专利名称：高分子驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在电极间赋予电位差时产生变形的驱动器，特别是涉及一种伴随 电场引起的离子的移动而产生变形的高分子驱动器。
背景技术：
作为可以在空气中或真空中工作的驱动器元件，专利文献1提出了一种使用碳纳 米管和离子液体的凝胶作为导电性的具有伸缩性的活性层的驱动器。在现有的方法中，特别是在纳米管的含量多的情况下，碳纳米管和聚合物、离子液 体难以均勻混合，这成为驱动器性能下降的原因。特别是在产生大的位移及驱动力方面存 在极限。专利文献1 日本特开2005-176428号公报专利文献2 日本特开2008-34268号公报
发明内容
发明解决的课题本发明的目的在于提供一种高分子驱动器，其通过碳纳米管和碳纳米角的适当的 配合比，能够产生比以往更大的驱动力及位移量。解决课题的方法本发明的高分子驱动器是由包含离子液体、聚合物及碳纳米粒子的一对电极层、 以及设置在所述一对电极层之间的电解质层形成的，其特征在于，所述碳纳米粒子是混合碳纳米管(以下称为CNT)和碳纳米角(以下称为CNH)而 成的，相对于所述一对电极层中所含的离子液体、聚合物及碳纳米粒子的总重量，所述 碳粒子为25重量％以上80重量％以下，而且所述碳粒子中所含的所述CNT与所述CNH的 配合比在(CNT) (CNH) = 1 1 3 1的范围，所述聚合物为17. 7重量％以上30. 2
重量％以下。特别优选所述CNT和所述CNH的配合比为2 1。在本发明中，通过将包含离子液体、聚合物及碳纳米粒子的一对电极层的配合比 设定在适当的范围内，可以得到发挥比以往更大的产生力和较大位移量的高分子驱动器。发明效果根据本发明的高分子驱动器，可以产生比以往更大的驱动力及位移量。
具体实施例方式
图1 (A)是用于说明高分子驱动器的基本原理的剖面图，⑶是表示高分子驱动器 的驱动状态的剖面图。首先，对高分子驱动器的基本构成进行说明。
图I(A)⑶为离子导电型的高分子驱动器1，其由将电解质层2、设置在该电解质 层2的一面上的第1电极层3和设置在电解质层2的另一面上的第2电极层4层叠而成的 层叠体IA这样的三层构成。电解质层2为可以进行离子交换的树脂层，是使阳离子交换树脂浸渍在作为电解 质的电解液中而得的层。阳离子交换树脂是在聚乙烯、聚苯乙烯、氟树脂等上导入磺酸基、 羧基等亲水性官能团而成的树脂。电解液为含有盐的极性有机溶剂或后述的离子液体等。 另外，电解质层2也可以为在聚偏氟乙烯等基础聚合物中混入离子液体而形成的凝胶状的层。在第1电极层3及第2电极层4中，使用碳纳米粒子、聚合物及离子液体。碳纳米 粒子是混合碳纳米管(CNT)和碳纳米角(CNH)而得到的。如下所述，碳纳米粒子相对于总 重量(碳纳米粒子+离子液体+聚合物)的配合比(重量比)的下限为25重量％，上限为
80重量％。如以下的实施例所示，碳纳米粒子中所含的碳纳米管(CNT)和碳纳米角(CNH)的 配合比的适当的范围为(CNT) (CNH) =1 1 3 1，优选为2 1，更优选为42 23。 为这样的配合比时，作为驱动器的特性显著改善。本发明中使用的离子液体(Ionic Liquid5IL)也可以称为常温熔融盐或简单地 称为熔融盐等，是在包括常温(室温)在内的广泛的温度区域中呈现熔融状态的盐。例如 为在0°C、优选-20°c、更优选-40°c条件下呈现熔融状态的盐。另外，本发明中使用的离子 液体优选离子导电性高的离子液体。在本发明中，可以使用各种公知的离子液体，但优选在常温(室温)或接近常温的 温度下呈现液体状态的稳定的离子液体。作为本发明中优选使用的离子液体，可以举出下述通式⑴ (IV)表示的阳离子
(优选咪唑鐺离子、季铵离子)和阴离子(χ-)组成的离子液体。
权利要求
1.一种高分子驱动器，其是由包含离子液体、聚合物及碳纳米粒子的一对电极层以及 设置在所述一对电极层之间的电解质层形成的高分子驱动器，其特征在于，所述碳纳米粒子是混合碳纳米管和碳纳米角而成的，以下碳纳米管称为CNT，碳纳米角 称为CNH，相对于所述一对电极层中所含的离子液体、聚合物及碳纳米粒子的总重量，所述碳粒 子为25重量％以上80重量％以下，而且所述碳粒子中所含的所述CNT和所述CNH的配合 比CNT CNH处于1 1 3 1的范围，所述聚合物为17. 7重量％以上30. 2重量％以 下。
2.如权利要求1所述的高分子驱动器，其中，所述CNT和所述CNH的配合比为2 1。
全文摘要
本发明提供相比以往可以产生更大的驱动力及位移量的高分子驱动器。其中，碳纳米粒子是由碳纳米管(CNT)和碳纳米角(CNH)混合而成。相对于第1、第2电极层(3)、(4)中所含的离子液体、聚合物及碳纳米粒子的总重量，使碳粒子为25重量％以上80重量％以下，而且使碳粒子中所含的CNT和CNH的配合比在(CNT)∶(CNH)＝1∶1至3∶1的范围，进而使聚合物为17.7重量％以上30.2％以下，由此可以制成能够产生比以往更大的驱动力及位移量的高分子驱动器。
文档编号C01B31/02GK102150354SQ20098013577
公开日2011年8月10日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年9月12日
发明者安积欣志, 小野泰一, 铃木克俊 申请人:独立行政法人产业技术综合研究所, 阿尔卑斯电气株式会社