压电基材、传感器、执行元件、生物体信息获取设备、及压电纤维结构体制造技术

压电基材，其具备被卷绕成螺旋状的长条状的压电体，前述压电体包含光学活性多肽，前述压电体的长度方向、与前述压电体中包含的前述光学活性多肽的主取向方向大致平行，根据X射线衍射测定、利用下述式(a)求出的前述压电体的取向度F为0.5以上且不足1.0的范围。取向度F＝(180°‑α)/180°…式(a)(其中，α表示来自取向的峰的半峰宽。)。

Piezoelectric substrates, sensors, actuators, biological information acquisition devices, and piezoelectric fiber structures

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电基材、传感器、执行元件、生物体信息获取设备、及压电纤维结构体
本专利技术涉及压电基材、传感器、执行元件(actuator)、生物体信息获取设备、及压电纤维结构体。
技术介绍
近年来，已对包含螺旋手性高分子的压电体在传感器、执行元件等压电设备中的应用进行了研究。作为这样的压电设备，使用了膜形状的压电体。作为上述压电体中的螺旋手性高分子，着眼于使用合成多肽(例如，聚(戊二酸γ-苄酯)、聚(戊二酸γ-甲酯)等)、聚乳酸系高分子等具有光学活性的高分子。其中，已知聚乳酸系高分子仅通过机械拉伸操作即呈现压电性。对于使用了聚乳酸系高分子的压电体而言，已知无需极化处理(polingtreatment)，而且，压电性历经数年也不下降。例如，作为包含聚乳酸系高分子的压电体，报道了压电常数d14大、透明性优异的压电体(例如，参见日本专利第4934235号公报及国际公开第2010/104196号)。另外，最近，也进行了将具有压电性的材料被覆于导体而进行利用的尝试。例如，由从中心向外侧依次被配置成同轴状的中心导体、压电材料层、外侧导体及外罩层构成的压电电缆是已知的(例如，参见日本特开平10-132669号公报)。另外，将由包含聚偏二氟乙烯或聚乳酸的压电性高分子形成的纤维被覆于导电性纤维而形成的压电单元是已知的(例如，参见国际公开第2014/058077号)。另一方面，已知纤维素、直链淀粉、天然多肽(蛋白质)等天然高分子具有光学活性，而且在自然界生成的过程中发生取向，因此显示压电性(例如参见J.Phys.Soc.Jpn.10(1955)149.、Polym.Phys.18(1980)1609.、及J.Phys.Soc.Jpn.12(1957)1158.)。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题可是，在凹凸大的部位、变形量大的部位使用膜形状的压电体(例如，日本专利第4934235号公报及国际公开第2010/104196号的实施例中的压电体)的情况下(例如，作为可穿戴制品的一部分或全部使用的情况下)，由于变形而在压电体中产生折弯、褶皱等损伤，结果，有时压电灵敏度(例如，使用压电体作为传感器的情况下的传感器灵敏度、及使用压电体作为执行元件的情况下的动作灵敏度。以下相同。)下降。另外，日本特开平10-132669号公报中，如上所述，记载了由从中心向外侧依次被配置成同轴状的中心导体、压电材料层、外侧导体及外罩层构成的压电电缆，作为压电材料，记载了聚偏二氟乙烯(PVDF)。然而，对于PVDF而言，随时间经过而能观察到压电常数的变动，压电常数有时随时间经过而下降。另外，PVDF由于为铁电体因而具有热电性，因此，随着周围的温度变化，有时压电信号输出发生变动。因此，对于日本特开平10-132669号公报中记载的压电电缆而言，有时压电灵敏度的稳定性(经时稳定性或相对于温度变化的稳定性)、即耐久性不足。另外，国际公开第2014/058077号中，作为由压电性高分子形成的纤维中的压电性高分子，仅例举了聚偏二氟乙烯及聚乳酸，认为优选聚乳酸。然而，聚乳酸为生物分解性树脂，在高温高湿环境下会发生水解，因此，存在尤其是难以在要求高耐久性的领域(例如车载领域)中利用的情况。本专利技术的一个实施方式是鉴于上述情况而作出的。即，本专利技术的一个实施方式的目的在于提供一种耐久性优异的压电基材、以及具备上述压电基材的传感器、执行元件、生物体信息获取设备、及压电纤维结构体。用于解决课题的手段用于解决前述课题的具体的手段包括以下的方式。<1>压电基材，其具备被卷绕成螺旋状的长条状的压电体，前述压电体包含光学活性多肽，前述压电体的长度方向、与前述压电体中包含的前述光学活性多肽的主取向方向大致平行，根据X射线衍射测定、利用下述式(a)求出的前述压电体的取向度F为0.50以上且不足1.00。取向度F＝(180°-α)/180°...式(a)〔式(a)中，α表示来自取向的峰的半峰宽(°)。〕<2>如<1>所述的压电基材，其中，前述长条状的压电体沿一个方向被卷绕成螺旋状。<3>如<1>或<2>所述的压电基材，其还具备长条状的芯材，前述长条状的压电体围绕前述长条状的芯材被卷绕成螺旋状。<4>如<3>所述的压电基材，其中，前述长条状的芯材为导体。<5>如<3>或<4>所述的压电基材，其中，在比前述长条状的压电体更靠外周侧的位置具备外部导体，前述长条状的芯材与前述外部导体电绝缘。<6>如<1>或<2>所述的压电基材，其不具备芯材。<7>如<1>～<6>中任一项所述的压电基材，其中，前述光学活性多肽具有β片层结构。<8>如<1>～<7>中任一项所述的压电基材，其中，前述长条状的压电体包含由前述光学活性多肽形成的纤维。<9>如<1>～<8>中任一项所述的压电基材，其中，前述光学活性多肽包含丝心蛋白及蛛丝蛋白中的至少一方。<10>如<1>～<9>中任一项所述的压电基材，其中，由前述光学活性多肽形成的纤维包含蚕丝及蜘蛛丝中的至少一方。<11>如<10>所述的压电基材，其中，前述蚕丝为精炼蚕丝。<12>如<1>～<11>中任一项所述的压电基材，其中，前述长条状的压电体为通过由前述光学活性多肽形成的纤维形成、且捻数为500T/m以下的纱。<13>如<1>～<12>中任一项所述的压电基材，其中，前述长条状的压电体以20°～70°的螺旋角度被卷绕。<14>如<1>～<13>中任一项所述的压电基材，其在最外周具备绝缘体。<15>传感器，其具备<1>～<14>中任一项所述的压电基材。<16>执行元件，其具备<1>～<14>中任一项所述的压电基材。<17>生物体信息获取设备，其具备<1>～<14>中任一项所述的压电基材。<18>压电纤维结构体，其包含：第1压电基材，其是<1>～<14>中任一项所述的压电基材；第2压电基材，其是<1>～<14>中任一项所述的压电基材，压电体中包含的光学活性多肽与前述第1压电基材中的压电体中包含的光学活性多肽手性相同，并且，压电体的卷绕方向与前述第1压电基材中的压电体的卷绕方向为相反方向。<19>压电纤维结构体，其包含：第1压电基材，其是<1>～<14>中任一项所述的压电基材；第2压电基材，其是<1>～<14>中任一项所述的压电基材，压电体中包含的光学活性多肽与前述第1压电基材中的压电体中包含的光学活性多肽手性不同，并且，压电体的卷绕方向与前述第1压电基材中的压电体的卷绕方向为相同方向。专利技术的效果通过本专利技术的一个实施方式，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.压电基材，其具备被卷绕成螺旋状的长条状的压电体，所述压电体包含光学活性多肽，所述压电体的长度方向、与所述压电体中包含的所述光学活性多肽的主取向方向大致平行，根据X射线衍射测定、利用下述式(a)求出的所述压电体的取向度F为0.50以上且不足1.00，取向度F＝(180°‑α)/180°…式(a)式(a)中，α表示来自取向的峰的半峰宽(°)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.18 JP 2016-2253661.压电基材，其具备被卷绕成螺旋状的长条状的压电体，所述压电体包含光学活性多肽，所述压电体的长度方向、与所述压电体中包含的所述光学活性多肽的主取向方向大致平行，根据X射线衍射测定、利用下述式(a)求出的所述压电体的取向度F为0.50以上且不足1.00，取向度F＝(180°-α)/180°…式(a)式(a)中，α表示来自取向的峰的半峰宽(°)。2.如权利要求1所述的压电基材，其中，所述长条状的压电体沿一个方向被卷绕成螺旋状。3.如权利要求1或2所述的压电基材，其还具备长条状的芯材，所述长条状的压电体围绕所述长条状的芯材被卷绕成螺旋状。4.如权利要求3所述的压电基材，其中，所述长条状的芯材为导体。5.如权利要求3或4所述的压电基材，其中，在比所述长条状的压电体更靠外周侧的位置具备外部导体，所述长条状的芯材与所述外部导体电绝缘。6.如权利要求1或2所述的压电基材，其不具备芯材。7.如权利要求1～6中任一项所述的压电基材，其中，所述光学活性多肽具有β片层结构。8.如权利要求1～7中任一项所述的压电基材，其中，所述长条状的压电体包含由所述光学活性多肽形成的纤维。9.如权利要求1～8中任一项所述的压电基材，其中，所述光学活性多肽包含丝心蛋白及蛛丝蛋白中的至少一方。10.如权利要求1～9中任一项所述的压电基材，其中，由所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷本一洋，吉田光伸，大西克己，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP