压电元件及乐器制造技术

本发明专利技术提供一种压电元件，其使用具有轻量性和柔软性的驻极体材料，电极层也是轻量的，电极层的导电性高、柔软性优异、且电极层的耐久性优异，以便于获取来自驻极体的电信号。以及提供一种具备该压电元件的乐器。压电元件其在内部具有空孔的驻极体材料(A)的至少一面上具有电极层(B)，其特征在于，所述驻极体材料(A)的空孔率为20～80％，所述电极层(B)含有碳微粒20～70质量％，且所述电极层(B)的厚度为2～100μm。

Piezoelectric Components and Instruments

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电元件及乐器
本专利技术涉及压电元件及乐器。详细而言，本专利技术涉及在驻极体部件上设有特定的电极层的、作为电气电子输入输出装置用材料而言各种性能良好的压电元件及具备该压电元件的乐器。
技术介绍
驻极体根据其使用方式，以板、膜、片、纤维、织布、无纺布等各种方式使用。特别是成型加工无纺布等而成的驻极体过滤器被广泛地用于空气过滤器等的用途。另外，成型加工膜等而成的驻极体作为扬声器、耳机、振动控制装置、麦克风、超声传感器、压力传感器等电气电子输入输出装置等各种用途的材料被广泛使用。作为膜，提出了将导电层覆盖在多孔结构的弹性膜层上的介电体膜等(例如，参照专利文献1)。另外，作为能量变换用膜，还提出了具有特定结构的热塑性树脂拉伸膜(参照专利文献2)。为了将驻极体作为压电元件用于电气电子输入输出装置，需要用于传递电信号的导电层(所谓的电极层)。由于电极层的电阻率越低则电信号的衰减越少，所以一般使用导电性好的金属。因此，电极层通过蒸镀金属、贴合金属片、涂敷含有金属的涂料等而形成。作为设置电极层的方法，也已知有涂敷导电性涂料的方法。然而，在专利技术者研究的结果表明表明，涂敷方式由于溶剂的渗透而驻极体的性能有可能降低。另外，也表明表明涂敷方式在高温下干燥时驻极体自身的性能降低。因此，本专利技术者等提出了将具有特定的表面电阻率的导电层(电极层)和介电膜层叠的驻极体膜作为得到运用多孔质的树脂膜的轻量性和柔软性的压电元件的方法(参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特公平05-041104号公报专利文献2：日本国际公开2011/34186号专利文献3：日本特开2010-89496号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题但是，本专利技术者们研究的结果表明表明，即使是上述的压电元件，也不能充分发挥柔软性高的多孔质树脂膜具有的压电性能。本专利技术是鉴于这些课题而完成的。即，本专利技术的目的在于，提供一种压电元件，其使用具有轻量性和柔软性的驻极体材料，电极层也是轻量的，电极层的导电性高、柔软性优异、且电极层的耐久性优异，以便于获取来自驻极体的电信号。以及提供一种具备该压电元件的乐器。用于解决问题的技术方案本专利技术者为了解决这些课题而进行了深入研究。其结果，通过在内部具有空孔的驻极体材料上设置特定的电极层，能够提供具有期望的特性的压电元件，完成了本专利技术。即，本专利技术通过以下结构解决上述技术问题。1、一种压电元件，其在内部具有空孔的驻极体材料(A)的至少一面上具有电极层(B)，其特征在于，所述驻极体材料(A)的空孔率为20～80％，所述电极层(B)含有碳微粒20～70质量％，且所述电极层(B)的厚度为2～100μm。2、根据1所述的压电元件，其特征在于，所述电极层(B)含有所述碳微粒20～70质量％和粘合剂成分30～80质量％。3、根据1或2所述的压电元件，其特征在于，所述碳微粒含有选自石墨、炭黑、碳纳米纤维以及碳纳米管的一种或两种以上。4、根据3所述的压电元件，其中，所述碳微粒含有石墨和炭黑。5、根据1～4中任一项所述的压电元件，其特征在于，所述驻极体材料(A)是多孔质树脂膜，在所述多孔质树脂膜的两面上具有所述电极层(B)。6、一种乐器，其特征在于，具备1～5中任一项所述的压电元件。专利技术效果根据本专利技术，能够提供使用轻量且具有柔软性，且电极层的导电性高、输出信号相对于输入信号的反应性良好、表面的耐擦性高且耐久性优异的压电元件及具备该压电元件的乐器。附图说明图1是本专利技术的压电元件的一个方式的局部放大截面图。图2是可用于本专利技术的驻极体化装置的一例。图3是用于本专利技术的试验例的落球试验装置的示意图。图4是用于本专利技术的试验例的声压测定装置的示意图。具体实施方式本专利技术的压电元件通过在内部具有空孔的驻极体材料(A)的至少一面层叠包含规定量的碳微粒的规定厚度的电极层(B)而得到。以下，对构成本专利技术的压电元件的各部件及其制造方法进行详细说明。[驻极体材料(A)]构成本专利技术的压电元件的驻极体材料(A)在内部具有空孔。驻极体材料(A)通过在内部具有空孔，能够在内部蓄积电荷，并且压缩恢复性优异。优选构成本专利技术的压电元件的驻极体材料(A)为多孔质树脂膜。根据本专利技术的驻极体材料(A)，在本说明书中，驻极体化处理前称为驻极体材料。在本说明书中，在本专利技术的驻极体材料(A)是多孔质树脂膜的情况下，驻极体材料与多孔质树脂膜相同。另外，在本说明书中，驻极体化处理后称为驻极体。驻极体材料(A)包括驻极体化处理前后的任一者。优选驻极体材料(A)是通过驻极体化处理、优选地电荷注入处理进行驻极体化的驻极体。优选驻极体材料(A)在其两面上具有电极层(B)。由此，能够将驻极体材料(A)作为压电体，得到在其两面上具有电极层(B)的压电元件。图1表示了作为本专利技术的特别优选的实施方式的压电元件的结构。如图1所示，作为本专利技术一个实施方式的压电元件1在驻极体材料(A)2的两面上具有电极层(B)3及4。驻极体材料(A)优选为包含芯层及表皮层的多层树脂膜，更优选为在由内部具有空孔的拉伸树脂膜构成的芯层的至少一面上具备由拉伸树脂膜构成的表皮层的多层树脂膜。在此，多孔质树脂膜也可以在加压下使非反应性气体渗透到膜中后，在非加压下开放，使气体发泡，将空孔率调整为适度的值，接着在非加压下实施加热处理，使空孔固定化。为了提高与电极层(B)的密合性，驻极体材料(A)也可以对其表面实施表面处理。另外，驻极体材料(A)还可以具备锚固层。具备该锚固层的情况下的压电元件具有驻极体材料(A)/锚固层/电极层(B)的层叠结构。[多孔质树脂膜]关于本专利技术的驻极体材料(A)的优选的方式，举例本专利技术的驻极体材料(A)是多孔质树脂膜的情况进行详述。即，有关该多孔质树脂膜的优选的方式是指本专利技术的驻极体材料(A)的优选的方式。多孔质树脂膜在内部具有空孔。多孔质树脂膜优选包括拉伸树脂膜，更优选包括通过在热塑性树脂的熔点以下的温度条件下拉伸含有热塑性树脂膜及空孔形成成核剂的热塑性树脂片而在内部形成有空孔的拉伸树脂膜。在驻极体中，在多孔质树脂膜内部的各空孔中，考虑如电容器那样在其相对的内表面成对地保持不同的电荷。因此，空孔为了在其内部蓄积电荷，与单板型电容器系统，优选为一定以上的体积和高度。即，为了获得具有充分的静电容量的性能优异的驻极体，优选空孔具有一定以上的体积。为了在空孔内部不产生放电(短路)而蓄积电荷，优选空孔具有一定以上的高度(距离)。然而，相反，由于空孔的高度(距离)过高而对电荷的分极不利，所以为了得到稳定性优异的驻极体，优选空孔的高度低。另外，为了不容易产生相邻的空孔之间的连通引起的相邻空孔间的放电(短路)，优选空孔的尺寸小。因此，从蓄积更多的电荷的观点出发，多孔质树脂膜优选具有特定量的特定尺寸的空孔(对电荷的蓄积有效)。详细而言，在以任何截面观察多孔质树脂膜时的观察像上，在该膜的厚度方向上具有3～30μm的高度，且在膜的表面方向具有50～500μm的直径的空孔优选有100个/mm2以上，更优选有150个/mm2以上，进一步优选有200个/mm2以上，特别优选有300个/mm2以上。另一方面，从抑制相邻的空孔彼此的短路、基材的强度及压缩恢复性的观点出发，在该膜的厚度方向上具有3～30μm的高度、且在膜的表面方向具有50～500μm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电元件，其在内部具有空孔的驻极体材料(A)的至少一面上具有电极层(B)，其特征在于，所述驻极体材料(A)的空孔率为20～80％，所述电极层(B)含有碳微粒20～70质量％，且所述电极层(B)的厚度为2～100μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.30 JP 2016-2319461.一种压电元件，其在内部具有空孔的驻极体材料(A)的至少一面上具有电极层(B)，其特征在于，所述驻极体材料(A)的空孔率为20～80％，所述电极层(B)含有碳微粒20～70质量％，且所述电极层(B)的厚度为2～100μm。2.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于，所述电极层(B)含有所述碳微粒20～70质量％和粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：小池弘，菅俣祐太郎，饭田诚一郎，樋山邦夫，佐佐木优，儿玉秀和，
申请(专利权)人：优泊公司，雅马哈株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP