(57)【要約】      （修正有）【課題】電気的なエネルギーを機械的なエネルギーに、または機械的なエネルギーを電気的なエネルギーに変換することができ、高温での電荷保持性に優れ、容易に製造可能な樹脂発泡体エレクトレットを提供する。【解決手段】変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体を帯電させることにより得られるエレクトレットであり、好ましくは、厚み方向の平均セル径Ａと厚み方向に垂直な面の平均セル径Ｂの比Ａ／Ｂが１以下であり、厚み方向のセル数が２以上である変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体を帯電させることにより得られるエレクトレット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体を帯電させることにより得られるエレクトレット。
【請求項２】
前記変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向の平均セル径Ａと厚み方向に垂直な面の平均セル径Ｂの比Ａ／Ｂが１以下であることを特徴とする請求項１記載のエレクトレット。
【請求項３】
前記変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向のセル数が２以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のエレクトレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体を帯電させることにより得られるエレクトレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的なエネルギーを機械的なエネルギーに、または機械的なエネルギーを電気的なエネルギーに変換するものとして、エレクトレットが知られている。エレクトレットは、スピーカーやマイクロフォンなどの音響機器や、圧力センサーなどに利用されている。
【０００３】
従来、有機系材料によるエレクトレットとして、帯電させたポリフッ化ビニリデンのフィルムが利用されてきた。しかし、圧電性が低いという問題があった。近年、ポリプロピレン発泡フィルムを帯電させたものが高い圧電性を示すことが見出されたが、高温での電荷保持性が十分でないため６０℃で圧電性能が低下するという問題点があった（非特許文献１）。高温下でも電荷保持性に優れている発泡体としては、ポリテトラフルオロエチレンやテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体などフッ素系樹脂発泡体が知られている（特許文献１）。しかし、フッ素系樹脂発泡体では、高温での電荷保持性が優れているが、発泡体の製造が容易ではないという問題があった。
【特許文献１】特開２００７−２３１０７７号公報
【非特許文献１】Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ, ２００６年, ３３１巻, １８９−１９９項
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高温での電荷保持性に優れ、容易に製造可能な樹脂発泡体エレクトレットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、容易に製造可能な変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体を帯電させたものが良好な圧電性を示し、高温下での電荷保持性が優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体を帯電させることにより得られるエレクトレットに関する。
【０００７】
好ましい態様としては、前記変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向の平均セル径Ａと厚み方向に垂直な面の平均セル径Ｂの比Ａ／Ｂが１以下であることを特徴とする前記記載のエレクトレットに関し、より好ましい態様としては、前記変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向のセル数が２以上であることを特徴とする前記記載のエレクトレットに関する。
【発明の効果】
【０００８】
発泡体として変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体を利用し、帯電させることにより、耐久性に優れ、良好な圧電性を示し、高温下での電荷保持性が優れたエレクトレットを容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の機材樹脂である変性ポリフェニレンエーテル系樹脂としては、ポリフェニレンエーテル系樹脂へのスチレン系単量体を重合させたスチレン・フェニレンエーテル共重合体、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂を混合してなる樹脂、等があげられる。
【００１０】
これら変性ポリフェニレンエーテル系樹脂のなかでは、低コストであり、その混合比を変化させることにより、簡単に耐熱性、剛性等の品質に優れ、加工性を変化させたものを得ることができる点から、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂を混合してなる樹脂であることが好ましい。
【００１１】
前記変性ポリフェニレンエーテル系樹脂は、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂中ポリフェニレンエーテル系樹脂１０重量％以上７０重量％以下とポリスチレン系樹脂３０重量％以上９０重量％以下からなることが好ましく、より好ましくは、ポリフェニレンエーテル系樹脂３０重量％以上６０重量％以下とポリスチレン系樹脂４０重量％以上７０重量％以下である。
【００１２】
前記ポリフェニレンエーテル系樹脂の具体例としては、例えば、ポリ（２，６−ジメチルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−エチルフェニレン−４−エーテル）、ポリ（２，６−ジエチルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２，６−ジエチルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−ｎ−プロピルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−ｎ−ブチルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−クロルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−ブロムフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２−エチル−６−クロルフェニレン−１，４−エーテル）などがあげられ、これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いもよい。
【００１３】
また、ポリフェニレンエーテル系樹脂に重合、好ましくはグラフト重合させるスチレン系単量体の具体例としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、モノクロルスチレン、ジクロルスチレン、ｐ−メチルスチレン、エチルスチレンなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上組み合わせてもよい。なかでも、汎用性およびコストの点で、スチレンが好ましい。
【００１４】
ポリスチレン系樹脂の具体例としては、前記スチレン系単量体を主成分とする樹脂があげられる。ポリスチレン系樹脂は、スチレンまたはスチレン誘導体だけからなる単独重合体に限らず、他の単量体と共重合することによって作られた共重合体であってもよい。
【００１５】
本発明における変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体は、例えば、１５０〜３００℃の押出機内で前記変性ポリフェニレンエーテル系樹脂および発泡剤を溶融混練後、押出機内において１３０〜２００℃の発泡温度に調節し、環状のリップを有するサーキュラーダイスを用い、そのダイスのリップから大気圧中に押し出して円筒状の発泡体を得、次いで、その円筒状発泡体を引き取りながら、冷却筒（マンドレル）による成形加工によって冷却後、切り開く方法によって製造することができる。またサーキュラーダイスの代わりにＴダイを用いてフィルム状に発泡体を得、ロールなどで引き取る方法によっても製造される。また得られた、発泡体をスライス等切削加工してもよい。
【００１６】
本発明における変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の製造に使用される発泡剤としては、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、などの脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類、窒素、炭酸ガス、空気などの無機ガスがあげられる。これらは単独または２種以上混合して使用してよい。
【００１７】
前記発泡剤量は、発泡剤の種類および目標密度により異なるが、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂１００重量部に対して、１重量部以上５重量部以下であることが好ましい。
【００１８】
本発明においては、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向のセル数を前記範囲にコントロールするために、必要に応じて、タルクなどの造核剤を併用してもよい。必要に応じて用いられる該造核剤の添加量は、特に制限はないが、通常、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上１０重量部以下であることが好ましい。
【００１９】
さらに本発明においては、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の製造において、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂の発泡性を損なわない範囲で、熱可塑性樹脂や、酸化防止剤、金属不活性剤、燐系加工安定剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、蛍光増白剤、金属石鹸、制酸吸着剤などの安定剤、または架橋剤、連鎖移動剤、造核剤、滑剤、可塑剤、充填材、強化材、顔料、染料、難燃剤などの添加剤を添加してもよい。
【００２０】
本発明における変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体はこの様にして得ることができる。
【００２１】
本発明における変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向の平均セル径Ａと厚み方向に垂直な面の平均セル径Ｂの比Ａ／Ｂが１以下であることが好ましく、より好ましくは０．５以下である。ここで、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚みとは、エレクトレット化において高電圧を印加する方向と平行な方向をいう。
【００２２】
また、本発明における変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向の平均セル径Ａは、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚みを超えなければ特に限定は無いが、厚み方向のセル数が２以上であることが好ましい。厚み方向のセル数は、断面を顕微鏡にて１５０倍に拡大して観察することにより読み取る。
【００２３】
なお、本発明における変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向の平均セル径Ａと厚み方向に垂直な面の平均セル径Ｂは、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚み方向に平行な２つの直交する断面を顕微鏡にて１５０倍に拡大し、顕微鏡に付属のスケールを用い、それぞれ２０個のセルについて厚み方向及び厚み方向に対し垂直方向
のセル径を読み取り、算術平均により算出する。垂直方向のセル径は長径と短径を読み取る。
【００２４】
本発明における変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体の厚みは、特に限定されないが、通常０．０５〜２ｍｍである。この範囲であれば、エレクトレットとしての性能を示すことができる。
【００２５】
上記の方法で得られた変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体に高電圧を印加し帯電させることによりエレクトレットを得ることができる。高電圧を印加する方法としては、コロナ放電装置を用いる方法や発泡体に電極を取り付け高圧電源に接続する方法がある。電極を取り付ける必要がないため、コロナ放電装置により高電圧を印加し帯電させる方法が好ましい。印加する電圧が低すぎると、帯電が不十分となるため０．５ｋＶ以上の電圧を印加することが好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例において「部」や「％」は質量基準である。
【００２７】
〔電荷の熱安定性評価〕
エレクトレットを６０℃のオーブンで処理し、表面電荷を表面電位計により５点測定し平均した。
【００２８】
〔圧電性評価〕
エレクトレットの厚み方向に対し垂直な面の両面全体にアルミ箔を密着させ、アルミ箔と電圧測定装置を接続した。これに１００ｇのＳＵＳ板（１２５ｍｍ×５０ｍｍ）をアルミ箔上に１ｃｍの高さより落下させ、発生する電圧を測定した。
【００２９】
（実施例１）
ポリフェニレンエーテル樹脂４０重量％およびポリスチレン樹脂６０重量％となるように、ポリフェニレンエーテル樹脂（日本ＧＥ社製、ＥＦＮ−４２３０：ポリフェニレンエーテル成分／ポリスチレン成分＝７０／３０）５７．１重量部およびポリスチレン樹脂（ＰＳジャパン社製、Ｇ８１０２：ＰＳ成分＝１００）４２．９重量部を混合した変性ポリフェニレンエーテル樹脂１００重量部、タルク（林化成（株）社製、タルカンパウダーＰＫ）０．３４重量部、ステアリン酸マグネシウム（堺化学工業（株）社製、ＳＭ−１０００）０．０８重量部、およびポリブテン（日石ポリブテン製、ＬＶ−５０）０．０５重量部をリボンブレンダーで撹拌混合した。得られた配合物を、１１５ｍｍφ押出機（第１段押出機）と１５２ｍｍφ押出機（第２段押出機）が直列に連結されたタンデム押出機に供給し、樹脂温度が約２８０℃になるように、第１段押出機中で溶融混練させた後、発泡剤として炭化水素系発泡剤（ｉｓｏ−ブタン／ｎ−ブタン＝８５／１５）を変性ポリフェニレンエーテル樹脂１００重量部に対して３．９重量部圧入混合した。その後、第２段押出機のシリンダ−温度を１３５〜１４５℃に冷却した後、サーキュラーダイより大気圧下に１５０ｋｇ／時間の速度にて押出した。得られた円筒状発泡体を、マンドレル（外径４４５ｍｍであり、循環水により４０℃に温調）を用いて成形しながら１０．０ｍ／ｍｉｎで引き取りつつ、これをカッターで切り開くことにより、シート状態とし、長さ２００ｍを直径２６０ｍｍの巻き芯材を用いて、円筒ロールになるように巻き取った。得られた発泡シ−トは、発泡倍率１５倍、独立気泡率９０％、目付１５０ｇ／ｍ２、シ−ト幅１４００ｍｍおよびシート厚み２．３ｍｍであった。
【００３０】
得られた発泡シートをスライスし、厚み０．３ｍｍの変性ポリフェニレンエーテル樹脂発泡体を得た。得られた変性ポリフェニレンエーテル樹脂発泡体の厚み方向の平均セル径は０．０５ｍｍ、厚み方向と垂直な面の平均セル径は０．１２ｍｍ×０．２０ｍｍであった。
【００３１】
変性ポリフェニレンエーテル樹脂発泡体(５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．３ｍｍ)に、コロナ放電で１５ｋVの電圧を３分間印加しエレクトレットを得た。電荷の熱安定性評価及び圧電性の評価を行った。
【００３２】
（比較例１）
ポリプロピレン発泡シート（５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．７ｍｍ、発泡倍率６．２倍、独立気泡率８０％、目付量２４０ｇ／ｍ２、厚み方向平均セル径０．１８ｍｍ、厚み方向と垂直な面の平均セル径は０．３７ｍｍ×０．４６ｍｍ）にコロナ放電で１５ｋＶの電圧を３分間印加しエレクトレットを得た。電荷の熱安定性評価及び圧電性の評価を行った。
【００３３】
【表１】
2009260063.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１と比較例１の電荷の熱安定性評価の結果を示したグラフである。
【図１】
2009260063.tif 000003