巻回されている。
「螺旋角度β１」とは、内部導体１２Ａの軸方向Ｇ１と、内部導体１２Ａの軸方向に対する第１の圧電体１４Ａの配置方向とがなす角度を意味する。
また、同軸線構造体１０では、第１の圧電体１４Ａは、内部導体１２Ａに対して左巻きで巻回している。具体的には、同軸線構造体１０を内部導体１２Ａの軸方向の一端側（図１Ａの場合、右端側）から見たときに、第１の圧電体１４Ａは、内部導体１２Ａの手前側から奥側に向かって左巻きで巻回している。
また、図１Ａ中、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、両矢印Ｅ１で示されている。即ち、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、第１の圧電体１４Ａの配置方向（第１の圧電体１４Ａの長さ方向）とは、略平行となっている。
図１Ｂに示すように、第１実施形態に係る圧電基材１００は、図１Ａに示す同軸線構造体１０の外周に、外部導体１６が一方向に螺旋状に巻回されて配置されている。即ち、圧電基材１００は、内側から順に、長尺状の内部導体１２Ａと、長尺状の第１の圧電体１４Ａと、外部導体１６と、を備えている。
【０１１５】
以下、第１実施形態に係る圧電基材１００の作用について説明する。
例えば、圧電基材１００の長さ方向に張力が印加されると、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わり、ヘリカルキラル高分子（Ａ）は分極する。このヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極は、図１Ｃ中、矢印で示されるように、圧電基材１００の径方向（同軸線構造体１０の径方向）に生じ、その分極方向は位相が揃えられて生じると考えられる。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
特に、第１実施形態に係る圧電基材１００では、内部導体１２Ａの外周面に沿って内部導体１２Ａが見えないように、第１の圧電体１４Ａを一方向に螺旋状に隙間なく巻回しているため、内部導体１２Ａと第１の圧電体１４Ａとの密着性が高まり、内部導体１２Ａ及び外部導体１６間に隙間が形成されにくくなる。これにより、静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５（式（ａ））を満たす圧電基材１００が得られ、その結果、圧電基材１００に張力を印加したときに、上記式（ａ）を満たさない圧電基材に比べ発生電荷量が増加する。
従って、圧電基材１００によれば、圧電感度に優れたものとなる。
【０１１６】
なお、第１実施形態に係る圧電基材１００は上記形態に限定されない。例えば、圧電基材１００では、内部導体１２Ａと第１の圧電体１４Ａとの間に接着層が配置されていてもよい。これにより、圧電基材１００の長さ方向に張力が印加されても、第１の圧電体１４Ａと内部導体１２Ａとの相対位置がずれにくくなるため、第１の圧電体１４Ａに張力がより印加されやすくなる。
また、圧電基材１００においては、同軸線構造体１０の外周面に、外部導体１６を一方向に螺旋状に巻回して配置したが、外部導体１６の配置方法はこれに限定されない。即ち、外部導体１６は第１の圧電体１４Ａの外周の少なくとも一部に配置されていればよい。また、外部導体１６の巻回方向も特に限定されない。
【０１１７】
次に、第２実施形態に係る圧電基材について説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態に係る圧電基材と同一のものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１８】
〔第２実施形態〕
図２Ａに、第２実施形態に係る圧電基材を構成する同軸線構造体の側面図を示し、図２Ｂに、第２実施形態に係る圧電基材の側面図を示す。
図２Ａに示すように、圧電基材１００Ａ（図２Ｂ参照）を構成する同軸線構造体１０Ａは、長尺状の第２の圧電体１４Ｂを備えている点、及び、第１の圧電体１４Ａ及び第２の圧電体１４Ｂが組紐構造をなしている点が第１実施形態に係る圧電基材１００と異なる。
具体的には、図２Ａに示すように、同軸線構造体１０Ａは、第１の圧電体１４Ａが、内部導体１２Ａの軸方向Ｇ２に対し、螺旋角度β１で一端から他端にかけて左巻きで螺旋状に巻回され、第２の圧電体１４Ｂが螺旋角度β２で一端から他端にかけて右巻きで螺旋状に巻回され、かつ第１の圧電体１４Ａ及び第２の圧電体１４Ｂが交互に交差されて組紐構造をなしている。即ち、第１の圧電体１４Ａ及び第２の圧電体１４Ｂは、内部導体１２Ａの外周面に対し、内部導体１２Ａが見えないように組紐構造を形成している。
「右巻きで螺旋状に巻回」とは、同軸線構造体１０Ａを内部導体１２Ａの軸方向の一端側（図２Ａの場合、右端側）から見たときに、第２の圧電体１４Ｂが、内部導体１２Ａの手前側から奥側に向かって右巻きで巻回していることを意味する。
「螺旋角度β２」とは、前述の螺旋角度β１と同義である。
また、同軸線構造体１０Ａの組紐構造において、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向（両矢印Ｅ１）と、第１の圧電体１４Ａの配置方向とは、略平行となっている。同様に、第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向（両矢印Ｅ２）と、第２の圧電体１４Ｂの配置方向とは、略平行となっている。
【０１１９】
図２Ｂに示すように、第２実施形態に係る圧電基材１００Ａは、図２Ａに示す同軸線構造体１０Ａの外周面に、外部導体１６が一方向に螺旋状に巻回されて配置されている。即ち、圧電基材１００Ａは、内側から順に、長尺状の内部導体１２Ａと、組紐構造をなす第１の圧電体１４Ａ及び第２の圧電体１４Ｂと、外部導体１６と、を備えている。
【０１２０】
以下、第２実施形態に係る圧電基材１００Ａの作用について説明する。
例えば、圧電基材１００Ａの長さ方向に張力が印加されると、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）及び第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）両方にずり応力が印加され、分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材１００Ａの径方向（同軸線構造体１０Ａの径方向）に生じ、かつ位相が揃えられて生じると考えられる。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
特に、第２実施形態に係る圧電基材１００Ａでは、内部導体１２Ａの外周面に沿って、第１の圧電体１４Ａと第２の圧電体１４Ｂとで組紐構造を形成することにより、組紐構造を形成しない場合に比べ、圧電基材が屈曲変形させるような力が働いた際にも、しなやかに屈曲変形しやすくなる。これにより、例えば圧電基材に引張力を印加したときの発生電荷量が増加しやすくなる。
従って、圧電基材１００Ａによれば、圧電感度に優れたものとなる。
ただし、静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５を満たす観点から、第１の圧電体及び第２の圧電体間の隙間が小さく調整されるように、上記組紐構造を形成することが好ましい。
【０１２１】
次に、第３実施形態に係る圧電基材について説明する。なお、以下の説明では、第１、２実施形態に係る圧電基材と同一のものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２２】
〔第３実施形態〕
第３実施形態に係る圧電基材（不図示）は、第２実施形態に係る圧電基材１００Ａの第２の圧電体１４Ｂを絶縁体に置き換えた圧電基材である。
即ち、第３実施形態に係る圧電基材では、第１の圧電体１４Ａが、内部導体１２Ａの軸方向Ｇ２に対し、螺旋角度β１で一端から他端にかけて左巻きで螺旋状に巻回され、絶縁体が螺旋角度β２で一端から他端にかけて右巻きで螺旋状に巻回され、かつ第１の圧電体１４Ａ及び絶縁体が交互に交差されて組紐構造をなしている。
【０１２３】
第３実施形態に係る圧電基材では、絶縁体として、第１の圧電体１４Ａと同等以上の柔軟性を有する絶縁体を用いることにより、例えば圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり応力が印加されやすくなる。即ち分極が生じやすくなる。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
また、第３実施形態に係る圧電基材においても、第２実施形態に係る圧電基材と同様に、第１の圧電体と絶縁体とで組紐構造を形成することにより、組紐構造を形成しない場合に比べ、圧電基材が屈曲変形させるような力が働いた際にも、しなやかに屈曲変形しやすくなる。これにより、例えば圧電基材に引張力を印加したときの発生電荷量が増加しやすくなる。
従って、第３実施形態に係る圧電基材においても、圧電感度に優れたものとなる。
ただし、静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５を満たす観点から、第１の圧電体及び絶縁体の隙間が小さく調整されるように、上記組紐構造を形成することが好ましい。
【０１２４】
なお、第３実施形態に係る圧電基材は上記形態に限定されない。例えば絶縁体の巻回方向は上記形態に限定されない。
【０１２５】
〔第４実施形態及び第５実施形態の圧電基材〕
本開示の圧電基材としては、張力が印加されたときに生じる電荷（電界）を電圧信号として取り出す構成に限定されず、例えば、ねじり力が印加されたときに生じる電荷（電界）を電圧信号として取り出す構成であってもよい。
【０１２６】
第４実施形態の圧電基材１００Ｂ及び第５実施形態の圧電基材１００Ｃは、図７〜図１０に示すように、内部導体としての長尺状の内部導体１２Ａと、長尺状の第１の圧電体１４Ａと、内部導体１２Ａと第１の圧電体１４Ａとの間に配置された接着層（不図示）と、第１の圧電体１４Ａの外表面に配置された外部導体１３と、を備えている。また、圧電基材１００Ｂ、１００Ｃでは、第１の圧電体１４Ａは、内部導体１２Ａに対して、主配向方向（両矢印Ｅ１）に螺旋状に巻回されており、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向（両矢印Ｅ１）と、第１の圧電体１４Ａの配置方向とは、略平行となっている。
【０１２７】
第４実施形態の圧電基材１００Ｂは、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）がＬ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ）であり、一方、第５実施形態の圧電基材１００Ｃは、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）がＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ）である。第４実施形態の圧電基材１００Ｂにおけるねじり方向と発生分極方向との関係を図７、図８に示し、第５実施形態の圧電基材１００Ｃにおけるねじり方向と発生分極方向との関係を図９、図１０に示す。
【０１２８】
図７において、圧電基材１００Ｂに螺旋軸を中心軸として矢印Ｘ１方向のねじり力が印加されたとき、螺旋状に巻回された第１の圧電体１４Ａにずり応力が印加され、円形断面の中心方向から外側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。一方、図８において、圧電基材１００Ｂに螺旋軸を中心軸として矢印Ｘ１方向と反対の矢印Ｘ２方向のねじり力が印加されたとき、螺旋状に巻回された第１の圧電体１４Ａにずり応力が印加され、円形断面の外側方向から中心方向にＰＬＬＡの分極が生じる。したがって、圧電基材１００Ｂにおいて、ねじり力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。
【０１２９】
また、図９において、圧電基材１００Ｃに螺旋軸を中心軸として矢印Ｘ１方向のねじり力が印加されたとき、螺旋状に巻回された第１の圧電体１４Ａにずり応力が印加され、円形断面の外側方向から中心方向にＰＤＬＡの分極が生じる。一方、図１０において、圧電基材１００Ｃに螺旋軸を中心軸として矢印Ｘ１方向と反対の矢印Ｘ２方向のねじり力が印加されたとき、螺旋状に巻回された第１の圧電体１４Ａにずり応力が印加され、円形断面の中心方向から外側方向にＰＤＬＡの分極が生じる。したがって、圧電基材１００Ｃにおいて、ねじり力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。
【０１３０】
＜圧電基材の製造方法＞
本開示の圧電基材の製造方法には特に限定はないが、例えば、第１の圧電体を準備して、別途準備した内部導体（好ましくは信号線導体）に対して、第１の圧電体を被覆し（好ましくは一方向に螺旋状に巻回し）、第１の圧電体の外周に外部導体（好ましくはグラウンド導体）を配置することにより製造することができる。
第１の圧電体は、公知の方法で製造したものであっても、入手したものであってもよい。
また、本開示の圧電基材が、必要に応じて第２の圧電体、絶縁体を備える場合、かかる圧電基材は、第１の圧電体を螺旋状に巻回する方法に準じて、製造することができる。
但し、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティについては、前述の通り、圧電基材の態様に応じて適宜選択することが好ましい。
なお、内部導体及び外部導体の少なくとも一方と第１の圧電体との間、必要に応じて、本開示の圧電基材に備えられる各部材間を、例えば前述の方法により接着剤を介して貼り合わせてもよい。
【０１３１】
＜圧電基材の使用態様＞
本開示の圧電基材（例えば第１実施形態に係る圧電基材）は、例えば引張力を印加することで、引張力に比例したずり歪が、ヘリカルキラル（Ａ）に印加され、電圧信号（電荷信号）として内部導体及び外部導体の少なくとも一方から検出される。圧電基材に引張力を印加する方法としては、様々な方法があり、圧電基材に直接張力を印加する方法、又は図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、平板５２に粘着テープ５１を用いて圧電基材１００（第１実施形態に係る圧電基材、以下同様）を貼り付けて平板付き圧電基材５０とし、平板５２に押圧力を印加し、平板５２に生じる撓み変形を介して圧電基材１００へ張力を印加して電圧信号を検出してもよい。なお、図１１Ａは、粘着テープ５１を用いて平板５２を貼り付けた圧電基材１００（平板付き圧電基材５０）を示す概略図であり、図１１Ｂは粘着テープ５１を用いて平板５２を貼り付けた圧電基材１００（平板付き圧電基材５０）を押圧したときの概略図である。
【０１３２】
圧電基材１００を平板５２に貼り付けて機械的に一体化するための方法としては、様々な方法が挙げられる。例えば、図１２に示すように、セロハンテープ、ガムテープ等の粘着テープ５１を用いて圧電基材１００の一部を平板５２に貼り付ける方法、図１３に示すように、エポキシ樹脂等の熱硬化性接着剤、ホットメルト接着剤等の熱可塑性接着剤等の接着剤６１を用いて圧電基材１００の一部を平板５２に貼り付ける方法などが挙げられる。
【０１３３】
図１２における平板付き圧電基材６０では、粘着テープ５１を用いて圧電基材１００の一部が平板５２に貼り付けられており、平板５２上にＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）５４が配置されており、ＦＰＣ５４上に圧電基材１００と導通する銅箔５３が配置されている。また、平板付き圧電基材６０は、圧電基材１００に引張力が印加されて検出された圧電信号を検出して処理する信号処理回路ユニット５５を備えている。また、図１３における平板付き圧電基材７０では、粘着テープ５１の代わりに接着剤６１を用いて圧電基材１００の一部が平板５２に貼り付けられている点以外は、上述の平板付き圧電基材６０と同様である。
【０１３４】
また、圧電基材を貼り付ける対象としては、上述の平板の他、曲面などから構成される電子回路の筐体の内側又は外側等に貼り付けてもよい。
【０１３５】
＜圧電基材の用途＞
本開示の圧電基材は、例えば、センサー用途（着座センサー等の力センサー、圧力センサー、変位センサー、変形センサー、振動センサー、超音波センサー、生体センサー、ラケット、ゴルフクラブ、バット等の各種球技用スポーツ用具の打撃時の加速度センサーやインパクトセンサー等、ぬいぐるみのタッチ・衝撃センサー、ベッドの見守りセンサー、ガラスや窓枠等のセキュリティセンサー等）、アクチュエータ用途（シート搬送用デバイス等）、エネルギーハーベスティング用途（発電ウェア、発電靴等）、ヘルスケア関連用途（Ｔシャツ、スポーツウェア、スパッツ、靴下等の各種衣類、サポーター、ギプス、おむつ、乳幼児用手押し車のシート、車いす用シート、医療用保育器のマット、靴、靴の中敷、時計等に本センサーを設けた、ウェアラブルセンサー等）などとして利用することができる。
また本開示の圧電基材は各種衣料（シャツ、スーツ、ブレザー、ブラウス、コート、ジャケット、ブルゾン、ジャンパー、ベスト、ワンピース、ズボン、パンツ、下着（スリップ、ペチコート、キャミソール、ブラジャー）、靴下、手袋、和服、帯地、金襴、冷感衣料、ネクタイ、ハンカチーフ、マフラー、スカーフ、ストール、アイマスク）、サポーター（首用サポーター、肩用サポーター、胸用サポーター、腹用サポーター、腰用サポーター、腕用サポーター、足用サポーター、肘用サポーター、膝用サポーター、手首用サポーター、足首用サポーター）、履物（スニーカー、ブーツ、サンダル、パンプス、ミュール、スリッパ、バレエシューズ、カンフーシューズ）、インソール、タオル、リュックサック、帽子（ハット、キャップ、キャスケット、ハンチング帽、テンガロンハット、チューリップハット、サンバイザー、ベレー帽）、帽子顎紐、ヘルメット、ヘルメット顎紐、頭巾、ベルト、シートカバー、シーツ、座布団、クッション、布団、布団カバー、毛布、枕、枕カバー、ソファー、イス、デスク、テーブル、シート、座席、便座、マッサージチェア、ベッド、ベッドパット、カーペット、かご、マスク、包帯、ロープ、ぬいぐるみ、各種ネット、バスタブ、壁材、床材、窓材、窓枠、ドア、ドアノブ、パソコン、マウス、キーボード、プリンタ、筐体、ロボット、楽器、義手、義足、自転車、スケートボード、ローラースケート、ゴムボール、シャトルコック、ハンドル、ペダル、釣竿、釣用浮き、釣用リール、釣竿受け、ルアー、スイッチ、金庫、柵、ＡＴＭ、取っ手、ダイアル、橋、建物、構造物、トンネル、化学反応容器及びその配管、空圧機器及びその配管、油圧機器及びその配管、蒸気圧機器及びその配管、モータ、電磁ソレノイド、ガソリンエンジン等の各種物品に配設され、センサー、アクチュエータ、エネルギーハーベスト用途に使用される。
配設方法としては、例えば、圧電基材を対象物に縫い込む、対象物で挟み込む、対象物に粘接着剤で固定する等の各種方法が挙げられる。
例えば、圧電織物、圧電編物、及び圧電デバイスは、これらの用途に適用することができる。
上記用途の中でも、本開示の圧電基材は、センサー用途、又はアクチュエータ用途として利用することが好ましい。
具体的に、本開示の圧電基材は、力センサーに搭載して利用されるか、又は、アクチュエータに搭載して利用されることが好ましい。
また、前述の圧電基材、圧電織物、圧電編物、及び圧電デバイスは、応力によって発生する電圧を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲート・ソース間に加えることでＦＥＴのスイッチングが可能であり、応力によってＯＮ−ＯＦＦが可能なスイッチとして利用することもできる。
本開示の圧電基材は、上述した用途以外のその他の用途に用いることもできる。
その他の用途としては、寝返り検知のための寝具、移動検知のためのカーペット、移動検知のためのインソール、呼吸検知のための胸部バンド、呼吸検知のためのマスク、りきみ検知のための腕バンド、りきみ検知のための足バンド、着座検知のための着座シート、接触状態を判別できる、ぬいぐるみ、ぬいぐるみ型ソーシャルロボット等が挙げられる。接触状態を判別できる、ぬいぐるみ、ぬいぐるみ型ソーシャルロボット等では、例えば、ぬいぐるみ等に局所的に配置された接触センサーによって圧力変化を検出し、人がぬいぐるみ等を「撫でた」のか「たたいた」のか「ひっぱった」のか等の各動作を判別することができる。
また、本開示の圧電基材は、例えば、車載用途；振動・音響センシングを利用した自動車ハンドル把持検出用途、振動・音響センシングを利用した共振スペクトラムによる車載機器操作システム用途、車載ディスプレイのタッチセンサー用途、振動体用途、自動車ドア及び自動車ウィンドウの挟まれ検知センサー用途、車体振動センサー用途等に特に適している。
【０１３６】
本開示の圧電基材には公知の取出し電極を接合することができる。取出し電極としては、コネクター等の電極部品、圧着端子などが挙げられる。電極部品は、半田付けなどのろう付け、導電性接合剤等により圧電基材と接合することができる。
【０１３７】
〔力センサー〕
本開示に係る力センサーは、上述の圧電基材を備える。
本開示に係る力センサーは、圧電感度に優れた圧電基材を備えるので、センサー感度の向上が期待される。
以下、本開示の実施形態に係る力センサーの具体的態様について、図面を参照しながら説明する。
図１４は、本開示に係る力センサーの概念図である。
本開示に係る力センサー４０は、圧電基材１００Ｄと、圧電基材１００Ｄの外周に配置された円筒形状のゴム系熱収縮チューブ（以下、単に「収縮チューブ」とも称する）４４と、収縮チューブ４４の両端部に配置された一対の圧着端子（取出し電極）４６と、を備える。一対の圧着端子４６は、本体部４６ａと、圧着部４６ｂとからなり、中央部に貫通孔４６ｃを有する。圧電基材１００Ｄは、内部導体１２Ｃと、内部導体１２Ｃの周りに一方向に螺旋状に巻回された第１の圧電体１４Ｄと、第１の圧電体１４Ｄの外周面に一方向に螺旋状に巻回された外部導体４２（グラウンド導体）と、を備える。
圧電基材１００Ｄにおいては、内部導体１２Ｃの一端（図１４の右端）が、収縮チューブ４４の外側に延在して、圧着部４６ｂで圧着されて圧着端子４６に電気的に接続されている。一方、外部導体４２は、内部導体１２Ｃの一端側から他端側に向かって巻回された後、内部導体１２Ｃの他端（図１４の左端）を越えて延在し、その延在部分が収縮チューブ４４内で応力緩和部４２ａを形成している。
外部導体４２は、この応力緩和部４２ａを経た後、収縮チューブ４４のさらに外側（図１４の左端）に延在して、圧着部４６ｂで圧着されて圧着端子４６に電気的に接続されている。
応力緩和部４２ａは、図１４に示すように、たるんだ外部導体４２からなる。上記応力緩和部４２ａにおいては、力センサー４０に張力（応力）が印加されたときに、たるんだ部分が延びることで第１の圧電体１４Ｄに過度な力が負荷されるのを抑制する。
また、第１の圧電体１４Ｄは、長尺平板形状の圧電体からなり、両面には機能層としてアルミ蒸着膜（不図示）が蒸着されている。なお、一対の圧着端子４６は、力センサー４０の出力信号を処理する外部回路等（不図示）に接続されている。
なお、図１４で示した実施形態では、応力緩和部４２ａとしてたるんだ外部導体４２が配置されているが、本開示の実施形態はこれに限定されず、圧電基材１００Ｄの少なくともいずれか一方の端部又は両端部に、線状の応力緩和部を接着、糸結び目等の方法等により張力が伝達するように配置することにより応力を緩和する機能を力センサー４０に付与してもよい。
このとき線状の応力緩和部には電気的な接続の機能は存在しないが、電気的接続機能は、応力緩和部とは独立に、圧電基材の端部から内部導体及び外部導体を同軸ケーブル等に接続することにより、応力や歪の電圧信号を検出することが可能となる。
このとき応力緩和部の材料及び形態は特に限定されず、例えば、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等の伸縮性のある弾性材料からなる糸、紐、チューブ等；リン青銅等の金属材料、線状のポリマー等からなるスプリング；等が挙げられる。応力緩和部と電気的接続部とをそれぞれ独立に別の部位に配置することにより、電気的接続部の最大伸長量に起因する応力緩和部の歪量の制限が無くなり、張力センサーとしての最大歪量を増大させることが可能となる。
【０１３８】
以下、本開示の力センサー４０の作用について説明する。
力センサー４０に張力（応力）が印加されると、圧電基材１００Ｄに張力が印加され、圧電基材１００Ｄの第１の圧電体１４Ｄに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わり、このずり力により圧電基材１００Ｄの径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が生じる。分極方向は圧電基材１００Ｄの径方向である。これにより、張力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。なお、電圧信号は、圧着端子４６に接続される外部回路等（不図示）で検出される。
特に、上記力センサー４０では、内部導体１２Ｃが見えないように、且つ、重ならないように内部導体１２Ｃの周りに第１の圧電体１４Ｄを一方向に螺旋状に巻回しているため、内部導体１２Ｃ及び第１の圧電体１４Ｄ間（つまり内部導体１２Ｃ及び外部導体４２間）に隙間が形成されにくい。これにより、静電容量測定値／静電容量理論値≧０．５（式（ａ））を満たす圧電基材１００Ｄを備える力センサー４０が得られ、その結果、力センサー４０に張力を印加したときに、上記式（ａ）を満たさない圧電基材を備える力センサーに比べ、より多くの電荷が発生する。
従って、上記力センサー４０は感度に優れたものとなる。
また、本開示の力センサー４０は、同軸ケーブルに備えられる内部構造と同一の同軸線構造体（内部導体１２Ｃ及び第１の圧電体１４Ｄ）を備えるため、電磁シールド性が高く、ノイズに強い構造となり得る。加えて、構造が簡易であるため、例えばウェアラブルセンサーとして、身体の一部に装着して用いることができる。
【０１３９】
本開示の力センサーとしては、圧電基材に張力が印加されたときに生じる電荷（電界）を電圧信号として取り出す構成に限定されず、例えば、圧電基材にねじり力が印加されたときに生じる電荷（電界）を電圧信号として取り出す構成であってもよい。
【０１４０】
〔アクチュエータ〕
本開示に係るアクチュエータは、上述の圧電基材を備える。
本開示に係るアクチュエータは、圧電感度に優れた圧電基材を備えるので、感度の向上が期待される。
【実施例】
【０１４１】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【０１４２】
＜第１の圧電体（スリットリボン）の作製＞
ヘリカルキラル高分子（Ａ）としてのＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ  ＬＬＣ社製ポリ乳酸（品名：ＩｎｇｅｏＴＭ  ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、銘柄：４０３２Ｄ）１００質量部に対して、安定化剤〔ラインケミー社製Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ４００（１０質量部、重量平均分子量２００００）、ラインケミー社製Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｉ（７０質量部、重量平均分子量３６３）、及び日清紡ケミカル社製カルボジライトＬＡ−１（２０質量部、重量平均分子量２０００）の混合物〕１．０質量部を添加し、ドライブレンドして原料を作製した。
作製した原料を押出成形機ホッパーに入れて、２１０℃に加熱しながらＴダイから押し出し、５０℃のキャストロールに０．３分間接触させて、厚さ１５０μｍの予備結晶化シートを製膜した（予備結晶化工程）。前記予備結晶化シートの結晶化度を測定したところ６％であった。
得られた予備結晶化シートを７０℃に加熱しながらロールツーロールで、延伸速度１０ｍ／分で延伸を開始し、３．５倍までＭＤ方向に一軸延伸した（延伸工程）。
その後、前記一軸延伸フィルムを、ロールツーロールで、１４５℃に加熱したロール上に１５秒間接触させアニール処理し、その後急冷を行って、圧電フィルムを作製した（アニール処理工程）。
次いで、スリット加工機を用いて、圧電フィルムをスリットする方向と圧電フィルムの延伸方向とが略平行となるようにスリットした。これにより、第１の圧電体（以下、単に「圧電体」ともいう）として、幅０．６ｍｍ、平均厚さ５０μｍ、及び平均厚さに対する幅の比（幅／平均厚さ）が１２である長尺平板形状のスリットリボンを得た。得られたスリットリボンの断面形状は矩形であった。
なお、スリットリボンの平均厚さは、以下の方法で求めた。
スリットリボンの長軸方向と直交する任意の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によって観察し、上記断面における任意の６箇所についてスリットリボンの厚さを測定し、その平均値をスリットリボンの平均厚さとした。
【０１４３】
＜圧電体の物性測定＞
得られた圧電体について、以下の物性測定を行った。結果を表１に示す。
【０１４４】
＜圧電体の配向度Ｆ＞
測定は、広角Ｘ線回折装置（リガク社製 ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）を用いて、サンプル（スリットリボン）をホルダーに固定し、結晶面ピーク［（１１０）面／（２００）面］の方位角分布強度を測定することで行った。
得られた方位角分布曲線（Ｘ線干渉図）において、結晶化度、及びピークの半値幅（α）を求め、下記の式から圧電体の配向度Ｆ（Ｃ軸配向度）を算出した。
配向度（Ｆ）＝（１８０°−α）／１８０°
（αは配向由来のピークの半値幅）
【０１４５】
【表１】
2018182009.tif 000006
【０１４６】
＜圧電体の比誘電率＞
測定は、ＪＩＳ  Ｃ２１５１（２００６）に準拠し、誘電率測定装置（アジレント・テクノロジー社製、ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ＬＣＲ ｍｅｔｅｒ  ＨＰ４２８４Ａ）を用いて測定周波数１ｋＨｚ、試験環境２２℃、６０％ＲＨにて行った。その結果、圧電体（スリットリボン）の比誘電率εＳは２．７５であった。
【０１４７】
〔実施例１〕
＜圧電基材の作製＞
内部導体として半径が０．１３５ｍｍ、長さ１００ｍｍの錦糸線を準備した。この錦糸線に、上記のようにして得た幅０．６ｍｍ、平均厚さ５０μｍのスリットリボン（圧電体）を左巻きに、錦糸線の長軸方向に対して４５°の角度（螺旋角度）で、錦糸線が見えないよう（露出しないよう）隙間なく、螺旋状に巻回し、錦糸線を包接した。これにより、錦糸線及びスリットリボンからなる同軸線構造体を得た。このときの錦糸線へのスリットリボンの巻回数は１７回／ｃｍである。
なお、「左巻き」とは、内部導体（錦糸線）の軸方向の一端（図１Ａの場合、右端側）から見たときに、錦糸線の手前側から奥側に向かってスリットリボンが左巻きで巻回していることをいう。
次に、外部導体として幅０．６ｍｍ、厚さ１００ｍｍにスリットカットした銅箔リボンを準備した。この銅箔リボンを、前記スリットリボンと同様の方法により、同軸線構造体のスリットリボンの周りに、スリットリボンが見えないよう隙間なく巻回し包接した。
以上のようにして、実施例１の圧電基材を得た。
なお、圧電基材を用いて、錦糸線の平均半径ａ及びスリットリボンの平均厚さＴを既述の方法で測定したところ、平均半径ａは０．０００１３５ｍであり、平均厚さＴは０．００００５ｍであった。
【０１４８】
図３に、実施例１で得られた同軸線構造体の写真及び同軸線構造体に更に外部導体を配置した状態を示すＩ−Ｉ線に沿った模式断面図を示す。実施例１の圧電基材１０１は、同軸線構造体（錦糸線２２及びスリットリボン２４）と、その外周面に銅箔リボン２６とを備えている。実施例１の圧電基材１０１は、錦糸線２２に対し、スリットリボン２４を錦糸線２２が見えないよう隙間なく巻回したため、図３に示すように、錦糸線２２及び銅箔リボン２６間の隙間が小さく調整された構造であると考えられる。
【０１４９】
〔比較例１〕
錦糸線に対してスリットリボンを、錦糸線が見えるように隙間を空けながら、螺旋状に巻回したこと以外は実施例１と同様にして圧電基材を得た。このときの錦糸線へのスリットリボンの巻回数は９回／ｃｍである。
【０１５０】
図４に、比較例１で得られた同軸線構造体の写真及び同軸線構造体に更に外部導体を配置した状態を示すII−II線に沿った模式断面図を示す。比較例１の圧電基材１０２は、同軸線構造体（錦糸線２２及びスリットリボン２４Ａ）と、その外周面に銅箔リボン２６Ａとを備えている。比較例１の圧電基材１０２は、錦糸線２２に対し、スリットリボン２４Ａを錦糸線２２が見えるよう巻回したため、錦糸線２２から銅箔リボン２６Ａまでの距離は図３と変わらないものの、錦糸線２２及び銅箔リボン２６Ａ間に隙間Ｓが形成された構造であると考えられる。
【０１５１】
〔比較例２〕
錦糸線に対してスリットリボンを、隣接するスリットリボン同士が０．１ｍｍずつ重なるように螺旋状に巻回したこと以外は実施例１と同様にして圧電基材を得た。このときの錦糸線へのスリットリボンの巻回数は２０回／ｃｍである。
【０１５２】
図５に、比較例２で得られた同軸線構造体の写真及び同軸線構造体に更に外部導体を配置した状態を示すIII−III線に沿った模式断面図を示す。比較例２の圧電基材１０３は、同軸線構造体（錦糸線２２及びスリットリボン２４Ｂ）と、その外周面に銅箔リボン２６Ｂとを備えている。比較例２の圧電基材１０３は、スリットリボン２４Ｂ同士を０．１ｍｍずつ重ねて巻回したことから、錦糸線２２から銅箔リボン２６Ｂまでの距離が図３より長くなり、かつ錦糸線２２及び銅箔リボン２６Ｂ間に隙間Ｓが形成された構造であると考えられる。
【０１５３】
＜評価＞
（単位引張力当たりの発生電荷量（感度））
実施例１及び比較例１、２の圧電基材を用い、圧電基材に引張力を印加したときに発生する電荷量（発生電荷量）を以下の方法で測定し、発生電荷量から単位引張力当たりの発生電荷量を算出した。結果を表２に示す。
具体的には、実施例１及び比較例１、２の圧電基材をサンプルとして、チャック間距離を５０ｍｍとした引張試験機（株式会社エー・アンド・デイ社製テンシロンＲＴＧ１２５０）にチャックした。
引張試験機で、サンプルに対して、１．０Ｎ〜２．０Ｎの応力範囲で０．５Ｈｚで周期的に三角波状に繰り返し印加し、その時のサンプルの表裏に発生する電荷量をエレクトロメータ（ケースレー社製６１７）で測定した。
測定した発生電荷量Ｑ［Ｃ］をＹ軸とし、サンプルの引張力Ｆ［Ｎ］をＸ軸としたときの散布図の相関直線の傾きから、圧電基材の感度として、単位引張力当たりの発生電荷量を算出した。
【０１５４】
（静電容量理論値）
錦糸線の平均半径ａ＝０．０００１３５ｍ（０．０００２７／２）であり、スリットリボンの平均厚さＴ＝０．００００５ｍであり、スリットリボンの比誘電率εＳ＝２．７５であるため、既述の式２中に、ａ＝０．０００１３５ｍ、ｂ＝０．０００１８５ｍ（錦糸線の平均半径ａ＋スリットリボンの平均厚さＴの合計の長さ）、εＳ＝２．７５、を当てはめ静電容量理論値を算出した。
この結果、静電容量理論値は、４．９×１０−１０Ｆ／ｍ、即ち０．４９ｐＦ／ｍｍと算出された。
【０１５５】
（静電容量測定値）
各例の圧電基材をサンプルとして、横河ヒューレットパッカード社製プレシジョンＬＣＲメータ ＨＰ ４２８４Ａを用いて静電容量を測定し、得られた値を静電容量測定値とした。なお、測定条件は以下の通りである。結果を表２に示す。
−測定条件−
周波数：１ｋＨｚ
温度  ：２５℃
【０１５６】
静電容量測定値から、下記式３により、静電容量理論値「０．４９ｐＦ／ｍｍ」に対する各例の静電容量の比率（相対比率）を求めた。結果を表２に示す。
【０１５７】
式３：静電容量の相対比率
＝（各例でのサンプル１ｍｍあたりの静電容量測定値［ｐＦ／ｍｍ］／サンプル１ｍｍあたりの静電容量理論値［ｐＦ／ｍｍ］）
【０１５８】
【表２】
2018182009.tif 000007
【０１５９】
表２に示すように、静電容量の相対比率（静電容量測定値／静電容量理論値）が０．５以上である実施例１の圧電基材は、上記相対比率が０．５未満である比較例１、２の圧電基材に比べ、単位引張力当たりの発生電荷量が増加した。即ち、実施例１の圧電基材は、圧電感度に優れていた。
これは、錦糸線（内部導体）に対し、スリットリボン（圧電体）を錦糸線が見えないよう隙間なく巻回したことにより、内部導体及び外部導体間の隙間が小さく調整されたことに起因するものと考えられる。
【符号の説明】
【０１６０】
１０，１０Ａ，３０  同軸線構造体、１２Ａ，１２Ｃ，３２  内部導体、１４Ａ，１４Ｄ，３４  第１の圧電体、１３，１６，４２  外部導体、１４Ｂ  第２の圧電体、２２  錦糸線、２４  スリットリボン、２６  銅箔リボン、４０  力センサー、４２ａ  応力緩和部、４４  収縮チューブ、４６  圧着端子、４６ａ  本体部、４６ｂ  圧着部、４６ｃ  貫通孔、５０，６０，７０  平板付き圧電基材、５１  粘着テープ、５２  平板、５３  銅箔、５５  信号処理回路ユニット、６１  接着剤、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１０１  圧電基材
【図１Ａ】
2018182009.tif 000009
【図１Ｂ】
2018182009.tif 000010
【図１Ｃ】
2018182009.tif 000011
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
2018182009.tif 000024
【図１３】
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【図１４】
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