JP2001294642A - Polyurethane elastomer-based actuator - Google Patents

Polyurethane elastomer-based actuator

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JP2001294642A
JP2001294642A JP2000107954A JP2000107954A JP2001294642A JP 2001294642 A JP2001294642 A JP 2001294642A JP 2000107954 A JP2000107954 A JP 2000107954A JP 2000107954 A JP2000107954 A JP 2000107954A JP 2001294642 A JP2001294642 A JP 2001294642A
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JP
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polyol
polymer
polyurethane elastomer
polyurethane
amide group
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Pending
Application number
JP2000107954A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsukuru Izukawa
Akihito Kanematsu
Shinsuke Matsumoto
Masako Nishikawa
作 伊豆川
昭仁 兼松
信介 松本
存子 西川
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
三井化学株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polyurethane elastomer-based actuator having excellent electrostriction characteristics. SOLUTION: The polyurethane elastomer-based actuator is produced from a polyisocyanate and at least one kind of polyol selected from a polyol having amide group and a polyol containing a polymer having amide group. The water content of the polyurethane elastomer-based actuator is 0.01-50 wt.% and the actuator has a property to amplify the strain caused by the orientation of the polyurethane elastomer in the direction of electric field applied to the elastomer in a water-containing state.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリウレタンエラストマー系アクチュエータに関する。 The present invention relates to relates to a polyurethane elastomeric actuator. 詳しくは、この発明は、電場印加による配向特性を利用したポリウレタンエラストマー系アクチュエータに関する。 Specifically, this invention relates to polyurethane elastomers based actuator utilizing the orientation characteristics by the electric field application.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT) Conventionally, lead zirconate titanate (PZT)
系などの圧電セラミックスや、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)などの圧電性高分子が圧電材料として知られている。 Or a piezoelectric ceramic such systems, piezoelectric polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF) is known as a piezoelectric material. これらの材料は音響材料としての性能面での特徴が認められ、既にスピーカー・ヘッドホンなどの用途において実用化されている。 These materials observed features in performance as an acoustic material, it has been put to practical use in already applications such as speaker headphones. しかしながら、これらの圧電材料は低電圧で駆動するアクチュエータとして不適である。 However, these piezoelectric materials are unsuitable as an actuator for driving at a low voltage. これらの材料は、印加電圧をかなり高くしないと、電歪量が大きくならない欠点を有しているためである。 These materials, when the applied voltage is not quite high, because it has the disadvantage of electrostriction is not increased.

【0003】一方、ポリウレタンエラストマーもアクチュエータの素材および新しい圧電性材料として多くの研究報告(例えば、浅井清次、他、高分子論文集、第56 Meanwhile, many studies reported as materials and new piezoelectric material polyurethane elastomers actuator (e.g., Seiji Asai, et polymer Proceedings, 56th
巻、2号、67〜76頁、1999年)、及び特許出願がある。 Winding, No. 2, pp. 67-76, 1999), and there are patent applications. 特開平6−85339号公報には、誘電性のポリオール又は比較的強い双極子モーメントを有する置換基を持つポリオールを有するポリウレタンエラストマーであって、ポリウレタンエラストマーに直流電場を印加することによって、ポリオールが電場方向に配向するポリウレタンエラストマーアクチュエータが開示されている。 JP-A-6-85339, a polyurethane elastomer with a polyol having a substituent having a dielectric polyol or relatively strong dipole moment, by applying a DC electric field to the polyurethane elastomer, polyol field polyurethane elastomer actuator oriented in the direction is disclosed.

【0004】前記公報に係わる発明に用いられるポリオールとして、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリブタジエン系ポリオール等が記載されている。 [0004] As the polyol used in the present invention relating to the publication, a polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, polybutadiene polyol or the like is described. そして、ポリエーテル系ポリオールとして、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドとの共重合体、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、テトラヒドロフランとプロピレンオキサイド又はエチレンオキサイドとの共重合体等が例示されている。 Then, as polyether polyols, polypropylene glycol, polyethylene glycol, copolymers of propylene oxide and ethylene oxide, polytetramethylene ether glycol, and copolymers of tetrahydrofuran and propylene oxide or ethylene oxide are exemplified.

【0005】しかしながら、これらの系で用いられているポリオールを用いたポリウレタンエラストマー材料は、比較的低い印加電圧でも駆動するものの、電歪特性を表現する電歪定数は、実用レベルからするとかなり低いレベルである。 However, polyurethane elastomeric materials with a polyol which is used in these systems, although the drive at a relatively low applied voltage, electrostatic electrostriction constant representing the in distortion characteristics, much lower when the practical level Level it is.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、比較的低い印加電圧でも駆動し、かつ、電歪特性に優れたポリウレタンエラストマー系アクチュエータを提供することを課題とする。 The present invention 0005] is driven at a relatively low applied voltage, and it is an object to provide polyurethane elastomeric actuator having excellent electrostrictive characteristics.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、鋭意検討した結果、ポリオールとして、アミド基を有するポリオール、アミド基を有するポリマーを含むポリオール、又はそれらの混合物を用いてポリウレタンエラストマーを調製し、且つ、ポリウレタンエラストマーに特定量の水分を含有させることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明に到った。 In order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION, a result of intensive studies, as a polyol, a polyol having an amide group, a polyol comprising a polymer having an amide group, or a polyurethane elastomer with a mixture thereof prepared, and, by incorporating a specific amount of water to the polyurethane elastomer, it found that the above problems can be solved, and reached the present invention.

【0008】本発明により、アミド基を有するポリオール及びアミド基を有するポリマーを含むポリオールから選ばれた少なくとも1種のポリオールとポリイソシアネートから製造されるポリウレタンエラストマー系アクチュエータであって、ポリウレタンエラストマー系アクチュエータの含水率が0.01〜50重量%であり、且つ、該含水状態において電場印加によるポリウレタンエラストマーの電場方向への配向に基づく歪みが増幅する特性を有することを特徴とするポリウレタンエラストマー系アクチュエータが提供される。 [0008] The present invention, at least one polyol and polyurethane elastomer-based actuator made from a polyisocyanate selected from a polyol comprising a polymer having a polyol and amide groups having an amido group, a polyurethane elastomeric actuator water content is 0.01 to 50 wt%, and, providing polyurethane elastomeric actuator and having the property of distortion is based amplification orientation in the direction of the electric field of the polyurethane elastomers according to the electric field applied in the hydrous state It is.

【0009】本発明に係わるポリウレタンエラストマー系アクチュエータにおいて、アミド基を有するポリオール及びアミド基を有するポリマーを含むポリオールから選ばれた少なくとも1種のポリオール中のアミド基単位の含有量が3〜60重量%であることが好ましい。 [0009] In polyurethane elastomers based actuator according to the present invention, the content of amide groups units in at least one polyol selected from polyols comprising a polymer having a polyol and amide groups having an amide group is 3 to 60 wt% it is preferable that. 本発明に係わるポリウレタンエラストマー系アクチュエータの主たる特性である電歪定数は5×10 -17 〜100× Electrostrictive constant which is the main characteristic of the polyurethane elastomeric actuator according to the present invention is 5 × 10 -17 ~100 ×
10 -172 /V 2の範囲にあることが好ましい。 It is preferably in the range of 10 -17 m 2 / V 2.

【0010】尚、本発明における歪み及び電歪定数は、 [0010] Note that the strain and electrostriction constant in the present invention,
後述する実施例に記載した方法により算出した値である。 Is a value calculated by the method described in Examples below.

【0011】本発明のポリウレタンエラストマー系アクチュエータに電場を印加すると、ポリウレタンエラストマー自体が有する比較的強い双極子モーメントの配向により、ポリウレタンエラストマーのポリマーコンフォメーションの変化が生じる。 [0011] Upon application of an electric field to the polyurethane elastomeric actuator of the present invention, the orientation of the relatively strong dipole moment possessed by the polyurethane elastomer itself, changes in polymer conformation of the polyurethane elastomer is produced. 特に、本発明においては、ポリオールが有するアミド基、又はポリオール中に分散するアミド基を有するポリマーなどにより、高濃度の極性アミド基の導入が可能となるため、強い双極子モーメントの配向による高い電歪特性が発現される。 Particularly, in the present invention, the amide groups polyol has, or the like dispersed polymer having an amide group in the polyol, it becomes possible to introduce a high concentration of polar amide group, high charge due to the orientation of the strong dipole moment distortion characteristics are expressed. そのため、 for that reason,
有効に作用する電流が実質上極めて少ない状態において、分子配向の力だけでポリウレタンエラストマーの形状を変えることが可能となり得る。 In effectively acting current substantially very small state, it may be possible to change the shape of the polyurethane elastomer by the force of the molecular orientation. また、この形状変化の際に生じる、変形に必要となるエネルギーをアクチュエーションとして利用することができる。 Further, it occurs when the change in shape, the energy required for deformation can be used as actuation.

【0012】 [0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. 上記のように、本発明のポリウレタンエラストマー材料による、アクチュエータとしての機能は、ポリウレタンエラストマー自体のポリマーコンフォメーション変化に基づくものである。 As described above, according to the polyurethane elastomer material of the present invention, functions as an actuator is based on a polymer conformational changes of the polyurethane elastomer itself. このため、電圧の印加に対する応答スピードが極めて速い特徴を有する。 Therefore, the response speed with respect to the applied voltage with extremely fast features.

【0013】本発明におけるポリウレタンエラストマーは、以下に示した方法で得ることが出来る。 [0013] Polyurethane elastomers in the present invention can be obtained by the following method. 即ち、アミド基を有するポリオール又はアミド基を有するポリマーを含むポリオール、及び有機ポリイソシアネート、必要に応じて、鎖伸長剤を用いて、従来公知の方法により反応を行い、ポリウレタンエラストマー系アクチュエータを製造する。 That is, a polyol containing a polymer having a polyol or amide group having an amide group, and an organic polyisocyanate, optionally, with a chain extender, the reaction was carried out by a conventionally known method, for producing a polyurethane elastomeric actuator . 例えば、アミド基を有するポリオール又はアミド基を有するポリマーを含むポリオールと有機ポリイソシアネートとを反応させてウレタンプレポリマーを得て、これに必要なら鎖伸長剤を反応せしめる方法、或いは、前記3成分を所定の割合で同時に反応させる、いわゆるワンショット法などがある。 For example, to obtain a urethane prepolymer by reacting a polyol with an organic polyisocyanate comprising a polymer having a polyol or amide group having an amido group, a method of reacting if necessary a chain extender thereto, or the 3 components reacted simultaneously at a predetermined ratio, there is a so-called one-shot method. アミド基を有するポリオール又はアミド基を有するポリマーを含むポリオールと有機ポリイソシアネートからポリウレタンエラストマーを製造する際の、NCO/OHモル比は0.5〜2 In the production of polyurethane elastomers from polyols and organic polyisocyanates containing polymer having a polyol or amide group having an amide group, NCO / OH molar ratio is 0.5 to 2
の範囲が好ましい。 The preferred range of. より好ましくは0.6〜1.5、更に好ましくは0.8〜1.3の範囲である。 More preferably 0.6 to 1.5, still more preferably from 0.8 to 1.3.

【0014】ポリイソシアネートとしては、分子内に2 [0014] As the polyisocyanate, 2 in the molecule
個以上のイソシアネート基を有するものであればよく、 Well as long as it has a number or more isocyanate groups,
例えば、4,4'−ジフェニメタンジイソシアネート、 For example, 4,4'-diphenylene methane diisocyanate,
2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate,
ポリメチレンポリフェルニルポリイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4'−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、p−フェニレンジイソシアネート、1,5− Polymethylene poly Fell sulfonyl polyisocyanates, norbornane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-methylenebis ( cyclohexyl isocyanate), p-phenylene diisocyanate, 1,5
ナフタレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、α,α,α',α'−テトラメチル−1,3 Naphthalene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, α, α, α ', α'- tetramethyl-1,3
−キシリレンジイソシアナート、及びこれらのポリイソシアネート類のイソシアヌレート化変性品、カルボジイミド化変性品、ビュレット化変性品等が挙げられる。 - xylylene diisocyanate, and isocyanurate-modified products of these polyisocyanates, carbodiimide-modified products include biuret of modified products. これらは1種のみを用いてもよいし、或いは2種以上を併用してもよい。 These may be used in combination may be used alone, or two or more kinds.

【0015】本発明では、ポリオールとして、強い極性を有するアミド基を含有するポリオールを使用する。 In the present invention, as the polyol, using the polyol containing amide groups having strong polarities. 電場印加により、ポリウレタンエラストマーの電場方向への配向に基づく歪みを増幅する観点から、ポリオール中のアミド基単位含有量は3〜60重量%が好ましい。 The electric field application, from the viewpoint of amplifying the distortion based on the orientation of the electric field direction of a polyurethane elastomer, an amide group unit content in the polyol is preferably 3 to 60 wt%. より好ましくは6〜40重量%、更に好ましくは9〜30 More preferably 6 to 40 wt%, more preferably 9 to 30
重量%である。 In weight percent. 本発明では、ポリオールとして、アミド基を有するポリオール、アミド基を有するポリマーを含むポリオール、又はそれらの混合物を用いることができる。 In the present invention, as the polyol, a polyol containing a polymer having a polyol, an amide group having an amide group, or may be a mixture thereof.

【0016】本発明で用いるアミド基を有するポリオールとしては、例えば、アミノアルコールまたは分子内に2以上のアミノ基を有するアミンと、分子内に2以上のカルボキシル基を有する酸との縮合により得られるアミドポリオール、アミノアルコールまたは分子内に2以上のアミノ基を有するアミンを酸無水物に付加して得られるハーフエステルや前記したアミドポリオールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加して得られるアミドポリオール等が挙げられる。 [0016] As polyols having amide group employed in the invention, for example, obtained by condensation of an amine having two or more amino groups in the amino alcohol or molecule, with an acid having 2 or more carboxyl groups in the molecule amide polyols, amino alcohols or 2 or more ethylene oxide amine to amide polyols half ester and the obtained by adding an acid anhydride having an amino group in the molecule, propylene oxide, butylene oxide, alkylene oxide such as styrene oxide amide polyols obtained by adding the like a.

【0017】アミノアルコールとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−(2−アミノエチル)エタノールアミン、2−ヒドロキシアニリン、3− [0017] Examples of the amino alcohol, monoethanolamine, diethanolamine, N- (2- aminoethyl) ethanolamine, 2-hydroxyaniline, 3-
ヒドロキシアニリン、3−(2−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン)等が挙げられる。 Hydroxyaniline, 3- (2-hydroxyethylamino propylamine), and the like. 分子内に2以上のアミノ基を有するアミンとしては、エチレンジアミン、 The amine having 2 or more amino groups in the molecule, ethylenediamine,
トリエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、3, Triethylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 3,
3'−イミノビス(プロピルアミン)、3−(メチルアミノ)プロピルアミン、N−メチル−3,3'−イミノビス(プロピルアミン)、トリレンジアミン、4,4' 3'-imino bis (propylamine), 3- (methylamino) propylamine, N- methyl-3,3'-iminobis (propylamine), tolylene diamine, 4,4 '
−ジアミノジフェニルメタン、ノルボルナンジアミン、 - diaminodiphenylmethane, norbornane diamine,
イソホロンジアミン、ポリエーテルポリオールの末端水酸基をアミノ基に変換したポリエーテルアミン等が挙げられる。 Isophorone diamine, polyether amines, such as the terminal hydroxyl group was converted to an amino group of the polyether polyol. 分子内に2以上のカルボン酸を有する酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、イタコン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン2酸、パラオキシ安息香酸等が挙げられる。 Examples of the acid having two or more carboxylic acids in the molecule, terephthalic acid, isophthalic acid, succinic acid, itaconic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, parahydroxybenzoate, and the like. 酸無水物としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水トリメリット酸等が挙げられる。 The acid anhydride, phthalic acid anhydride, maleic acid anhydride, succinic acid anhydride include trimellitic anhydride and the like. これらは、それぞれ例示した群から1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 These may be used alone from each exemplified groups may be used in combination of two or more thereof.

【0018】また、アミド基を有するポリマーを含むポリオールも使用することができる。 Further, it is also possible to use polyols containing a polymer having an amide group. 即ち、アミド基を含有するポリマー微粒子がポリオール中に分散した、所謂、ポリマー分散ポリオールである。 That is, the polymer fine particles containing amide groups are dispersed in the polyol, so-called a polymer-dispersed polyol. アミド基を有するポリマーとしては、ポリアクリルアミド類、芳香族ポリアミド、ナイロン等が挙げられる。 The polymer having an amide group, polyacrylamides, aromatic polyamide, nylon and the like. これらのアミドポリオールの内、アミド基を含有するポリマーがポリオール中に分散した、ポリマー分散ポリオールが好ましい。 Among these amide polyols, polymers containing amide groups are dispersed in the polyol, polymer-dispersed polyols are preferred.

【0019】以下、本発明に好ましく用いられるポリマー分散ポリオールについて説明する。 [0019] The following describes preferably used polymer-dispersed polyol in the present invention. ポリマー分散ポリオールを製造するには2通りの方法がある。 To produce the polymer-dispersed polyol There are two ways. (1)ポリオール中でアミド基を有するモノマーを重合させてポリマー微粒子を分散させる方法、および(2)ポリオール以外の溶媒中でアミド基を有するモノマーを重合させて得られるポリマー粒子をポリオール中に分散させる方法である。 (1) dispersing method by polymerizing a monomer having an amide group in a polyol to disperse the fine polymer particles, and (2) polymer particles obtained by polymerizing a monomer having an amide group in a solvent other than polyol in the polyol it is a method to. (2)の方法では、溶媒中のポリマー粒子をポリオールに加えてから溶媒を留去しても、乾燥したポリマー粒子をポリオールに分散しても良い。 In the method (2), also by distilling off the solvent of the polymer particles in the solvent in addition to the polyol, dried polymer particles may be dispersed in polyol. 分散するアミド基を含有するポリマー微粒子は、ポリアクリルアミド類等のアミド基を含有するビニルポリマー、ナイロン等の縮合系ポリマー等から選ばれる1種以上である。 Polymer particles containing a dispersion amide group, vinyl polymers containing amide groups of polyacrylamide, and the like, is at least one selected from the condensation polymer such as nylon or the like. 好ましくは、アミド基を含有するビニルポリマーである。 Preferably, a vinyl polymer containing amide groups.

【0020】アミド基を含有するビニルポリマーは、分子内に1以上のアミド基を有するビニルモノマーを含むビニルモノマーを重合して得られるビニルポリマーである。 [0020] Vinyl polymers containing amide groups are vinyl polymers obtained by polymerizing a vinyl monomer containing a vinyl monomer having one or more amide groups in the molecule. 分子内に1以上のアミド基を有するビニルモノマーとしては、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、 The vinyl monomer having one or more amide groups in the molecule, acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminomethyl acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl acrylamide,
N−イソプロピルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチロールアクリルアミド、 N- isopropylacrylamide, N- methylolacrylamide, N, N- dimethylol acrylamide,
N,N−ジエチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、アクリロイル−L− N, N-diethyl acrylamide, diacetone acrylamide, acryloyl morpholine, acryloyl -L-
グルタミン酸ジメチルエステル、アクリロイル−L−プロリンメチルエステル、アクリロイルピロリジン、1, Glutamic dimethyl ester, acryloyl -L- proline methyl ester, acryloyl pyrrolidine, 1,
4−ジアクリロイルピペラジン、N,N−ジオクチルアクリロイルアミド、メチレンビスアクリルアミド等のアクリルアミド類;メタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリロイルアミド、1−メタクリロイルイミダゾール、メタクリロイル−L−バリンメチルエステル、メタクリロイル−L−ロイシンメチルエステル等のメタクリルアミド類の中少なくとも1種を用いることができる。 4 Zia acryloyl piperazine, N, N-dioctyl-acryloyl amide, acrylamides such as methylene bisacrylamide; methacrylamide, N, N-dimethyl-methacryloyl amide, 1-methacryloyloxy-imidazole, methacryloyl -L- valine methyl ester, methacryloyl -L- it can be at least one among methacrylamides such as leucine methyl ester.

【0021】アミド基を含有するビニルポリマーは、分子内に1以上のアミド基を有するビニルモノマー以外のビニルモノマーとの共重合体であっても良い。 [0021] Vinyl containing an amide group polymer may be a copolymer of a vinyl monomer other than the vinyl monomer having one or more amide groups in the molecule. 分子内にアミド基を有するビニルモノマー以外のビニルモノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3 The vinyl monomers other than vinyl monomers having an amide group in the molecule, acrylonitrile, methacrylonitrile, styrene, alpha-methyl styrene, 2-methylstyrene, 3
−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−ビニルフェノール、3−ビニルフェノール、4−ビニルフェノール、p−イソプロペニルフェノール、3−ビニルベンゾイックアシッド、4−ビニルベンゾイックアシッド、4 - methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-vinylphenol, 3-vinylphenol, 4-vinylphenol, p- isopropenylphenol, 3-vinyl benzoic acid, 4-vinyl benzoic acid, 4
−ビニルチオフェノール、4−メトキシスチレン、4− - vinylthiophenol, 4-methoxystyrene, 4
エトキシスチレン、4−ビニルビフェニル、p−スチレンスルホン酸ナトリウム、p−スチレンスルホン酸カリウム、4−アミノスチレン、5−アミノスチレン、4− Ethoxy styrene, 4-vinyl biphenyl, p- sodium styrene sulfonate, potassium p- styrenesulfonic acid, 4-aminostyrene, 5-aminostyrene, 4
ジメチルアミノスチレン、4−ビニルベンジルアルコール、4−フェノキシスチレン、4−ビニルベンゾエート、4−アセトキシスチレン、ビニルフェニルアセトニトリル、4−t−ブチルスチレン、p−オクチルスチレン、p−シクロヘキシルスチレン、p−ドデシルスチレン、4−イソプロピルスチレン、N−(4−ビニルフェニル)マレイミド、ジビニルベンゼンのような芳香族ビニルモノマー、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、 Dimethylamino styrene, 4-vinylbenzyl alcohol, 4-phenoxy styrene, 4-vinyl benzoate, 4-acetoxystyrene, vinyl phenyl acetonitrile, 4-t-butylstyrene, p- octyl styrene, p- cyclohexylstyrene, p- dodecylstyrene , 4-isopropyl styrene, N-(4-vinylphenyl) maleimide, aromatic vinyl monomers such as divinylbenzene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n- butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t- butyl (meth) acrylate,
ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、クロトン酸ビニル、n−ヘキサン酸ビニル、n− Lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl crotonate, vinyl n- hexanoic acid, n-
オクタン酸ビニル、n−デカン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、N, Vinyl octanoate, n- decanoic acid, vinyl laurate, vinyl palmitate, vinyl stearate, N,
N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3− N- dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 3-
ジメチルアミノネオペンチル(メタ)アクリレート、3 Dimethylamino neopentyl (meth) acrylate, 3
−(ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリレート、 - (dimethylamino) propyl (meth) acrylate,
グリシジルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。 Glycidyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, and the like. 好ましくは、アクリロニトリルとスチレンである。 Preferably, acrylonitrile and styrene.

【0022】アミド基を含有するビニルポリマーを分散するポリオールとしては、ポリウレタンの原料として通常用いられるポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、 Examples of the polyol to disperse a vinyl polymer containing an amide group, a polyoxyalkylene polyol usually used as a raw material of polyurethane, polyester polyols, polyetherester polyols,
ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオールのようなポリオールを使用することができる。 Polycarbonate polyol, a polyol such as polybutadiene polyol may be used.

【0023】ポリエーテルポリオールとしては、例えば、メタノール、ブタノール、アリルアルコール等のモノオール類、水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のジオール類、グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、スクロース等のポリオール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、 Examples of the polyether polyols, for example, methanol, butanol, monools of allyl alcohol, water, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol , diols such as neopentyl glycol, glycerin, hexane triol, trimethylol propane, pentaerythritol, sorbitol, polyols such as sucrose, bisphenol a, bisphenol F, dihydroxybiphenyl, hydroquinone, resorcin,
フロログルシン、ナフタレンジオール、アミノフェノール、アミノナフトール、フェノールホルムアルデヒド縮合物等の芳香族化合物、メチルジエタノールアミン、エチルジイソプロパノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ビス(p−アミノシクロヘキシル)メタン、 Phloroglucinol, naphthalenediol, aminophenol, aminonaphthol, aromatic compounds such as phenol-formaldehyde condensates, methyl diethanolamine, ethyl diisopropanolamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, bis (p - aminocyclohexyl) methane,
アニリン、トルイジン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ナフタレンジアミン等からなる群から任意に選ばれる化合物を開始剤とし、通常、アルカリ金属化合物とアミン類の少なくとも1種または複合金属シアン化物錯体等の触媒を使用して、エチレンオキシド、 Aniline, toluidine, tolylenediamine, diphenylmethane diamine, from the group consisting of naphthalene diamine and initiator compound selected arbitrarily, usually a catalyst such as at least one or a composite metal cyanide complex of the alkali metal compound and an amine use, ethylene oxide,
プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等のエポキシド類を付加して得られるポリオキシアルキレンポリオールや、テトラヒドロフランを三フッ化ホウ素エーテル錯体等の酸性触媒存在下に重合して得られるポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。 Propylene oxide, butylene oxide, or a polyoxyalkylene polyol obtained by adding epoxides such as styrene oxide, polytetramethylene ether glycol obtained by polymerizing tetrahydrofuran acidic catalyst the presence of such boron trifluoride ether complex and the like.

【0024】また、テトラヒドロフランは他のアルキレンオキシドとの共重合体があり、具体的にはテトラヒドロフランとプロピレンオキサイドとの共重合体、テトラヒドロフランとエチレンオキサイドとの共重合体など(これらはいずれも分子量500〜10000であることが好ましい)が挙げられる。 Further, tetrahydrofuran is a copolymer with another alkylene oxide, copolymers of specifically tetrahydrofuran and propylene oxide, tetrahydrofuran and a copolymer of ethylene oxide (molecular weight both of which are 500 it is 10000 is preferred) and the like. それぞれ単独で使用してもよいし、また、複数を併用してもよい。 Each be used alone or may be used in combination of two or more.

【0025】ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、ポリカルボン酸と低分子ポリオールとの縮合物で、 [0025] As the polyester polyol, e.g., the condensation products of polycarboxylic acids and low-molecular polyol,
分子量500〜10000のものが挙げられる。 Include those of molecular weight 500 to 10,000. 具体的には、ポリ(エチレンアジペート)(PEA)、ポリ(ジエチレンアジペート)(PDA)、ポリ(プロピレンアジペート)(PPA)、ポリ(テトラメチレンアジペート)(PBA)、ポリ(ヘキサメチレンアジペート)(PHA)、ポリ(ネオペンチレンアジペート) Specifically, poly (ethylene adipate) (PEA), poly (diethylene adipate) (PDA), poly (propylene adipate) (PPA), poly (tetramethylene adipate) (PBA), poly (hexamethylene adipate) (PHA ), poly (neopentylene adipate)
(PNA)、3−メチル−1,5−ペンタンジオールとアジピン酸からなるポリオール、PEAとPDAのランダム共重合体、PEAとPPAのランダム共重合体、P (PNA), 3- methyl-1,5-pentanediol and a polyol consisting of adipic acid, a random copolymer of PEA and PDA, PEA and random copolymers of PPA, P
EAとPBAのランダム共重合体、PHAとPNAのランダム共重合体、又はε−カプロラクトンを開環重合して得たカプロラクトンポリオール、β−メチル−δ−バレロラクトンをエチレングリコールで開環することにより得られたポリオールなど(これらはいずれも分子量5 Random copolymer of EA and PBA, random copolymer of PHA and PNA, or ε- caprolactone caprolactone polyols obtained by ring-opening polymerization of, by ring opening with β- methyl -δ- valerolactone ethylene glycol the resulting polyol (such as the molecular weight all these 5
00〜10000であることが好ましい)が挙げられる。 It is 00 to 10,000 is preferred) and the like. それぞれ単独で使用してもよいし、また、複数を併用してもよい。 Each be used alone or may be used in combination of two or more.

【0026】更に、ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、下記の酸の少なくとも1つとグリコールの少なくとも1つとの共重合体が挙げられる。 Furthermore, as the polyester polyols, for example, at least one copolymer of at least one glycolic acid below. 酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン2酸、ダイマー酸(混合物)、パラオキシ安息香酸、 As the acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid anhydride, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, dimer acid (mixture), p-hydroxybenzoic acid,
無水トリメリット酸、ε−カプロラクトン、β−メチル−δバレロラクトン等が挙げられる。 Trimellitic acid, .epsilon.-caprolactone, beta-methyl -δ-valerolactone.

【0027】グリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、 [0027] As glycol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol,
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ペンタエリスリトール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等が挙げられる。 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, like pentaerythritol, 3-methyl-1,5-pentanediol and the like It is.

【0028】ポリエステルエーテルポリオールとしては、ポリエーテルポリオールに無水フタル酸等のジカルボン酸無水物を反応させて生じる半エステルを脱水縮合したり、該半エステルに塩基性触媒等の存在下、アルキレンオキシドを付加して得られるもの等を挙げることができる。 [0028] As the polyester polyol, the half ester or dehydration condensation caused by reacting a dicarboxylic acid anhydride such as phthalic anhydride polyether polyol in the presence of a basic catalyst such as semi ester, an alkylene oxide addition to those obtained and the like.

【0029】ポリカーボネート系ポリオールとしては、 [0029] as a polycarbonate-based polyol,
従来公知のポリオール(多価アルコール)とホスゲン、 Conventional polyol (polyhydric alcohol) and phosgene,
クロル蟻酸エステル、ジアルキルカーボネート又はジアリルカーボネートとの縮合によって得られ、種々の分子量のものが知られている。 Chloroformate ester, obtained by condensation of a dialkyl carbonate or diallyl carbonate, are known a variety of molecular weights. このようなポリカーボネート系ポリオールとして特に好ましいものは、ポリオールとして、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、又は1,5−ペンタンジオールを使用したものであり、その分子量が約500〜10000の範囲のものである。 Particularly preferred as such a polycarbonate-based polyol, as the polyol, 1,6-hexanediol, 1,4-butanediol was used 1,3-butanediol, neopentyl glycol, or 1,5-pentanediol are those, its molecular weight is in a range of about 500 to 10,000. それぞれ単独で使用してもよいそ、また、複数を併用してもよい。 Each may be used alone Resona, it may be used in combination of two or more.

【0030】ポリブタジエン系ポリオールとしては、次のようなものを使用することが出来る。 [0030] Examples of the polybutadiene-based polyol, it is possible to use something like the following. 水酸基含有液状ジエン系重合体としては、分子量600〜3000、平均官能基数1.7〜3.0であり、炭素数4〜12のジエン重合体、ジエン共重合体、更にはこれらジエンモノマーと炭素数2〜2.2のα−オレフィン性付加重合性モノマーとの共重合体などがある。 The hydroxyl group-containing liquid diene polymer, molecular weight 600 to 3000, an average functionality 1.7 to 3.0, diene polymers having 4 to 12 carbon atoms, diene copolymers, even with these diene monomers carbon it is a copolymer of number 2 to 2.2 of α- olefinic addition polymerizable monomer.

【0031】具体的には、ブタジエンホモポリマー、イソプレンホモポリマー、ブタジエン−スチレンコポリマー、ブタジエン−イソプレンコポリマー、ブタジエン− [0031] Specifically, homopolymer, isoprene homopolymer, butadiene - styrene copolymer, butadiene - isoprene copolymer, butadiene -
アクリロニトリルコポリマー、ブタジエン−2−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、ブタジエン−n−オクタデシルアクリレートコポリマーなどを例示することが出来る。 Acrylonitrile copolymers, butadiene-2-ethylhexyl acrylate copolymer can be exemplified butadiene -n- octadecyl acrylate copolymers. これらの液状ジエン系重合体は、例えば、液状反応媒体中で共役ジエンモノマーを過酸化水素の存在下で加熱反応させることにより製造することが出来る。 These liquid diene polymer, for example, in a liquid reaction medium a conjugated diene monomer can be prepared by heating in the presence of hydrogen peroxide.
市販品として、ARCO社の商品名:Poly-bd、日本曹達(株)の商品名:NissoPB等が挙げられる。 As a commercial product, ARCO trade name: Poly-bd, trade name of Nippon Soda (Ltd.): NissoPB, and the like.

【0032】更に、これらのポリオールの中から、任意に選ばれる2種以上の混合物、又は前記ポリオールにポリオレフィン系ポリオールを適宜ブレンドしたもの等を使用することができる。 Furthermore, it can be used from these polyols, a mixture of two or more selected arbitrarily, or the like those appropriately blended polyolefin polyol to the polyol.

【0033】上記のポリオール中で、好ましいポリオールは、平均官能基数1〜8、水酸基価10〜600mg [0033] in the above polyol, preferred polyols have an average functionality 1-8 and a hydroxyl value 10~600mg
KOH/gであるポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール及びポリエステルエーテルポリオールから選ばれた少なくとも1種のポリオールである。 Polyoxyalkylene polyol is KOH / g, at least one polyol selected from polyester polyols and polyester ether polyols.
また、ポリオール成分に、前記の液状ジエン系重合体の二重結合を飽和したポリオレフィン系ポリオールをブレンドして用いても良い。 Further, the polyol component may be blended polyolefin polyol saturated double bonds of the liquid diene polymer.

【0034】鎖延長剤としては、ウレタンプレポリマーを硬化してポリウレタンエラストマーを生成させる際に一般的に用いられているものでよい。 Examples of the chain extender may be those generally used in forming the cured to polyurethane elastomer urethane prepolymer. 例えば、ポリオール化合物、ポリアミン化合物等が挙げられる。 For example, a polyol compound, a polyamine compound, and the like. ポリオール化合物としては、1級ポリオール、2級ポリオール、 As the polyol compound, primary polyols, secondary polyols,
3級ポリオールのいずれを用いてもよい。 You may be using any of the tertiary polyol. 具体的には、 In particular,
トリメチロールプロパン(「TMP」)、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、2,3−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3 Trimethylol propane ( "TMP"), ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,2 - butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2-pentanediol, 2,3-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-hexanediol, 2-ethyl - 1, 3
−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。 - hexanediol, cyclohexanediol, 2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol.

【0035】ポリアミン化合物としては、ジアミン、トリアミン、テトラアミン等、1級アミン、2級アミン、 [0035] As the polyamine compound, diamine, triamine, tetraamine, etc., primary amines, secondary amines,
3級アミンのいずれも用いることができる。 Any tertiary amine may be used. 具体的には、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族アミン、3, Specifically, aliphatic amines such as hexamethylenediamine, 3,
3'−ジメチル−4,4'−ジアミノジシクロヘキシルメタン等の脂環族アミン、4,4'−メチレンビス−2 3'-dimethyl-4,4'-diamino alicyclic amines dicyclohexyl methane, 4,4'-methylenebis -2
−クロロアニリン、2,2'3,3'−テトラクロロ− - chloroaniline, 2,2'3,3'- tetrachloro -
4,4'−ジアミノフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニル等の芳香族アミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等が挙げられる。 4,4'-diaminodiphenyl methane, 4,4'-diaminodiphenyl aromatic amines diphenyl such as 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, and the like.
これらの鎖延長剤は、1種のみを用いてもよいし、複数種を併用してもよい。 These chain extenders may be used alone or in combination of plural kinds. また、使用しなくともよい。 In addition, it may not be used.

【0036】前記ポリオール又はポリマー分散ポリオールと有機ポリイソシアネート、必要に応じて鎖延長剤、 [0036] The polyol or polymer dispersed polyol and an organic polyisocyanate, a chain extender as required,
とを混合してウレタンプレポリマーを製造する。 Preparing a urethane prepolymer by mixing and. 得られたウレタンプレポリマーを硬化させる方法として、ウレタンプレポリマーに対する鎖延長剤の混合割合、硬化温度、硬化時間等を含めて公知の方法で行うことができる。 As a method of curing the resulting urethane prepolymer, the mixing ratio of the chain extender to the urethane prepolymer, the curing temperature can be carried out by known methods, including the curing time and the like. 本発明では、ポリウレタンエラストマーに添加剤等を含有させてもよい。 In the present invention, it may contain an additive such as a polyurethane elastomer. 添加剤として、例えば、非イオン性の可塑剤、難燃剤、充填剤、安定剤、着色剤等が挙げられる。 As an additive, for example, non-ionic plasticizers, flame retardants, fillers, stabilizers, colorants, and the like.

【0037】可塑剤としては、例えば、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジブチル(DBP)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、トリエチレングリコールジベンゾエート、トリクレジルホスフェート、フタル酸ジオクチル、ペンタエリストールの脂肪酸エステル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル、アジピン酸ジブトキシエトキシエチルなどを利用できる。 [0037] As the plasticizer, for example, dioctyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP), dioctyl adipate (DOA), triethylene glycol dibenzoate, tricresyl phosphate, dioctyl phthalate, of pentaerythritol fatty acid esters, dioctyl sebacate, diisooctyl azelate, and dibutoxyethoxyethyl adipate available.

【0038】ポリウレタンエラストマーを得る方法としては、上記のポリオールと有機ポリイソシアネートとを反応させてウレタンプレポリマーを得て、次いで、 鎖延 [0038] As a method of obtaining a polyurethane elastomer, to obtain a urethane prepolymer by reacting the above polyol and an organic polyisocyanate, then Kusarinobe
長剤を反応せしめる方法、あるいは、ポリオールと有機ポリイソシアネートとを所定の割合で同時に反応せしめるワンショット法等があるが、いずれもウレタン化触媒を用いても良い。 The method reacting long agent, or there is a one-shot method or the like allowed to simultaneously reacting a polyol with an organic polyisocyanate at a predetermined ratio, any may be used a urethane catalyst.

【0039】ウレタン化触媒としては、ポリウレタンの製造時に通常使用されるものをすべて使用できる。 Examples of the urethanization catalyst can be used all those commonly used in the production of polyurethanes. 例えば、アミン系触媒としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N,N',N' For example, the amine catalysts, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N, N, N ', N'
−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス[2−(ジメチルアミノ)エチル]エーテル、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンの塩等、有機金属系触媒としては、酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロリド、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等が挙げられる。 - tetramethylhexamethylenediamine, N- methylmorpholine, N- ethylmorpholine, dimethylcyclohexylamine, bis [2- (dimethylamino) ethyl] ether, triethylenediamine, salts of triethylenediamine, etc., as the organic metal catalyst is acetic acid tin octylate, tin oleate, tin laurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dichloride, lead octanoate, lead naphthenate, nickel naphthenate, cobalt, etc. naphthenic acid. これらの触媒は、任意に混合して用いることもできる。 These catalysts may be used in any combination. その使用量は、活性水素化合物(ポリオール)100重量部に対して、0.0001〜10.0重量部である。 The amount used, the active hydrogen compound (polyol) per 100 parts by weight, from 0.0001 to 10.0 parts by weight.

【0040】前記組成の組合せによるポリウレタンエラストマーを厚さ2mmのシート状に成型した後、これらについて直流電場を印加し、その機械的応答性を歪みセンサーを用いて計測する。 [0040] After molding the polyurethane elastomer in a thickness of 2mm sheet by the combination of the composition, applying a DC electric field for these measures the mechanical response with a strain sensor. この際に、シート状に成型したポリウレタンエラストマーを予め吸水させた後、適宜乾燥してから用いる方法もある。 At this time, there after the polyurethane elastomer is molded into a sheet is previously water, a method used after appropriate drying. その後、プレート状に成型したポリウレタンエラストマーの上下面を電極板で挟み電圧を印加する。 Then, applying a voltage clamp the upper and lower surfaces of the polyurethane elastomer was molded in a plate shape in the electrode plate. ポリウレタンエラストマーの厚さ変化を歪みセンサーで観測し、電位、電流の影響などを測定する。 The thickness variation of the polyurethane elastomer was observed in the strain sensor, electric potential, to measure the influence of current.

【0041】本発明者らは、ポリウレタンエラストマーをある程度含水させた後に、電場を印加した方が歪みの増幅度の大きさや電歪定数が高いことを見出した。 [0041] The present inventors, after the polyurethane elastomer is somewhat water, better to application of an electric field has been found that a high amplification degree of the size and electrostriction constant distortion. ポリウレタンエラストマーに含水させる方法としては、20 As a method of water to the polyurethane elastomer, 20
〜100℃の水に1〜200時間程度浸漬し、飽和状態となるまで吸水させた後、室温〜90℃程度の温度で1 Immersed for about 1 to 200 hours to 100 ° C. water, after water absorption until the saturated state, 1 at a temperature of about room temperature to 90 ° C.
〜200時間程度乾燥し、所定の含水率とする方法が挙げられる。 Dried about 200 hours, and a method of the specified water content. 含水及び乾燥操作は、常圧、加圧又は減圧状態のいずれでもよい。 Water and drying operations were normal pressure, pressurization or may be any of reduced pressure. 電場を印加した際の歪みの増幅を大きくし、且つ、電歪定数を大きくすることを考慮すると、ポリウレタンエラストマー中の含水率は0.01〜 By increasing the amplification of the distortion upon application of an electric field, and, considering the increasing the electrostriction constant, the water content in the polyurethane elastomer is 0.01
50重量%の範囲が好ましい。 Preferably in the range of 50 wt%. より好ましくは0.5〜 More preferably 0.5 to
10重量%の範囲である。 10 is a range of weight%.

【0042】 [0042]

【実施例】以下、実施例を示し、本発明について更に詳細に説明する。 EXAMPLES Hereinafter, Examples will be described in more detail the present invention. 尚、実施例に示した各特性値は、下記方法により測定した。 Incidentally, respective characteristic values ​​shown in the examples were measured by the following method.

【0043】(1)ヤング率(MPa) (株)オリエンテック製、テンシロンRCT−1225 [0043] (1) Young's modulus (MPa) (Ltd.) Orientec made, Tensilon RCT-1225
Aを使用する。 Using the A. 引張り速度は100mm/minとし、 The tensile speed was 100mm / min,
その他の条件はJIS K6301に準ずる。 Other conditions are equivalent to JIS K6301. ヤング率は伸長比が1.05〜1.25の範囲の応力−ひずみ曲線から算出する。 Young's modulus elongation ratio stress ranging from 1.05 to 1.25 - calculated from strain curve.

【0044】(2)破断強度(MPa)及び破断伸(%) JIS A−6021記載の方法により測定する。 [0044] (2) breaking strength (MPa) and breaking elongation (%) measured by the method of JIS A-6021 described.

【0045】(3)歪み ポリウレタンエラストマーのシート(縦25mm、横2 [0045] (3) distortion polyurethane elastomer sheet (vertical 25mm, horizontal 2
5mm、厚み2mm)について、下記装置を用い、下記条件で直流電場を印加し、機械的応答性を歪みセンサーを用いて計測する。 5 mm, the thickness of 2 mm), using the following apparatus, applying a DC electric field under the following conditions, measured using the strain sensor a mechanical response. 印加電圧:2.5kVの直流電圧を2分間印加する。 Applied voltage: applied for two minutes a direct current voltage of 2.5 kV. 直流電源供給装置:インテックス株式会社製、形式;HIGH VOLTAGE DC SU DC power supply: Intex Co., Ltd., format; HIGH VOLTAGE DC SU
PPLY V−710。 PPLY V-710. 歪測定装置のセンサー:Tra Sensor of the strain measurement device: Tra
nsducer assembly G. nsducer assembly G. L. L. COLL COLL
INS CORP. INS CORP. SS−203DC24V(感度;1 SS-203DC24V (sensitivity; 1
mV=0.117μm)。 mV = 0.117μm).

【0046】(4)電歪定数(m 2 /V 2 ) 高分子論文集(第56巻、2号、69頁、1999年) [0046] (4) electrostrictive constant (m 2 / V 2) high molecular Papers (Vol. 56, No. 2, page 69, 1999)
に記載の下記数式(1)を用いて算出する。 It is calculated using the following equation (1) described. S=ME 2・・・(1) ここで、S:歪み、E:電場強度(V/m)、M:電歪定数(m 2 /V 2 )。 S = ME 2 ··· (1) where, S: strain, E: electric field strength (V / m), M: electrostrictive constant (m 2 / V 2).

【0047】<ポリウレタンエラストマーの調製方法> [0047] <The process for the preparation of a polyurethane elastomer>
以下の実施例において、各ポリウレタンエラストマーは次のような手順により作製した。 In the following examples, each polyurethane elastomer was prepared by the following procedure. ポリオール100重量部にポリイソシアネートをNCO/OHの等量比が1. Equivalent ratio of polyisocyanate NCO / OH is 1 to 100 parts by weight of polyol.
05になる量を加えて混合した。 The amount to be 05 was added and mixed. 得られた混合物を、予め100℃に調整した、厚み2mmのシートが得られる金型に注ぎ込んで、窒素気流下において100〜140 The resulting mixture was adjusted to advance 100 ° C., poured into a mold sheet is obtained having a thickness of 2 mm, under a nitrogen gas stream from 100 to 140
℃のオーブン中に1昼夜放置し、硬化反応を行った。 ℃ 1 was left day and night in an oven, was subjected to curing reaction.

【0048】調製例1 <ポリウレタンエラストマーのシートA> (1)ポリマー分散ポリオールAの調製 KOH触媒の存在下、グリセリンにプロピレンオキシドを付加させ、次いで、エチレンオキシドを付加させたポリエーテルポリオールA(水酸基価33mgKOH/ The presence of Preparation KOH catalyst <Sheet A polyurethane elastomer> (1) Polymer dispersed polyol A prepared in Example 1, glycerin by adding propylene oxide and then, the polyether polyol A (hydroxyl value obtained by adding ethylene oxide 33mgKOH /
g、数平均分子量5000、EO含量14重量%)80 g, a number average molecular weight 5000, EO content 14 wt%) 80
重量部を反応媒体として、100℃において、ラジカル開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.5重量部の存在下、アクリルアミド5重量部、アクリロニトリル3重量部、及びスチレン12重量部を共重合して、ポリマー分散ポリオールAを調製した。 Parts by weight as a reaction medium, at 100 ° C., as a radical initiator 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile) the presence of 0.5 parts by weight of acrylamide, 5 parts by weight of acrylonitrile and 3 parts by weight, and styrene by copolymerizing 12 parts by weight, to prepare a polymer-dispersed polyol a. ポリマー分散ポリオールAの水酸基価は28mgK The hydroxyl value of the polymer-dispersed polyol A is 28mgK
OH/gであった。 It was OH / g. また、ポリマー分散ポリオールA中の共重合体のアミド基含有量は15.5重量%であった。 Moreover, an amide group content of the copolymer in the polymer dispersed polyol A was 15.5 wt%. 組成の略称:AAM−AN−St。 Abbreviation of composition: AAM-AN-St. (2)ポリイソシアネート 三井コスモネートLK〔三井化学(株)製の商品名、ジフェニルメタンジイソシアネートカルボジイミド変性品、NCO%=28.0〕を用いた。 (2) a polyisocyanate Mitsui Cosmonate LK [Mitsui Chemicals, Inc. under the trade name, diphenylmethane diisocyanate carbodiimide-modified products, NCO% = 28.0] was used.

【0049】調製例2 <ポリウレタンエラストマーのシートB>共重合体の製造用単量体として、アクリルアミド10重量部、及びスチレン10重量部を用いた以外は、実施例1と同様にしてポリマー分散ポリオールBを製造した。 [0049] As the copolymer for producing monomer <Sheet B of polyurethane elastomer> Preparation Example 2, 10 parts by weight of acrylamide, and except for using 10 parts by weight of styrene, Similarly polymer dispersed polyol of Example 1 to produce a B. ポリマー分散ポリオールBの水酸基価は28mgKOH/g、共重合体のアミド基含有量は31.0重量%であった。 Hydroxy value of the polymer-dispersed polyol B is 28 mg KOH / g, an amide group content of the copolymer was 31.0 wt%. 組成の略称:AAM−St。 Abbreviation of composition: AAM-St. 次いで、ポリマー分散ポリオールBを用いた以外は、調製例1と同様にしてポリウレタンエラストマーのシートBを調製した。 Then, except for using the polymer dispersed polyol B, were prepared sheet B of the polyurethane elastomer in the same manner as in Preparation Example 1.

【0050】比較調整例1 <ポリウレタンエラストマーのシートC>ポリマー分散ポリオールAに代えて、ポリエーテルポリオールAを用いた以外は、調製例1と同様にしてポリウレタンエラストマーのシートCを調製した。 [0050] Comparative Preparation Example 1 in place of the polymer-dispersed polyol A <sheet C of the polyurethane elastomer>, except for using the polyether polyol A, was prepared sheet C of the polyurethane elastomer in the same manner as in Preparation Example 1. 組成の略称:PPG。 Abbreviation of composition: PPG.

【0051】比較調製例2 <ポリウレタンエラストマーのシートD>KOH触媒存在下、グリセリンにエチレンオキシドを付加させ、次いで、プロピレンオキシドを付加させた水酸基価56mg [0051] Comparative Preparation Example 2 KOH in the presence of a catalyst <Sheet D polyurethane elastomer>, by addition of ethylene oxide to glycerol, and then, a hydroxyl value 56mg obtained by adding propylene oxide
KOH/g、平均分子量3000のポリエーテルポリオールB(EO含量15重量%)を製造した。 KOH / g, was prepared polyether polyol B having an average molecular weight 3000 (EO content 15 wt%). 次いで、ポリエーテルポリオールB60重量部を反応媒体として、 Then, the B60 parts polyether polyol as a reaction medium,
100℃において、、ラジカル開始剤として2,2'− As ,, radical initiator at 100 ° C. 2,2'
アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.5重量部の存在下、アクリロニトリル12重量部、及びスチレン2 Azobis (2-methylbutyronitrile) the presence of 0.5 parts by weight of acrylonitrile 12 parts by weight, and styrene 2
8重量部を重合し、水酸基価が44mgKOH/gであるポリマー分散ポリオールDを調製した。 8 parts by weight of the polymerization, the hydroxyl value was preparing polymer dispersed polyol D is 44mgKOH / g. 組成の略称: Abbreviation of the composition:
AN−St。 AN-St. 次いで、ポリマー分散ポリオールDを用いた以外は、調製例1と同様にしてポリウレタンエラストマーのシートDを調製した。 Then, except for using polymer-dispersed polyol D, was prepared sheet D of the polyurethane elastomer in the same manner as in Preparation Example 1.

【0052】各ウレタンエラストマーのヤング率、破断強度、及び破断伸びを上記方法により測定した。 [0052] Young's modulus of each urethane elastomer, breaking strength, and elongation at break were measured by the above method. 得られた結果を〔表1〕示す。 The results obtained are shown Table 1.

【0053】実施例1 調製例1で得られたポリウレタンエラストマーのシートAを80℃の温水中に60時間浸した。 [0053] was immersed 60 hours sheet A polyurethane elastomer obtained in Example 1 Preparation Example 1 in the 80 ° C. warm water. 重量減より算出した含水率が一定になった後、徐々に乾燥し、含水率を1.5重量%に調整し、ポリウレタンエラストマー系アクチュエータA1を得た。 After moisture content calculated from the weight loss became constant, gradually dried to adjust the water content to 1.5 wt%, to obtain a polyurethane elastomeric actuator A1. 得られたポリウレタンエラストマー系アクチュエータA1の歪みを上記方法により測定した。 The distortion of the resulting polyurethane elastomeric actuator A1 was measured by the above method. 得られた測定値に基づき、上記数式(1)から電歪定数を算出した。 Based on the obtained measurement value was calculated electrostrictive constant from the equation (1). 得られた結果を〔表1〕に示す。 The results obtained are shown in Table 1.

【0054】比較例1 ポリウレタンエラストマーのシートAを水に浸漬せず、 [0054] The sheet A of Comparative Example 1 Polyurethane elastomer not immersed in water,
含水率を0重量%とした以外は、実施例1と同様にしてポリウレタンエラストマー系アクチュエータA2を得た。 The water content except for using 0% by weight to obtain a polyurethane elastomeric actuator A2 in the same manner as in Example 1. 得られた結果を〔表2〕に示す。 The results obtained are shown in Table 2.

【0055】実施例2〜3 調製例2で得られたポリウレタンエラストマーのシートBを用い、実施例1と同様にして含水率を、2.7重量%、及び、0.7重量%に調整した以外は、実施例1と同様にしてポリウレタンエラストマー系アクチュエータB1〜B2を得た。 [0055] Using the sheet B of the polyurethane elastomers obtained in Examples 2-3 Preparation Example 2, the water content in the same manner as in Example 1, 2.7 wt%, and was adjusted to 0.7 wt% except, to obtain a polyurethane elastomeric actuator B1~B2 in the same manner as in example 1. 実施例1と同様にして歪みを測定し、電歪定数を算出した。 The strain was measured in the same manner as in Example 1, were calculated electrostriction constant. 得られた結果を〔表1〕に示す。 The results obtained are shown in Table 1.

【0056】比較例2 ポリウレタンエラストマーのシートBを水に浸漬せず、 [0056] The sheet B of Comparative Example 2 Polyurethane elastomer not immersed in water,
含水率を0重量%とした以外は、実施例2と同様にしてポリウレタンエラストマー系アクチュエータB3を得た。 The water content except for using 0% by weight to obtain a polyurethane elastomeric actuator B3 in the same manner as in Example 2. 得られた結果を〔表2〕に示す。 The results obtained are shown in Table 2.

【0057】比較例3〜4 比較調製例1で得られたポリウレタンエラストマーのシートCを用い、比較例1又は実施例1と同様にして含水率を0、又は0.9重量%に調整した以外は、実施例1 [0057] using a sheet C of the polyurethane elastomer obtained in Comparative Example 3-4 Comparative Preparation Example 1, except for adjusting the water content 0, or 0.9 wt% in the same manner as in Comparative Example 1 or Example 1 It is, example 1
と同様にしてポリウレタンエラストマー系アクチュエータC1及びC2を得た。 To obtain a polyurethane elastomeric actuator C1 and C2 in the same manner as. 得られた結果を〔表2〕に示す。 The results obtained are shown in Table 2.

【0058】比較例5 比較調製例2で得られたポリウレタンエラストマーのシートDを用い、含水率を0.8重量%に調整した以外は、実施例1と同様にしてポリウレタンエラストマー系アクチュエータD1を得た。 [0058] Using the sheet D of the polyurethane elastomers obtained in Comparative Example 5 Comparative Preparation Example 2, except for adjusting the water content to 0.8 wt%, to obtain a polyurethane elastomeric actuator D1 in the same manner as in Example 1 It was. 得られた結果を〔表2〕に示す。 The results obtained are shown in Table 2.

【0059】 [0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】 [0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】<〔表1〕及び〔表2〕の説明>〔表1〕 [0061] <Description of Table 1 and Table 2> Table 1
に記載した記号は下記を意味する。 The symbol described in means the following. POP−A:ポリマー分散ポリオール−A、POP−B:ポリマー分散ポリオール−B、ポリオール−A:ポリエーテルポリオール−A、ポリオール−B:ポリエーテルポリオール−B。 POP-A: Polymer dispersed polyol -A, POP-B: Polymer-dispersed polyol -B, polyol -A: polyether polyol -A, polyol -B: Polyether polyol -B.

【0062】<実施例の考察>〔表1〕及び〔表2〕に記載したように、アクリルアミドを共重合したビニルポリマーがポリオール中に分散したポリマー分散ポリオールを用いたポリウレタンエラストマーBにおいて、吸水率が1.5重量%、0.7重量%及びに2.7重量%の場合には、高い機械的歪および電歪定数が得られた。 [0062] As described in <Consideration of Example> Table 1 and Table 2, in the polyurethane elastomer B using polymer-dispersed polyol obtained by dispersing the vinyl polymer obtained by copolymerizing acrylamide in the polyol, water absorption There 1.5 wt%, in the case of 0.7 wt% and 2.7 wt%, high mechanical strain and electrostriction constant were obtained. また、表2に記載した通り、同様にアクリルアミドを共重合したビニルポリマー分散系であるポリウレタンエラストマーAにおいては、吸水率が0%のため機械的歪が観測できなかった。 In the polyurethane elastomer A as described, similarly acrylamide is copolymerized with a vinyl polymer dispersion in Table 2, mechanical strain due to water absorption of 0% can not be observed. また、ビニルポリマーを含有しないポリウレタンエラストマーCにおいては、吸水率が0.9 In the polyurethane elastomer C containing no vinyl polymer, water absorption 0.9
%であるにも拘わらず、機械的歪ならびに電歪定数が低い値を示した。 % Despite a mechanical strain and electrostriction constant showed a low value. さらに、ポリオール中への分散ビニルポリマーがアクリロニトリルとスチレン共重合体であるポリウレタンエラストマーDにおいても、吸水率が0.8 Furthermore, in the polyurethane elastomer D dispersed vinyl polymer is acrylonitrile and styrene copolymer to polyol, water absorption 0.8
%での機械的歪ならびに電歪定数が低い値を示した。 Mechanical strain and electrostriction constant at% showed a low value.

【0063】 [0063]

【発明の効果】アミド基を含有したポリオールとポリイソシアネートから製造されるポリウレタンエラストマーに、水分を含有する状態で電場印加することにより、ポリウレタンエラストマーの形状変化(歪増幅)を効率的に誘起することが可能となり、ポリウレタンエラストマー系アクチュエータとして利用できる。 Polyurethane elastomers produced from a polyol and a polyisocyanate containing an amide group, according to the present invention, by an electric field applied in the state containing water, inducing deformation of the polyurethane elastomer (distortion amplifier) ​​efficiently becomes possible, it is used as a polyurethane elastomer-based actuator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 存子 愛知県名古屋市南区丹後通2丁目1番地 三井化学株式会社内 (72)発明者 伊豆川 作 愛知県名古屋市南区丹後通2丁目1番地 三井化学株式会社内 Fターム(参考) 4J034 BA02 BA03 BA09 BA10 CA02 CA04 CA12 CA13 CA15 CB03 CB07 CB08 CC03 CC12 CC26 CC45 CC52 CC54 CC61 CC62 CC65 CC67 DA01 DB03 DB07 DF01 DF02 DF11 DF12 DF14 DF16 DF20 DF21 DF22 DG03 DG04 DG05 DG08 DG09 DG16 DG23 DG24 GA02 GA03 GA05 GA06 GA33 HA01 HA07 HB08 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC54 HC61 HC64 HC71 HC73 KA01 KB02 KC17 KC18 KC35 KD02 KD12 MA24 QB06 QB19 RA11 RA12 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Nishikawa Sonko Nagoya, Aichi Prefecture, Minami-ku, Tangotori 2-chome address 1 Mitsui Chemicals Co., Ltd. in the (72) inventor Izu River operation Nagoya, Aichi Prefecture, Minami-ku, Tangotori 2-chome address 1 Mitsui Chemicals, Inc. in the F-term (reference) 4J034 BA02 BA03 BA09 BA10 CA02 CA04 CA12 CA13 CA15 CB03 CB07 CB08 CC03 CC12 CC26 CC45 CC52 CC54 CC61 CC62 CC65 CC67 DA01 DB03 DB07 DF01 DF02 DF11 DF12 DF14 DF16 DF20 DF21 DF22 DG03 DG04 DG05 DG08 DG09 DG16 DG23 DG24 GA02 GA03 GA05 GA06 GA33 HA01 HA07 HB08 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC54 HC61 HC64 HC71 HC73 KA01 KB02 KC17 KC18 KC35 KD02 KD12 MA24 QB06 QB19 RA11 RA12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 アミド基を有するポリオール及びアミド基を有するポリマーを含むポリオールから選ばれた少なくとも1種のポリオールとポリイソシアネートから製造されるポリウレタンエラストマー系アクチュエータであって、ポリウレタンエラストマー系アクチュエータの含水率が0.01〜50重量%であり、且つ、該含水状態において電場印加によるポリウレタンエラストマーの電場方向への配向に基づく歪みが増幅する特性を有することを特徴とするポリウレタンエラストマー系アクチュエータ。 1. A least one polyol and polyurethane elastomer-based actuator made from a polyisocyanate selected from a polyol comprising a polymer having a polyol and amide groups having an amide group, water content of the polyurethane elastomeric actuator There is a 0.01 to 50 wt%, and polyurethane elastomeric actuator and having the property of distortion is based amplification orientation in the direction of the electric field of the polyurethane elastomers according to the electric field applied in hydrous state.
  2. 【請求項2】 ポリオール中のアミド基単位の含有量が3〜60重量%であることを特徴とする請求項1記載のポリウレタンエラストマー系アクチュエータ。 2. A polyurethane elastomeric actuator according to claim 1, wherein the amount of the amide group units in the polyol is 3 to 60 wt%.
  3. 【請求項3】 ポリオールが、アミド基を有するポリマーを含むポリオールであることを特徴とする請求項1記載のポリウレタンエラストマー系アクチュエータ。 3. A polyol, a polyurethane elastomeric actuator according to claim 1, wherein it is a polyol containing a polymer having an amide group.
  4. 【請求項4】 アミド基を有するポリマーを含むポリオールが、ポリオール中にアミド基含有ビニルポリマー微粒子が分散したポリマー分散ポリオールであることを特徴とする請求項3記載のポリウレタンエラストマー系アクチュエータ。 4. A polyol containing a polymer having an amide group, a polyurethane elastomeric actuator according to claim 3, wherein the amide group-containing vinyl polymer particles in the polyol is a dispersed polymer dispersed polyol.
  5. 【請求項5】 ポリウレタンエラストマーの電歪定数が(5〜100)×10 -172 /V 2であることを特徴とする請求項1記載のポリウレタンエラストマー系アクチュエータ。 5. The polyurethane elastomeric actuator according to claim 1, wherein the electrostrictive constant of the polyurethane elastomer is a (5~100) × 10 -17 m 2 / V 2.
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