JP2003282982A - Polyurethane elastomer actuator - Google Patents

Polyurethane elastomer actuator

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JP2003282982A
JP2003282982A JP2002084122A JP2002084122A JP2003282982A JP 2003282982 A JP2003282982 A JP 2003282982A JP 2002084122 A JP2002084122 A JP 2002084122A JP 2002084122 A JP2002084122 A JP 2002084122A JP 2003282982 A JP2003282982 A JP 2003282982A
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JP
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polyurethane elastomer
fullerenols
actuator
introduced
fullerenol
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JP2002084122A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Kyokane
Atsushi Ueda
Katsumi Yoshino
敦 上田
純 京兼
勝美 吉野
Original Assignee
Nitta Ind Corp
ニッタ株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyurethane elastomer actuator wherein the amount of transformation is large in the case that a driving voltage is a low voltage of at most 1 kV. <P>SOLUTION: This polyurethane elastomer actuator has a characteristic wherein a polyurethane elastomer layer which can be transformed by orientation of an electric field is installed, and a fullerenol is introduced in a polyurethane elastomer constituting the polyurethane elastomer layer. By difference between film thicknesses of both electrode layers arranged on both sides of the polyurethane elastomer layer or difference between electrode metals constituting both of the electrodes, flexing displacement and its direction can be controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーの電歪効果による低電界駆動アクチュエータに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to a low electric field driving the actuator by the electrostrictive effect of fullerenol introduction polyurethane elastomer. 【0002】 【従来の技術】従来、ポリウレタンエラストマー・アクチュエータは、溶媒中における駆動方法ではなく、電界印加による大気中駆動を最大の特徴としており、また、 [0004] Conventionally, a polyurethane elastomer actuator is not a driving method in the solvent, and the maximum of said drive atmosphere due to the application of the electric field, also
セラミックや高分子系材料を用いたアクチュエータの駆動電圧が数10kV程度の高圧を必要とするのに対して、ポリウレタンエラストマー・アクチュエータは数k While the drive voltage of the actuator using a ceramic or polymeric materials require a pressure of about several 10 kV, polyurethane elastomer actuator number k
Vと比較的低電圧で大きい屈曲変位を有していることも特徴としている。 It is also characterized by having a large flexural displacement with a relatively low voltage V. 【0003】しかし、実用化の観点から見た場合、ポリウレタンエラストマー・アクチュエータは、高分子ゲルアクチュエータや導電性高分子を用いたメカノケミカル素子のように、1kV以下の低電圧で駆動させることが必要となる。 However, in view of practical use, the polyurethane elastomer actuator, as mechanochemical device using a polymer gel actuator or a conductive polymer, must be driven at a low voltage below 1kV to become. 【0004】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的は、駆動電圧が1kV以下の低電圧であっても、変形量が大きいポリウレタンエラストマー・アクチュエータを提供することにある。 [0004] OBJECTS OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention, also the driving voltage is a below a low voltage 1 kV, is to provide a deformation amount is large polyurethane elastomer actuator. 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、電場配向により変形し得るポリウレタンエラストマーに、フラレノールが硬化剤として用いられて導入されているポリウレタンエラストマー・アクチュエータは、1kV以下の低電圧であっても、効果的に駆動させることができることを見出し、本発明を完成させた。 [0005] Means for Solving the Problems The present inventors have found, as a result of intensive investigations to solve the above problems, the polyurethane elastomer able to be deformed by the electric field orientation, fullerenol is introduced is used as a curing agent polyurethane elastomer actuator are, even a low voltage below 1 kV, found that it is possible to effectively driven, and completed the present invention. 【0006】すなわち、本発明は、電場配向により変形し得るポリウレタンエラストマー層を具備するポリウレタンエラストマー・アクチュエータであって、前記ポリウレタンエラストマー層を構成するポリウレタンエラストマーに、フラレノールが導入されていることを特徴とするポリウレタンエラストマー・アクチュエータである。 Namely, the present invention provides a polyurethane elastomer actuator comprising a polyurethane elastomer layer that can be deformed by the electric field orientation, the polyurethane elastomer forming the polyurethane elastomer layer, and characterized in that fullerenol is introduced it is a polyurethane elastomer actuator. 【0007】前記ポリウレタンエラストマー層の両側に設けられた両電極層の膜厚の相違又は両電極層を構成する電極金属の相違によって、屈曲変位及びその方向を制御することができる。 [0007] by the difference of the electrode metal constituting the difference or the electrode layers of the film thickness of the electrode layers provided on both sides of the polyurethane elastomer layer, it is possible to control the bending displacement and direction. 【0008】 【発明の実施の形態】[ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ]本発明のポリウレタンエラストマー・アクチュエータは、電場配向により変形し得るポリウレタンエラストマー層を具備しており、前記ポリウレタンエラストマー層は、電場配向により変形し得るポリウレタンエラストマーにフラレノールが導入されたフラレノール導入ポリウレタンエラストマーにより形成されている。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Polyurethane elastomer Actuator polyurethane elastomer actuator of the present invention is equipped with an polyurethane elastomer layer can be deformed by the electric field orientation, the polyurethane elastomer layer is deformed by the electric field orientation fullerenol the polyurethane elastomer is formed by fullerenols introduction polyurethane elastomer was introduced to be. そのため、ポリウレタンエラストマー・アクチュエータは、1kV以下(好ましくは800V以下、さらに好ましくは500V以下)の低電圧であっても、屈曲変位が大きく、効果的に且つ有効に駆動させることができる。 Therefore, the polyurethane elastomer actuator, 1 kV or less (preferably 800V or less, more preferably 500V or less) even at a low voltage, it is possible to flexural displacement is large, thereby effectively and efficiently driven. これは、前記フラレノールはスター状に形成されているヒドロキシル基を有しているので、ポリウレタンエラストマーを構成しているポリマー鎖が、前記スター状のヒドロキシル基によって立体的に(3次元的に)架橋され、引張強度が増大しているためと思われる。 This is the fullerenols since they have hydroxyl groups which are formed in a star shape, the polymer chains constituting the polyurethane elastomer, (three-dimensionally) sterically by a hydroxyl group of the star-shaped cross is, tensile strength is believed to be due to have increased. 具体的には、ポリウレタンエラストマーにフラレノールが導入されることにより、ポリウレタンエラストマーの架橋が促進されて3次元網目構造の密度が増大して、ポリウレタンエラストマーの分子鎖間の相互作用が強固となり、 Specifically, by fullerenol the polyurethane elastomer is introduced, increasing the density of the three-dimensional network structure is promoted crosslinking of the polyurethane elastomer is, the interaction between the molecular chains of the polyurethane elastomer becomes firm,
電圧に対する分子鎖のコンホメーション変化がより大きくなるためと考えられる。 Presumably because conformational change of the molecular chain with respect to the voltage becomes larger. このことは、スター状のフラレノールによって、強固に架橋されたポリウレタンエラストマーを構成する誘電性のポリオール成分または比較的強い極性基(又は双極子モーメント)を有するポリオール成分の分子集団が拘束されているため、電界印加で分子鎖の大きい動きに繋がり、低電界であっても駆動することができると考えられる。 This is due to the star-shaped fullerenols, for tightly crosslinked dielectric constituting the polyurethane elastomer polyol component or relatively strong polar groups (or dipole moment) population of molecules of the polyol component with is constrained leads to a large movement of the molecular chains in the electric field application, would be able to drive even at low electric field. 【0009】フラレノールが導入されているポリウレタンエラストマーとしては、例えば、特許3026066 [0009] The polyurethane elastomers fullerenols has been introduced, for example, patent 3,026,066
号公報、特開平7−240544号公報、特開平8−3 JP, Hei 7-240544, JP-A No. 8-3
35726号公報、特開2000−101159号公報、特開2000−101160号公報、特開2000 35726, JP 2000-101159, JP 2000-101160, JP 2000
−49397号公報などに記載のポリウレタンエラストマーの原料としてのポリイソシアネート(特に有機ポリイソシアネート)、ポリオール(特に高分子ポリオール)、及び必要に応じて鎖伸長剤などを用いるとともに、硬化剤としてフラレノールを用いて調製することができる。 Polyisocyanate as a raw material for polyurethane elastomers described in, -49397 JP (particularly organic polyisocyanates), polyol (in particular polymeric polyol), and with the like chain extender as required, using fullerenols as a curing agent it can be prepared Te. 具体的には、ポリウレタンエラストマーは、例えば、従来公知の方法により、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させ、次いでこれに鎖伸長剤などを反応させる方法、或いは、前記成分(ポリイソシアネート、ポリオール、鎖伸長剤など)を所定の割合で同時に反応させる所謂ワンショット法などにより、ウレタンプレポリマーを調製した後、フラレノールを加えて、反応(特に、硬化反応)を行うことにより、調製することができる。 Specifically, polyurethane elastomer, for example, by a conventionally known method, by reacting a polyisocyanate with a polyol, then a method of reacting like this to chain extender, or said ingredients (polyisocyanate, polyol, chain extender due called one-shot method of reacting simultaneously the like) at a predetermined ratio agents, after the preparation of the urethane prepolymer, in addition to fullerenols, by performing reaction (particularly, the curing reaction), can be prepared. 【0010】ウレタンプレポリマーにおいて、ポリイソシアネートとポリオールとの割合(NCO/OH)は、 [0010] In the urethane prepolymer, the ratio of the polyisocyanate and polyol (NCO / OH) is
1.5〜9(モル比)の範囲であることが好ましい。 It is preferably in the range of from 1.5 to 9 (molar ratio). 【0011】(ポリイソシアネート)ポリイソシアネートとしては、分子内に2個以上のイソシアネート基を有するものであればよく、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチ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、2,4,4−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、ドデカメチレンジイソシアネート、1, [0011] (polyisocyanate) The polyisocyanate may be one having two or more isocyanate groups in the molecule, for example, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,4 , 4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,
3−シクロペンタンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサ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)、1−メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1−メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、1,5 3-cyclopentane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), 1-methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl-2,6 cyclohexane diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, m- phenylene diisocyanate, p- phenylene diisocyanate, 1,5
−ナフタレンジイソシアネート、4,4´−ジフェニメタンジイソシアネート、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、4,4´− - naphthalene diisocyanate, 4,4'-diphenylene methane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-
トルイジンジイソシアネート、ジアニジンジイソシアネート、4,4´−ジフェニルエーテルジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、ω,ω´− Toluidine diisocyanate, Ziani Jin diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, ω, ω'-
ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、ポリメチレンポリフェルニルポリイソシアネート、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、 Diisocyanate-1,4-diethylbenzene, polymethylene poly Fell sulfonyl polyisocyanate, and these polyisocyanates isocyanurate-modified products,
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。 Carbodiimide-modified products include biuret of modified products. ポリイソシアネートは1種のみを用いてもよく或いは2種以上を併用してもよい。 Polyisocyanates may be used alone or may or two or even used alone. 【0012】(ポリオール)ポリオールとしては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などの高分子ポリオールを好適に用いることができる。 [0012] (polyol) As the polyol can be suitably used polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, polymeric polyols such as polybutadiene polyols. ポリオールは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。 Polyols may be used alone or in combination. なお、高分子ポリオールとしては、 It should be noted that, as the polymer polyols,
これら例示の高分子ポリオールに、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してもよい。 These examples of polymer polyol may be used such as those appropriately blended polyolefin polyol.
ポリオールは1種のみを用いてもよく或いは2種以上を併用してもよい。 Polyols may be used alone or may or two or even used alone. 【0013】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、 [0013] As the polyester polyol, e.g., the condensation products of polycarboxylic acids and low-molecular polyol,
重量平均分子量500〜10000のものがある。 There is a weight average molecular weight of 500 to 10,000. 具体的には、ポリ(エチレンアジペート)(「PEA」)、 Specifically, poly (ethylene adipate) ( "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)(「PNA」)、3−メチル−1, Poly (diethylene adipate) ( "PDA"), poly (propylene adipate) ( "PPA"), poly (tetramethylene adipate) ( "PBA"), poly (hexamethylene adipate) ( "PHA"), poly (neopentyl Ren'ajipeto) ( "PNA"), 3-methyl-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PP Polyol consisting of 5-pentanediol and adipic acid, a random copolymer of PEA and PDA, PEA and PP
Aのランダム共重合体、PEA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、重量平均分子量が500〜100 Random copolymer A, the random copolymer of PEA and PBA, random copolymer of PHA and PNA, or ε- caprolactone caprolactone polyols obtained by ring-opening polymerization of, beta-methyl -δ- valerolactone ethylene any resulting polyols etc. (these by ring opening with glycol, the weight average molecular weight of from 500 to 100
00であることが好ましい)が挙げられる。 It is 00 preferred) and the like. ポリエステル系ポリオールを調製するための各成分(ポリカルボン酸、低分子ポリオールなど)は、それぞれ単独で使用したり又は複数併用したりすることができる。 Each component for the preparation of a polyester polyol (a polycarboxylic acid, a low molecular polyol) can be or or or combined use singly. 更に、ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、下記に例示の酸成分のうち少なくとも1種の酸成分とグリコール成分のうち少なくとも1種のグリコール成分とによる共重合体が挙げられる。 Further, as the polyester polyols, for example, copolymers thereof by at least one glycol component of at least one acid component and a glycol component of the acid component exemplified below. 【0014】酸成分: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、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。 [0014] Acid component: terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid anhydride, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, dimer acid (mixture), p-hydroxybenzoic acid, trimellitic acid anhydride, .epsilon.-caprolactone , β- methyl -δ-valerolactone. 【0015】グリコール成分: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、1,5 The glycol component: 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、2, - pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,
2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,9−ノナンジオール、メチルオクタンジオール、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。 2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,9-nonanediol, methyl octanediol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, pentaerythritol, 3-methyl-1 , 5-pentanediol. 【0016】ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、アルキレンオキシド(例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなど)を、活性水素化合物である多価アルコール(例えばジエチレングリコール)を開始剤として開環付加重合により得ることができる。 Examples of the polyether polyols, such as alkylene oxides (e.g., ethylene oxide, propylene oxide, etc.), be a polyhydric alcohol which is an active hydrogen compound (e.g., diethylene glycol) as an initiator obtained by ring-opening addition polymerization it can. 具体的には、ポリエーテル系ポリオールには、例えば、ポリテトラメチレングリコール(「PTMG」)、ポリプロピレングリコール(「PPG」)、ポリエチレングリコール(「PEG」)、ポリオキシメチレン、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等が含まれる。 Specifically, the polyether polyols, e.g., polytetramethylene glycol ( "PTMG"), polypropylene glycol ( "PPG"), polyethylene glycol ( "PEG"), polyoxymethylene, and propylene oxide and ethylene oxide It includes the copolymers. また、ポリエーテル系ポリオールとしては、テトラヒドロフランのカチオン重合により調製され、重量平均分子量が500〜5000のものであってもよい。 As the polyether polyols are prepared by cationic polymerization of tetrahydrofuran, the weight average molecular weight may be of 500 to 5,000.
具体的には、テトラヒドロフランの単独重合体であるポリテトラメチレンエーテルグリコール(「PTMG」) Specifically, polytetramethylene ether glycol is a homopolymer of tetrahydrofuran ( "PTMG")
や、テトラヒドロフランはアルキレンオキシドとの共重合体(例えば、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)が挙げられる。 And, tetrahydrofuran copolymer of an alkylene oxide (e.g., a copolymer of tetrahydrofuran and propylene oxide, and copolymers of tetrahydrofuran and ethylene oxide) and the like. これらのポリエーテル系ポリオールは、いずれも、重量平均分子量が500〜10000であることが好ましい。 These polyether polyols are all preferably has a weight average molecular weight of 500 to 10,000. ポリエーテル系ポリオールを調製するための各成分(アルキレンオキシドなど)は、それぞれ単独で使用したり又は複数併用したりすることができる。 (Such as alkylene oxide) components for the preparation of polyether polyols can be or or or combined use singly. 【0017】ポリカーボネート系ポリオールとしては、 [0017] 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、その重量平均分子量が約500〜10000の範囲のものである。 Particularly preferred are polyols Such polycarbonate polyols, 1,6-hexane diol, which was used 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, neopentyl glycol, or 1,5-pentanediol , and the weight average molecular weight is in a range of about 500 to 10,000. ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、ポリ(ヘキサンジオールカーボネート)、 The polycarbonate-based polyols, such as poly (hexanediol carbonate),
ポリ(ノナンジオールカーボネート)などが挙げられる。 Such as poly (nonanediol carbonate). ポリカーボネート系ポリオールを調製するための各成分は、それぞれ単独で使用したり又は複数併用したりすることができる。 Each component for the preparation of a polycarbonate-based polyols may be or or or combined use singly. 【0018】ポリブタジエン系ポリオールとしては、水酸基含有液状ジエン系重合体を用いることができる。 [0018] The polybutadiene polyol may be used hydroxyl group-containing liquid diene polymer. 前記水酸基含有液状ジエン系重合体としては、重量平均分子量:600〜3000、平均水酸基数(官能基数): As the hydroxyl group-containing liquid diene polymer, the weight average molecular weight: 600 to 3000, the average number of hydroxyl groups (functional groups):
1.7〜3.0のものが好ましく、例えば、炭素数4〜 It is preferably a 1.7 to 3.0, for example, 4 carbon
12のジエン成分による重合体又は共重合体、更にはこれらジエン成分(モノマー)と共重合性モノマー(例えば、炭素数2〜22の痾−オレフィン性付加重合性モノマーなど)との共重合体などのブタジエン系ポリマーの末端を、ヒドロキシル基に変性したものが挙げられる。 Polymers or copolymers according to the diene component of 12, further copolymerizable monomers with these diene component (monomer) (e.g., 痾 2 to 22 carbon atoms - such as olefinic addition polymerizable monomer) copolymer and the like the ends of the butadiene polymer include those obtained by modifying the hydroxyl group.
具体的には、ポリブタジエン系ポリオールとしては、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−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のブタジエン系ポリマーの末端を、ヒドロキシル基に変性したものを例示することが出来る。 Specific examples of the polybutadiene polyol, butadiene homopolymers, isoprene homopolymers, butadiene - styrene copolymer, butadiene - isoprene copolymer, butadiene - acrylonitrile copolymer, butadiene-2-ethylhexyl acrylate copolymer, butadiene -n- octadecyl acrylate copolymers such as end of the butadiene polymer may be exemplified those obtained by modifying the hydroxyl group. これらの水酸基含有液状ジエン系重合体において、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。 In these hydroxyl group-containing liquid diene polymer, liquid diene polymers, for example, in a liquid reaction medium a conjugated diene monomer can be prepared by heating in the presence of hydrogen peroxide. 【0019】なお、ポリウレタンエラストマーの原料としてのポリオールとしては、前記の水酸基含有液状ジエン系重合体が水添された(二重結合が飽和された)ポリオレフィン系ポリオールを用いることもできる。 [0019] As the polyol as a raw material for polyurethane elastomer, a hydroxyl group-containing liquid diene polymer of is hydrogenated (double bond is saturated) may be used polyolefin-based polyol. 【0020】(鎖伸長剤)鎖伸長剤としては、必要に応じて用いられており、ウレタンプレポリマーを鎖延長させる際に一般的に用いられているものであればいずれであってもよい。 Examples of the (chain extender) chain extender, are used if necessary, may be any as long as it is generally used in which the chain extending the urethane prepolymer. 鎖伸長剤としては、例えば、低分子量のポリオール化合物、ポリアミン化合物等などが挙げられる。 As the chain extender, for example, a polyol compound having a low molecular weight, and the like polyamine compounds. 鎖伸長剤は1種のみを用いてもよく又は複数種を併用してもよい。 Chain extension agents may be used in combination with well or more be used alone. 鎖伸長剤としての低分子量の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、3 The low molecular weight polyol compound as a chain extender, primary polyols, secondary polyols, 3
級ポリオールのいずれを用いてもよいが、ジオールが好ましい。 It may be either a grade polyol, but diols are preferred. 具体的には、低分子量のポリオール化合物としては、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− Specifically, as the polyol compound of a low molecular weight, trimethylolpropane ( "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 diol, 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、 1,3-hexanediol, cyclohexanediol,
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。 2-ethyl-2-like (hydroxymethyl) -1,3-propanediol. また、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 As the polyamine compound, diamine, triamine, tetraamine, etc., 1
級アミン、2級アミン、3級アミンのいずれであっても用いることができる。 Grade amine, secondary amine, can be used either a tertiary amine. 具体的には、ポリアミン化合物としては、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族アミン、 Specific examples of the polyamine compound include 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−クロロアニリン、2,2´,3,3´−テトラクロロ−4,4´−ジアミノフェニルメタン、4,4´− 3,3'-dimethyl-4,4'-diamino alicyclic amines dicyclohexyl methane, 4,4'-methylenebis-2-chloroaniline, 2,2 ', 3,3'-tetrachloro-4,4 '- diaminophenylmethane, 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。 Aromatic amines such as diaminodiphenyl, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, and the like. 鎖伸長剤としては、低分子量のポリオール化合物(特に、ジオール)が好適である。 As the chain extender, a low molecular weight polyol compound (in particular, diol) is preferred. 【0021】なお、本発明では、ウレタンプレポリマーと、鎖伸長剤とを混合し、前記ウレタンプレポリマーを鎖延長させるための方法としては、ウレタンプレポリマーに対する鎖伸長剤の混合割合、反応温度、反応時間等を含めて公知の方法で行うことができる。 [0021] In the present invention, a urethane prepolymer and a chain extender are mixed, as a method for chain extension of the urethane prepolymer, the mixing ratio of the chain extender for the urethane prepolymer, the reaction temperature, the reaction time, etc. can be carried out by known methods, including. 【0022】(フラレノール)フラレノール(fulleren [0022] (fullerenols) fullerenols (fulleren
ol)は、フラーレン(C 60 )にヒドロキシル基が導入されたものであり、前記ヒドロキシル基は、通常、フラーレンにスター状の形態で導入されている。 ol) are those fullerenes (hydroxyl group at C 60) is introduced, the hydroxyl groups are usually introduced in a star-shaped form fullerenes. フラレノール中のヒドロキシル基の数としては、特に制限されないが、1分子あたり2以上(例えば、2〜20)であることが望ましい。 The number of hydroxyl groups in fullerenols is not particularly limited, two or more per molecule (e.g., 2-20) is desirably. 本発明では、フラレノールとしては、1 In the present invention, the fullerenols, 1
分子あたり5〜18個のヒドロキシル基を有していることが好ましく、さらには、8〜15(特に、10〜1 Preferably it has 5 to 18 hydroxyl groups per molecule, more, 8-15 (especially, 10 to 1
2)のヒドロキシル基を有していることが好適である。 To have a hydroxyl group of 2) it is preferred.
なお、フラーレン中のヒドロキシル基が導入されている部位は、特に制限されない。 Incidentally, portions where the hydroxyl groups in the fullerenes is introduced is not particularly limited. 【0023】フラレノールは、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。 [0023] fullerenols may be used alone or in combination. 【0024】このようなフラレノールは、例えば、フラーレンに硫酸(特に発煙硫酸)を加えてスルホン化反応を行うことにより、スルホン化フラーレンを得て、さらに、該スルホン化フラーレンを加水分解することにより、調製することができる。 [0024] Such fullerenols, for example, by performing the fullerene sulfonation reaction by adding sulfuric acid (particularly oleum), to obtain a sulfonated fullerene, further, by hydrolyzing the sulfonated fullerene, it can be prepared. 具体的には、スルホン化反応において、フラーレンと発煙硫酸との割合は、フラーレン1gに対して、発煙硫酸15ml程度の範囲から選択することができる。 Specifically, in the sulfonation reaction, the ratio of the fullerene and fuming sulfuric acid can be relative to the fullerene 1g, selected from the range of about oleum 15 ml. また、スルホン化反応時間は、1 Moreover, sulfonation reaction time is 1
〜4週間の範囲から選択することができる。 It can be selected from to 4 weeks of range. 一方、加水分解反応時間は、1〜3日の範囲から選択することができる。 On the other hand, the hydrolysis reaction time can be selected from the range of 1-3 days. 【0025】(添加剤)ポリウレタンエラストマーは、 [0025] (additives) polyurethane elastomer,
各種添加剤等を含有していてもよい。 It may contain various additives. このような添加剤としては、例えば、可塑剤、難燃剤、充填剤、安定剤、 Such additives include, for example, plasticizers, flame retardants, fillers, stabilizers,
着色剤等が挙げられる。 Coloring agents and the like. 可塑剤としては、非イオン性の可塑剤が好ましい。 As the plasticizer, a non-ionic plasticizers are preferred. 具体的には、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(「DO Specific examples of the plasticizer include dioctyl phthalate ( "DOP"), dibutyl phthalate ( "DBP"), dioctyl adipate ( "DO
A」)、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、 A "), triethylene glycol dibenzoate, tricresyl phosphate, dioctyl phthalate, fatty acid esters of pentaerythritol, dioctyl sebacate,
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用いることができる。 Diisooctyl azelate, etc. dibutoxyethoxyethyl adipate can be used. 【0026】[フラレノール導入ポリウレタンエラストマー]本発明では、ポリウレタンエラストマーにフラレノールが導入されていればよく、例えば、フラレノールは硬化剤として用いて、ポリウレタンエラストマーに導入することができる。 [0026] In the fullerenols introducing polyurethane elastomer present invention need only be introduced fullerenol the polyurethane elastomer, for example, fullerenol is used as a curing agent, it can be introduced into the polyurethane elastomer. すなわち、前述のように、ウレタンプレポリマーを、フラレノールと反応させて、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーを調製することができる。 That is, as described above, the urethane prepolymer is reacted with fullerenols, can be prepared fullerenols introduction polyurethane elastomer. フラレノールの割合としては、ウレタンプレポリマー全量(固形分)に対して0.05〜2重量%(好ましくは0.08〜1重量%、さらに好ましくは0.1 The proportion of fullerenols, 0.05 to 2 wt% relative to the urethane prepolymer total amount (solid content) (preferably 0.08 to 1% by weight, more preferably 0.1
〜0.5重量%)程度の範囲から選択することができる。 It can be selected from 0.5 wt%) in the range of about. フラレノールの割合が、ウレタンプレポリマー全量(固形分)に対して0.05重量%より少なくても、2 Proportion of fullerenol is even less than 0.05% by weight with respect to the urethane prepolymer total amount (solid content), 2
重量%を超えても、低電圧での駆動性が低下する。 Even exceed wt%, driven at a low voltage drops. 【0027】フラレノール導入ポリウレタンエラストマーは、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。 [0027] fullerenols introduction polyurethane elastomers may be used alone or in combination. 【0028】ウレタンプレポリマーとフラレノールとを反応させることにより、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーを作製する方法としては、特に制限されず、例えば、ウレタンプレポリマーと、フラレノールとの混合物を加熱して、ウレタンプレポリマーとフラレノールとを反応させることにより調製する方法などが挙げられる。 [0028] By reacting a urethane prepolymer and fullerenols, as a method of making a fullerenols introduction polyurethane elastomer is not particularly limited, for example, by heating a urethane prepolymer, a mixture of fullerenols, urethane prepolymer and a method of preparing by reacting fullerenols and the like. この反応温度としては、例えば、80〜150 As the reaction temperature, for example, 80 to 150
℃(好ましくは85〜100℃)程度の範囲から選択することができる。 ° C. (preferably 85 to 100 ° C.) can be selected from the range of about. また、反応時間としては、例えば、3 As the reaction time, for example, 3
0分〜2時間(好ましくは1時間30分〜2時間)程度の範囲から選択することができる。 0 minutes to 2 hours (preferably 2 hours 1 hour 30 minutes) can be selected from the range of about. 【0029】なお、本発明では、硬化剤としては、前記フラレノールとともに、ポリウレタンやポリウレタンエラストマーの硬化剤として公知乃至慣用の硬化剤を用いることができる。 [0029] In the present invention, as the curing agent, together with the fullerenols, it is possible to use a curing agent known or conventionally used as curing agents for polyurethane or polyurethane elastomer. このような公知乃至慣用の硬化剤としては、前記鎖伸長剤の項で例示の低分子量のポリオール化合物やポリアミン化合物等などを用いることができる。 Such known or conventional curing agent, or the like can be used wherein the chain of exemplified in the paragraph of the extender low molecular weight polyol compound or polyamine compound. 【0030】[アクチュエータの作製方法]本発明のポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(すなわち、 The polyurethane elastomer actuator of the present invention [Production method of actuator (i.e.,
フラレノール導入ポリウレタンエラストマーを具備するポリウレタンエラストマー・アクチュエータ)の作製方法としては、例えば、特許3026066号公報、特開平7−240544号公報、特開平8−335726号公報、特開2000−101159号公報、特開200 As the method of preparing a polyurethane elastomer actuator) having a fullerenols introduction polyurethane elastomers, for example, Patent 3,026,066, JP-A No. 7-240544, JP-A No. 8-335726, JP 2000-101159, JP open 200
0−101160号公報、特開2000−49397号公報などに記載の「ポリウレタンエラストマー・アクチュエータの製造方法」と同様のポリウレタンエラストマー・アクチュエータの作製方法を採用することができる。 0-101160, JP-can be adopted a method for manufacturing the same polyurethane elastomer actuator as "method for producing a polyurethane elastomer actuator" described like in JP 2000-49397. 具体的には、例えば、前記フラレノール導入ポリウレタンエラストマーをフィルム状或いはシート状(厚み:0.01〜1mm程度)又は薄膜状に成形する。 Specifically, for example, the fullerenols introducing polyurethane elastomer film-like or sheet-like: forming into (thickness 0.01~1mm about) or thin film. この成形方法において、離型剤が用いられている場合は、 In this molding method, if the release agent is used,
成形後、離型剤を除去することができる。 After molding, it is possible to remove the mold release agent. なお、成形したポリウレタンエラストマーの離型剤の除去は、通常の湿式洗浄による除去で十分であるが、例えば、電極付与のための表面改質として、グロー放電によるプラズマ処理やコロナ放電処理などのイオン・オゾン・電子・紫外線を利用して、離型剤などの不純物を除去することが好ましい。 Incidentally, removal of the release agent in molding polyurethane elastomer is sufficient in removal by conventional wet cleaning, for example, as a surface modification for the electrodes imparting, ions such as plasma treatment or corona discharge treatment by glow discharge ozone, electronic and ultraviolet utilizing, it is preferable to remove impurities such as mold release agents. 【0031】前記フィルム状或いはシート状又は薄膜状のフラレノール導入ポリウレタンエラストマーの両面に、電極を形成することにより、ポリウレタンエラストマー・アクチュエータを作製することができる。 [0031] both sides of the film-like or sheet-like or film-like fullerenols introduction polyurethane elastomers, by forming the electrodes can be produced polyurethane elastomer actuator. フラレノール導入ポリウレタンエラストマーを、電場配向により収縮させるための電極の材質としては、例えば、金、 Fullerenol introduction polyurethane elastomer, as material for the electrodes for shrinking by the electric field orientation, such as gold,
白金、アルミニウム、金属インジウム、酸化インジウム、酸化第二錫、ITO、銀などの金属及び合金などの金属化合物の他、ポリアニリンやエラストマーゴム等の導電性樹脂、カーボンなどを用いることができる。 Platinum, aluminum, other metal compounds such as metal indium, indium oxide, stannic oxide, ITO, metals and alloys such as silver, can be used conductive resin such as polyaniline and elastomeric rubber, carbon and the like. また、金や白金などの金属化合物を樹脂に分散した導電性樹脂や導電性エラストマーも用いることができる。 Further, a metal compound such as gold or platinum conductive resin or conductive elastomer dispersed in a resin can also be used. 電極を形成する方法としては、例えば、イオンプレーティング法、プラズマCVD法、イオンスパッタ被覆法、真空蒸着法、スクリーン印刷、イオンビームアシスト法、イオン化蒸着法などを採用することができる。 As a method for forming an electrode, for example, an ion plating method, a plasma CVD method, an ion sputtering coating method, a vacuum deposition method, a screen printing, an ion beam assist method, or the like can be adopted ionized evaporation method. 【0032】電極自体の剛性と伸縮特性としては、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーの物性に対して影響のない低いレベルのものとすることが好ましい。 [0032] The stiffness and stretch properties of the electrode itself, it is preferable to those of the lower level without influence on the physical properties of fullerenol introduction polyurethane elastomer. フラレノール導入ポリウレタンエラストマーに付与する電極の厚みは電極素材、ウレタンエラストマーの種類或いはフラレノール導入ポリウレタンエラストマーの膜厚(フィルム厚又はシート厚など)によって異なるが、 Fullerenols introduction of the electrode to be imparted to the polyurethane elastomer thickness electrode material varies depending urethane elastomer type or fullerenol introduction polyurethane elastomer thickness (film Atsumata sheet thickness, etc.),
0.05〜10μm程度が好ましい。 About 0.05~10μm is preferable. 【0033】なお、本発明では、フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータは、電極を弾性復元させるためのものとして機能させることもできる。 [0033] In the present invention, fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator may function as for the electrode elastically restored.
両電極の厚みを異ならせることにより、そのピッチラインをずらすのである。 By varying the thickness of the electrodes is to shift the pitch line. すなわち、屈曲変位や湾曲変位はフラレノール導入ポリウレタンエラストマーの厚さ方向の剛性ピッチラインが厚さ中心より僅かにずれることにより発現させることができるので、そのように電極の厚みを相互間で制御するのである。 That is, since the bending displacement and bending displacement can be expressed by deviate slightly from the thickness direction of the rigid pitch line thickness center of fullerenol introduction polyurethane elastomer, so that way to control the thickness of the electrode between each other is there. 簡単には、片面の電極に何らかのエラストマー材料をコーティング若しくはシーティングすることにより、ピッチラインをずらしてもよい。 Briefly, by coating or sheeting any elastomeric material on one side of the electrode, it may be shifted pitch line. このエラストマー材料は、絶縁性がよく誘電率が低い材料が好ましい。 This elastomeric material, well low dielectric constant material is preferably insulative. 【0034】本発明のポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(すなわち、フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ)を積層すると伸張時の駆動力が積層した数だけ拡大するのであるが、積層時に接着剤や接着層として機能する前記エラストマー材料として、熱可塑性材料が好ましい。 The polyurethane elastomer actuator of the present invention (i.e., fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator) the driving force during stretching and laminating is to expand the number of stacked, the functioning as an adhesive or adhesive layer during the lamination as the elastomeric material, a thermoplastic material is preferred. 【0035】弾性復元層の材質としては、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、アクリロニトリル、ブチルゴム、クマロインデン樹脂、エポキシ樹脂、 [0035] As the material of the elastic restoring layer, for example, polyurethane, polyester, polyamide, acrylonitrile, butyl rubber, Kumaroinden resins, epoxy resins,
環化ゴム、クロロプレンゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ電化ビニリデン、シリコーン、スチレンゴム、塩化ビニル共重合樹脂、ポリビニルアセタールなどを採用できる。 Cyclized rubber, chloroprene rubber, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, poly electrification vinylidene be employed silicone, styrene rubber, vinyl chloride copolymer resin, polyvinyl acetal and the like. 溶剤や水分散系などの溶液タイプでも固形物でもよい。 In a solution type, such as solvent or water dispersion may be a solid. 膜厚を薄くする場合には溶剤やエマルジョンが好ましい。 Solvent or emulsion is preferred in the case of thinning the film thickness. 【0036】ポリウレタンエラストマーに形成する弾性復元層の厚みは、その素材やウレタンエラストマーの種類、或いはフラレノール導入ポリウレタンエラストマーの膜厚によって異なるが、0.1〜20μm程度が好ましい。 The thickness of the elastic restoring layer formed on the polyurethane elastomer, the kind of the material and urethane elastomers, or varies depending on the thickness of fullerenol introduction polyurethane elastomer, about 0.1~20μm are preferred. また、本体の厚みの0.1〜100%程度が好ましい。 Also, about 0.1 to 100% of the thickness of the body is preferred. 【0037】本発明のフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータでは、湾曲変位や収縮変位は電場によって連続的且つ線形的に起き、発生する力や変形量は電場によって線形に制御できた。 [0037] In fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator of the present invention, the bending displacement or contraction displacement continuously and linearly occur by an electric field, the force and the amount of deformation generated could be controlled linearly by an electric field. 特に、駆動電圧が1kV以下の低電圧であっても、変形量が大きく(特に、従来のポリウレタンエラストマー・アクチュエータよりも大きく)、1kV以下の低電圧で駆動させることが可能である。 In particular, even at a low voltage of the drive voltage is 1kV or less, the deformation amount is large (in particular, larger than conventional polyurethane elastomeric actuator), it is possible to drive at a low voltage below 1kV. 【0038】 【発明の効果】本発明のポリウレタンエラストマー・アクチュエータによれば、駆動電圧が1kV以下の低電圧であっても、変形量が大きい。 [0038] According to a polyurethane elastomer actuator of the present invention, even the driving voltage is a below a low voltage 1 kV, a large amount of deformation. そのため、アクチュエータとして、極めて有用である。 Therefore, as an actuator, it is very useful. 【0039】 【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 [0039] EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, the present invention is not limited by these examples. 【0040】(フラレノールの調製例1)フラーレン3 [0040] (Preparation of fullerenols Example 1) fullerene 3
gと、発煙硫酸45mlとを混合して67℃で1〜4週間攪拌して、スルホン化反応を行い、さらに、蒸留水を加え、85℃で3日間攪拌して、加水分解反応を行うことにより、分子内に導入されている水酸基数が異なる2 And g, and stirred 1-4 weeks in a mixed to 67 ° C. and fuming sulfuric acid 45 ml, performed sulfonation reaction, further distilled water was added, and stirred for 3 days at 85 ° C., carrying out the hydrolysis reaction Accordingly, 2 number of hydroxyl groups that are introduced into the molecule is different
種のフラレノールを調製した。 To prepare a seed of fullerenols. すなわち、水酸基数が多いフラレノール(「OHrichフラレノール」と称する場合がある)と、水酸基数が少ないフラレノール(「OHpoorフラレノール」と称する場合がある) That is, number of hydroxyl groups is large fullerenols and (sometimes referred to as "OHrich fullerenols"), (sometimes referred to as "OHpoor fullerenols") number of hydroxyl groups is small fullerenols
とを調製した。 The door was prepared. 【0041】(実施例1)平均分子量が2,945のポリ−3メチル−1,5−ペンタンアジペートポリオール(PMPA、クラレ株式会社製、商品名「クラポールP [0041] (Example 1) Poly -3-methyl-1,5-pentane adipate polyol having an average molecular weight of 2,945 (PMPA, manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name "Kurapol P
3010」)100重量部に、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI、デュポン社製、商品名「ハイレン」)10.8重量部を加え、窒素気流下において、8 3010 ") to 100 parts by weight, p-phenylene diisocyanate (PPDI, manufactured by Du Pont, trade name" Hairen ") 10.8 parts by weight was added, under a stream of nitrogen, 8
5℃で2時間反応させて末端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得た。 5 ° C. In reacted for 2 hours to obtain a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups. 【0042】前記ウレタンプレポリマーに、前記フラレノールの調製例1により得られたOHrichフラレノールを、ウレタンプレポリマー(固形分)全量に対して0.1〜0.5重量%(具体的には、0.1重量%、 [0042] The urethane prepolymer, a OHrich fullerenol obtained in Preparation Example 1 of the fullerenols, 0.1 to 0.5 wt% relative to the urethane prepolymer (solids) the total amount (specifically, 0 .1% by weight,
0.15重量%、0.2重量%、0.25重量%、0. 0.15 wt%, 0.2 wt%, 0.25 wt%, 0.
3重量%、0.4重量%、0.5重量%の7種類)の割合で変化させて、加えて混合し、予め110℃に保温しておいた厚み0.2mmの金型に注ぎ込んで、110℃ 3 wt%, 0.4 wt%, is varied at the rate of seven) of 0.5 wt%, were added and mixed, poured into a mold having a thickness of 0.2mm which had been kept beforehand 110 ° C. , 110 ℃
で24時間オーブン中に放置して、硬化反応を行うことにより、OHrichフラレノールの導入量が異なる7 In and allowed to stand in 24 hours oven, by performing the curing reaction, the introduction amount of OHrich fullerenol differ 7
種類のフラレノール導入ポリウレタンエラストマーを調製した。 The type of fullerenol introduction polyurethane elastomer was prepared. なお、該フラレノール導入ポリウレタンエラストマーを、「フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA」と総称する場合がある。 Incidentally, the fullerenol introduction polyurethane elastomer, may be collectively referred to as "fullerenols introduction polyurethane elastomer A". 【0043】前記7種のフラレノール導入ポリウレタンエラストマーAをそれぞれ、キャスティング方により、 [0043] The seven fullerenol introduction polyurethane elastomer A, respectively, by a casting direction,
厚み200μmのフィルムに成形して、フィルム状のフラレノール導入ポリウレタンエラストマーAを作製した。 And formed into a film having a thickness of 200 [mu] m, to prepare a film-like fullerenols introduction polyurethane elastomer A. そして、前記フィルム状のフラレノール導入ポリウレタンエラストマーAの両面に、金の電極層(厚み0. Then, on both surfaces of the film-like fullerenols introduction polyurethane elastomer A, the gold electrode layer (thickness 0.
1〜0.5μm程度)を、フィルム表面を高周波コロナによる放電処理を行った後、イオンアシスト蒸着法により、形成させて、ユニモルフ型のフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータを作製した。 The degree 1~0.5Myuemu), after the discharge treatment of the film surface due to the high frequency corona, ion assisted deposition, by forming, to prepare a fullerenols introduction polyurethane elastomer actuator unimorph. なお、このフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・ In addition, polyurethane elastomer, this fullerenols introduction
アクチュエータを、「フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA」と総称する場合がある。 The actuator may be collectively referred to as "fullerenols introduction polyurethane elastomer actuator A". 【0044】(実施例2)フラレノールとして、OHr [0044] (Example 2) fullerenols, OHr
ichフラレノールに代えて、OHpoorフラレノールを用い、且つOHpoorフラレノールの添加濃度をウレタンプレポリマー全量に対して0.25重量%としたこと以外は、実施例1と同様にして、OHpoorフラレノールがウレタンプレポリマー全量に対して0.2 Instead of ich fullerenols, using OHpoor fullerenols, and except that a 0.25 wt% relative to the urethane prepolymer total amount added concentration of OHpoor fullerenols, in the same manner as in Example 1, OHpoor fullerenols urethane prepolymer 0.2 with respect to the total amount
5重量%の割合で用いて導入されたフラレノール導入ポリウレタンエラストマー(「0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーB」と称する場合がある) 5 wt% of fullerenol introduction polyurethane elastomer introduced with a ratio (often referred to as "0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer B")
を作製した。 It was produced. そして、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーAに代えて、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーBを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(「フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータB」と称する場合がある)を作製した。 Then, instead of fullerenol introduction polyurethane elastomer A, except for using fullerenol introduction polyurethane elastomer B, in the same manner as in Example 1, sometimes referred to as fullerenols introduction polyurethane elastomer actuator ( "fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator B" It was produced there). 【0045】(比較例1)平均分子量が2,945のポリ−3メチル−1,5−ペンタンアジペートポリオール(PMPA、クラレ株式会社製、商品名「クラポールP [0045] (Comparative Example 1) Poly -3-methyl-1,5-pentane adipate polyol having an average molecular weight of 2,945 (PMPA, manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name "Kurapol P
3010」)100重量部に、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI、デュポン社製、商品名「ハイレン」)10.8重量部を加え、窒素気流下において、8 3010 ") to 100 parts by weight, p-phenylene diisocyanate (PPDI, manufactured by Du Pont, trade name" Hairen ") 10.8 parts by weight was added, under a stream of nitrogen, 8
5℃で2時間反応させて末端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得た。 5 ° C. In reacted for 2 hours to obtain a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups. このウレタンプレポリマー100重量部に1,2−プロパンジオール(関東化学株式会社製)1.0重量部とトリメチロールプロパン(関東化学株式会社製)1.4重量部を溶融させて混合し、予め110℃に保温しておいた厚み0.2mmの金型に注ぎ込んで110℃で16時間オーブン中に放置して硬化反応を行い、ポリウレタンエラストマー(「無添加ポリウレタンエラストマーC」と称する場合がある) The urethane prepolymer 100 parts by weight of 1,2-propanediol (Kanto Chemical Co., Ltd.) 1.0 parts by weight of trimethylolpropane (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were mixed by melting 1.4 parts by weight, pre and left for 16 hours in an oven at 110 ° C. poured into a mold having a thickness of 0.2mm which had been kept at 110 ° C. perform curing reaction, (sometimes referred to as "additive-free polyurethane elastomer C") polyurethane elastomer
を調製した。 It was prepared. 【0046】そして、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーAに代えて、無添加ポリウレタンエラストマーCを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(「無添加ポリウレタンエラストマー・アクチュエータC」と称する場合がある)を作製した。 [0046] Then, instead of fullerenol introduction polyurethane elastomer A, except for using no additives polyurethane elastomer C, in the same manner as in Example 1, referred to as a polyurethane elastomer actuator ( "no additives polyurethane elastomer actuator C" If there) was prepared. 【0047】(比較例2)比較例1と同様にして調製された無添加ポリウレタンエラストマーCと、フラーレンとを混合させて、フラーレンが分散しているポリウレタンエラストマー(「フラーレン分散ポリウレタンエラストマーD」と称する場合がある)を調製した。 [0047] (Comparative Example 2) and no additive polyurethane elastomer C was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, by mixing a fullerene, referred to as polyurethane elastomers fullerene is dispersed ( "fullerene dispersed polyurethane elastomer D" If there) was prepared. そして、 And,
フラレノール導入ポリウレタンエラストマーAに代えて、フラーレン分散ポリウレタンエラストマーDを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(「フラーレン分散ポリウレタンエラストマー・アクチュエータD」と称する場合がある)を作製した。 Instead of fullerenol introduction polyurethane elastomer A, except for using fullerene dispersed polyurethane elastomer D, in the same manner as in Example 1, a polyurethane elastomer actuator (sometimes referred to as "fullerene dispersed polyurethane elastomer actuator D") It was produced. 【0048】(フラレノール導入による屈曲変位特性の評価)実施例1において、OHrichフラレノールを、ウレタンプレポリマー全量に対して0.25重量% [0048] In (fullerenols evaluation of the bending displacement characteristic by the introduction) Example 1, the OHrich fullerenols, 0.25 wt% relative to the urethane prepolymer total amount
の割合で加えて調製されたフラレノール導入ポリウレタンエラストマー(「0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA」と称する場合がある)を用いて作製されたフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA(「0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA」と称する場合がある)と、比較例1により作製された無添加ポリウレタンエラストマー・アクチュエータCと、比較例2 Fullerenols introduction polyurethane elastomers in addition prepared by the percentage of produced using ( "0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer A" and if there is referred) was fullerenol introduced polyurethane elastomer actuator A ( "0.25% fullerenols and the introduction may be referred to as polyurethane elastomer actuator a "), and additive-free polyurethane elastomer actuator C made by Comparative example 1, Comparative example 2
により作製されたフラーレン分散ポリウレタンエラストマー・アクチュエータDとについて、屈曲変位特性を評価し、その測定結果を図1に示した。 For fullerene dispersed polyurethane elastomer actuator D which is produced by, to evaluate the bending displacement characteristic The measurement results are shown in Figure 1. 【0049】具体的には、それぞれのポリウレタンエラストマー・アクチュエータの下端を固定し、両電極に電圧を印加した際の、上端側の自重で湾曲していたものが鉛直方向に伸張した変位量を測定し、印加電圧の電界強度(kV/cm)と変位量(mm)との関係のグラフを図1に示した。 [0049] Specifically, measuring the lower end of each of the polyurethane elastomer actuator is fixed, when a voltage is applied to the electrodes, the amount of displacement that has been curved to extend in the vertical direction by the weight of the upper side and showed a graph of the relationship between the electric field strength of the applied voltage (kV / cm) and displacement (mm) in FIG. なお、電場の印加から伸張が終了するまでは約0.5秒であり、電場の印加を解除すると速やかに元の形状に復元した。 Until stretching from the application of an electric field is completed is approximately 0.5 seconds, and restored quickly its original shape when released application of an electric field. 【0050】図1に示される電界強度(kV/cm)と変位量(mm)との関係のグラフより、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータAは、無添加ポリウレタンエラストマー・アクチュエータCと同様に、印加電圧の2乗に比例して変位量も増加しており、しかも、屈曲変位は、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA The field strength shown in FIG. 1 (kV / cm) and the displacement amount from the graph of (mm), the 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A, as with no additives polyurethane elastomer actuator C the displacement amount in proportion to the square of the applied voltage is also increased, moreover, the bending displacement is 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator a
の方が、低電界下でより大きくなっている。 Who is, it has become more significant in a low electric field. また、単に、ポリウレタンエラストマーにフラーレンが分散されているフラーレン分散ポリウレタンエラストマー・アクチュエータDは、無添加ポリウレタンエラストマー・アクチュエータCに比べ、屈曲変位は小さくなっている。 Also, simply, fullerene dispersed polyurethane elastomer actuator D fullerene is dispersed in the polyurethane elastomer, as compared to no additive polyurethane elastomer actuator C, bending displacement is small. 【0051】従って、ポリウレタンエラストマーにフラレノールを導入することにより、図1のグラフで示されるように、フラレノールが導入されているポリウレタンエラストマーによるアクチュエータ(0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA)の屈曲変位は、400V程度の低電圧でも生じ、ポリウレタンエラストマーにフラレノールが導入されていないポリウレタンエラストマーによるアクチュエータ(無添加ポリウレタンエラストマー・アクチュエータC)よりも、変位が低電圧で起こっている。 [0051] Thus, by introducing fullerenols the polyurethane elastomer, as shown in the graph of FIG. 1, the bending of the actuator (0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A) by polyurethane elastomer fullerenols it is introduced displacement occurs even at a low voltage of about 400V, than the actuator (no additives polyurethane elastomer actuator C) by polyurethane elastomer fullerenol the polyurethane elastomer is not introduced, the displacement has occurred at a low voltage. これは、フラレノール(特に、ドロキシル基がスター状導入されているフラレノール)を、ポリウレタンエラストマー中に導入することにより、ポリウレタンエラストマーの分子鎖(ポリマー鎖)間の架橋を促進させ3次元網目構造の密度が増大し、低電圧でもポリウレタンエラストマー分子鎖集団のコンホメーションが生じやすくなり、屈曲がより低電圧側にシフトしたものと考えられる。 This fullerenols (especially fullerenol Dorokishiru groups are introduced star-shaped), and by introducing into the polyurethane elastomer, the density of the three-dimensional network structure to promote crosslinking between the molecular chains of the polyurethane elastomer (polymer chain) There was increased, even at a low voltage easily occur conformation of the polyurethane elastomer molecular chain population is considered that bending is shifted to a lower voltage side. このことは、フラーレンを単にポリウレタンエラストマー中に分散させたポリウレタンエラストマーによるアクチュエータ(フラーレン分散ポリウレタンエラストマー・アクチュエータD)が、ポリウレタンエラストマーにフラレノールが導入されていないポリウレタンエラストマーによるアクチュエータ(無添加ポリウレタンエラストマー・ This fullerenes simply actuator by polyurethane elastomer dispersed in the polyurethane elastomer (fullerene dispersed polyurethane elastomer actuator D) is an actuator according to polyurethane elastomers fullerenol the polyurethane elastomer is not introduced (no additives Polyurethane elastomer
アクチュエータC)に比べ、屈曲変位がかなり小さくなっていることからも明らかである。 Compared to the actuator C), it is clear from the fact that the flexural displacement is considerably reduced. 【0052】(フラレノール濃度変化による屈曲変位特性の評価)実施例1により得られたフラレノールの添加量が異なる(ウレタンプレポリマー全量に対して0.1 [0052] For (Evaluation of the bending displacement characteristic by fullerenols concentration change) amount of fullerenol obtained in Example 1 is different from (urethane prepolymer total amount 0.1
〜0.5重量%)フラレノール導入ポリウレタンエラストマーAについて、1kVの電圧(40kV/cmの電界強度)を印加した際の屈曲変位量を測定し、印加電圧を1kVと一定にした際のフラレノールの濃度(重量%)と、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーの変位量(mm)との関係のグラフを図2に示した。 About 0.5% by weight) fullerenols introduced polyurethane elastomer A, the concentration of fullerenol when measuring the bending displacement amount at the time of applying a 1kV voltage (electric field strength of 40 kV / cm), and the applied voltage constant with 1kV (% by weight), exhibited a graph of the relationship between the displacement amount of fullerenol introduction polyurethane elastomer (mm) in FIG. 【0053】図2示される印加電圧を1kVと一定にした際のフラレノールの濃度(重量%)と、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーの変位量(mm)との関係のグラフより、フラレノールの添加濃度の増加とともにフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータの変位量が増加し、フラレノールの添加濃度が0.25重量%である場合のフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA)が最も大きい屈曲変位を示していることが確認された。 [0053] Figure 2 applied voltage, denoted 1kV and concentration of fullerenol when the constant (wt%), from the graph of the relationship between the displacement amount of fullerenol introduction polyurethane elastomer (mm), with increasing concentration of added fullerenols increased displacement of fullerenol introduction polyurethane elastomer actuator, the largest bending fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator when the addition concentration of fullerenol is 0.25% (0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator a) is it was confirmed that indicates the displacement. 【0054】従って、フラレノールが導入されているポリウレタンエラストマーによるフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータは、フラレノールの添加濃度によってアクチュエーションの機能を任意に制御することができることが確認された。 [0054] Thus, fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator by polyurethane elastomers fullerenols is introduced, it was confirmed that it is possible to arbitrarily control the function of the actuation by the addition concentration of fullerenol. 【0055】(フラレノールに導入された水酸基数による屈曲変位特性の評価)実施例1において、OHric [0055] (Evaluation of the bending displacement characteristic by number of hydroxyl groups introduced into fullerenols) in Example 1, OHric
hフラレノールを、ウレタンプレポリマー全量に対して0.25重量%の割合で加えて調製されたフラレノール導入ポリウレタンエラストマー(0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA)を用いて作製されたフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA(0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA)と、実施例2により得られたフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・ The h fullerenols, fullerenols introduced polyurethane elastomer manufactured using a 0.25 wt% fullerenols introducing polyurethane elastomers prepared by adding at the rate of relative urethane prepolymer total amount (0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer A) an actuator a (0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator a), fullerenols introduced polyurethane elastomer obtained in example 2
アクチュエータBと、比較例2により得られたフラーレン分散ポリウレタンエラストマー・アクチュエータDとについて、電圧を印加した際の屈曲変位量を測定して屈曲変位特性を評価し、印加電圧の電界強度(kV/c An actuator B, and a fullerene dispersed polyurethane elastomer actuator D obtained in Comparative Example 2, by measuring the bending displacement amount when a voltage is applied to evaluate the bending displacement characteristic, the field intensity of the applied voltage (kV / c
m)と変位量(mm)との関係のグラフを図3に示した。 m) the displacement amount graph of (mm) shown in FIG. 【0056】図3に示される電界強度(kV/cm)と変位量(mm)との関係のグラフより、分子内の水酸基数が多いフラレノール(OHrichフラレノール)が用いられているフラレノール導入ポリウレタンエラストマー(0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA)の方が、分子内の水酸基数が少ないフラレノール(OHpoorフラレノール)が用いられているフラレノール導入ポリウレタンエラストマー(0.25% [0056] electric field strength (kV / cm) shown in Figure 3 and the displacement amount from the graph of (mm), fullerenols introduction polyurethane elastomers number of hydroxyl groups in the molecule is large fullerenols (OHrich fullerenols) is used ( 0.25% fullerenols introduced towards the polyurethane elastomer a) is fullerenols introduction polyurethane elastomers fullerenols number of hydroxyl groups in the molecule is small (OHpoor fullerenols) is used (0.25%
フラレノール導入ポリウレタンエラストマーB)よりも、各印加電圧で変位量が多くなっていることが確認された。 Fullerenols introduction polyurethane elastomer B) than, it was confirmed that the amount of displacement becomes much in the applied voltage. また、単にフラーレンを分散させたポリウレタンエラストマーが用いられているフラーレン分散ポリウレタンエラストマー・アクチュエータDでは、低電界でほとんど屈曲変位が生じていないことから、スター状にヒドロキシル基を有しているフラレノールが、ポリウレタンエラストマーの分子鎖間の架橋密度を増加させ大きな屈曲変位に寄与していることが明らかである。 Also, just the fullerene dispersed polyurethane elastomer actuator D are used polyurethane elastomer dispersed fullerene, since no occur almost flexural displacement at low electric field, the fullerenol having hydroxyl groups in a star, it is clear that contributes to a large bending displacement increases the crosslink density between the molecular chains of the polyurethane elastomer. 【0057】(アクチュエータの発生力の評価)実施例1により得られた0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが200μmである0.2 [0057] The thickness of the (actuator rating generated force) Example 0.25% obtained by 1 fullerenol introduction polyurethane elastomer A layer is 200 [mu] m 0.2
5%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータAと、フラレノールの添加量がウレタンプレポリマー全量に対して0.25重量%であり且つ0.2 And 5% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A, 0.25 wt% addition amount of fullerenol is against the urethane prepolymer total amount and 0.2
5%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが400μmであること以外は前記実施例1と同様にして得られた0.25フラレノール導入ポリウレタンエラストマーAによるフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(「0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA− 5% fullerenols introduced polyurethane elastomer A layer fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator except that thickness of 400μm by 0.25 fullerenols introduced polyurethane elastomer A obtained in the same manner as in Example 1 (the "0.25% fullerenols introduction polyurethane elastomer actuator A-
1」と称する場合がある)とについて、アクチュエータの発生力を評価した。 For there may be referred to as 1 ") was evaluated generative force of the actuator. 具体的には、各アクチュエータ(0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA−1)の先端に重りをつけ、5mmの屈曲に必要な各重量(mg) Specifically, each actuator (0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A, 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A-1) with a weight at the tip of each weight required for bending of 5 mm ( mg)
に対する電界強度(kV/cm)との関係を測定し、荷重(mg)と電界強度(kV/cm)と関係のグラフを図4に示した。 The relationship between the electric field strength (kV / cm) was measured with respect to a graph of the relationship between the load (mg) and the electric field intensity (kV / cm) in FIG. 【0058】図4に示される荷重(mg)と電界強度(kV/cm)と関係のグラフより、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA、および0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA−1の両アクチュエータともに、荷重と電界強度とは比例関係にあるとともに、 [0058] the load shown in FIG. 4 (mg) from the graph of the relationship between the electric field strength (kV / cm), 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A, and 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A both actuators both -1, with a proportional relationship between the load and the electric field strength,
低電界下での発生力は、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが200μmである0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータAの方が、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが400μmである0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA−1よりも、大きくなっていることが確認された。 Generating force under low electric field, 0.25% fullerenols introduced towards the polyurethane elastomer A 0.25% the thickness of the layer is 200μm fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A is 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer A layer than the thickness of a 400 [mu] m 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator a-1, it was confirmed that large. 【0059】(一定荷重下でのアクチュエータの発生力の評価)実施例1により得られた0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが200μ [0059] The thickness of the (constant evaluation of force generated by the actuator in under load) 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer layer A obtained in Example 1 is 200μ
mである0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータAと、フラレノールの添加量がウレタンプレポリマー全量に対して0.25重量%であり且つ0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが400μmであること以外は前記実施例1と同様にして得られた0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーAによるフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(「0. And 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A is m, the addition amount of fullerenol is the thickness of the urethane prepolymer was 0.25% by weight based on the total amount and 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer A layer 400μm fullerenols introduction polyurethane elastomer actuator according 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer a obtained in the same manner as in example 1 except that it is ( "0.
25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA−1」と称する場合がある)と、フラレノールの添加量がウレタンプレポリマー全量に対して0.25重量%であり且つ0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが100μmであること以外は前記実施例1と同様にして得られた0.2 And may be referred to as 25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A-1 "), 0.25 wt% addition amount of fullerenol is against the urethane prepolymer total amount and 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer A layer 0.2 except that the thickness of a 100μm was obtained in the same manner as in example 1
5%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーAによるフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータ(「0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA−2と称する場合がある)とについて、200mg負荷時におけるアクチュエータの発生力を評価した。具体的には、各アクチュエータ(0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA−1、 About 5% fullerenols introduced fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator according polyurethane elastomer A (sometimes referred to as "0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A-2), were evaluated generation force of the actuator at 200mg load. Specifically, each actuator (0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator a, 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator a-1,
0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA−2)の先端に200mgの重りをつけて電圧を印加した際の屈曲変位量を測定して屈曲変位特性を評価し、荷重200mgにおける印加電圧の電界強度(kV/cm)と変位量(mm)との関係のグラフを図5に示した。 By measuring the bending displacement amount at the time of applying a voltage with a weight of 200mg at the tip of 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A-2) to evaluate the bending displacement characteristic, the electric field of the applied voltage in the load 200mg the graph of strength (kV / cm) and displacement (mm) shown in FIG. 【0060】図5に示される荷重200mgにおける印加電圧の電界強度(kV/cm)と変位量(mm)との関係のグラフより、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが200μmである0. [0060] From the graph of the relationship between the electric field strength of the applied voltage in a load 200mg shown in FIG. 5 (kV / cm) and displacement (mm), it is a 200μm thickness of 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer A layer 0.
25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータAの発生力が最も大きくなっており、特に、印加電圧が400Vでは、0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマーA層の厚みが400μm Generation force of 25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A and becomes largest, in particular, the applied voltage is 400V, 400 [mu] m thickness of 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer A layer
である0.25%フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータA−1に比較して、0.25% In it, compared to 0.25% fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator A-1, 0.25%
フラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータAは約10倍の発生力となっていることが確認された。 Fullerenols introduction polyurethane elastomer actuator A was confirmed to have is about 10 times the generated force. 【0061】従って、フラレノールが導入されているポリウレタンエラストマーによるフラレノール導入ポリウレタンエラストマー・アクチュエータは、アクチュエータを構成するフラレノール導入ポリウレタンエラストマーによるフィルムの厚みを制御することにより、各種の応用に合致した発生力を有するアクチュエーション機構デバイスを開発することができる。 [0061] Thus, fullerenols introduced polyurethane elastomer actuator by polyurethane elastomers fullerenols is introduced, by controlling the thickness of the film by fullerenols introducing polyurethane elastomer constituting the actuator has generated force that matches the various applications it is possible to develop a actuation mechanism device.

【図面の簡単な説明】 【図1】アクチュエータの下端を固定し、両電極に電圧を印加した際の、印加電圧の電界強度(kV/cm)と変位量(mm)との関係のグラフを示す図である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] The lower end of the actuator is fixed, at the time of applying a voltage to both electrodes, a graph of the relationship between the electric field strength of the applied voltage (kV / cm) and displacement (mm) It illustrates. 【図2】印加電圧を1kVと一定にした際のフラレノールの濃度(重量%)と、フラレノール導入ポリウレタンエラストマーの変位量(mm)との関係のグラフを示す図である。 And Figure 2 of fullerenol at the time of the applied voltage constant and 1kV concentration (wt%) is a diagram showing a graph of the relationship between the displacement amount of fullerenol introduction polyurethane elastomer (mm). 【図3】アクチュエータの下端を固定し、両電極に電圧を印加した際の、印加電圧の電界強度(kV/cm)と変位量(mm)との関係のグラフを示す図である。 [3] The lower end of the actuator is fixed is a diagram showing a graph of the relationship between the time of applying a voltage to the electrodes, the electric field strength of the applied voltage (kV / cm) and displacement (mm). 【図4】アクチュエータの先端に重りをつけ、5mmの屈曲に必要な荷重(mg)と電界強度(kV/cm)と関係のグラフを示す図である。 [4] with a weight at the tip of the actuator, which is a graph of relationship load necessary bending of 5mm and (mg) and the electric field intensity (kV / cm). 【図5】アクチュエータの先端に200mgの重りをつけた際の、荷重200mgにおける印加電圧の電界強度(kV/cm)と変位量(mm)との関係のグラフを示す図である。 [5] to the tip of the actuator when wearing a weight of 200mg, a diagram showing a graph of electric field strength of the applied voltage in the load 200mg (kV / cm) and displacement (mm).

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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 電場配向により変形し得るポリウレタンエラストマー層を具備するポリウレタンエラストマー・ Claims: 1. A polyurethane elastomer comprising a polyurethane elastomer layer that can be deformed by the electric field orientation-
    アクチュエータであって、前記ポリウレタンエラストマー層を構成するポリウレタンエラストマーに、フラレノールが導入されていることを特徴とするポリウレタンエラストマー・アクチュエータ。 An actuator, the polyurethane elastomer forming the polyurethane elastomer layer, a polyurethane elastomer actuator, characterized in that fullerenol is introduced. 【請求項2】 ポリウレタンエラストマー層の両側に設けられた両電極層の膜厚の相違又は両電極層を構成する電極金属の相違によって、屈曲変位及びその方向が制御されている請求項1記載のポリウレタンエラストマー・ By 2. A difference in the electrode metal constituting the difference or the electrode layers of the film thickness of the electrode layers provided on both sides of the polyurethane elastomer layer, according to claim 1, wherein the bending displacement and its direction is controlled polyurethane elastomer
    アクチュエータ。 Actuator.
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