特許 5988718 トランスデューサ用可撓性シート及びトランスデューサ用可撓性シートの製造方法。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5988718

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】トランスデューサ用可撓性シート及びトランスデューサ用可撓性シートの製造方法。

(51)【国際特許分類】

   H01B 5/14 20060101AFI20160825BHJP

   H01B 13/00 20060101ALI20160825BHJP

【ＦＩ】

   H01B5/14 Z

   H01B13/00 503Z

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-132389(P2012-132389)

(22)【出願日】2012年6月11日

(65)【公開番号】特開2013-257994(P2013-257994A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2015年2月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005061

【氏名又は名称】バンドー化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 秀之

(72)【発明者】

【氏名】大高 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】野中 敬三

【審査官】 沖田 孝裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２３９６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１０８２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４９０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５３３６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｂ ５／１４

Ｈ０１Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層と、上記導電エラストマー層の一方の面に積層され弾性基材を有する誘電エラストマー層とを備え、
上記導電エラストマー層の弾性基材及び上記誘電エラストマー層の弾性基材が軟化剤を含有し、
上記導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ａ）と上記誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ｂ）との差が１０質量％以下であるトランスデューサ用可撓性シート。

【請求項2】

上記導電エラストマー層の他方の面に積層される他の誘電エラストマー層をさらに備え、
上記他の誘電エラストマー層が、軟化剤を含有する弾性基材を有し、
上記他の誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ｂ’）と上記軟化剤含有割合（ａ）との差が１０質量％以下である請求項１に記載のトランスデューサ用可撓性シート。

【請求項3】

上記誘電エラストマー層の一方の面に積層される他の導電エラストマー層をさらに備え、
上記他の導電エラストマー層が、軟化剤を含有する弾性基材及び導電性フィラーを有し、
上記他の導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ａ’）と上記軟化剤含有割合（ｂ）との差が１０質量％以下である請求項１に記載のトランスデューサ用可撓性シート。

【請求項4】

上記軟化剤含有割合（ａ）が、３０質量％以上８０質量％以下であり、
上記軟化剤含有割合（ｂ）が、３０質量％以上８０質量％以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載のトランスデューサ用可撓性シート。

【請求項5】

上記誘電エラストマー層が誘電性フィラーを含有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトランスデューサ用可撓性シート。

【請求項6】

上記導電性フィラーがカーボンナノチューブである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のトランスデューサ用可撓性シート。

【請求項7】

請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のトランスデューサ用可撓性シートを製造する方法であって、
一の離型フィルムに、軟化剤含有割合が３０質量％以上８０質量％以下の弾性基材を有する誘電エラストマー層を積層することで、第１シート体を形成する工程、
他の離型フィルムに、軟化剤含有割合が３０質量％以上８０質量％以下かつ上記誘電エラストマー層の軟化剤含有割合との差が１０質量％以下の弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層を積層することで、第２シート体を形成する工程、及び
上記第１シート体と上記第２シート体とを、誘電エラストマー層と導電エラストマー層との対向状態で積層することで多層構造体を形成する工程
を有するトランスデューサ用可撓性シートの製造方法。

【請求項8】

上記第１シート体を形成する工程において、複数枚の第１シート体を形成し、
上記多層構造体から第２シート体の離型フィルムを剥離する工程、及び
上記多層構造体から第２シート体の離型フィルムが剥離された積層体に、他の第１シート体を、誘電エラストマー層と導電エラストマー層との対向状態で積層する工程
をさらに有する請求項７に記載のトランスデューサ用可撓性シートの製造方法。

【請求項9】

上記第２シート体を形成する工程において、複数枚の第２シート体を形成し、
上記多層構造体から第１シート体の離型フィルムを剥離する工程、及び
上記多層構造体から第１シート体の離型フィルムが剥離された積層体に、他の第２シート体を、導電エラストマー層と誘電エラストマー層との対向状態で積層する工程
をさらに有する請求項７に記載のトランスデューサ用可撓性シートの製造方法。

【請求項10】

上記多層構造体を形成する工程の前に、
上記第２シート体を所定形状に裁断する工程
をさらに有する請求項７に記載のトランスデューサ用可撓性シートの製造方法。

【請求項11】

上記裁断する工程において、第１シート体よりも第２シート体が小さくなるよう裁断し、上記多層構造体を形成する工程において、上記第２シート体の導電エラストマー層が上記第１シート体の誘電エラストマー層からはみ出さないように積層される請求項１０に記載のトランスデューサ用可撓性シートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トランスデューサ用可撓性シート及びトランスデューサ用可撓性シートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トランスデューサには、機械エネルギーと電気エネルギーとの変換を行うアクチュエータ、ジェネレータ等がある。小型で軽量なトランスデューサを構成するためには、誘電エラストマー層と導電エラストマー層とを備えるトランスデューサ用可撓性シートが用いられている。

【0003】

このトランスデューサ用可撓性シートにあっては、誘電エラストマー層は、電気抵抗が高く、絶縁破壊電圧が高いことが望まれ、さらに容易に変形するよう軟質であることが望まれる。また、導電エラストマー層は、ヒステリシスロスが少なく十分な導電性を有するとともに誘電エラストマー層の変形に追従可能な程度に軟質であることが望まれる（特開２０１０−１５３３６４号公報参照）。

【0004】

この誘電エラストマー層及び導電エラストマー層を軟質とするために、誘電エラストマー層が有する弾性基材及び導電エラストマー層が有する弾性基材に軟化剤を含有させることが考えられる。しかし、誘電エラストマー層の弾性基材に軟化剤を多量に含有させると、誘電エラストマー層の弾性基材中の軟化剤が導電エラストマー層に移行し、その結果、導電エラストマー層が膨潤して皺が生じたり、導電エラストマー層の電気抵抗が上昇してしまう等の不都合が生じる。逆に、導電エラストマー層の弾性基材に軟化剤を多量に含有させると、導電エラストマー層の弾性基材中の軟化剤が誘電エラストマー層に移行してしまい、導電エラストマー層の弾性率が高くなり、誘電エラストマー層の変形を阻害してしまい、トランスデューサの機能低下を招くおそれがある。

【0005】

また、上記のようなトランスデューサ用可撓性シートは、予め形成された誘電エラストマー層に、溶剤に溶解された導電エラストマー層形成材料を塗工することによって製造されている。しかし、このような製造方法では、導電エラストマー層形成材料の溶剤によって誘電エラストマー層が膨潤してしまい、製品に皺が発生したり、誘電エラストマー層の軟化剤などの添加物が溶媒に溶け出し、誘電エラストマー層の機能低下を招くおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−１５３３６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、柔軟性及び安定性に優れるトランスデューサ用可撓性シート、並びにトランスデューサ用可撓性シートの製造方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するためになされた発明は、
弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層と、上記導電エラストマー層の一方の面に積層され弾性基材を有する誘電エラストマー層とを備え、
上記導電エラストマー層の弾性基材及び上記誘電エラストマー層の弾性基材が軟化剤を含有し、
上記導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ａ）と上記誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ｂ）との差が１０質量％以下であるトランスデューサ用可撓性シートである。

【0009】

当該トランスデューサ用可撓性シートは、上記構成を有することで、柔軟性及び安定性に優れる。当該トランスデューサ用可撓性シートが上記構成を有することで上記効果を奏する理由としては、上記導電エラストマー層の弾性基材及び誘電エラストマー層の弾性基材が軟化剤を含有することで柔軟性が向上すること、上記導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ａ）と上記誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ｂ）との差が１０質量％以下であることで、軟化剤が導電エラストマー層と誘電エラストマー層との間を移行してそれぞれの物性が変化することを抑制でき、安定性に優れること等が考えられる。

【0010】

当該トランスデューサ用可撓性シートは、
上記導電エラストマー層の他方の面に積層される他の誘電エラストマー層をさらに備え、
上記他の誘電エラストマー層は、軟化剤を含有する弾性基材を有し、
上記他の誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ｂ’）と上記軟化剤含有割合（ａ）との差が１０質量％以下であることが好ましい。

【0011】

当該トランスデューサ用可撓性シートが上記構成を有することで、複数の当該トランスデューサ用可撓性シートを、交差して重ねあわせ、交互に蛇腹状に折り畳むことでトランスデューサ素子を得ることができる。具体的には、例えば一対の当該トランスデューサ用可撓性シートを、略直角に交差して重ねあわせ、交互に蛇腹状に折り畳むことでトランスデューサ素子を得ることができる。また、導電エラストマー層の他方の面に積層される他の誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ｂ’）と上記軟化剤含有割合（ａ）との差が１０質量％以下であることで、軟化剤が導電エラストマー層と他の誘電エラストマー層との間を移行しにくい。

【0012】

当該トランスデューサ用可撓性シートは、
上記誘電エラストマー層の一方の面に積層される他の導電エラストマー層をさらに備え、
上記他の導電エラストマー層は、軟化剤を含有する弾性基材及び導電性フィラーを有し、
上記他の導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ａ’）と上記軟化剤含有割合（ｂ）との差が１０質量％以下であることが好ましい。

【0013】

当該トランスデューサ用可撓性シートが上記構成を有することで、誘電エラストマー層の両面にそれぞれ導電エラストマー層が積層された構造となるので、この両面の導電エラストマー層を電極として用いることで、トランスデューサ素子として好適に用いることができる。また、誘電エラストマー層の一方の面に積層される他の導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合（ａ’）と上記軟化剤含有割合（ｂ）との差が１０質量％以下であることで、軟化剤が他の導電エラストマー層と誘電エラストマー層との間を移行しにくい。

【0014】

上記軟化剤含有割合（ａ）は、３０質量％以上８０質量％以下であり、上記軟化剤含有割合（ｂ）は、３０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。上記構成とすることで、当該トランスデューサ用可撓性シートの柔軟性をより向上させることができる。導電エラストマー層の弾性基材及び／又は誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合が８０質量％を超えると、エラストマー層を成型することが難しくなり、また、エラストマー層の絶縁性が低下してトランスデューサとしての機能が低下するおそれがある。一方、導電エラストマー層の弾性基材及び／又は誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤の含有割合が３０質量％未満であると、エラストマー層の弾性率が高くなり、変形量が小さくなるので、トランスデューサとしての機能が低下するおそれがある。

【0015】

上記誘電エラストマー層は誘電性フィラーを含有することが好ましい。これにより、上記誘電エラストマー層の誘電率をより高めることができる。

【0016】

上記導電性フィラーはカーボンナノチューブであることが好ましい。導電エラストマー層がカーボンナノチューブを含有することで、上記導電エラストマー層の電気抵抗をより低下させ、導電性を向上させることができ、また、変形を繰り返しても導電性の低下を抑制することができる。

【0017】

本発明のトランスデューサ用可撓性シートの製造方法は、
一の離型フィルムに、軟化剤含有割合が３０質量％以上８０質量％以下の弾性基材を有する誘電エラストマー層を積層することで、第１シート体を形成する工程、
他の離型フィルムに、軟化剤含有割合が３０質量％以上８０質量％以下かつ上記誘電エラストマー層の軟化剤含有割合との差が１０質量％以下の弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層を積層することで、第２シート体を形成する工程、及び
上記第１シート体と上記第２シート体とを、誘電エラストマー層と導電エラストマー層との対向状態で積層することで多層構造体を形成する工程
を有する。

【0018】

当該トランスデューサ用可撓性シートの製造方法によれば、従来の誘電エラストマー層に溶媒に溶解された導電エラストマー層形成材料を塗工する方法に比べて、誘電エラストマー層の弾性基材中の軟化剤が溶媒に溶け出すことがなく、容易且つ確実に当該トランスデューサ用可撓性シートを製造することができる。また、このように製造された当該トランスデューサ用可撓性シートは、導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合との差が１０質量％以下であるため、軟化剤が導電エラストマー層と誘電エラストマー層との間を移行しにくい。

【0019】

当該トランスデューサ用可撓性シートの製造方法は、
上記第１シート体を形成する工程において、複数枚の第１シート体を形成し、
上記多層構造体から第２シート体の離型フィルムを剥離する工程、及び
上記多層構造体から第２シート体の離型フィルムが剥離された積層体に、他の第１シート体を、誘電エラストマー層と導電エラストマー層との対向状態で積層する工程
をさらに有することが好ましい。

【0020】

これにより、導電エラストマー層の両面に誘電エラストマー層が積層されたトランスデューサ用可撓性シートを製造することができる。このようにして製造された複数のトランスデューサ用可撓性シートを、交差して重ねあわせ、交互に蛇腹状に折り畳むことでトランスデューサ素子を得ることができる。

【0021】

当該トランスデューサ用可撓性シートの製造方法は、
上記第２シート体を形成する工程において、複数枚の第２シート体を形成し、
上記多層構造体から第１シート体の離型フィルムを剥離する工程、及び
上記多層構造体から第１シート体の離型フィルムが剥離された積層体に、他の第２シート体を、導電エラストマー層と誘電エラストマー層との対向状態で積層する工程
をさらに有することが好ましい。

【0022】

これにより、誘電エラストマー層の両面に導電エラストマー層が積層されたトランスデューサ用可撓性シートを製造することができる。このようにして製造されたトランスデューサ用可撓性シートは誘電エラストマー層の両面の導電エラストマー層を電極として用いることで、トランスデューサ素子として好適に用いることができる。

【0023】

当該トランスデューサ用可撓性シートの製造方法は、上記多層構造体を形成する工程の前に、上記第２シート体を所定形状に裁断する工程をさらに有することが好ましい。これにより、導電エラストマー層を所望の大きさとした後に、この導電エラストマー層と誘電エラストマー層とを積層することができる。

【0024】

また、上記裁断する工程において、第１シート体よりも第２シート体が小さくなるよう裁断し、上記多層構造体を形成する工程において、上記第２シート体の導電エラストマー層が上記第１シート体の誘電エラストマー層からはみ出さないように積層されることが好ましい。このように上記第２シート体の導電エラストマー層が上記第１シート体の誘電エラストマー層からはみ出さないように積層されることで、導電エラストマー層が短絡を起きるのを抑制することができる。

【0025】

ここで、「一方」とは、トランスデューサ用可撓性シート全体に対する所定方向をいい、「他方」とは、それと反対方向をいう。

【発明の効果】

【0026】

以上説明したように、本発明のトランスデューサ用可撓性シートは、軟化剤が導電エラストマー層と誘電エラストマー層の間を移行することを抑制することでそれぞれの物性が変化したり形態が変化したりすることを抑制でき、柔軟性及び安定性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は、本発明の第一実施形態のトランスデューサ用可撓性シートの説明図であり、（Ａ）は概略的断面図、（Ｂ）は概略的正面図である。

【図2】図２は、第一実施形態のトランスデューサ用可撓性シートを用いたトランデューサ素子の概略的正面図である。

【図3】図３は、第一実施形態のトランスデューサ用可撓性シートを用いたトランデューサ素子の概略的平面図である。

【図4】図４は、本発明の第二実施形態のトランスデューサ用可撓性シートの説明図であり、（Ａ）は概略的平面図、（Ｂ）は概略的正面図である。

【図5】図５は、本発明の第一実施形態のトランスデューサ用可撓性シートを製造する方法の工程図（概略的断面図）であり、（Ａ）は工程（１）の状態、（Ｂ）は工程（２）の状態、（Ｃ）は工程（３）の状態を示す。

【図6】図６は、本発明の第一実施形態のトランスデューサ用可撓性シートを製造する方法の工程図（概略的断面図）であり、（Ａ）は工程（４）の状態、（Ｂ）は工程（５）の状態を示す。

【図7】図７は、実施例のオイル（軟化剤）移行反り試験におけるオイル（軟化剤）移行前後の試験片の状態を示す。図７（Ａ）はオイル（軟化剤）移行前の試験片の状態を示す。図７（Ｂ）及び（Ｃ）はオイル（軟化剤）移行後の試験片の状態の例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。

【0029】

［第一実施形態］
＜トランスデューサ用可撓性シート１＞
当該トランスデューサ用可撓性シート１は、帯状のシート体からなり、導電性フィラー及び弾性基材を有する導電エラストマー層１２と、この導電エラストマー層１２の表面側（一方側）及び裏面側（他方側）に積層される一対の誘電エラストマー層１１とを備えている。表裏一対の誘電エラストマー層１１は同一構成を有している。

【0030】

上記導電エラストマー層１２の弾性基材及び誘電エラストマー層１１の弾性基材が軟化剤を含有し、導電エラストマー層１２の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合との差が１０質量％以下である。このような構成とすることで、当該トランスデューサ用可撓性シート１は、柔軟性及び安定性に優れる。また、この差は５質量％以下であることがより好ましい。当該トランスデューサ用可撓性シート１が上記構成を有することで上記効果を奏する理由としては、導電エラストマー層１２の弾性基材及び誘電エラストマー層１１の弾性基材が軟化剤を含有することで柔軟性が向上すること、導電エラストマー層１２の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層１１の弾性基材における軟化剤含有割合との差が１０質量％以下であることで、軟化剤が導電エラストマー層１２と誘電エラストマー層１１の間を移行してそれぞれの物性が変化したり形態が変化したりすることを抑制でき、安定性に優れること等が考えられる。

【0031】

当該トランスデューサ用可撓性シート１は、平均厚みが１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１８０μｍ以下であることがより好ましい。また、当該トランスデューサ用可撓性シート１の幅（短手方向の長さ）は、用いられるトランスデューサの用途等に応じて適宜設計変更可能であり、例えば１ｃｍとすることが可能である。さらに、当該トランスデューサ用可撓性シート１の長さ（長手方向の長さ）は、用いられるトランスデューサの用途等により適宜設計変更可能であるが、例えば５０ｃｍとすることが可能である。

【0032】

（誘電エラストマー層１１）
上記誘電エラストマー層１１は、軟化剤を含有する弾性基材を有し、弾性変形可能な層である。この誘電エラストマー層１１の弾性基材を構成するエラストマーとしては、天然ゴム、ポリイソブチレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらのうち、高い絶縁強度、低い吸湿性を有するゴムが好ましく、さらに軟化剤を多量に（例えば３０質量％以上）含有させることを考慮すると、極性が低いゴム（例えば天然ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリイソブチレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコンゴム）がより好ましい。なお、極性の大小は、例えばＳＰ値（溶解度パラメータ）により判断することができ、ＳＰ値が８．５以下であると極性が低いと判断してよい。

【0033】

上記軟化剤は、誘電エラストマー層１１の弾性率を低下する等の目的で含有される。上記軟化剤としては、いわゆるプロセスオイル、ゴム伸展油等が挙げられるが、精製された絶縁性オイルが好ましく用いられ、パラフィン系オイルやナフテン系オイルがより好ましい。シリコンゴムを誘電エラストマー層１１の弾性基材に用いる場合は、絶縁性オイルとしてシリコンオイルを用いることもできる。

【0034】

誘電エラストマー層１１の弾性基材を構成するゴムとしては、ゴム伸展油を含む油展タイプの共役ジエン系ゴムと、ゴム成分のみからなる非油展タイプのゴムが存在し、いずれのタイプのものも使用可能である。但し、油展タイプのゴムのゴム伸展油の誘電エラストマー層１１の弾性基材における含有量は、軟化剤の含有量として扱う。

【0035】

誘電エラストマー層１１の弾性基材における軟化剤含有割合としては、３０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。軟化剤含有割合が３０質量％未満では、誘電エラストマー層１１の柔軟性が不十分となるおそれがある。一方、軟化剤含有割合が８０質量％を超えると、誘電エラストマー層１１の絶縁強度が著しく低下するおそれがある。

【0036】

誘電エラストマー層１１は、誘電率を高めるため、誘電性フィラーを誘電エラストマー層中に分散して含有することが好ましい。誘電性フィラーとしては、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ストロンチウム等の高誘電性無機フィラー、誘電性ポリマー微粒子等の高誘電性ポリマー微粒子等が挙げられる。これらのうち、高誘電性無機フィラーが好ましく、チタン酸バリウムがより好ましい。誘電性ポリマー微粒子としては、特に限定されないが、ポリアクリロニトリル等の高誘電性ポリマー微粒子が好ましい。さらに、誘電エラストマー層１１の弾性基材は、誘電エラストマー層中における誘電性フィラーの分散性を向上させるため、従来公知のカップリング剤や分散安定剤を含有してもよい。

【0037】

また、誘電エラストマー層１１の弾性基材は、その他必要に応じて従来公知の架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤等のエラストマー又は軟化剤と相溶又は反応する他の添加剤を含有してもよい。

【0038】

一対の誘電エラストマー層１１は、他の誘電エラストマー層１１と略同一厚みで形成されている。なお、略同一厚みとは、一方の誘電エラストマー層１１の平均厚みに対する他方の誘電エラストマー層１１の平均厚みの比が０．９５以上１．０５以下であることを意味する。

【0039】

この誘電エラストマー層１１の平均厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上８０μｍ以下であることがより好ましい。上記下限値未満であると、誘電エラストマー層１１が薄くなりすぎ、誘電エラストマー層１１が絶縁破壊するおそれが生じる。一方、上記上限値を超えると、導電エラストマー層同士間が離間し過ぎ、静電容量が小さくなるおそれがある。

【0040】

また、誘電エラストマー層１１は、他の誘電エラストマー層１１と略同一幅で形成されている。なお、略同一幅とは、一方の誘電エラストマー層１１の幅に対する他方の誘電エラストマー層１１の幅の比が０．９５以上１．０５以下であることを意味する。この誘電エラストマー層１１の幅は、用いられるトランスデューサの用途等に応じて適宜設計変更可能であり、例えば１ｃｍとすることが可能である。

【0041】

また、誘電エラストマー層１１は、圧縮弾性率が、０．１ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下であることが好ましく、０．３ＭＰａ以上０．７ＭＰａ以下であることがより好ましい。上記下限値未満であると誘電エラストマー層１１が軟らか過ぎ、圧縮変形ひずみが大きくなり過ぎるおそれがある。一方、上記上限値を超えると、誘電エラストマー層１１が硬すぎ、層厚方向に圧縮し難いおそれがある。上記圧縮弾性率は、ＪＩＳ−Ｋ６２５４の低変形圧縮試験に準拠して、１０％歪を与えた場合の圧縮弾性率である。

【0042】

また、誘電エラストマー層１１に対する誘電性フィラーの含有割合としては、８０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。誘電性フィラーの含有割合が上記上限値を超えると、誘電エラストマー層が硬くなり変形しにくくなるおそれがある。

【0043】

（導電エラストマー層１２）
導電エラストマー層１２は、上記誘電エラストマー層１１の伸縮に追従可能な伸縮性を有する構成とすることが好ましい。この導電エラストマー層は、導電性フィラー及び弾性基材を有する。ここで、導電エラストマー層の弾性基材を構成するエラストマーとしては、誘電エラストマー層１１と接着可能なものが好適に用いられ、誘電エラストマー層１１の弾性基材を構成するエラストマーと同様なものを用いることが好ましく、誘電エラストマー層の弾性基材を構成するエラストマーと同じエラストマーから構成されることがより好ましい。また、この導電エラストマー層１２の弾性基材を構成するエラストマーとしては、上述の誘電エラストマー層１１の弾性基材を構成するエラストマーと同様、極性が低いことが好ましく、ＳＰ値が８．５以下であることが好ましい。なお、この導電エラストマー層１２の弾性基材を構成するエラストマーのＳＰ値と上述の誘電エラストマー層１１を構成するエラストマーのＳＰ値との差は、１．０以下であることが好ましく、０．５以下であることがより好ましい。

【0044】

上記導電性フィラーとしては、種々のものが採用可能であり、例えば導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ（単層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブ）、導電性金属フィラー等を採用可能である。これらのうち、少量で電気抵抗を低下することができ導電エラストマー層１２の弾性率を上昇させにくいカーボンナノチューブが好ましい。

【0045】

導電エラストマー層１２に対する導電性フィラーの含有割合としては、０．５質量％以上１０質量％以下が好ましく、１質量％以上５質量％以下がより好ましい。導電性フィラーの含有割合を上記範囲とすることで、効果的に導電エラストマー層１２の電気抵抗を低下することができる。

【0046】

導電エラストマー層１２の弾性基材における軟化剤含有割合としては、３０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。導電エラストマー層１２の弾性基材における軟化剤含有割合を上記範囲とすることで、上記誘電エラストマー層１１に追従可能な伸縮性を効果的に発揮することができる。

【0047】

導電エラストマー層１２は、誘電エラストマー層１１よりも薄く設けられていることが好ましい。導電エラストマー層１２の平均厚み（１層）としては、１μｍ以上９０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。ここで、導電エラストマー層１２の平均厚みは、誘電エラストマー層１１の平均厚みの０．０３倍以上０．４倍以下であることが好ましく、０．０５倍以上０．２倍以下であることがより好ましい。

【0048】

また、導電エラストマー層１２は、圧縮弾性率が１．５ＭＰａ以下であることが好ましく、０．７ＭＰａ以下であることがより好ましい。上記上限値を超えると、導電エラストマー層１２が硬すぎ、誘電エラストマー層１１に追従できなくなるおそれがある。

【0049】

また、導電エラストマー層１２は、誘電エラストマー層１１からはみ出さないように積層されている。つまり、導電エラストマー層１２は、誘電エラストマー層１１よりも幅狭に形成されて、誘電エラストマー層１１は、導電エラストマー層１２よりも外側に延出した袖部１３を有している。これにより、導電エラストマー層１２の端面での短絡等を防止している。ここで、この袖部１３の幅は、誘電エラストマー層１１の平均厚みに対して、３倍以上５０倍以下が好ましく、５倍以上１０倍以下がより好ましい。上記下限値未満であると短絡防止効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記上限値を超えると、変形特性を抑制するおそれがある。

【0050】

＜利点＞
上記導電エラストマー層１２の弾性基材及び誘電エラストマー層１１の弾性基材が軟化剤を含有し、導電エラストマー層１２の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合との差が１０質量％以下であることで、当該トランスデューサ用可撓性シート１は、柔軟性及び安定性に優れる。

【0051】

＜トランスデューサ素子＞
上記構成からなる当該トランスデューサ用可撓性シートによって、図２及び図３に示すようなトランスデューサ素子１００を得ることができる。

【0052】

このトランスデューサ素子１００は、複数の帯状の当該トランスデューサ用可撓性シート１が導電エラストマー層１２同士の間に誘電エラストマー層１１が配設されるよう折り畳まれている。具体的には、一対の当該トランスデューサ用可撓性シート１が、略直角に交差して重ねあわされ、交互に蛇腹状に折り畳まれている。この一対の当該トランスデューサ用可撓性シート１は、同一構成のものを使用している。なお、一対の当該トランスデューサ用可撓性シート１は、１０層以上１００００層以下で重畳されていることが好ましく３０層以上１０００層以下で重畳されていることがより好ましく、５０層以上１００層以下で重畳されていることがさらに好ましい。上記下限値未満であると、圧縮時に当該トランスデューサ用可撓性シート１が平面方向に伸長しにくいおそれがある。上記上限値を超えると、当該トランスデューサ用可撓性シート１の長さが長くなり過ぎ、当該トランスデューサ用可撓性シート１に欠陥を生ずるおそれがある。

【0053】

［第二実施形態］
＜トランスデューサ用可撓性シート２＞
当該トランスデューサ用可撓性シート２は、図４に示すように誘電エラストマー層２１と、この誘電エラストマー層２１の表面側及び裏面側に積層される導電エラストマー層２２とを備えている。すなわち、一の導電エラストマー層２２と、この一方の面に積層される誘電エラストマー層２１と、この誘電エラストマー層２１の一方の面に積層される他の導電エラストマー層２２とを備えている。なお、表裏の導電エラストマー層２２は同一構成を有している。また、本実施形態のトランスデューサ用可撓性シート２は、円盤状の誘電エラストマー層の表裏面に平面視ドーナツ状の導電エラストマー層が同心状に積層される構成とすることも可能である。

【0054】

上記導電エラストマー層２２及び誘電エラストマー層２１は、第一実施形態と同様に、それぞれ軟化剤を含有する弾性基材を有し、導電エラストマー層２２の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層２１の弾性基材における軟化剤含有割合との差が１０質量％以下である。このようにすることで、当該トランスデューサ用可撓性シート２は、柔軟性及び安定性に優れる。また、この差は５質量％以下であることがより好ましい。なお、第二実施形態の導電エラストマー層２２及び誘電エラストマー層２１は、第一実施形態の導電エラストマー層１２及び誘電エラストマー層１１と略同様の構成を採用できるため、詳細な説明は省略する。

【0055】

当該トランスデューサ用可撓性シート２の平均厚みが２０μｍ以上４００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。また、導電エラストマー層２２の平均厚み（１層）は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。誘電エラストマー層２１は、平均厚みが２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。

【0056】

また、当該トランスデューサ用可撓性シート２（誘電エラストマー層２１）の大きさ（直径）は、用いられるトランスデューサの用途等に応じて適宜設計変更可能である。袖部１３の幅は、誘電エラストマー層２１の平均厚みに対して、３倍以上が好ましく、５倍以上がより好ましい。上記下限値未満であると短絡防止効果が十分に得られないおそれがある。

【0057】

＜利点＞
当該トランスデューサ用可撓性シート２は、両面の導電エラストマー層２２を電極として用いることで、トランスデューサ素子として好適に用いることができる。また導電エラストマー層２２の弾性基材及び誘電エラストマー層２１の弾性基材が軟化剤を含有し、導電エラストマー層２２の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層２１の弾性基材における軟化剤含有割合との差が１０質量％以下であることで、当該トランスデューサ用可撓性シート２は、柔軟性及び安定性に優れる。

【0058】

＜トランスデューサ用可撓性シート１の製造方法＞
次に、本発明のトランスデューサ用可撓性シートの製造方法の一実施形態として、第一実施形態のトランスデューサ用可撓性シート１を製造する方法を図５を参酌しつつ説明する。

【0059】

本実施形態のトランスデューサ用可撓性シートの製造方法は、
一の離型フィルム３３に、軟化剤含有割合が３０質量％以上８０質量％以下の弾性基材を有する誘電エラストマー層１１を積層することで、第１シート体３１を形成する工程（以下、「工程（１）」とも称する）、
他の離型フィルム４３に、軟化剤含有割合が３０質量％以上８０質量％以下かつ上記誘電エラストマー層１１の軟化剤含有割合との差が１０質量％以下の弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層１２を積層することで、第２シート体４１を形成する工程（以下、「工程（２）」とも称する）、及び
上記第１シート体３１と上記第２シート体４１とを、誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２との対向状態で積層することで多層構造体を形成する工程（以下、「工程（３）」とも称する）
を有する。

【0060】

当該トランスデューサ用可撓性シートの製造方法は、さらに
上記第１シート体３１を形成する工程において、複数枚の第１シート体３１を形成し、
上記多層構造体から第２シート体４１の離型フィルム４３を剥離する工程（以下、「工程（４）」とも称する）、及び
上記多層構造体から第２シート体４１の離型フィルム４３が剥離された積層体に、他の第１シート体３１を、誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２との対向状態で積層する工程（以下、「工程（５）」とも称する）
を有する。

【0061】

本発明のトランスデューサ用可撓性シート１の製造方法は、上記工程（３）の前に、
上記第２シート体４１を所定形状に裁断する工程（以下「工程（３ａ）」とも称する）
をさらに有することが好ましい。

【0062】

以下、各工程を説明する。

【0063】

［工程（１）］
本工程では、一の離型フィルム３３に、軟化剤含有割合が３０質量％以上８０質量％以下の弾性基材を有する誘電エラストマー層１１を積層することで、第１シート体３１を形成する。

【0064】

離型フィルム３３としては、特に限定されないが、離型処理が施されたプラスチックフィルム以外にも、フッ素系樹脂フィルム、表面に離型処理が施された紙、不織布、金箔等が挙げられる。離型フィルムとしては、シリコーン処理がなされたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが好ましい。離型フィルムの厚さとしては、特に限定されないが７０μｍ以上１００μｍ以下の厚さのものが好適に用いられる。

【0065】

まず、エラストマー、軟化剤、誘電性フィラー及び必要に応じて加えられる架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤等の添加剤を含有する誘電エラストマー組成物を作成する。次に上記誘電エラストマー組成物をトルエン等の溶媒に溶解し、これを塗工液として、上記離型フィルム上にコーティングし、続いて溶媒を乾燥させ加熱架橋することで第１シート体３１を形成することができる。あるいは、本加熱して架橋する代わりに、必要に応じて半架橋又は加熱しないことも可能である。また、誘電エラストマー層１１の形成は、押出し成形法等によって形成することも可能である。誘電エラストマー層１１は、１０μｍ以上３００μｍ以下の平均厚みで形成される。

【0066】

なお、トランスデューサ用可撓性シート１の製造においては、この工程（１）において、複数枚の第１シート体３１を形成する。

【0067】

［工程（２）］
本工程では、他の離型フィルム４３に、軟化剤含有割合が３０質量％以上８０質量％以下かつ上記誘電エラストマー層の軟化剤含有割合との差が１０質量％以下の弾性基材及び導電性フィラーを有する導電エラストマー層１２を積層することで、第２シート体４１を形成する。

【0068】

まず、導電エラストマー組成物を作成する。導電エラストマー組成物は、エラストマー、軟化剤、導電性フィラー及び必要に応じて高分子分散剤等を含有する。この導電エラストマー組成物をトルエン等の溶媒に溶解し、これを塗工液として、上記他の離型フィルム上にロールコータやグラビアコータを用いてコーティングされる。このコーティングは、全面コーティングされてもよいし、幅方向断面から見てストライプ状又はパターン状にコーティングされてもよい。コーティング後、溶媒を乾燥させ、必要に応じて加熱架橋することにより第２シート体４１を形成する。あるいは、本加熱して架橋する代わりに、必要に応じて半架橋又は加熱しないことも可能である。導電エラストマー層１２は、１μｍ以上９０μｍ以下の平均厚みで形成される。

【0069】

［工程（３ａ）］
本工程では、上記第２シート体４１を所定形状に裁断する。導電エラストマー層１２が離型フィルムに全面コーティングされている場合には、裁断後の第２シート体４１は第１シート体３１よりも小さくすれば、第２シート体４１の導電エラストマー層１２を上記第１シート体３１の誘電エラストマー層１１からはみ出さないように積層することが可能となる。裁断方法としては特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。

【0070】

また、必要に応じて第１シート体３１も所定形状に裁断することもできる。

【0071】

［工程（３）］
本工程では、第１シート体３１と第２シート体４１とを、誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２との対向状態で積層することで多層構造体を形成する。

【0072】

誘電エラストマー層１１の弾性基材及び導電エラストマー層１２の弾性基材が共に軟化剤をある程度多く含有している場合は、誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２との間には粘着性があるので、各層のエラストマーが完全に架橋されていても、加圧のみで誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２とは密着し一体化される。

【0073】

誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２と間の密着が不十分な場合には、加熱して加圧することで密着性を高めることもできる。この場合、第１シート体３１を形成する工程（１）の加熱架橋の際、又は第２シート体４１を形成する工程（２）の加熱架橋の際、又は上記両方の工程における加熱架橋の際に加熱温度を低くしたり加熱時間を短縮することで、各エラストマーの架橋度を低くしておき、その後工程（３）において加熱して架橋を進行させれば、より確実に誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２とを密着させることが可能となる。

【0074】

［工程（４）及び工程（５）］
工程（４）において、上記多層構造体から第２シート体４１の離型フィルム４３を剥離し、工程（５）において、上記多層構造体から第２シート体４１の離型フィルム４３が剥離された積層体に、他の第１シート体３１を、誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２との対向状態で積層する。

【0075】

上記工程（５）における積層方法についての説明は、上記工程（３）と同様であるので説明を省略する。

【0076】

＜利点＞
当該トランスデューサ用可撓性シート１の製造方法によれば、従来の誘電エラストマー層に溶媒に溶解された導電エラストマー層形成材料を塗工する方法に比べ、誘電エラストマー層の弾性基材中の軟化剤が溶媒に溶け出すことがなく、製造工程における誘電エラストマー層と導電エラストマー層との間での軟化剤の移行やブリードに起因する物性変化が少なく、容易且つ確実に当該トランスデューサ用可撓性シートを製造することができる。

【0077】

また、当該トランスデューサ用可撓性シート１の製造方法は、第１シート体３１よりも第２シート体４１が小さくなるよう裁断されることで、導電エラストマー層１２の短絡を効果的に防止することができる。

【0078】

＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施態様の他、種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。

【0079】

つまり、上記実施形態においては、トランスデューサ用可撓性シート１及び２として三層構造のものについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明に係るトランスデューサ用可撓性シートとして、誘電エラストマー層１１と導電エラストマー層１２との二層構造のトランスデューサ用可撓性シートを用いることも可能である。

【0080】

また、上記実施形態においては、トランスデューサ用可撓性シート１の一対の誘電エラストマー層１１が同一厚みのものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一対の誘電エラストマー層１１の厚みが異なるものも本発明に係るトランスデューサ用可撓性シート１の意図する範囲内である。

【0081】

さらに、当該トランスデューサ用可撓性シートとして四層以上の構造を有するものを採用することも可能である。

【0082】

また、上記実施形態においては、トランスデューサ用可撓性シート１の一対の誘電エラストマー層が同一構成のものについて説明したが、表裏の誘電エラストマー層が異なる構成のトランスデューサ用可撓性シートを用いることも適宜設計変更可能である。

【0083】

さらに、上記実施形態においては、トランスデューサ用可撓性シート１の誘電エラストマー層１１の弾性基材と導電エラストマー層１２の弾性基材とが同じエラストマーから構成されるものについて説明したが、異なるエラストマーから構成されてもよい。

【0084】

また、上記実施形態においては、第一実施形態のトランスデューサ用可撓性シート１の製造方法についてのみ説明したが、略同様の方法によって第二実施形態のトランスデューサ用可撓性シート２を製造することができる。つまり、上記工程（１）、工程（２）及び工程（３）を行った後に、得られた多層構造体から第１シート体３１の離型フィルム３３を剥離し、上記多層構造体から第１シート体３１の離型フィルム３３が剥離された積層体に、他の第２シート体４１を、誘電エラストマー層２１と導電エラストマー層２２との対向状態で積層することによって、第二実施形態のトランスデューサ用可撓性シート２を製造することができる。

【実施例】

【0085】

以下、実施例によって当該発明をさらに具体的に説明するが、当該発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0086】

トランスデューサ用可撓性シート５１として、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように導電エラストマー層５３の一方の面に誘電エラストマー層５２が積層された２層構造のものを用い、表１に示す組成（ゴム種、膜厚、各成分の含有割合）の各トランスデューサ用可撓性シートの試験片を作製した。各試験片の幅は１０ｍｍ、長さは５０ｍｍとした。ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレンゴム）としては、市販品を用いた。誘電エラストマー層には誘電性フィラーとしてチタン酸バリウムを添加した。導電エラストマー層には、導電性フィラーとして多層カーボンナノチューブ（ＶＧＣＦ（登録商標）、昭和電工製）を添加した。

【0087】

作製した各トランスデューサ用可撓性シートの試験片を用い、オイル（軟化剤）移行反り試験を実施した。

【0088】

＜オイル（軟化剤）移行反り試験＞
図７（Ａ）に示すように、各試験片の長手方向の一端を剛性フレーム５４で固定して吊り下げ、５０℃で５時間以上放置してオイル移行を進行させた。オイルの移行にともない、図７（Ｂ）又は（Ｃ）に示すように試験片に反りが生じる場合があるので、図７（Ｂ）又は図７（Ｃ）の最短幅Ｗを測定した。最短幅Ｗの初期幅（１０ｍｍ）に対する減少が５％未満であったものを「○」、５％以上１２％未満のものを「△」、１２％以上のものを「×」と評価した。結果を表１に合わせて示す。なお、表中の「向き」の項目において、「誘→導」とは、誘電エラストマー層から導電エラストマー層に軟化剤が移行し、誘電エラストマー層は収縮して導電エラストマー層が膨潤する方向に反ることを示す。逆に、「誘←導」とは、導電エラストマー層から誘電エラストマー層に軟化剤が移行し、導電エラストマー層は収縮して誘電エラストマー層が膨潤する方向に反ることを示す。

【0089】

【表1】

【0090】

表１の結果から明らかなように、初期幅に対する変化が１２％以下となったのは、導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合との差が、略１０質量％以下のときであることが分かった。従って、本発明のトランスデューサ用可撓性シートは、導電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合と誘電エラストマー層の弾性基材における軟化剤含有割合との差が１０質量％以下であることで、それぞれの物性が変化したり形態が変化したりすることを抑制でき、安定性に優れることが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明のトランスデューサ用可撓性シートは、軟化剤が導電エラストマー層と誘電エラストマー層の間を移行することを抑制することでそれぞれの物性が変化したり形態が変化したりすることを抑制でき、柔軟性及び安定性に優れる。

【符号の説明】

【0092】

１ トランスデューサ用可撓性シート
１１ 誘電エラストマー層
１２ 導電エラストマー層
１３ 袖部
１００ トランスデューサ素子
２ トランスデューサ用可撓性シート
２１ 誘電エラストマー層
２２ 導電エラストマー層
３１ 第１シート体
３３ 離型フィルム
４１ 第２シート体
４３ 離型フィルム
５１ トランスデューサ用可撓性シート
５２ 誘電エラストマー層
５３ 導電エラストマー層
５４ 剛性フレーム
Ｗ 最短幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】