專利名稱：高分子驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電極間賦予電位差時產(chǎn)生變形的驅(qū)動器，特別是涉及一種伴隨 電場引起的離子的移動而產(chǎn)生變形的高分子驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
作為可以在空氣中或真空中工作的驅(qū)動器元件，專利文獻(xiàn)1提出了一種使用碳納 米管和離子液體的凝膠作為導(dǎo)電性的具有伸縮性的活性層的驅(qū)動器。在現(xiàn)有的方法中，特別是在納米管的含量多的情況下，碳納米管和聚合物、離子液 體難以均勻混合，這成為驅(qū)動器性能下降的原因。特別是在產(chǎn)生大的位移及驅(qū)動力方面存 在極限。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-176428號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-34268號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明解決的課題本發(fā)明的目的在于提供一種高分子驅(qū)動器，其通過碳納米管和碳納米角的適當(dāng)?shù)?配合比，能夠產(chǎn)生比以往更大的驅(qū)動力及位移量。解決課題的方法本發(fā)明的高分子驅(qū)動器是由包含離子液體、聚合物及碳納米粒子的一對電極層、 以及設(shè)置在所述一對電極層之間的電解質(zhì)層形成的，其特征在于，所述碳納米粒子是混合碳納米管(以下稱為CNT)和碳納米角(以下稱為CNH)而 成的，相對于所述一對電極層中所含的離子液體、聚合物及碳納米粒子的總重量，所述 碳粒子為25重量％以上80重量％以下，而且所述碳粒子中所含的所述CNT與所述CNH的 配合比在(CNT) (CNH) = 1 1 3 1的范圍，所述聚合物為17. 7重量％以上30. 2
重量％以下。特別優(yōu)選所述CNT和所述CNH的配合比為2 1。在本發(fā)明中，通過將包含離子液體、聚合物及碳納米粒子的一對電極層的配合比 設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，可以得到發(fā)揮比以往更大的產(chǎn)生力和較大位移量的高分子驅(qū)動器。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的高分子驅(qū)動器，可以產(chǎn)生比以往更大的驅(qū)動力及位移量。
具體實施例方式

圖1 (A)是用于說明高分子驅(qū)動器的基本原理的剖面圖，⑶是表示高分子驅(qū)動器 的驅(qū)動狀態(tài)的剖面圖。首先，對高分子驅(qū)動器的基本構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖I(A)⑶為離子導(dǎo)電型的高分子驅(qū)動器1，其由將電解質(zhì)層2、設(shè)置在該電解質(zhì) 層2的一面上的第1電極層3和設(shè)置在電解質(zhì)層2的另一面上的第2電極層4層疊而成的 層疊體IA這樣的三層構(gòu)成。電解質(zhì)層2為可以進(jìn)行離子交換的樹脂層，是使陽離子交換樹脂浸漬在作為電解 質(zhì)的電解液中而得的層。陽離子交換樹脂是在聚乙烯、聚苯乙烯、氟樹脂等上導(dǎo)入磺酸基、 羧基等親水性官能團(tuán)而成的樹脂。電解液為含有鹽的極性有機(jī)溶劑或后述的離子液體等。 另外，電解質(zhì)層2也可以為在聚偏氟乙烯等基礎(chǔ)聚合物中混入離子液體而形成的凝膠狀的層。在第1電極層3及第2電極層4中，使用碳納米粒子、聚合物及離子液體。碳納米 粒子是混合碳納米管(CNT)和碳納米角(CNH)而得到的。如下所述，碳納米粒子相對于總 重量(碳納米粒子+離子液體+聚合物)的配合比(重量比)的下限為25重量％，上限為
80重量％。如以下的實施例所示，碳納米粒子中所含的碳納米管(CNT)和碳納米角(CNH)的 配合比的適當(dāng)?shù)姆秶鸀?CNT) (CNH) =1 1 3 1，優(yōu)選為2 1，更優(yōu)選為42 23。 為這樣的配合比時，作為驅(qū)動器的特性顯著改善。本發(fā)明中使用的離子液體(Ionic Liquid5IL)也可以稱為常溫熔融鹽或簡單地 稱為熔融鹽等，是在包括常溫(室溫)在內(nèi)的廣泛的溫度區(qū)域中呈現(xiàn)熔融狀態(tài)的鹽。例如 為在0°C、優(yōu)選-20°c、更優(yōu)選-40°c條件下呈現(xiàn)熔融狀態(tài)的鹽。另外，本發(fā)明中使用的離子 液體優(yōu)選離子導(dǎo)電性高的離子液體。在本發(fā)明中，可以使用各種公知的離子液體，但優(yōu)選在常溫(室溫)或接近常溫的 溫度下呈現(xiàn)液體狀態(tài)的穩(wěn)定的離子液體。作為本發(fā)明中優(yōu)選使用的離子液體，可以舉出下述通式⑴ (IV)表示的陽離子
(優(yōu)選咪唑鐺離子、季銨離子)和陰離子(χ-)組成的離子液體。
權(quán)利要求
1.一種高分子驅(qū)動器，其是由包含離子液體、聚合物及碳納米粒子的一對電極層以及 設(shè)置在所述一對電極層之間的電解質(zhì)層形成的高分子驅(qū)動器，其特征在于，所述碳納米粒子是混合碳納米管和碳納米角而成的，以下碳納米管稱為CNT，碳納米角 稱為CNH，相對于所述一對電極層中所含的離子液體、聚合物及碳納米粒子的總重量，所述碳粒 子為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處于1 1 3 1的范圍，所述聚合物為17. 7重量％以上30. 2重量％以 下。
2.如權(quán)利要求1所述的高分子驅(qū)動器，其中，所述CNT和所述CNH的配合比為2 1。
全文摘要
本發(fā)明提供相比以往可以產(chǎn)生更大的驅(qū)動力及位移量的高分子驅(qū)動器。其中，碳納米粒子是由碳納米管(CNT)和碳納米角(CNH)混合而成。相對于第1、第2電極層(3)、(4)中所含的離子液體、聚合物及碳納米粒子的總重量，使碳粒子為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的范圍，進(jìn)而使聚合物為17.7重量％以上30.2％以下，由此可以制成能夠產(chǎn)生比以往更大的驅(qū)動力及位移量的高分子驅(qū)動器。
文檔編號C01B31/02GK102150354SQ20098013577
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者安積欣志, 小野泰一, 鈴木克俊 申請人:獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所, 阿爾卑斯電氣株式會社