WO2005009076A1

WO2005009076A1 - 耐熱性エレクトレット用材料および耐熱性エレクトレット

Info

Publication number: WO2005009076A1
Application number: PCT/JP2004/010683
Authority: WO
Inventors: Susumu Kawato; Yoshinori Ohta
Original assignee: Toho Kasei Co., Ltd.
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2005-01-27
Also published as: EP2437519A1; EP1648194A1; CN101977344B; CN101977344A; EP1648194A4; EP1648194B1; ATE556544T1; US20060188728A1; KR20060069427A

Abstract

フッ素樹脂を含む耐熱性エレクトレット用材料であって、前記フッ素樹脂が、変性ポリテトラフルオロエチレンであるエレクトレット用材料を用いてエレクトレットを作製する。また、金属部材の表面に樹脂フィルムを接着したエレクトレットであって、前記樹脂フィルムが、ポリテトラフルオロエチレンを含み、前記金属部材側の前記樹脂フィルムの片面のみが、易接着処理されているエレクトレットを作製する。これにより、高温での電荷保持性能が高い耐熱性エレクトレットを提供できる。

Description

明細書耐熱性エレクトレツト用材料および耐熱性エレクトレツト技術分野

本発明は、イヤホン、ヘッドホンまたはマイクロホン等に使用される耐熱性エレクトレツト用材料および耐熱性エレクトレットに関する。背景技術

従来よりイヤホン、へッドホンまたはマイクロホン等に使用されるェレクトレットとしては、金属シートにエレクトレツトを構成しうる熱可塑性樹脂フィルムをラミネートし、この樹脂をエレクトレット化する方法が提案されている（特開昭 6 4— 4 4 0 1 0号公報参照）。

また、テトラフルォロエチレン—へキサフルォロプロピレン共重合体 ( F E P ) の微粒子が分散された有機溶媒を金属板に塗布して薄膜を形成し、その薄膜をエレクトレツト化する方法（特開平 1 1 一 1 5 0 7 9 5号公報参照）、また金属板に F E Pの微粒子が分散されたスプレー液を噴霧した後、焼成してエレクトレツト化する方法（特開 2 0 0 0— 1 1 5 8 9 5号公報参照）等も提案されている。

しかし、従来の F E Pを使用したエレクトレツトを用いてマイクロホン等を製造する場合、フロー装置ゃリフロー装置による半田付けを行うと、半田付けの際の高温によりエレクトレットの機能が低下するという問題があった。特に最近では鉛フリー半田が多用されるにともない、半田付け時の温度がさらに高温の 2 6 0 °C程度となり、エレクトレットの機能自体が喪失するという大きな問題が生じるおそれがある。発明の開示

本発明は、上記問題を解決したもので、高温での電荷保持性能が高い耐熱性エレクトレツトを提供するものである。

本発明は、フッ素樹脂を含む耐熱性エレクトレツト用材料であって、前記フッ素樹脂が、変性ポリテトラフルォロエチレンである耐熱性エレクトレツト用材料を提供する。

また、本発明は、金属部材の表面に、フッ素樹脂を含む耐熱性エレクトレツト用材料を配置した耐熱性エレク卜レツ卜であって、前記フッ素樹脂が、変性ポリテトラフルォロエチレンである耐熱性エレクトレットを提供する。

また、本発明は、金属部材の表面に樹脂フィルムを接着した耐熱性ェレクトレットであって、前記樹脂フィルムが、ポリテトラフルォロェチレンを含み、前記樹脂フィルムの片面の水滴接触角が、 1 1 0 ° 以下であり、前記樹脂フィルムの片面と前記金属部材とが接着されている耐熱性エレクトレツトを提供する。

また、本発明は、金属部材の表面に樹脂フィルムを接着した耐熱性ェレクトレットであって、前記樹脂フィルムが、ポリテトラフルォロェチレンを含み、前記金属部材側の前記樹脂フィルムの片面のみが、易接着処理されている耐熱性エレクトレツトを提供する。図面の簡単な説明

図 1は、実施例 A 1で作製したエレクトレットの断面図である。

図 2は、エレクトレツトの表面電位残存率と温度との関係を示す図でめる

図 3は、実施例 B 1で作製したエレクトレット用積層板の断面図である。図 4は、耐湿試験における表面電位残存率と時間との関係を示す図でめる。発明の実施の形態

(実施形態 1)

本発明の耐熱性エレク卜レツ卜用材料の一例は、フッ素樹脂を含む耐熱性エレクトレツト用材料であり、上記フッ素樹脂として変性ポリテトラフルォロエチレン（変性 PTFE) を用いたものである。

エレクトレツトの高温での電荷保持性能を高めるためには、エレクトレット用材料の融点付近まで、電荷のトラップ部位が保持されることが必要である。具体的な卜ラップ部位としては、エレクトレット用材料を構成するフッ素樹脂の結晶内部の結晶欠陥、および結晶部と非晶部との界面が考えられる。純粋なポリテトラフルォロエチレン（ホモ PTFE ) は、成形加工時にポイドが発生しやすく、そのポイドにより高温時に応力が緩和され、結晶の流動が起こりやすい。その結果、電荷のトラップ部位（例えば、結晶部と非晶部との界面）が破壊され、電荷保持性能が低下する。また、ホモ PTFEは、その化学構造として側鎖を持たないため、結晶欠陥が生じにくい。これに対して、変性 PTFEは、成形加工時のボイドの発生も少なく、またその化学構造として側鎖を有するため、高温でも電荷のトラップ部位が保持され、高温での電荷保持性能が高い。

また、エレクトレツト用材料としてフッ素樹脂を用いることにより、製品表面に防汚性、耐薬品性、撥水性、耐候性等の優れた機能を付与でき、エレクトレットのフレキシビリティが損なわれず、また、エレクトレットのエンボス加工なども比較的容易に出来る。なお、変性 PTFE の融点（約 3 24°C) は、代表的なフッ素樹脂であるホモ P TF Eの融点（約 3 3 0 °C) とほぼ同じである。これにより、加工温度が 3 0 0 程度になる MEMS (M i c r o E l e c t r o Me c h a n i c a 1 S y s t ems) 技術を用いてマイクロホン等を製造できる。また、上記変性 PTFEは、テトラフルォロエチレン 9 9. 0〜9 9 . 9 9 9モル％と、パーフルォロビニルエーテル 1. 0〜0. 0 0 1モル％とを共重合して得られる共重合体であることが好ましい。また、上記変性 P T F Eは、テトラフルォロエチレン 9 9. 5〜9 9. 9 9モル %と、パ一フルォロビニルエーテル 0. 5〜 0. 0 1モル％とを共重合して得られる共重合体であることがより好ましい。テトラフルォロェチレンにパーフルォロビニルエーテルを上記範囲内で共重合させることにより、 P T F Eのベース結晶にパーフルォロビニルェ一テルが部分的に歪み（結晶欠陥）を生じさせ、その歪の部分に電荷を保持させやすくなるからである。

パ一フルォロビニルエーテルが 0. 0 0 1モル％を下回ると上記ホモ PTFEと同様の問題が生じ、 1. 0モル％を超えると融点が低下して高温時に結晶の流動が起こりやすくなり、電荷のトラップ部位（例えば、結晶部と非晶部との界面）が破壊され、電荷保持性能が低下する。また、上記耐熱性エレクトレット用材料の誘電率は、 2. 1以下であることが好ましい。この範囲内であれば、吸水性が小さいため表面電荷の減衰が防げるからである。また、上記耐熱性エレクトレット用材料の体積抵抗率は、 1. 0 X 1 0¹⁸ Ω c m以上であることが好ましい。この範囲内であれば、電気伝導度が低いため帯電しやすくなるからである。なお、誘電率の下限値は、空気の誘電率 = 1に近いほど好ましい。また、本発明の耐熱性エレクトレットの一例は、金属部材の表面に、上記耐熱性エレクトレット用材料を配置したものである。変性 PTFE をエレクトレツト用材料に用いることにより、高温時におけるエレクトレツトの表面電位の低下を抑制して、高温での電荷保持性能が高いエレクトレットを提供できる。

上記金属部材としては、例えば、金属板、金属シート等を使用できる上記耐熱性エレクトレット用材料の厚さは特に限定されないが、通常 5〜4 0 0 ΠΙ、好ましくは 1 0〜 5 0 mである。この範囲内であれば、エレクトレットの特性を維持しつつ、エレクトレットの薄型化、小型化が図れるからである。

また、上記金属部材は、黄銅、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、チタン、洋白、リン青銅、それらの合金、それらがメツキされた金属およびそれらが蒸着された金属から選ばれた少なくとも 1つから形成されていることが好ましい。これらの金属は耐蝕性、電気伝導性、加工性の点で優れているからである。

なお、上記金属部材の使用にあたっては、先ず油脂等の付着のないものを用い、さらには上記耐熱性エレクトレット用材料との接着性を良くするために下地処理を行うことが好ましい。下地処理は、例えば、陽極酸化、化成処理による皮膜の形成或いはカップリング剤の利用、その他接着性を改善する方法等が挙げられる。また、同様の目的で、上記耐熱性エレクトレツト用材料の接着面にコロナ処理、スパッタリング処理、金属ナトリゥム処理などを行うことが好ましい。

また、本発明の耐熱性エレクトレツ卜の製造方法の一例は、金属部材の表面に、上記耐熱性エレクトレツト用材料からなるフィルムを貼り合わせるものである。金属部材としては、例えば、金属板、金属シート等を使用できる。即ち、例えば、変性 P T F Eからなるフィルムを準備し、加熱ロールおよび加熱源を有さないロールの一対からなる圧着ロールのうち、加熱ロール側に金属板を供給し、加熱源を有さないロール側に上記フィルムを供給しつつ、上記圧着ロールの間に上記金属板および上記フィルムを挿入し、上記金属板と上記フィルムとの接触時間を 1〜 3 秒、接触帯幅を 1〜 2 0 mmに制御し、上記金属板と上記フィルムとを熱圧着することができる。

また、本発明の耐熱性エレクトレットの製造方法の他の一例は、金属部材の表面に、上記耐熱性エレクトレツト用材料をコーティングするものである。即ち、例えば、変性 P T F Eと溶剤とを含む樹脂組成物をスプレー等を用いて金属板にコ一ティングし、その樹脂組成物を焼成することにより、金属板の表面に変性 P T F Eを含む樹脂層を形成することができる。

これらの方法により得られたエレクトレツト用積層板は、所定の大きさに切断され、次にコロナ放電等により分極帯電された後、エージング処理が行われ、イヤホン、ヘッドホンまたはマイクロホン等に利用される。

また、本発明の耐熱性エレクトレットを用いることにより、性能が安定した静電型音響センサ一を提供することができる。静電型音響センサ一としては、例えば、マイクロホン、イヤホン、ヘッドホン、補聴器、超音波センサ一、加速度センサ一などが含まれる。

以下、実施例と比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

(実施例 A 1 )

厚さ 2 5 mの変性 P T F Eフィルムをエレクトレツト用材料として準備した。この変性 P T F Eフィルムは、 9 9 . 9モル％のテトラフルォロエチレンと、 0 . 1モル％のパーフルォロプロピルビニルエーテルとを共重合させた共重合体からなる。この変性 P T F Eフィルムと、厚さ 0 . 2 mmの黄銅板とを加熱ロールを用いて熱圧着し、縦 5 0 c m、横 2 0 c mの大きさに切断して実施例 A 1のエレクトレットを作製した。熱圧着は、温度 340° (：、圧力 0. 5 MP aで行った。

図 1は、本実施例で作製したエレクトレットの断面図である。本実施例のエレクトレット 1 1は、変性 P TF Eからなるフィルム 1 2と黄銅板 1 3とが熱圧着されて形成されている。

(比較例 A1)

日東電工社製の厚さ 2 5 mのホモ PTF Eフィルム "9 2 0— UL " をエレクトレット用材料として準備した。この PTFEフィルムと、厚さ 0. 2mmの黄銅板とを加熱ロールを用いて熱圧着し、実施例 A 1 と同様の大きさに切断して比較例 A 1のエレクトレットを作製した。熱圧着は、温度 340°C、圧力 0. 5MP aで行った。

(比較例 A 2)

ダイキン工業社製の目付量 1 50 gZm²、厚さ 1 2 0 mのホモ P TFE不織布をエレクトレツト用材料として準備した。この PTFE不織布と、厚さ 0. 2mmの黄銅板とを加熱ロールを用いて熱圧着し、実施例 A 1と同様の大きさに切断して比較例 A 2のエレクトレツトを作製した。熱圧着は、温度 360°C、圧力 0. 6 MP aで行った。

(比較例 A 3)

中興化成工業社製の厚さ 2 5 mのホモ P T F Eフィルム "MS F— 1 00" をエレクトレツト用材料として準備した。この PTF Eフィルムと、厚さ 0. 2mmの黄銅板とを加熱口一ルを用いて熱圧着し、実施例 A 1と同様の大きさに切断して比較例 A 3のエレクトレットを作製した。熱圧着は、温度 340°C、圧力 0. 5 MP aで行った。

(比較例 A 4)

ダイキン工業社製の厚さ 2 5 mのテトラフルォロエチレン一へキサフルォロプロピレン共重合体（F E P) フィルム "N F— 0 0 2 5 " をエレクトレット用材料として準備した。この FEPフィルムと、厚さ 0 . 2mmの黄銅板とを加熱ロールを用いて熱圧着し、実施例 A 1と同様の大きさに切断して比較例 A 4のエレクトレツトを作製した。熱圧着は、温度 340°C、圧力 0. 5 MP aで行った。

(比較例 A 5)

ダイキン工業社製の厚さ 2 5 j mのテ卜ラフルォロエチレン（9 7モル％) 一パーフルォロアルキルビエルェ一テル ( 3モル％) 共重合体 ( P FA) フィルム "AF— 0 0 2 5 " をエレクトレツト用材料として準備した。この P FAフィルムと、厚さ 0. 2mmの黄銅板とを加熱口一ルを用いて熱圧着し、実施例 A 1と同様の大きさに切断して比較例 A 5 のエレクトレットを作製した。熱圧着は、温度 340°C、圧力 0. 5M P aで行った。

(実施例 A 2)

黄銅板に代えて、厚さ 0. 2mmのステンレス鋼板を用いた以外は、実施例 A 1と同様にして実施例 A 2のエレクトレツトを作製した。

(比較例 A 6)

黄銅板に代えて、厚さ 0. 2mmのステンレス鋼板を用いた以外は、比較例 A 1と同様にして比較例 A 6のエレクトレツトを作製した。

(比較例 A 7)

黄銅板に代えて、厚さ 0. 2mmのステンレス鋼板を用いた以外は、比較例 A 2と同様にして比較例 A 7のエレクトレツトを作製した。

(比較例 A 8)

黄銅板に代えて、厚さ 0. 2mmのステンレス鋼板を用いた以外は、比較例 A 3と同様にして比較例 A 8のエレクトレツトを作製した。

(比較例 A 9)

黄銅板に代えて、厚さ 0. 2 mmのステンレス鋼板を用いた以外は、比較例 A 4と同様にして比較例 A 9のエレクトレツトを作製した。 (比較例 A l 0)

黄銅板に代えて、厚さ 0. 2mmのステンレス鋼板を用いた以外は、比較例 A 5と同様にして比較例 A 1 0のエレクトレツトを作製した。次に、これらの実施例 A 1、 A2、比較例 A 1〜A 1 0のエレクトレットを用いて、熱圧着したエレクトレット用材料の厚さ、その表面粗さ、およびエレクトレットの表面電位残存率を測定した。

エレクトレツト用材料の厚さは、マイクロメーターを用いてエレクトレツトの金属板以外の層厚さを測定して求めた。エレクトレット用材料の表面粗さは、小阪研究所製の表面粗さ計 " S E— 3 5 0 0 " を用いて測定した。

また、エレクトレットの表面電位残存率は、次のようにして測定した

。まず、マイナスのコロナ放電にて温度 2 5°Cで試料を分極処理し、その直後の表面電位を T r e k社製の表面電位計 "mo d e l 344" にて測定した。続いて、 2 7 0 °Cまたは 3 0 0 °Cにて 1 0分間保持した後、その表面電位を同様にして測定した。そして、エレクトレットを分揮処理した直後の表面電位を基準（1 0 0 %) として、 2 70 または 30 で 1 0分間保持した後の表面電位をその相対値（％) として求めた。

以上の測定の結果を表 1に示す。また、図 2には、実施例 A 1および比較例 A 1〜A 5の表面電位残存率と温度との関係を示した。

(表 1)

表 1から明らかなように、実施例 A 1の表面電位残存率は、比較例 A 1〜A 5の全てに比べて高いことが分かる。また、実施例 A 2の表面電位残存率は、比較例 A 6〜A 1 0の全てに比べて高いことが分かる。なお、エレクトレット用材料の厚さを 2 5 im以下にしても、表面電位残存率にはあまり影響しなかった。

また、実施例 A 1および実施例 A 2では、平面粗さ R a (横）と平面粗さ R a (縦）とがいずれも 0. 5 m以下となり、エレクトレットをマイクロホン等に使用しても振動板の動作を妨げない。

なお、比較例 A2および比較例 A7では、残存率はある程度高くなつたものの、表面粗さが 0. 5 mを大きく上回っており、マイクロホン等には適さない。

上記実施例では、エレクトレット用材料として変性 PTFEのフィルムを用いたが、変性 PTFEの塗料（デイスパージヨン）を金属部材にコーティングすることもできる。また、ホモ PTFEの塗料に、核剤、阻害剤となる低分子フッ素化合物、無機物等の添加剤を加えることもできる。融点の観点から考えると、ホモ PTFEを主体とした塗料に、パ一フルォロアルキルビニルエーテルを添加するのが好ましい。これにより、エレクトレツト用材料の球晶の界面および結晶欠陥が増加することにより、高温での電荷保持性能を高めることができる。

(実施形態 2 )

本発明の耐熱性エレクトレツトの一例は、金属部材の表面に樹脂フィルムを接着した耐熱性エレクトレットであり、上記樹脂フィルムがポリテトラフルォロエチレンからなり、上記樹脂フィルムの片面（第 1主面 ) の水滴接触角が 1 1 0 ° 以下、より好ましくは 6 0 ° 以下であり、上記樹脂フィルムの片面（第 1主面）と上記金属部材とが接着されているものである。

金属部材側の樹脂フィルムの片面（第 1主面）における水滴接触角を 1 1 0 ° 以下とすることにより、金属部材と榭脂フィルムとの接着性が向上し、エレクトレットの性能が安定的に維持できる。なお、上記水滴接触角は、 5 0 ° 以上が好ましい。この範囲内であれば、トラップ部分が安定し、トラップされた電荷が減衰しにくいからである。

また、樹脂フィルムに P T F Eフィルムを用いることにより、エレクトレットの高温での電荷保持性能を向上できる。さらに、樹脂フィルムとして P T F Eフィルムを用いることにより、製品表面に防汚性、耐薬品性、撥水性、耐候性等の優れた機能を付与でき、エレクトレットのフレキシピリティが損なわれず、また、エレクトレットのエンボス加工なども比較的容易に出来る。

また、金属部材と反対側の樹脂フィルムの片面（第 2主面）における水滴接触角を 1 1 1 ° 以上とすれば、高温での電荷保持性能をより効果的に維持できる。

なお、本発明における水滴接触角とは、蒸留水を用いて測定した接触角を意味する。

また、本発明の耐熱性エレクトレットの他の一例は、金属部材の表面に樹脂フィルムを接着した耐熱性エレクトレットであり、上記樹脂フィルムが P T F Eからなり、上記金属部材側の上記樹脂フィルムの片面のみが易接着処理されているものである。

これにより、金属部材と樹脂フィルムとの接着性が向上し、エレクトレットの性能が安定的に維持できる。また、樹脂フィルムに P T F Eフイルムを用いることにより、エレクトレツ卜の高温での電荷保持性能を向上できる。さらに、樹脂フィルムとして P T F Eフィルムを用いることにより、製品表面に防汚性、耐薬品性、撥水性、耐候性等の優れた機能を付与でき、エレクトレットのフレキシビリティが損なわれず、また、エレクトレットのエンボス加工なども比較的容易に出来る。

また、樹脂フィルムの片面のみを易接着処理することにより、高温での電荷保持性能を維持できる。

上記易接着処理としては、化成処理、コロナ処理、プラズマ処理、スパッタリング処理などが含まれ、これらの中でも特に簡易な製造設備で実施できる化成処理がより好ましい。

上記本実施形態の耐熱性エレクトレツトのいずれの例においても以下の特徴をさらに付与できる。

上記樹脂フィルムは、実施形態 1で用いた変性 P T F Eを用いて形成することもできる。

上記金属部材と上記樹脂フィルムとの 1 8 0 ° ピール強度は、 0 . 5 N Z c m以上であることが好ましく、 1 . 0 N Z c m以上であることがより好ましい。この範囲内であれば、打ち抜き加工等を行う際に金属部材から樹脂フィルムが剥離しないからである。なお、 1 8 0 ° ピ一ル強度の上限値は、打ち抜き加工等を行う際に金属部材から樹脂フィルムが剥離しなければ、特に限定されない。

また、上記樹脂フィルムの誘電率は、 2 . 1以下であることが好ましレこの範囲内であれば、吸水性が小さいため表面電荷の減衰が防げるからである。また、上記樹脂フィルムの体積抵抗率は、 1. 0 X 1 0¹ ⁸Ω cm以上であることが好ましい。この範囲内であれば、電気伝導度が低いため帯電しやすくなるからである。なお、誘電率の下限値は、空気の誘電率 = 1に近いほど好ましい。

上記 PTFEフィルムの厚さは特に限定されないが、通常 5〜40 0 m、好ましくは 1 0〜 5 0 mである。この範囲内であれば、エレクトレットの特性を維持しつつ、エレクトレットの薄型化、小型化が図れるからである。

上記金属部材としては、例えば、金属板、金属シート等を使用できる。また、上記金属部材は、黄銅、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、チタン、洋白、リン青銅、それらの合金、それらがメツキされた金属およびそれらが蒸着された金属から選ばれた少なくとも 1つから形成されていることが好ましい。これらの金属は耐蝕性、電気伝導性、加工性の点で優れているからである。

また、本発明の耐熱性エレクトレットの製造方法の一例は、 PTFE からなるフィルムの片面に易接着処理を施す工程と、金属部材の表面に、上記フィルムの易接着処理を施した面を接着する工程とを含むものである。

これにより、金属部材と樹脂フィルムとの接着性が向上し、性能が安定したエレクトレットを提供できる。また、樹脂フィルムに PTF Eフイルムを用いることにより、高温での電荷保持性能が向上したエレクトレットを提供できる。なお、 P T F Eの融点は約 3 30 °Cであるため、加工温度が 3 0 Ot:程度になる MEMS (M i c r o E l e c t r o Me c h a n i c a l S y s t e m s ) 技術を用いてもマイクロホン等を製造できる。さらに、樹脂フィルムとして PTFEフィルムを用いることにより、製品表面に防汚性、耐薬品性、撥水性、耐候性等の優れた機能を付与でき、エレクトレツトのフレキシビリティが損なわれず、また、エレクトレットのエンボス加工なども比較的容易に出来る。上記易接着処理としては、化成処理、コロナ処理、プラズマ処理、スパッ夕リング処理などが含まれ、これらの中でも特に簡易な製造設備で実施できる化成処理がより好ましい。

上記金属部材としては、例えば、金属板、金属シート等を使用できる

。なお、上記金属部材の使用にあたっては、先ず油脂等の付着のないものを用い、さらには上記樹脂フィルムとの接着性を良くするために下地処理を行うことが好ましい。下地処理としては、例えば、陽極酸化、化成処理による皮膜の形成或いはカツプリング剤の利用、その他接着性を改善する方法等が挙げられる。

上記金属部材と上記樹脂フィルムとの接着は、加熱ロールおよび加熱源を有さないロールの一対からなる圧着ロールのうち、加熱口一ル側に金属部材を供給し、加熱源を有さないロール側に樹脂フィルムを供給しつつ、上記圧着ロールの間に上記金属部材および上記樹脂フィルムを揷入し、上記金属部材と上記樹脂フィルムとの接触時間を 1〜 3秒、接触帯幅を 1〜2 0 mmに制御し、上記金属部材と上記樹脂フィルムとを熱圧着することにより行うことができる。

これらの方法により得られたエレクトレット用積層板は、所定の大きさに切断され、次にコロナ放電等により分極帯電された後、エージング処理が行われてエレクトレツトが完成し、このエレクトレツトはィャホン、ヘッドホンまたはマイクロホン等に利用される。

また、本発明の耐熱性エレクトレットを用いることにより、性能が安定した静電型音響センサ一を提供することもできる。静電型音響センサ一としては、例えば、マイクロホン、イヤホン、ヘッドホン、補聴器、超音波センサ一、加速度センサ一などが含まれる。

(実施例 B 1)

化成処理により片面のみが易接着処理されている厚さ 2 5 mの PT FEフィルム（日東電工社製 "92 1 UL" ) を準備した。この PTF Eフィルムの表面の水滴接触角を蒸留水を用いた接触角計（協和界面科学社製 "CA— DT" ) により測定したところ、易接着処理がされている面では 5 3 ° 、易接着処理がされていない面では 1 1 8° であった。次に、この P T F Eフィルムの易接着処理された面と、厚さ 0. 2m mのステンレス鋼板とを、エポキシ系接着剤を介して加熱ロールを用いて熱圧着し、縦 5 0 cm、横 20 cmの大きさに切断して実施例 B 1のエレクトレット用積層板を作製した。熱圧着は、温度 340° (：、圧力 0 . 5 MP aで行った。

図 3は、本実施例で作製したエレクトレツト用積層板の断面図である。本実施例のエレクトレット用積層板 2 1は、 PTFEからなるフィルム 22とステンレス鋼板 23とがエポキシ系接着剤（図示せず）を介して熱圧着されて形成されている。

(実施例 B 2)

厚さ 2 5 imの P T F Eフィルム (中興化成工業社製 "MS F— 1 0 0 " ) の片面に、化成処理剤（潤ェ社製 "テトラエッチ A" ) を塗布して 1 0秒間保持し、その後メタノールで洗浄後、さらに水で洗浄して乾燥させることにより、化成処理により片面が易接着処理されている P T F Eフィルムを準備した。この PTF Eフィルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、易接着処理がされている面では 44° 、易接着処理がされていない面では 1 1 2 ° であった。

次に、この PTF Eフィルムを用いたこと以外は、実施例 B 1と同様にして実施例 B 2のエレクトレツト用積層板を作製した。

(実施例 B 3)

厚さ 2 5 の P TF Eフィルム（中興化成工業社製 "MS F— 1 0 0" ) の片面をマスクし、プラズマ処理装置（日放電子社製 "P CB" ) によりプラズマ処理を行った。プラズマ処理の条件は、プラズマ発生源の周波数： 40 kH z、電源出力： 5 kW、使用ガス：窒素および酸素の混合ガス、ガス圧力： 3 3 P a、電極温度： 2 5°C、照射時間： 5 秒であった。その後、マスクを除去することにより、プラズマ処理により片面が易接着処理されている PTFEフィルムを準備した。この PT FEフィルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、易接着処理がされている面では 1 0 6 ° 、易接着処理がされていない面では 1 1 8 ° であった。

次に、この PTFEフィルムを用いたこと以外は、実施例 B 1と同様にして実施例 B 3のエレクトレツト用積層板を作製した。

(実施例 B 4)

厚さ 2 5 mの PTFEフィルム（中興化成工業社製 "MS F— 1 0 0" ) の片面をコロナ放電処理装置（ナビタス製 "ポロダイン 1 " ) によりコロナ放電処理を行った。コロナ放電処理の条件は、印加電圧： 1 0 k V、電極一試料間距離： 2mm、処理速度： 4. 5 mZ分であった。このようにしてコロナ放電処理により片面が易接着処理されている P TF Eフィルムを準備した。この PTF Eフィルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、易接着処理がされている面では 1 00° 、易接着処理がされていない面では 1 24° であった。次に、この PTFEフィルムを用いたこと以外は、実施例 B 1と同様にして実施例 B 4のエレクトレツト用積層板を作製した。

(実施例 B 5) 厚さ 2 5 mの P TFEフィルム（日東電工社製 "920 UL" ) を用いたこと以外は、実施例 B 4と同様にして実施例 B 5のエレクトレツト用積層板を作製した。この PTFEフィルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、易接着処理がされている面では 1 02 ° 、易接着処理がされていない面では 1 2 1 ° であった。

(比較例 B 1)

厚さ 2 5 の P TF Eフィルム（中興化成工業社製 "MS F— 1 0 0" ) の両面を化成処理したこと以外は、実施例 B 2と同様にして比較例 B 1のエレクトレツト用積層板を作製した。この PTFEフィルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、ステンレス鋼板側の接着面では 49 ° 、他方の非接着面では 60 ° であった。

(比較例 B 2)

厚さ 2 5 の PTFEフィルム（中興化成工業社製 "MS F— 1 0 0" ) の両面をマスクせずにプラズマ処理したこと以外は、実施例 B 3 と同様にして比較例 B 2のエレクトレット用積層板を作製した。この P TFEフィルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、ステンレス鋼板側の接着面では 1 08 ° 、他方の非接着面では 1 07 ° であった。

(比較例 B 3)

厚さ 2 5 mの PTF Eフィルム（中興化成工業社製 "M S F _ 1 0 0" ) の両面をコロナ放電処理したこと以外は、実施例 B 4と同様にして比較例 B 3のエレクトレツト用積層板を作製した。

この PTFEフィルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、ステンレス鋼板側の接着面では 1 0 9 ° 、他方の非接着面では 1 02 ° であった。

(比較例 B 4) W

厚さ 2 5 xmの PTFEフィルム（中興化成工業社製 "MS F_ 1 0 0" ) に化成処理を一切行わなかったこと以外は、実施例 B 2と同様にして比較例 B 4のエレクトレット用積層板を作製した。この PTF Eフイルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、 5 ステンレス鋼板側の接着面では 1 1 8 ° 、他方の非接着面では 1 2 5 ° であった。

(比較例 B 5)

両面とも易接着処理がされていない厚さ 2 5 xmの F E Pフィルム（ダイキン工業社製 "NF— 00 2 5 " ) を用いたこと以外は、実施例 B 10 1と同様にして比較例 B 5のエレクトレット用積層板を作製した。この F E Pフィルムの表面の水滴接触角を実施例 B 1と同様にして測定したところ、ステンレス鋼板側の接着面では 1 1 1 ° 、他方の非接着面では 1 1 8 ° であった。

次に、これらの実施例 B 1〜B 5および比較例 B 1〜B 5のエレクト 5 レット用積層板を用いて、ステンレス鋼板と樹脂フィルムとの 1 8 0 ° ピール強度、およびエレクトレツト用積層板の表面電位残存率を測定した。また、エレクトレットの実際の製造工程を模したプレス加工試験と洗浄試験とを行った。

1 80 ° ピール強度は、ピール強度試験機（島津製作所製 "AGS— 0 H" ) を用いて測定した。

また、エレクトレット用積層板の表面電位残存率は、次のようにして測定した。まず、マイナスのコロナ放電にて温度 2 5 °Cでエレクトレツトを分極処理し、その直後の表面電位を表面電位計（T r e k社製 "m o d e l 344" ) にて測定した。続いて、 2 7 0 °Cにて 1 0分間保 5 持した後、その表面電位を同様にして測定した。そして、エレクトレツト用積層板を分極処理した直後の表面電位を基準（1 00 %) として、 2 7 O :で 1 0分間保持した後の表面電位をその相対値 ( % ) として求めた。なお、上記コロナ放電処理の条件は、印加電圧： — 5 k V、ダリッド電圧： — 2 0 0 V、電極一試料間距離： 2 mm、処理時間： 1 0秒とした。

プレス加工試験は、実施例 B 1〜B 5および比較例 B 1〜B 5で縦 5 0 c m、横 2 0 c mの大きさに切断したエレクトレット用積層板を、 2 0 t o nのプレスを用いて直径 4 . 5 mmの円盤状に打ち抜き、エレクトレツトの端部におけるステンレス鋼板と樹脂フィルムとの剥離具合を観察した。

洗浄試験は、上記プレス加工したエレクトレツ卜を超音波洗浄機（シヤープ社製 " U T— 6 0 4 R " ) を用いてァセトン中で 5分間超音波洗浄し、エレクトレツトの端部におけるステンレス鋼板と樹脂フィルムとの間へのアセトンの浸入具合を観察した。

以上の結果を表 2に示す。表 2において、プレス加工試験と洗浄試験の結果は、両試験の後のエレクトレットを観察し、樹脂フィルムの剥離がなく、アセトンの浸入がないものを優良、樹脂フィルムの剥離はないが、アセトンの浸入が若干見られるものを良、樹脂フィルムの剥離が発生し、アセトンの浸入があるものを不良として示した。

また、表 3には、参考までに実施例 B 1〜B 5および比較例 B 1〜B 5で使用した樹脂フィルムの接着面と非接着面の表面粗さ R aを示した。上記接触角の大きさは、表面粗さに影響されるからである。表面粗さは、小阪研究所製の表面粗さ計 " S E— 3 5 0 0 " を用いて測定した。 (表 2 )

(表 3 )

表 2から明らかなように、実施例 B 1〜B 5は、表面電位残存率がすベて 2 0 %以上となり、プレス加工試験および洗浄試験においてもほぼ満足する結果となった。特に、化成処理を施した実施例 B 1および実施例 B 2は、従来の F E Pを用いた比較例 B 5と同程度のピール強度を示した。一方、無処理の P T F Eを用いた比較例 B 4はプレス加工試験および洗浄試験で P T F Eフィルムの剥離によるアセトンの浸入が認められ、 F E Pを用いた比較例 B 5は表面電位残存率が 0 %となり、いずれもエレクトレツトとしては不適格であった。

次に、実施例 B 2および比較例 B 1〜B 3のエレクトレットを用いて耐湿試験を行った。耐湿試験は、エレクトレット用積層板を温度 6 0°C 、湿度 8 0 %の雰囲気に配置して、経過時間毎の表面電位残存率を前述と同様にして測定した。即ち、マイナスのコロナ放電にて温度 2 5°Cで試料を分極処理し、その直後の表面電位を表面電位計（T r e k社製 " mo d e l 344 " ) にて測定した。続いて、エレクトレット用積層板を温度 6 0°C、湿度 8 0 %の雰囲気に配置して一定時間経過後にその表面電位を同様にして測定した。そして、エレクトレット用積層板を分極処理した直後の表面電位を基準（1 0 0 %) として、一定時間経過後の表面電位をその相対値 (%) として求めた。なお、上記コロナ放電処理の条件は前述と同様とした。その結果を図 4に示す。

図 4から明らかなように、接着面のみを化成処理した実施例 B 2は 1 50分経過しても表面電位残存率はほとんど低下しなかった。一方、比較例 B 1〜B 3は時間の経過に伴って表面電位残存率が低下した。特に、両面を化成処理した比較例 B 1は耐湿試験開始直後から急激に表面電位残存率が低下した。これは、 PTFEフィルムの両面を化成処理したことにより、エレクトレツト用積層板の表面が極めて濡れやすくなり、水分の付着により電荷が中性化したものと考えられる。産業上の利用の可能性

以上のように本発明は、高温での電荷保持性能が高いエレクトレットを提供できる。また、本発明のエレクトレットを用いることにより、マイク口ホン、イヤホン、ヘッドホン、補聴器、超音波センサー、加速度センサーなどの各種の静電型音響センサーを提供でき、その工業的価値は大である。

Claims

請求の範囲

1 . フッ素樹脂を含む耐熱性エレクトレツト用材料であって、

前記フッ素樹脂が、変性ポリテトラフルォロエチレンであることを特徴とする耐熱性エレクトレツト用材料。

2 . 前記変性ポリテトラフルォロエチレンが、テトラフルォロェチレン 9 9 . 0〜 9 9 . 9 9 9モル％と、パ一フルォロビニルエーテル 1 . 0〜 0 . 0 0 1モル％とを共重合して得られる共重合体である請求項 1 に記載の耐熱性エレクトレツト用材料。

3 . 前記耐熱性エレクトレット用材料は、その誘電率が 2 . 1以下、その体積抵抗率が 1 . 0 X 1 0 ^{1 8} Ω c m以上である請求項 1に記載の耐熱性エレクトレツト用材料。

4 . 金属部材の表面に、フッ素樹脂を含む耐熱性エレクトレット用材料を配置した耐熱性エレクトレツトであって、

前記フッ素樹脂が、変性ポリテトラフルォロエチレンであることを特徴とする耐熱性エレクトレツト。

5 . 前記変性ポリテトラフルォロエチレンが、テトラフルォロェチレン 9 9 . 0〜 9 9 . 9 9 9モル％と、パーフルォロビニルエーテル 1 . 0〜 0 . 0 0 1モル％とを共重合して得られる共重合体である請求項 4 に記載の耐熱性エレクトレット。

6 . 前記耐熱性エレクトレット用材料は、その誘電率が 2 . 1以下、その体積抵抗率が 1 . 0 X 1 0 ^{1 8} Ω c m以上である請求項 4に記載の耐熱性エレクトレツト。

7 . 前記金属部材が、黄銅、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、チタン、洋白、リン青銅、それらの合金、それらがメツキされた金属およびそれらが蒸着された金属から選ばれた少なくとも 1つから形成されている請求項 4に記載の耐熱性エレクトレツト。

8. 前記金属部材が、金属板である請求項 4に記載の耐熱性エレクトレツ卜。

9. 金属部材の表面に榭脂フィルムを接着した耐熱性エレクトレツトであって、

前記樹脂フィルムが、ポリテトラフルォロエチレンを含み、

前記樹脂フィルムの片面の水滴接触角が、 1 1 0° 以下であり、 · 前記樹脂フィルムの片面と前記金属部材とが接着されていることを特徴とする耐熱性エレクトレツト。

1 0. 前記金属部材と前記樹脂フィルムとの 1 8 0 ° ピール強度が、 0. 5N/cm以上である請求項 9に記載の耐熱性エレクトレット。

1 1. 前記樹脂フィルムは、その誘電率が 2. 1以下、その体積抵抗率が 1. 0 X 1 0¹⁸ Ω c m以上である請求項 9に記載の耐熱性エレク卜レツ卜。

1 2. 前記金属部材が、金属板である請求項 9に記載の耐熱性エレク卜レツ卜。

1 3. 前記金属部材が、黄銅、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、チタン、洋白、リン青銅、それらの合金、それらがメツキされた金属およびそれらが蒸着された金属から選ばれた少なくとも 1つから形成されている請求項 9に記載の耐熱性エレクトレツト。

14. 金属部材の表面に樹脂フィルムを接着した耐熱性エレクトレツ卜であって、

前記金属部材側の前記樹脂フィルムの片面のみが、易接着処理されていることを特徴とする耐熱性エレクトレット。

1 5. 前記易接着処理が、化成処理、コロナ処理、プラズマ処理およびスパッタリング処理から選ばれた少なくとも一つの処理である請求項

14に記載の耐熱性エレクトレット。

1 6. 前記金属部材と前記樹脂フィルムとの 1 8 0 ° ピール強度が、 0. 5 N/cm以上である請求項 14に記載の耐熱性エレクトレツト。

1 7. 前記樹脂フィルムは、その誘電率が 2. 1以下、その体積抵抗率が 1 · 0 X 1 0¹⁸ Ω c m以上である請求項 1 4に記載の耐熱性エレク卜レツ卜。

1 8. 前記金属部材が、金属板である請求項 14に記載の耐熱性エレク卜レツ卜。

1 9. 前記金属部材が、黄銅、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、チタン、洋白、リン青銅、それらの合金、それらがメツキされた金属およびそれらが蒸着された金属から選ばれた少なくとも 1つから形成されている請求項 14に記載の耐熱性エレクトレツト。