JP2001341223A - 運動性高分子成形体、高分子作動子、及びその応用製品 - Google Patents
運動性高分子成形体、高分子作動子、及びその応用製品Info
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- JP2001341223A JP2001341223A JP2000166867A JP2000166867A JP2001341223A JP 2001341223 A JP2001341223 A JP 2001341223A JP 2000166867 A JP2000166867 A JP 2000166867A JP 2000166867 A JP2000166867 A JP 2000166867A JP 2001341223 A JP2001341223 A JP 2001341223A
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Toys (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】外部から近赤外線を含む光を照射することによ
って作動する運動性高分子成形体、及び、作動子の提供 【解決手段】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
特性が異なる複数の高分子素子を接合してなることを特
徴とする光の照射によって作動する運動性高分子成形体
って作動する運動性高分子成形体、及び、作動子の提供 【解決手段】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
特性が異なる複数の高分子素子を接合してなることを特
徴とする光の照射によって作動する運動性高分子成形体
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新しい概念の運動
性高分子成形体、作動子及びその応用製品に関し、日除
け板、玩具、光スイッチ、ロボットの他、電気・電子機
器、情報通信機器、自動車、宇宙・航空機、産業機器、
医療機器、土木・建築、ディスプレー用品、日用品など
あらゆる産業分野に利用することのできる機能性を備え
た運動性高分子成形体、作動子及びその機能を利用した
応用製品に関するものである。
性高分子成形体、作動子及びその応用製品に関し、日除
け板、玩具、光スイッチ、ロボットの他、電気・電子機
器、情報通信機器、自動車、宇宙・航空機、産業機器、
医療機器、土木・建築、ディスプレー用品、日用品など
あらゆる産業分野に利用することのできる機能性を備え
た運動性高分子成形体、作動子及びその機能を利用した
応用製品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の高分子物質成形体は、ほとんどが
包装材、筐体などのように高分子物質成形体自身は動か
ない静的な成形体として利用されている。
包装材、筐体などのように高分子物質成形体自身は動か
ない静的な成形体として利用されている。
【０００３】しかし、高分子物質成形体に運動性を付与
することができれば、アクチュエーター等の作動子、あ
るいは環境に応じて作動して内部を保護する覆材等とし
て機能性の高い成形体分野を開拓することが可能とな
る。
することができれば、アクチュエーター等の作動子、あ
るいは環境に応じて作動して内部を保護する覆材等とし
て機能性の高い成形体分野を開拓することが可能とな
る。
【０００４】従来、運動性を付与した高分子物質として
は、高分子物質圧電体、高分子物質ゲルなどが知られて
いるが、大きな動きを起こすには強力な電気エネルギー
を必要とし、また、高分子物質圧電体は入力された電気
エネルギーに対して微分的運動を行うため、所定の位置
を保持せしめるような運動には適用することができなか
った。また、電気エネルギー以外によって動くものは微
弱な動きしかできないのが一般的である。
は、高分子物質圧電体、高分子物質ゲルなどが知られて
いるが、大きな動きを起こすには強力な電気エネルギー
を必要とし、また、高分子物質圧電体は入力された電気
エネルギーに対して微分的運動を行うため、所定の位置
を保持せしめるような運動には適用することができなか
った。また、電気エネルギー以外によって動くものは微
弱な動きしかできないのが一般的である。
【０００５】２種類の材質を組み合わせて得られる運動
性の成形体としては、熱膨張率の異なる金属を貼り合わ
せたバイメタルが古くから知られており、バイメタルは
加熱によってある程度湾曲するが、近赤外線を含む光を
照射しても作動させることはできないものであり、本発
明の目的とする近赤外線を含む光によって作動させ得る
成形体とすることはできない。
性の成形体としては、熱膨張率の異なる金属を貼り合わ
せたバイメタルが古くから知られており、バイメタルは
加熱によってある程度湾曲するが、近赤外線を含む光を
照射しても作動させることはできないものであり、本発
明の目的とする近赤外線を含む光によって作動させ得る
成形体とすることはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、外部から近
赤外線を含む光を照射することによって作動する運動性
高分子成形体、作動子あるいはその応用製品を提供する
ものである。
赤外線を含む光を照射することによって作動する運動性
高分子成形体、作動子あるいはその応用製品を提供する
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するため鋭意検討した結果なされたもので、近赤外
線を含む光を照射すると作動する高分子物質成形体を実
現したものである。
達成するため鋭意検討した結果なされたもので、近赤外
線を含む光を照射すると作動する高分子物質成形体を実
現したものである。
【０００８】具体的には、近赤外線を含む光を照射した
際の温度上昇特性が異なる複数の高分子素子を接合して
なることを特徴とする光の照射によって作動する運動性
高分子成形体、及び、近赤外線を含む光を照射した際の
温度上昇が小さい高分子物質と、近赤外線を含む光を照
射した際の温度上昇が大きい高分子物質とを接合した運
動性高分子成形体を提供するものである。
際の温度上昇特性が異なる複数の高分子素子を接合して
なることを特徴とする光の照射によって作動する運動性
高分子成形体、及び、近赤外線を含む光を照射した際の
温度上昇が小さい高分子物質と、近赤外線を含む光を照
射した際の温度上昇が大きい高分子物質とを接合した運
動性高分子成形体を提供するものである。
【０００９】また本発明は、近赤外線を含む光を照射し
た際の温度上昇が小さい高分子素子として、波長０．８
〜２μｍ範囲の近赤外線を吸収する性質の物質を含まな
い高分子物質あるいは波長０．８〜２μｍ範囲の近赤外
線を反射する性質の物質が配合された高分子物質を用い
た上記運動性高分子成形体、及び、近赤外線を含む光を
照射した際の温度上昇が大きい高分子物質として波長
０．８〜２μｍ範囲の近赤外線を吸収する性質の物質が
配合された高分子物質を用いた上記運動性高分子成形
体、を提供するものである。
た際の温度上昇が小さい高分子素子として、波長０．８
〜２μｍ範囲の近赤外線を吸収する性質の物質を含まな
い高分子物質あるいは波長０．８〜２μｍ範囲の近赤外
線を反射する性質の物質が配合された高分子物質を用い
た上記運動性高分子成形体、及び、近赤外線を含む光を
照射した際の温度上昇が大きい高分子物質として波長
０．８〜２μｍ範囲の近赤外線を吸収する性質の物質が
配合された高分子物質を用いた上記運動性高分子成形
体、を提供するものである。
【００１０】さらに本発明は、上記の運動性高分子成形
体を駆動源としたことを特徴とする高分子作動子、ある
いはこれら高分子作動子を作動子として用いたことを特
徴とする赤外線照射によって動くようにした玩具、光ス
イッチ、ロボットを提供するものである。
体を駆動源としたことを特徴とする高分子作動子、ある
いはこれら高分子作動子を作動子として用いたことを特
徴とする赤外線照射によって動くようにした玩具、光ス
イッチ、ロボットを提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】プラスチックやゴムなどの高分子
物質は、金属やセラミックスと比較して剛性が小さく柔
軟性を有する。また、高分子物質の熱膨張特性は温度に
よって大きく異なり、温度の上昇と共に熱膨張率が大き
くなる傾向を有する。
物質は、金属やセラミックスと比較して剛性が小さく柔
軟性を有する。また、高分子物質の熱膨張特性は温度に
よって大きく異なり、温度の上昇と共に熱膨張率が大き
くなる傾向を有する。
【００１２】本発明はこの２点を活用して近赤外線を含
む光を照射することによって作動する高分子物質成形体
を得るものである。
む光を照射することによって作動する高分子物質成形体
を得るものである。
【００１３】具体的には、近赤外線を含む光を照射して
も温度上昇が緩慢で小さい高分子物質（Ａ）からなる高
分子素子と、近赤外線を含む光を照射することによって
温度が大きく上昇する高分子物質（Ｂ）からなる高分子
素子とを互いに接合することにより、近赤外線を含む光
を照射すると作動する高分子物質成形体とするものであ
る。
も温度上昇が緩慢で小さい高分子物質（Ａ）からなる高
分子素子と、近赤外線を含む光を照射することによって
温度が大きく上昇する高分子物質（Ｂ）からなる高分子
素子とを互いに接合することにより、近赤外線を含む光
を照射すると作動する高分子物質成形体とするものであ
る。
【００１４】照射する光は、太陽光、白熱灯、赤外線、
赤外線レーザー光などの波長０．７５〜２５μｍの近赤
外線を含む光が用いられ、特に波長が０．８から２μｍ
の近赤外線を含む光線が好ましい。太陽光を用いる場合
には電気エネルギーを全く使用しない駆動方法を実現す
ることができる。
赤外線レーザー光などの波長０．７５〜２５μｍの近赤
外線を含む光が用いられ、特に波長が０．８から２μｍ
の近赤外線を含む光線が好ましい。太陽光を用いる場合
には電気エネルギーを全く使用しない駆動方法を実現す
ることができる。
【００１５】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
が小さい高分子物質（Ａ）としては、近赤外線、特に波
長０．８〜２μｍ範囲の近赤外線を吸収する物質を含ま
ない高分子物質、あるいは波長０．８〜２μｍ範囲の近
赤外線を反射する性質を有する物質を配合した高分子物
質を用いることができる。
が小さい高分子物質（Ａ）としては、近赤外線、特に波
長０．８〜２μｍ範囲の近赤外線を吸収する物質を含ま
ない高分子物質、あるいは波長０．８〜２μｍ範囲の近
赤外線を反射する性質を有する物質を配合した高分子物
質を用いることができる。
【００１６】波長０．８〜２μｍの範囲の近赤外線を反
射する性質を有する物質としては酸化チタン、酸化亜鉛
などの金属酸化物粉末、金、銀、プラチナ、アルミニウ
ムなどの金属粉末などが挙げられる。高分子物質（Ａ）
にはさらにガラス繊維、タルク、炭酸カルシウムなどの
繊維状、板状、あるいは粒状の無機フィラー等、低膨張
性の材料を配合することもできる。
射する性質を有する物質としては酸化チタン、酸化亜鉛
などの金属酸化物粉末、金、銀、プラチナ、アルミニウ
ムなどの金属粉末などが挙げられる。高分子物質（Ａ）
にはさらにガラス繊維、タルク、炭酸カルシウムなどの
繊維状、板状、あるいは粒状の無機フィラー等、低膨張
性の材料を配合することもできる。
【００１７】高分子物質（Ａ）を構成する高分子として
は、ポリエチレン（低密度、中密度、高密度、リニア低
密度のいずれも含む）、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリ
ル酸エステル共重合体、無水マレイン酸グラフトポリエ
チレン、エチレン・ビニルシラン共重合体、ビニルシラ
ングラフトポリエチレン、エチレン・アルファオレフィ
ン共重合体、ポリプロピレン（アイソタクチック、シン
ディオタクチック、アタクチックのいずれも含む）、プ
ロピレン・エチレン共重合体（ブロック、ランダムのい
ずれも含む）、プロピレン・アルファオレフィン（エチ
レン以外）共重合体、無水マレイン酸グラフトポリプロ
ピレン、プロピレン・ビニルシラン共重合体、ビニルシ
ラングラフトポリプロピレン、スチレングラフトポリプ
ロピレン、ポリスチレン（アイソタクチック、アタクチ
ック、シンディオタクチックのいずれも含む）、ハイイ
ンパクトポリスチレン、スチレン・アルファオレフィン
共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アク
リロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体、
は、ポリエチレン（低密度、中密度、高密度、リニア低
密度のいずれも含む）、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリ
ル酸エステル共重合体、無水マレイン酸グラフトポリエ
チレン、エチレン・ビニルシラン共重合体、ビニルシラ
ングラフトポリエチレン、エチレン・アルファオレフィ
ン共重合体、ポリプロピレン（アイソタクチック、シン
ディオタクチック、アタクチックのいずれも含む）、プ
ロピレン・エチレン共重合体（ブロック、ランダムのい
ずれも含む）、プロピレン・アルファオレフィン（エチ
レン以外）共重合体、無水マレイン酸グラフトポリプロ
ピレン、プロピレン・ビニルシラン共重合体、ビニルシ
ラングラフトポリプロピレン、スチレングラフトポリプ
ロピレン、ポリスチレン（アイソタクチック、アタクチ
ック、シンディオタクチックのいずれも含む）、ハイイ
ンパクトポリスチレン、スチレン・アルファオレフィン
共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アク
リロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体、
【００１８】ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・アクリル酸
共重合体、塩化ビニル・アクリル酸エステル共重合体、
ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニル
アルコール、石油樹脂、などの汎用熱可塑性樹脂および
これらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあるい
は共重合体；ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポ
リブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、
ポリカプロラクトン、ヒドロキシブチレート・ヒドロキ
シバリレート共重合体などの生分解性樹脂およびこれら
のいずれかを一成分とするポリマーアロイあるいは共重
合体；ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロ
ン４６、ナイロン１２など）、ポリカーボネート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリフェニレン
エーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリオキシメチレン、フッ素樹脂（ポ
リテトラフルオロエチレンなど）、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、
ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、パラヒドロ
キシ安息香酸・ポリエチレン共重合体をはじめとする液
晶ポリマー（ＬＣＰ）、などのエンジニアリング樹脂お
よびこれらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあ
るいは共重合体；フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ケイ素樹
脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド、などの
熱硬化性樹脂あるいはこれらのいずれかを一成分とする
ポリマーアロイあるいは共重合体；スチレン・ブタジエ
ンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ネオプレン（登録
商標）ゴム、ネオプレン・ブタジエンゴム、エチレン・
プロピレンゴム、などの合成ゴムあるいは天然ゴムある
いはこれらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあ
るいは共重合体；スチレン・ブタジエン・スチレン系熱
可塑性ゴム、ポリエステル系熱可塑性ゴム、などの熱可
塑性ゴムあるいはこれらのいずれかを一成分とするポリ
マーアロイあるいは共重合体が挙げられる。
共重合体、塩化ビニル・アクリル酸エステル共重合体、
ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニル
アルコール、石油樹脂、などの汎用熱可塑性樹脂および
これらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあるい
は共重合体；ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポ
リブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、
ポリカプロラクトン、ヒドロキシブチレート・ヒドロキ
シバリレート共重合体などの生分解性樹脂およびこれら
のいずれかを一成分とするポリマーアロイあるいは共重
合体；ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロ
ン４６、ナイロン１２など）、ポリカーボネート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリフェニレン
エーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリオキシメチレン、フッ素樹脂（ポ
リテトラフルオロエチレンなど）、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、
ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、パラヒドロ
キシ安息香酸・ポリエチレン共重合体をはじめとする液
晶ポリマー（ＬＣＰ）、などのエンジニアリング樹脂お
よびこれらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあ
るいは共重合体；フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ケイ素樹
脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド、などの
熱硬化性樹脂あるいはこれらのいずれかを一成分とする
ポリマーアロイあるいは共重合体；スチレン・ブタジエ
ンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ネオプレン（登録
商標）ゴム、ネオプレン・ブタジエンゴム、エチレン・
プロピレンゴム、などの合成ゴムあるいは天然ゴムある
いはこれらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあ
るいは共重合体；スチレン・ブタジエン・スチレン系熱
可塑性ゴム、ポリエステル系熱可塑性ゴム、などの熱可
塑性ゴムあるいはこれらのいずれかを一成分とするポリ
マーアロイあるいは共重合体が挙げられる。
【００１９】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
が大きい高分子物質からなる高分子物質（Ｂ）としては
高分子に近赤外線、特に波長０．８〜２μｍの範囲の近
赤外線を吸収する性質を有する物質を配合した高分子物
質を用いることができる。波長０．８〜２μｍの範囲の
近赤外線を吸収する性質を有する物質としては、酸化鉄
（ＩＩ）などのＦｅ2+イオンを含む鉄化合物、カーボン
ブラック、クリプトファン等のシアニン染料等が好まし
い。
が大きい高分子物質からなる高分子物質（Ｂ）としては
高分子に近赤外線、特に波長０．８〜２μｍの範囲の近
赤外線を吸収する性質を有する物質を配合した高分子物
質を用いることができる。波長０．８〜２μｍの範囲の
近赤外線を吸収する性質を有する物質としては、酸化鉄
（ＩＩ）などのＦｅ2+イオンを含む鉄化合物、カーボン
ブラック、クリプトファン等のシアニン染料等が好まし
い。
【００２０】高分子物質（Ｂ）を構成する高分子として
は、ポリエチレン（低密度、中密度、高密度、リニア低
密度のいずれも含む）、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリ
ル酸エステル共重合体、無水マレイン酸グラフトポリエ
チレン、エチレン・ビニルシラン共重合体、ビニルシラ
ングラフトポリエチレン、エチレン・アルファオレフィ
ン共重合体、ポリプロピレン（アイソタクチック、シン
ディオタクチック、アタクチックのいずれも含む）、プ
ロピレン・エチレン共重合体（ブロック、ランダムのい
ずれも含む）、プロピレン・アルファオレフィン（エチ
レン以外）共重合体、無水マレイン酸グラフトポリプロ
ピレン、プロピレン・ビニルシラン共重合体、ビニルシ
ラングラフトポリプロピレン、スチレングラフトポリプ
ロピレン、ポリスチレン（アイソタクチック、アタクチ
ック、シンディオタクチックのいずれも含む）、ハイイ
ンパクトポリスチレン、スチレン・アルファオレフィン
共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アク
リロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体、
は、ポリエチレン（低密度、中密度、高密度、リニア低
密度のいずれも含む）、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリ
ル酸エステル共重合体、無水マレイン酸グラフトポリエ
チレン、エチレン・ビニルシラン共重合体、ビニルシラ
ングラフトポリエチレン、エチレン・アルファオレフィ
ン共重合体、ポリプロピレン（アイソタクチック、シン
ディオタクチック、アタクチックのいずれも含む）、プ
ロピレン・エチレン共重合体（ブロック、ランダムのい
ずれも含む）、プロピレン・アルファオレフィン（エチ
レン以外）共重合体、無水マレイン酸グラフトポリプロ
ピレン、プロピレン・ビニルシラン共重合体、ビニルシ
ラングラフトポリプロピレン、スチレングラフトポリプ
ロピレン、ポリスチレン（アイソタクチック、アタクチ
ック、シンディオタクチックのいずれも含む）、ハイイ
ンパクトポリスチレン、スチレン・アルファオレフィン
共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アク
リロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体、
【００２１】ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・アクリル酸
共重合体、塩化ビニル・アクリル酸エステル共重合体、
ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニル
アルコール、石油樹脂、などの汎用熱可塑性樹脂および
これらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあるい
は共重合体；ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポ
リブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、
ポリカプロラクトン、ヒドロキシブチレート・ヒドロキ
シバリレート共重合体、などの生分解性樹脂およびこれ
らのいずれかを一成分とするポリマーアロイあるいは共
重合体；ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイ
ロン４６、ナイロン１２など）、ポリカーボネート、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリフェニレン
エーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリオキシメチレン、フッ素樹脂（ポ
リテトラフルオロエチレンなど）、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、
ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、パラヒドロ
キシ安息香酸・ポリエチレン共重合体をはじめとする液
晶ポリマー（ＬＣＰ）、などのエンジニアリング樹脂お
よびこれらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあ
るいは共重合体；フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ケイ素樹
脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド、などの
熱硬化性樹脂あるいはこれらのいずれかを一成分とする
ポリマーアロイあるいは共重合体；スチレン・ブタジエ
ンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ネオプレンゴム、
ネオプレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴ
ム、などの合成ゴムあるいは天然ゴムあるいはこれらの
いずれかを一成分とするポリマーアロイあるいは共重合
体；スチレン・ブタジエン・スチレン系熱可塑性ゴム、
ポリエステル系熱可塑性ゴム、などの熱可塑性ゴムある
いはこれらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあ
るいは共重合体が挙げられる。
共重合体、塩化ビニル・アクリル酸エステル共重合体、
ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニル
アルコール、石油樹脂、などの汎用熱可塑性樹脂および
これらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあるい
は共重合体；ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポ
リブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、
ポリカプロラクトン、ヒドロキシブチレート・ヒドロキ
シバリレート共重合体、などの生分解性樹脂およびこれ
らのいずれかを一成分とするポリマーアロイあるいは共
重合体；ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイ
ロン４６、ナイロン１２など）、ポリカーボネート、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリフェニレン
エーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリオキシメチレン、フッ素樹脂（ポ
リテトラフルオロエチレンなど）、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、
ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、パラヒドロ
キシ安息香酸・ポリエチレン共重合体をはじめとする液
晶ポリマー（ＬＣＰ）、などのエンジニアリング樹脂お
よびこれらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあ
るいは共重合体；フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ケイ素樹
脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド、などの
熱硬化性樹脂あるいはこれらのいずれかを一成分とする
ポリマーアロイあるいは共重合体；スチレン・ブタジエ
ンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ネオプレンゴム、
ネオプレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴ
ム、などの合成ゴムあるいは天然ゴムあるいはこれらの
いずれかを一成分とするポリマーアロイあるいは共重合
体；スチレン・ブタジエン・スチレン系熱可塑性ゴム、
ポリエステル系熱可塑性ゴム、などの熱可塑性ゴムある
いはこれらのいずれかを一成分とするポリマーアロイあ
るいは共重合体が挙げられる。
【００２２】高分子物質（Ａ）を構成する高分子と高分
子物質（Ｂ）を構成する高分子とは同一のものであって
もよく、また、異なるものであってもよい。
子物質（Ｂ）を構成する高分子とは同一のものであって
もよく、また、異なるものであってもよい。
【００２３】高分子物質（Ａ）と、高分子物質（Ｂ）は
太陽光を照射した際の温度上昇パターンによって評価す
ることができ、一般に２０ｃｍ角、厚さ０．４ｍｍのシ
ートを晴天、気温２５℃の屋外で太陽光に照射した際、
高分子物質（Ａ）としては２分後の温度上昇が１３℃以
内のものが好ましく、また、高分子物質（Ｂ）としては
２分後の温度上昇が２０℃以上のものが好ましい。
太陽光を照射した際の温度上昇パターンによって評価す
ることができ、一般に２０ｃｍ角、厚さ０．４ｍｍのシ
ートを晴天、気温２５℃の屋外で太陽光に照射した際、
高分子物質（Ａ）としては２分後の温度上昇が１３℃以
内のものが好ましく、また、高分子物質（Ｂ）としては
２分後の温度上昇が２０℃以上のものが好ましい。
【００２４】本発明運動性高分子成形体は、近赤外線を
含む光を照射した際の温度上昇が小さい高分子物質
（Ａ）で構成された高分子素子と、近赤外線を含む光を
照射した際の温度上昇が大きい高分子物質（Ｂ）で構成
された高分子素子とが接合されて形成され、該運動性高
分子成形体に近赤外線を含む光を照射すると両者の温度
上昇の違いによって生じる熱膨張率の違いに起因して変
形による動きが生じるように構成される。
含む光を照射した際の温度上昇が小さい高分子物質
（Ａ）で構成された高分子素子と、近赤外線を含む光を
照射した際の温度上昇が大きい高分子物質（Ｂ）で構成
された高分子素子とが接合されて形成され、該運動性高
分子成形体に近赤外線を含む光を照射すると両者の温度
上昇の違いによって生じる熱膨張率の違いに起因して変
形による動きが生じるように構成される。
【００２５】高分子物質（Ａ）で構成された高分子素子
と、高分子物質（Ｂ）で構成された高分子素子の形状、
あるいは組み合わせ方は目的に応じて各種の方式をとる
ことができ、成形体の動き方は高分子物質（Ａ）と高分
子物質（Ｂ）の種類および組み合わせ方によって決ま
る。
と、高分子物質（Ｂ）で構成された高分子素子の形状、
あるいは組み合わせ方は目的に応じて各種の方式をとる
ことができ、成形体の動き方は高分子物質（Ａ）と高分
子物質（Ｂ）の種類および組み合わせ方によって決ま
る。
【００２６】例えば、テープ状、シート状あるいはフィ
ルム状に成形してこれを表裏に重ね合わせて接合しても
よく、また、横方向に列設して接合することもできる。
更に、目的に応じて、棒状に成形してサイドバイサイド
に接合することもできる。
ルム状に成形してこれを表裏に重ね合わせて接合しても
よく、また、横方向に列設して接合することもできる。
更に、目的に応じて、棒状に成形してサイドバイサイド
に接合することもできる。
【００２７】具体的には、図１に示すように、高分子物
質（Ａ）で構成されたフィルム状高分子素子２と高分子
物質（Ｂ）で構成されたフィルム状高分子素子３とを表
裏に接合することによって板状の運動性高分子成形体１
を得ることができる。この場合、運動性高分子成形体１
に近赤外線を含む光を照射すると反りの運動が生じる。
質（Ａ）で構成されたフィルム状高分子素子２と高分子
物質（Ｂ）で構成されたフィルム状高分子素子３とを表
裏に接合することによって板状の運動性高分子成形体１
を得ることができる。この場合、運動性高分子成形体１
に近赤外線を含む光を照射すると反りの運動が生じる。
【００２８】また、図２に示すように、高分子素子２と
高分子素子３とを交互に縞状に貼り合わせることによっ
て運動性高分子成形体１を得ることができ、この場合、
運動性高分子成形体１に近赤外線を含む光を照射すると
小さな凹凸が発生する。さらに、図３に示すように、高
分子素子２と高分子素子３とを螺旋状に接合することも
でき、この場合、運動性高分子成形体１に近赤外線を含
む光を照射すると筒状体に螺旋状の凹凸が発生すること
になる。
高分子素子３とを交互に縞状に貼り合わせることによっ
て運動性高分子成形体１を得ることができ、この場合、
運動性高分子成形体１に近赤外線を含む光を照射すると
小さな凹凸が発生する。さらに、図３に示すように、高
分子素子２と高分子素子３とを螺旋状に接合することも
でき、この場合、運動性高分子成形体１に近赤外線を含
む光を照射すると筒状体に螺旋状の凹凸が発生すること
になる。
【００２９】高分子物質（Ａ）で構成された高分子素子
２と高分子物質（Ｂ）で構成された高分子素子３の接合
は、共押出し、ラミネート、接着剤による接着等、任意
の方法を採ることができる。
２と高分子物質（Ｂ）で構成された高分子素子３の接合
は、共押出し、ラミネート、接着剤による接着等、任意
の方法を採ることができる。
【００３０】本発明運動性高分子成形体は、上記の動き
を利用して高分子作動子として利用することができ、ま
た、該成形体に乗せた物体、あるいは、該成形体に吊る
した物体などを作動せしめたり、反射光の調整等を行う
ことができる。
を利用して高分子作動子として利用することができ、ま
た、該成形体に乗せた物体、あるいは、該成形体に吊る
した物体などを作動せしめたり、反射光の調整等を行う
ことができる。
【００３１】また、近赤外線を含む光の照射を停止する
ことによって、変形していた成形体を再び元の形状に戻
すことができることは勿論である。
ことによって、変形していた成形体を再び元の形状に戻
すことができることは勿論である。
【００３２】これらの変形、動きを利用することによっ
て、該成形体を利用した新たな駆動系を形成することが
可能となる。例えば、近赤外線を含む光として太陽光を
用いることによって電気エネルギーを用いない駆動系を
実現することができる。また、赤外線レーザーなどの人
工光源を用いることによって電気配線を必要としない駆
動系を実現することができる。
て、該成形体を利用した新たな駆動系を形成することが
可能となる。例えば、近赤外線を含む光として太陽光を
用いることによって電気エネルギーを用いない駆動系を
実現することができる。また、赤外線レーザーなどの人
工光源を用いることによって電気配線を必要としない駆
動系を実現することができる。
【００３３】また、図４に示すように、建築物４の窓５
の上方に運動性高分子成形体を設けることによって、太
陽光の照射によって作動する日除け板６を作成すること
ができ、太陽光が強くなった場合、自動的に作動して太
陽光の差し込みを抑制する構造とすることができる。
の上方に運動性高分子成形体を設けることによって、太
陽光の照射によって作動する日除け板６を作成すること
ができ、太陽光が強くなった場合、自動的に作動して太
陽光の差し込みを抑制する構造とすることができる。
【００３４】また、赤外線照射によって動く玩具、赤外
線レーザー照射によって成形体が変形することを利用し
た光スイッチ、赤外線レーザー照射によって動作するロ
ボットなど多様な応用が可能である。
線レーザー照射によって成形体が変形することを利用し
た光スイッチ、赤外線レーザー照射によって動作するロ
ボットなど多様な応用が可能である。
【００３５】
【実施例】実施例１ ポリプロピレン９５重量％と酸化チタン５重量％とを配
合した混合物を２軸押出機により２５０℃の温度で混練
した後、ストランドカットして得られたペレットを温度
２３０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ2で１０分間プレスし
て２０ｃｍ角、厚さ０．４ｍｍのシート（シートＡ）を
作成した。次にポリプロピレン９９重量とカーボンブラ
ック１重量％とを配合した混合物を２軸押出機により２
５０℃の温度で混練した後、ストランドカットして得ら
れたペレットを温度２３０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ2
で１０分間プレスして２０ｃｍ角、厚さ０．４ｍｍのシ
ート（シートＢ）を作成した。
合した混合物を２軸押出機により２５０℃の温度で混練
した後、ストランドカットして得られたペレットを温度
２３０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ2で１０分間プレスし
て２０ｃｍ角、厚さ０．４ｍｍのシート（シートＡ）を
作成した。次にポリプロピレン９９重量とカーボンブラ
ック１重量％とを配合した混合物を２軸押出機により２
５０℃の温度で混練した後、ストランドカットして得ら
れたペレットを温度２３０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ2
で１０分間プレスして２０ｃｍ角、厚さ０．４ｍｍのシ
ート（シートＢ）を作成した。
【００３６】晴れた日の屋外で気温２５℃の条件でシー
トＡ、シートＢにそれぞれ太陽光を照射した。照射後２
分後に測定したシートＡの表面温度は３２℃、シートＢ
の表面温度は５３℃であった。
トＡ、シートＢにそれぞれ太陽光を照射した。照射後２
分後に測定したシートＡの表面温度は３２℃、シートＢ
の表面温度は５３℃であった。
【００３７】シートＡ、シートＢから長さ２０ｃｍ、幅
１ｃｍの短冊を切り出し、両者を背中合わせに接着剤で
貼り合わせて運動性高分子成形体を作成した。
１ｃｍの短冊を切り出し、両者を背中合わせに接着剤で
貼り合わせて運動性高分子成形体を作成した。
【００３８】このようにして得られた成形体を用いて、
晴れた日の屋外で気温２０℃の条件で成形体を地面に垂
直につるし、上部から６ｃｍまでの個所を固定して、シ
ートＢ側を太陽の方向に向けて太陽光を照射した。太陽
光の照射と共に成形体は固定部より下部が太陽に遠ざか
る方向に変形して動いた。照射１分後、２分後、５分後
の成形体の状態を図５に示した。成形体を日蔭に移動す
ると成形体は再び動いて太陽光照射前の形状に戻った。
晴れた日の屋外で気温２０℃の条件で成形体を地面に垂
直につるし、上部から６ｃｍまでの個所を固定して、シ
ートＢ側を太陽の方向に向けて太陽光を照射した。太陽
光の照射と共に成形体は固定部より下部が太陽に遠ざか
る方向に変形して動いた。照射１分後、２分後、５分後
の成形体の状態を図５に示した。成形体を日蔭に移動す
ると成形体は再び動いて太陽光照射前の形状に戻った。
【図１】本発明運動性高分子成形体の一例を示す縦断面
図
図
【図２】（Ａ）は本発明運動性高分子成形体の他の例を
示す斜視図、（Ｂ）はそれに光を照射したときのＣ−Ｃ
断面図
示す斜視図、（Ｂ）はそれに光を照射したときのＣ−Ｃ
断面図
【図３】本発明運動性高分子成形体のさらに他の例を示
す斜視図
す斜視図
【図４】本発明運動性高分子成形体を日除け板として用
いた際の例を示す縦断面図
いた際の例を示す縦断面図
【図５】実施例１で得られた運動性高分子成形体の評価
結果を示す説明図
結果を示す説明図
１．運動性高分子成形体 ２．高分子物質（Ａ）で構成されたフィルム状高分子素
子 ３．高分子物質（Ｂ）で構成されたフィルム状高分子素
子 ４．建築物 ５．窓 ６．日除け板
子 ３．高分子物質（Ｂ）で構成されたフィルム状高分子素
子 ４．建築物 ５．窓 ６．日除け板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｆ０３Ｇ 7/06 Ｆ０３Ｇ 7/06 Ｇ Ｆターム(参考） 2C150 BA09 CA01 CA02 DA24 DA26 DA27 DA28 DK02 EF34 FB43 4F100 AA17A AA17H AA21H AA23B AA23H AA37B AA37H AB01A AB01H AH02B AH02H AH03B AH03H AK01A AK01B AK07 BA02 BA03 BA04 BA05 BA08 BA10A BA10B CA13B CA30A CA30B DC02 GB41 GB51 GB84 GB90 JA02A JA02B JD10B JD10H JN06A JN06H JN30 4J002 AA001 BB121 DA037 DA066 DE046 FD097 FD206 FD207 GF00 GM00 GP00
Claims (14)
- 【請求項１】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
特性が異なる複数の高分子素子を接合してなることを特
徴とする光の照射によって作動する運動性高分子成形
体。 - 【請求項２】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
が小さい高分子物質からなる高分子素子と、近赤外線を
含む光を照射した際の温度上昇が大きい高分子物質から
なる高分子素子とを接合してなる請求項１に記載の運動
性高分子成形体。 - 【請求項３】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
が小さい高分子素子が、波長０．８〜２μｍ範囲の近赤
外線を吸収する性質の物質を含まない高分子物質あるい
は波長０．８〜２μｍ範囲の近赤外線を反射する性質を
有する物質が配合された高分子物質からなる請求項１又
は２に記載の運動性高分子成形体。 - 【請求項４】波長０．８〜２μｍ範囲の近赤外線を反射
する性質を有する物質が、金属酸化物粉末、金属粉末か
ら選ばれた少なくとも一種である請求項３に記載の運動
性高分子成形体。 - 【請求項５】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
が大きい高分子物質が、波長０．８〜２μｍ範囲の近赤
外線を吸収する性質の物質が配合された高分子物質から
なる請求項２〜４のいずれかに記載の運動性高分子成形
体。 - 【請求項６】波長０．８〜２μｍの範囲の近赤外線を吸
収する性質の物質が、Ｆｅ2+を含む鉄化合物、カーボン
ブラック、シアニン染料から選ばれた少なくとも一種で
ある請求項５に記載の運動性高分子成形体。 - 【請求項７】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
が小さい高分子素子と、近赤外線を含む光を照射した際
の温度上昇が大きい高分子素子とを表裏に貼り合わせて
なることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の
運動性高分子成形体。 - 【請求項８】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
が小さい高分子素子と、近赤外線を含む光を照射した際
の温度上昇が大きい高分子素子とを縞模様に接合してな
る請求項２〜６のいずれかに記載の運動性高分子成形
体。 - 【請求項９】近赤外線を含む光を照射した際の温度上昇
が小さい高分子素子と、近赤外線を含む光を照射した際
の温度上昇が大きい高分子素子とを螺旋状に接合してな
る請求項２〜６のいずれかに記載の運動性高分子成形
体。 - 【請求項１０】運動性高分子成形体が日除け板である請
求項１〜９のいずれかに記載の運動性高分子成形体。 - 【請求項１１】請求項１〜９のいずれかに記載の運動性
高分子成形体を駆動源としたことを特徴とする高分子作
動子。 - 【請求項１２】請求項１１に記載の高分子作動子を作動
子として用いたことを特徴とする赤外線照射によって動
くようにした玩具。 - 【請求項１３】請求項１１に記載の高分子作動子を作動
子として用いたことを特徴とする赤外線照射によって作
動する光スイッチ。 - 【請求項１４】請求項１１に記載の高分子作動子を作動
子として用いたことを特徴とする赤外線照射によって作
動するロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000166867A JP2001341223A (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 運動性高分子成形体、高分子作動子、及びその応用製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000166867A JP2001341223A (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 運動性高分子成形体、高分子作動子、及びその応用製品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001341223A true JP2001341223A (ja) | 2001-12-11 |
Family
ID=18670118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000166867A Pending JP2001341223A (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | 運動性高分子成形体、高分子作動子、及びその応用製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001341223A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005318712A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Hitachi Ltd | 微小突起群を備えた構造基板及びその製造方法 |
| WO2008026652A1 (fr) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Tokyo Denki University | Dispositif de micromouvement et son procédé de production |
| JP2010060708A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Konica Minolta Opto Inc | アクチュエータ、および撮像装置 |
| JP2017002169A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 住化スタイロンポリカーボネート株式会社 | ポリカーボネート樹脂組成物およびそれから得られる樹脂シート |
| JP2018062335A (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | ツィンファ ユニバーシティ | バイオニック昆虫 |
| WO2018073362A1 (de) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | Martin Huber | Doppelschichtbauteil, verfahren zur herstellung eines doppelschichtbauteils und wärmemotor mit mehreren doppelschichtbauteilen |
| CN109937488A (zh) * | 2016-11-14 | 2019-06-25 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于电活性致动器的刚度控制 |
| DE102018109338A1 (de) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Martin Huber | Wärmemotor mit einem Endlosband, Endlosband und Verfahren zur Herstellung eines Endlosbands |
| JP7100331B1 (ja) * | 2022-02-12 | 2022-07-13 | 国立大学法人 東京大学 | 折り構造 |
-
2000
- 2000-06-02 JP JP2000166867A patent/JP2001341223A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4590919B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2010-12-01 | 株式会社日立製作所 | 微小突起群を備えた構造基板及びその製造方法 |
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| CN109843577A (zh) * | 2016-10-20 | 2019-06-04 | 马丁·胡贝尔 | 双层部件、用于制造双层部件的方法和具有多个双层部件的热机 |
| WO2018073362A1 (de) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | Martin Huber | Doppelschichtbauteil, verfahren zur herstellung eines doppelschichtbauteils und wärmemotor mit mehreren doppelschichtbauteilen |
| US20190242369A1 (en) * | 2016-10-20 | 2019-08-08 | Martin Huber | Double-layer component, method for producing a double-layer component and heat engine comprising a plurality of double-layer components |
| DE102016012554B4 (de) | 2016-10-20 | 2021-09-23 | Martin Huber Patent UG (haftungsbeschränkt) | Wärmemotor mit mehreren Doppelschichtbauteilen |
| CN109937488A (zh) * | 2016-11-14 | 2019-06-25 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于电活性致动器的刚度控制 |
| JP2019536404A (ja) * | 2016-11-14 | 2019-12-12 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 電気活性アクチュエータの剛性制御 |
| DE102018109338A1 (de) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Martin Huber | Wärmemotor mit einem Endlosband, Endlosband und Verfahren zur Herstellung eines Endlosbands |
| WO2019201869A1 (de) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Martin Huber | Wärmemotor mit einem endlosband, endlosband und verfahren zur herstellung eines endlosbands sowie faser zur herstellung eines endlosbandes |
| DE102018109338B4 (de) | 2018-04-19 | 2022-08-18 | Martin Huber Patent UG (haftungsbeschränkt) | Wärmemotor mit einem Endlosband, Endlosband und Verfahren zur Herstellung eines Endlosbands |
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