JP2005057994A - アクチュエータ素子の製造方法及びアクチュエータ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属層が導電性高分子上に形成されたアクチュエータ素子を容易に得ることができるアクチュエータの製造方法を提供する。
【解決手段】 導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子の製造方法であって、基材上に粗面を備えた分離層を形成する分離層形成工程を行い、分離層形成工程により形成された分離層の粗面上に金属層を形成する金属層形成工程を行った後に、該金属層上に電解重合法にて導電性高分子層を形成する導電性高分子形成工程を行い、得られた導電性高分子層と該金属層との積層体を基材から分離することを特徴とするアクチュエータ素子の製造方法を用いる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子及びそのアクチュエータ素子の製造方法に関する。

ポリピロールに代表される導電性高分子は、電気化学的な酸化還元により伸縮若しくは変形する現象である電解伸縮を発現することが知られている。この導電性高分子の電解伸縮は、リニアアクチュエータの駆動として使用することが可能である。特に、ポリピロールを用いたリニアアクチュエータは、電解伸縮によって、１酸化還元サイクル当たり最大で１５．１％の伸縮率を示し、最大で２２ＭＰａの力を発生することができる。（例えば、非特許文献１）

そのため、導電性高分子を用いたアクチュエータ素子は、マイクロマシン等の小型の駆動装置のみならず、大型の駆動装置として用いられることが期待され、特に、人工筋肉、ロボットアーム、義手やアクチュエータ等の用途として応用が期待されている。

原進、外４名、「高伸縮かつ強力なポリピロールリニアアクチュエータ（Ｈｉｇｈｌｙ Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒｆｕｌ Ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ Ｌｉｎｅａｒ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ）」、ケミストリーレターズ（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、日本、日本化学会発行、２００３年、第３２巻、第７号、ｐ５７６-５７７

しかし、上記のような応用的な用途に用いるために導電性高分子のサイズを大きくした場合には、ポリピロールなどの高導電率を有する導電性高分子であっても、導電性高分子の抵抗値により電圧降下が生じる。また、電解伸縮のときの脱ドープ状態では、更に導電性高分子の導電率が低下する。このために、導電性高分子をアクチュエータとして用いる場合には、脱ドープ状態においては、電圧降下の影響により伸縮性能を最大限に引き出すことが難しく、伸縮の速度が低下するといった問題も生じる。

上記の問題を解決するために、金属薄膜を導電性高分子層上に貼り付けることにより、導電性高分子層の上に電極層を形成することが考えられる。しかし、導電性高分子層に貼り付けられた金属薄膜による電極層は、前記電極層が前記導電性高分子層に電圧を印加できる状態を保ちながら前記導電性高分子層と前記電極層との間に接着層を設けることが難しく、導電性高分子が電解伸縮した際に剥がれ易い。

また、上記の問題を解決する他の方法として、基材の表面上にスパッタリングにより金属層を形成し、この金属層を電極として電解重合することで金属層上に導電性高分子層を形成し、この基材を金属層との界面から剥がすことで、電極として使用可能な金属層が積層された導電性高分子を形成する方法が考えられる。

しかし、基材が堅い場合には、基材表面上に微少の凹凸があると、金属層が基材層の表面の凹部に入り込むために、金属層が基材から剥がれ難くなる。また、金属層を基材から離れ易くするために、前記基材に柔軟性を有するゴム性材料を用いた場合には、大きなサイズの導電性高分子を得るために基材のサイズを大きくする必要があるので、基材の中央付近が変形し易くなり、基材上の金属層にワレを生じ易くなる。金属層にワレが生じた場合には電極としての通電性を損なうので、柔軟性を有する基材を用いることは、取り扱いが難しく、大きなサイズの導電性高分子を得るのに適当ではない。

また、前記方法において、スパッタリングが形成される基材の表面を平滑にして、スパッタリングにより得られた金属層を基材から剥がし易くすることも考えられる。しかし、導電性高分子層上に金属層が形成された積層体を産業的な応用用途に用いる場合には、全ての基材を平滑にするのは多大な労力が必要となり、また、搬送やセッティングの際にも基材の全てについて傷等が付かないように厳密な保管が必要となるので、作業性が著しく低下する。

つまり、電解伸縮による脱ドープ状態においても電圧の低下を生じることがなく、電解伸縮による伸縮率及び／または伸縮速度の低下を生じない導電性高分子を用いたアクチュエータ素子は、スパッタリングにより得られた金属層を電極とする電解重合により金属層と導電性高分子層との積層体することにより得ることが難しい。

本発明の目的は、電解伸縮による脱ドープ状態においても電圧の低下を生じることがなく、電解伸縮による伸縮率及び／または伸縮速度の低下を生じない導電性高分子を用いたアクチュエータ素子を容易に得ることができるアクチュエータの製造方法、及びそのアクチュエータ素子を提供することである。

そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子の製造方法であって、基材上に分離層を形成する分離層形成工程を行い、該分離層形成工程により形成された分離層上に金属層を形成する金属層形成工程を行った後に、該金属層上に電解重合法にて導電性高分子層を形成する導電性高分子形成工程を行い、得られた導電性高分子層と該金属層との積層体を基材から分離して導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子を得る、アクチュエータ素子の製造方法を用いることにより、凹凸状の表面の金属層が導電性高分子上に形成されたアクチュエータ素子を容易に得ることができることを見出し、本発明に至った。

本発明のアクチュエータ素子の製造方法を用いることにより、電解伸縮による脱ドープ状態においても電圧の低下を生じることがなく、電解伸縮による伸縮率及び／または伸縮速度の低下を生じない導電性高分子を用いたアクチュエータ素子を容易に得ることができる。

本発明は、導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子の製造方法であって、基材上に分離層を形成する分離層形成工程を行い、該分離層形成工程により形成された分離層上に金属層を形成する金属層形成工程を行った後に、該金属層上に電解重合法にて導電性高分子層を形成する導電性高分子形成工程を行い、得られた導電性高分子層と該金属層との積層体を基材から分離して導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子を得るアクチュエータ素子の製造方法である。

（分離層形成工程）
本発明のアクチュエータ素子の製造方法は、まず、基材上に分離層を形成する分離層形成工程が行われる。前記分離層を基材上に設けることにより、分離層上に形成される導電性高分子層と該金属層との積層体が、容易に基材から分離することができるようになる。前記分離層形成工程において、分離層の形成が容易であることから、基材上にグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーが塗布されて、基材上にグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを含む分離層が形成された積層構造が形成されることが好ましい。基材上にグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを含む分離層を形成する方法としては、グリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを基材表面に吹き付ける方法やグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを含ませた塗布部材を基材に擦る方法などの公知の塗布方法を用いることができる。

前記基材は、分離層が積層される表面が、鏡面であっても粗面であっても特に限定されるものではないが、導電性高分子層の大きな伸縮にも追随できる微少な凹凸を表面に備えた金属層を形成させるために、基材表面が粗面であることが好ましく、表面に平均１〜１００μmの深さの凹凸を備えていることがより好ましい。前記基材の表面が粗面である場合には、前記基材表面は、例えば、基材表面が削られることにより凹凸が形成されることで粗面化されても、凹凸を備えた層が敷設されることで粗面化されてもよい。また、粗面化された基材表面は、波形形状であることにより凹凸が形成されていても良い。前記基材は、容易に粗面化できることから、サンドペーパーを摺動させることで基材表面を粗面化することにより、粗面を備えるものとすることが好ましく、また、前記分離層の形成される表面が、多孔質板及び／又はメッシュ材料により構成される基材を用いることが、粗面化の工程を行わずに容易に粗面を備えることができるので好ましい。なお、基材表面の凹凸の深さの平均値は、凹部の底部から凹部に隣接する凸部の頂部までの高さについての、基材表面の任意の地点における一定面積での平均値である。

また、導電性高分子形成工程において電解重合に用いられる電解液中で安定であり、かつ、電解重合後に膜をはがし易いために、基材としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）またはポリオレフィンであることが好ましく、さらに四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）またはポリオレフィンからなる成形板の表面に対してサンドペーパーを摺動させて粗面化させた基材を用いることが好ましい。また、グリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを含む層を表面が凹凸状になるように塗布しても良い。平滑な基材表面上に設けた分離層の表面に凹凸状を設けることは、基材によっては、基材表面に凹凸を設ける上記の方法よりも簡単に、分離層の表面に凹凸を設けることができる場合がある。グリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを含む分離層の表面に凹凸を付ける塗布方法としては、特に限定されるものではないが、スプレー塗布、刷毛塗り、布等による部分的な厚塗りなどの公知の方法を用いることができる。

前記分離層形成工程において形成される分離層は、前記基材上に形成されていれば特に限定されるものではないが、後に行われる金属層形成工程により得られる金属層が導電性高分子層の伸縮に容易に追随できるように微少な凹凸を備えるために、表面が粗面として形成されていることが好ましい。前記分離層は、グリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを公知の方法で塗布する塗布工程により形成することができ、グリース、潤滑油、または水溶性ポリマーをバーコートにより塗布する塗布方法、またはグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを布等の塗布用部材に含ませて塗布する塗布方法により形成することが、分離層の形成が容易であることから好ましい。前記分離層の膜厚は、特に限定されるものではないが、基材表面を粗面とし、該粗面の凹凸により分離層の表面を粗面とすることで金属層に凹凸を設ける場合には、基材の粗面の凹凸の深さよりも分離層の厚さが薄いことが、基材表面の凹凸で前記分離層の表面に凹凸を形成することができるため、容易に前記分離層を粗面化できるので、好ましい。

前記分離層に含まれるグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーは、公知のグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーであれば特に限定されるものではないが、後に行われる導電性高分子形成工程において電解重合法で有機溶媒が用いられる場合には、該有機溶媒に対する耐有機溶媒性を備えていることが容易に分離層を維持することができるので好ましい。前記グリースは、前記の耐有機溶媒性を備えていることから、四フッ化エチレン樹脂グリースまたはシリコングリースであることが好ましい。例えば、商品名「フッソグリース」（四フッ化エチレン樹脂グリース、ニチアス（株）社製）、商品名「シリコングリース」（シリコングリース、エーゼット社製）を用いることができる。また、前記潤滑油としては、前記の耐有機溶媒性を備えていることから、シリコーンオイルであることが好ましい。なお、前記分離層は、グリース、潤滑油、または水溶性ポリマーのみからなる層であっても良く、所望の特性応じた添加剤を含むグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーの層であっても良い。

また、水溶性ポリマーとしては、特に限定されるものではないが、水溶性ポリマーとしては、例えば、天然系樹脂、半合成系樹脂や合成系樹脂などの公知の水溶性ポリマーを用いることができる。天然系樹脂としては、例えば、アラビアガム、トラガントガム、グアーガム、ローカストビーンガム、アルギン酸、カラギーナン、ゼラチン、ポリペプタイド、カゼイン、キサンタンガム、デキストラン、ウエランガム、ラムザンガム等を用いることができる。半合成系樹脂としては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン、アルギン酸プロピレングリコールエステル等を用いることができる。合成系樹脂としては、例えば、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、カルボキシビニルポリマー、ポリエチレンオキサイド、酢酸ビニル−ビニルピロリドン共重合体、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体を用いることができる。これらの水溶性樹脂は、単独で用いても、二種以上を用いても良い。前記水溶性ポリマーとしては、安価で、入手し易く、使用状況に応じたグレード選定が可能であることから、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、およびビニルアルコールから一種以上選ばれた水溶性ポリマーが好ましい。

（金属層形成工程）
本発明において、前記分離層形成工程の後に、金属層形成工程が行われる。前記金属層形成工程において、分離層の表面に金属層が形成されるのであるが、金属層を形成する方法としては、特に限定されるものではない。前記金属層を形成する方法としては、スパッタリング、真空蒸着、またはイオンプレーティングにより金属層の形成が行われることが、金属層の厚さの制御が比較的容易であるために好ましい。特に、前記分離層が減圧下において揮発する性質を有する場合には、スパッタリングにより前記金属層が形成されることが、金属蒸着により金属層を形成する場合よりも容易に減圧の度合いを調整することができ、作業性が良好であるために好ましい。

また、前記金属層は、通電性を有する金属を含み、前記金属層が電極として使用可能であれば特に限定されるものではなく、貴金属や合金などの電極として使用可能な金属からなる層であってもよいが、貴金属のみからなる層であることが伸縮への追随性が良いことから好ましく、材質としてＰｔまたはＡｕを主として含むものであることが特に好ましい。

また、前記金属層は、電極として使用できる金属であって貴金属以外の金属を含む層が金属として貴金属のみを含む層上に形成された積層構造であってもよい。つまり、本発明の製造方法における金属層形成工程は、金属として貴金属のみを含む第一金属層と貴金属以外の金属を含む第二金属層とを備える積層構造を有する金属層であってもよい。前記金属層がこの積層構造である場合には、例えば、分離層上にスパッタリングにて貴金属層を形成し、該貴金属層上にスパッタリングにて貴金属以外の金属を含む層を形成することで積層構造を得ることができる。前記第一金属層が前記分離層上に形成し、前記第一金属層上に前記第二金属層が形成し、前記第二金属層を作用電極として電解重合した場合には、得られた導電性高分子の機械的強度が向上するので、機械的強度を必要とする用途に好適である。

前記第二金属層に含まれる金属は、貴金属以外の金属であって、電極として用いることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ及びＷからなる群より選ばれた金属又はこれらの合金を含むこともできる。また、前記第二金属層に含まれる金属は、上記の金属元素のうち、電極を容易に入手できることから、前記金属電極の金属がＮｉ、Ｔｉであることが特に好ましい。なお、前記合金としては、例えば、商品名「ＩＮＣＯＬＯＹ ａｌｌｏｙ ８２５」、「ＩＮＣＯＮＥＬ ａｌｌｏｙ ６００」、「ＩＮＣＯＮＥＬ ａｌｌｏｙ Ｘ−７５０」（以上、大同スペシャルメタル株式会社製）を用いることができる。

（導電性高分子形成工程）
本発明の製造方法においては、金属層形成工程の後に、導電性高分子形成工程が行われる。前記導電性高分子形成工程では、金属層形成工程において形成された金属層を作用電極とした電解重合法により、その電極上に導電性高分子が形成される。前記電解重合法としては、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも１つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び／又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを前記電解液中に含む電解重合法であることが、電解伸縮の大きな導電性高分子が得られることから好ましい。

前記電解重合法に用いられる電解液には、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも１つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び／またはハロゲン化炭化水素を溶媒として含まれる。これらの溶媒を２種以上併用することもできる。

前記有機化合物としては、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン（以上、エーテル結合を含む有機化合物）、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸-t-ブチル、１，２−ジアセトキシエタン、３−メチル−２−オキサゾリジノン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル（以上、エステル結合を含む有機化合物）、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート（以上、カーボネート結合を含む有機化合物）、エチレングリコール、１−ブタノール、１−ヘキサノール、シクロヘキサノール、１−オクタノール、１−デカノール、１−ドデカノール、１−オクタデカノール（以上、ヒドロキシル基を含む有機化合物）、ニトロメタン、ニトロベンゼン（以上、ニトロ基を含む有機化合物）、スルホラン、ジメチルスルホン（以上、スルホン基を含む有機化合物）、及びアセトニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリル（以上、ニトリル基を含む有機化合物）を例示することができる。なお、ヒドロキシル基を含む有機化合物は、特に限定されるものではないが、多価アルコール及び炭素数４以上の１価アルコールであることが、伸縮率が良いために好ましい。なお、前記有機化合物は、前記の例示以外にも、分子中にエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち、２つ以上の結合あるいは官能基を任意の組合わせで含む有機化合物であってもよい。

前記有機化合物は、前記有機化合物を２種以上混合して電解液の溶媒に用いる場合には、エーテル結合を含む有機化合物、エステル結合を含む有機化合物、カーボネート結合を含む有機化合物、ヒドロキシル基を含む有機化合物、ニトロ基を含む有機化合物、スルホン基を含む有機化合物、及びニトリル基を含む有機化合物のうち、伸張に優れた有機化合物と収縮に優れた有機化合物とを組合わせて、電解重合により得られた導電性高分子の１酸化還元サイクル当たりの伸縮率の向上を図ることもできる。

また、前記電解液に溶媒として含まれるハロゲン化炭化水素は、炭化水素中の水素が少なくとも１つ以上ハロゲン原子に置換されたもので、電解重合条件で液体として安定に存在することができるものであれば、特に限定されるものではない。前記ハロゲン化炭化水素としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタンを挙げることができる。前記ハロゲン化炭化水素は、１種類のみを前記電解液中の溶媒として用いることもできるが、２種以上併用することもできる。また、前記ハロゲン化炭化水素は、上記の有機化合物と混合して用いてもよく、該有機溶媒との混合溶媒を前記電解液中の溶媒として用いることもできる。

前記電解重合法に用いられる電解液には、電解重合される有機化合物（例えば、ピロール）およびトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む。この電解液を用いて電解重合を行うことにより、電解伸縮において１酸化還元サイクル当たりの伸縮率及び／または特定時間あたりの変位率が優れた導電性高分子を得ることができる。上記電解重合により、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンが導電性高分子に取り込まれることになる。

前記トリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、電解液中の含有量が特に限定されるものではないが、電解液中に０．１〜３０重量％含まれるのが好ましく、１〜１５重量％含まれるのがより好ましい。

トリフルオロメタンスルホン酸イオンは、化学式ＣＦ_３ＳＯ_３ ⁻で表される化合物である。また、中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、ホウ素、リン、アンチモン及びヒ素等の中心原子に複数のフッ素原子が結合をした構造を有している。中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンとしては、特に限定されるものではないが、テトラフルオロホウ酸イオン（ＢＦ_４ ⁻）、ヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ_６ ⁻）、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン（ＳｂＦ_６ ⁻）、及びヘキサフルオロヒ酸イオン（ＡｓＦ_６ ⁻）を例示することができる。なかでも、ＣＦ_３ＳＯ_３ ⁻、ＢＦ_４ ⁻及びＰＦ_６ ⁻が人体等に対する安全性を考慮すると好ましく、ＣＦ_３ＳＯ_３ ⁻及びＢＦ_４ ⁻がより好ましい。前記の中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、１種類のアニオンを用いても良く、複数種のアニオンを同時に用いても良く、さらには、トリフルオロメタンスルホン酸イオンと複数種の中心原子に対しフッ素原子を複数含むアニオンとを同時に用いても良い。

前記電解重合法に用いられる電解液には、前記有機化合物溶媒と前記トリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンとの溶液中に、導電性高分子の単量体を含み、さらにポリエチレングリコールやポリアクリルアミドなどの公知のその他の添加剤を含むこともできる。

前記電解液中に、上記以外のドーパントを含んでいても良い。本願発明のアクチュエータに用いられる導電性高分子は、電解重合法を用いたポリピロールの製造方法により得られたポリピロールを含む導電性高分子であって、前記製造方法が、電解重合法に用いられる電解液がピロール及び／又はピロール誘導体をモノマー成分として含み、前記電解液が芳香族エステルを溶媒として含み、前記電解液が過塩素酸イオンを含むポリピロールの製造方法であることが好ましい。このポリピロール膜は、電解伸縮による最大の伸縮率として、１酸化還元当たりの伸縮率が１０％以上の伸縮をすることができ、しかも引張り強度が６０ＭＰａ以上である。

また、得られた導電性高分子の１酸化還元サイクル当たりの伸縮率が１６％以上とするために、前記電解液中に、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式（１）
（Ｃ_ｎＦ_{（２ｎ＋１）}ＳＯ_２）（Ｃ_ｍＦ_{（２ｍ＋１）}ＳＯ_２）Ｎ^- （１）
（ここで、ｎ及びｍは任意の整数。）
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンをアニオンとして含む電解液を用いることが好ましい。なお、前記パーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンは、アニオン中心である窒素原子にスルホニル基が結合し、さらに、置換基である２つのパーフルオロアルキル基を有している。このパーフルオロアルキルスルホニルはＣ_ｎＦ_{（２ｎ＋１）}ＳＯ_２で表され、他のパーフルオロアルキルスルホニル基は、Ｃ_ｍＦ_{（２ｍ＋１）}ＳＯ_２で表される。前記のｎおよびｍは、それぞれ１以上の任意の整数であり、ｎとｍとが同じ整数であってもよく、ｎとｍとが異なる整数であっても良い。例えばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、トリデカフルオロヘキシル基、ペンタデカフルオロヘプチル基、ヘプタデカフルオロオクチル基などを挙げることができる。前記パーフルオロアルキルスルホニルイミド塩としては、例えば、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド塩、ビス（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミド塩、ビス（ヘプタデカフルオロオクチルスルホニル）イミド塩を用いることができる。

前記電解重合法は、導電性高分子単量体の電解重合として、公知の電解重合法を用いることが可能であり、定電位法、定電流法及び電気掃引法のいずれをも用いることができる。例えは、前記電解重合は、電流密度０．０１〜２０ｍＡ／ｃｍ²、反応温度−７０〜８０℃、好ましくは電流密度０．１〜２ｍＡ／ｃｍ^２、反応温度−２０〜４０℃の条件下で行うことができる。

前記電解重合法に用いられる電解液に含まれる導電性高分子の単量体としては、電解重合による酸化により高分子化して導電性を示す化合物であれば特に限定されるものではなく、例えばピロール、チオフェン、イソチアナフテン等の複素五員環式化合物及びそのアルキル基、オキシアルキル基等の誘導体が挙げられる。その中でもピロール、チオフェン等の複素五員環式化合物及びその誘導体が好ましく、特にピロール及び／またはピロール誘導体を含む導電性高分子であることが、製造が容易であり、導電性高分子として安定であるために好ましい。また、上記モノマーは２種以上併用することができる。

（積層体の基材からの分離）
本発明の製造方法の導電性高分子形成工程において金属層上に導電性高分子が形成されることにより得られた積層体は、導電性高分子形成工程後に基材から分離される。この分離においては、前記積層体は、分離層と金属層との界面から基材より分離されても、分離層の破壊により基材から分離されても、基材と分離層との界面から分離されてもよい。前記積層体を基材から分離する方法としては、特に限定されるものではないが、アセトン、アルコール、水などに浸して機械的に剥離する方法等の公知の方法により行うことができる。前記のように基材層から分離された前記積層体は、前記金属層を電極層として用いることができる。前記積層体を電解液中に浸漬させ、又は前記積層体に含まれる導電性高分子層に接触するように固体電解質層を積層させ、電解液中又は固体電解質中に対極を設置することで、前記金属層に電圧を印加することにより、導電性高分子が伸縮する。前記積層体は、アクチュエータ素子として機能する。なお、前記金属層には、補助電極として電圧を印加しても、主の電極として電圧を印加してもよい。

なお、本発明の製造方法において、分離層は、金属層が基材に対して食い付きを防止して、金属層と導電性高分子層との積層体を基材から容易に分離することができることを目的として形成されるものである。したがって、前記分離層は、理論的には基材層の粗面が分子レベルでの配列がなされていればよく、この場合は、分離層が形成されているかどうかの判断が困難な場合がある。この場合において、本発明の製造方法は、基材上にグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーを塗布する塗布工程を行い、塗布工程によりグリース、潤滑油、または水溶性ポリマーが塗布された基材上に金属層を形成する金属層形成工程を行った後に、電解重合法にて該金属層上に導電性高分子層を形成する導電性高分子形成工程を行い、得られた導電性高分子層と該金属層との積層体を基材から分離して導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子を得る導電性高分子の製造方法と捉えることができる。前記塗布工程は、上述の分離層形成工程の塗布方法と同様の方法で行うことができる。

（アクチュエータ素子）
本発明のアクチュエータ素子は、上述のアクチュエータ素子の形成方法により得られたアクチュエータ素子である。前記アクチュエータ素子の前記導電性高分子層上に形成された金属層は、分離層の粗面に追随した形状を有し、分離層の粗面と同様の粗面を有している場合には、金属層と導電性高分子層との界面には凹凸を備えることとなる。このようにして得られたアクチュエータ素子は、金属層と導電性高分子層との界面とに凹凸を有するために、大きな電解伸縮をしても金属層と導電性高分子層との界面破壊が生じにくく、耐久性が良好であるために好ましい。また、前記金属層が凹凸を備えていない場合であっても、上述の方法により得られたアクチュエータ素子は、容易に得ることが可能であり、伸縮速度が優れたアクチュエータ素子である。

（用途）
本発明の製造方法により得られたアクチュエータ素子は、樹脂等による被覆がされていないものについては、電解液中で直線的な変位をすることができるアクチュエータとして用いることができる。本発明の積層体において、例えば、導電性高分子層を中間層とて、導電性高分子層の電解伸縮時の伸縮率と同等若しくはそれ以上の伸縮性を有する固体電解質層を積層させた場合には、直線的な変位をするアクチュエータ素子として用いることができる。また、本発明の積層体において、例えば、導電性高分子層を中間層として、導電性高分子層の電解伸縮時の伸縮率よりも小さい伸縮性を有する固体電解質層若しくは樹脂層を積層させた場合には、導電性高分子層に比べて固体電解質層または樹脂層が伸び縮みしないので、屈曲の変位をするアクチュエータ素子として用いることができる。直線的な変位若しくは屈曲の変位を生じるアクチュエータ素子は、直線的な駆動力を発生する駆動部、または円弧部からなるトラック型の軌道を移動するための駆動力を発生する駆動部として用いることができる。さらに、前記アクチュエータ素子は、直線的な動作をする押圧部として用いることもできる。

前記アクチュエータ素子は、次の駆動部、または押圧部として好適に用いることができる。ＯＡ機器、アンテナ、ベッドや椅子等の人を乗せる装置、医療機器、エンジン、光学機器、固定具、サイドトリマ、車両、昇降器械、食品加工装置、清掃装置、測定機器、検査機器、制御機器、工作機械、加工機械、電子機器、電子顕微鏡、電気かみそり、電動歯ブラシ、マニピュレータ、マスト、遊戯装置、アミューズメント機器、乗車用シミュレーション装置、車両乗員の押さえ装置及び航空機用付属装備展張装置において、直線的な駆動力を発生する駆動部若しくは円弧部からなるトラック型の軌道を移動するための駆動力を発生する駆動部、または直線的な動作若しくは曲線的な動作をする押圧部。前記アクチュエータ素子は、例えば、ＯＡ機器や測定機器等の上記機器等を含む機械全般に用いられる弁、ブレーキ及びロック装置において、直線的な駆動力を発生する駆動部もしくは円弧部からなるトラック型の軌道を移動するための駆動力を発生する駆動部、または直線的な動作をする押圧部として用いることができる。また、前記の装置、機器、機械等以外においても、機械機器類全般において、位置決め装置の駆動部、姿勢制御装置の駆動部、昇降装置の駆動部、搬送装置の駆動部、移動装置の駆動部、量や方向等の調節装置の駆動部、軸等の調整装置の駆動部、誘導装置の駆動部、及び押圧装置の押圧部として好適に用いることができる。また、前記アクチュエータ素子は、関節装置における駆動部として、関節中間部材等の直接駆動可能な関節部または関節に回転運動を与える駆動部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、ＣＡＤ用プリンター等のインクジェットプリンターにおけるインクジェット部分の駆動部、プリンターの前記光ビームの光軸方向を変位させる駆動部、外部記憶装置等のディスクドライブ装置のヘッド駆動部、並びに、プリンタ、複写機及びファックスを含む画像形成装置の給紙装置における紙の押圧接触力調整手段の駆動部として好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、電波天文用の周波数共用アンテナ等の高周波数給電部を第２焦点へ移動させるなどの測定部や給電部の移動設置させる駆動機構の駆動部、並びに、車両搭載圧空作動伸縮マスト（テレスコーピングマスト）等のマストやアンテナにおけるリフト機構の駆動部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。椅子状のマッサージ機のマッサージ部の駆動部、介護用又は医療用ベッドの駆動部、電動リクライニング椅子の姿勢制御装置の駆動部、マッサージ機や安楽椅子等に用いられるリクライニングチェアのバックレスト・オットマンの起倒動自在にする伸縮ロッドの駆動部、椅子や介護用ベッド等における背もたれやレッグレスト等の人を乗せる家具における可倒式の椅子の背もたれやレッグレスト或いは介護用ベッドの寝台の旋回駆動等に用いられる駆動部、並びに、起立椅子の姿勢制御のため駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。検査装置の駆動部、体外血液治療装置等に用いられている血圧等の圧力測定装置の駆動部、カテーテル、内視鏡装置や鉗子等の駆動部、超音波を用いた白内障手術装置の駆動部、顎運動装置等の運動装置の駆動部、病弱者用ホイストのシャシの部材を相対的に伸縮させる手段の駆動部、並びに、介護用ベッドの昇降、移動や姿勢制御等のための駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、エンジン等の振動発生部からフレーム等の振動受部へ伝達される振動を減衰させる防振装置の駆動部、内燃機関の吸排気弁のための動弁装置の駆動部、エンジンの燃料制御装置の駆動部、並びにディーゼルエンジン等のエンジンの燃料供給装置の駆動部として好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。手振れ補正機能付き撮像装置の校正装置の駆動部、家庭用ビデオカメラレンズ等のレンズ駆動機構の駆動部、スチルカメラやビデオカメラ等の光学機器の移動レンズ群を駆動する機構の駆動部、カメラのオートフォーカス部の駆動部、カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に用いられるレンズ鏡筒の駆動部、光学望遠鏡の光を取り込むオートガイダの駆動部、立体視カメラや双眼鏡等の２光学系を有する光学装置のレンズ駆動機構または鏡筒の駆動部、光通信、光情報処理や光計測等に用いられるファイバ型波長可変フィルタの波長変換のファイバに圧縮力を与える駆動部若しくは押圧部、光軸合せ装置の駆動部、並びに、カメラのシャッタ機構の駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、ホース金具をホース本体にカシメ固定する等の固定具の押圧部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。自動車のサスペンションの巻ばね等の駆動部、車両のフューエルフィラーリッドを解錠するフューエルフィラーリッドオープナーの駆動部、ブルドーザーブレードの伸張及び引っ込みの駆動の駆動部、自動車用変速機の変速比を自動的に切り替える為やクラッチを自動的に断接させる為の駆動装置の駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。座板昇降装置付車椅子の昇降装置の駆動部、段差解消用昇降機の駆動部、昇降移載装置の駆動部、医療用ベッド、電動ベッド、電動テーブル、電動椅子、介護用ベッド、昇降テーブル、ＣＴスキャナ、トラックのキャビンチルト装置、リフター等や各種昇降機械装置の昇降用の駆動部、並びに重量物搬送用特殊車両の積み卸し装置の駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、食品加工装置の食材吐出用ノズル装置等の吐出量調整機構の駆動部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、清掃装置の台車や清掃部等の昇降等の駆動部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に使用できる。面の形状を測定する３次元測定装置の測定部の駆動部、ステージ装置の駆動部、タイヤの動作特性を検知システム等のセンサー部分の駆動部、力センサーの衝撃応答の評価装置の初速を与える装置の駆動部、孔内透水試験装置を含む装置のピストンシリンダのピストン駆動装置の駆動部、集光追尾式発電装置における仰角方向へ動かすための駆動部、気体の濃度測定装置を含む測定装置のサファイアレーザー発振波長切替機構のチューニングミラーの振動装置の駆動部、プリント基板の検査装置や液晶、ＰＤＰなどのフラットパネルディスプレイの検査装置においてアライメントを必要とする場合にＸＹθテーブルの駆動部、電子ビーム（Ｅビーム）システム又はフォーカストイオンビーム（ＦＩＢ）システムなどの荷電粒子ビームシステム等において用いる調節可能なアパーチャー装置の駆動部、平面度測定器における測定対象の支持装置若しくは検出部の駆動部、並びに、微細デバイスの組立をはじめ、半導体露光装置や半導体検査装置、３次元形状測定装置などの精密位置決め装置の駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、電気かみそりの駆動部、並びに、電動歯ブラシの駆動部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。三次元物体の撮像デバイス或いはＣＤ、ＤＶＤ共用の読み出し光学系の焦点深度調整用デバイスの駆動部、複数のアクチュエータ素子によって駆動対象面を能動曲面としてその形状を変形させることによって所望の曲面を近似的に形成して焦点位置を容易に可変できる可変ミラーの駆動部、光ピックアップ等の磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを直線移動させることが可能なディスク装置の駆動部、リニアテープストレージシステム等の磁気テープヘッドアクチュエータ素子アセンブリのヘッド送り機構の駆動部、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどに適用される画像形成装置の駆動部、磁気ヘッド部材等の搭載部材の駆動部、集束レンズ群を光軸方向に駆動制御する光ディスク原盤露光装置の駆動部、光ヘッドを駆動するヘッド駆動手段の駆動部、記録媒体に対する情報の記録又は記録媒体に記録された情報の再生を行う情報記録再生装置の駆動部、並びに、回路しゃ断器（配電用回路しゃ断器）の開閉操作の駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。ゴム組成物のプレス成形加硫装置の駆動部、移送される部品について単列・単層化や所定の姿勢への整列をさせる部品整列装置の駆動部、圧縮成形装置の駆動部、溶着装置の保持機構の駆動部、製袋充填包装機の駆動部、マシニングセンタ等の工作機械や射出成形機やプレス機等の成形機械等の駆動部、印刷装置、塗装装置やラッカ吹き付け装置等の流体塗布装置の駆動部、カムシャフト等を製造する製造装置の駆動部、覆工材の吊上げ装置の駆動部、無杼織機における房耳規制体等の駆動装置、タフティング機の針駆動システム、ルーパー駆動システム、およびナイフ駆動システム等の駆動部、カム研削盤や超精密加工部品等の部品の研磨を行う研磨装置の駆動部、織機における綜絖枠の制動装置の駆動部、織機における緯糸挿通のための経糸の開口部を形成する開口装置の駆動部、半導体基板等の保護シート剥離装置の駆動部、通糸装置の駆動部、ＣＲＴ用電子銃の組立装置の駆動部、衣料用縁飾り、テーブルクロスやシートカバー等に用途をもつトーションレースを製造するためのトーションレース機におけるシフターフォーク駆動選択リニア制御装置の駆動部、アニールウィンドウ駆動装置の水平移動機構の駆動部、ガラス溶融窯フォアハースの支持アームの駆動部、カラー受像管の蛍光面形成方法等の露光装置のラックを進退動させる駆動部、ボールボンディング装置のトーチアームの駆動部、ボンディングヘッドのXY方向への駆動部、チップ部品のマウントやプローブを使った測定などにおける部品の実装工程や測定検査工程の駆動部、基板洗浄装置の洗浄具支持体の昇降駆動部、ガラス基板を走査される検出ヘッドを進退させる駆動部、パターンを基板上に転写する露光装置の位置決め装置の駆動部、精密加工などの分野においけるサブミクロンのオーダで微小位置決め装置の駆動部、ケミカルメカニカルポリシングツールの計測装置の位置決め装置の駆動部、導体回路素子や液晶表示素子等の回路デバイスをリソグラフィ工程で製造する際に用いられる露光装置及び走査露光装置に好適なステージ装置の位置決めのための駆動部、ワーク等の搬送あるいは位置決め等の手段の駆動部、レチクルステージやウエハステージ等の位置決めや搬送のための駆動部、チャンバ内の精密位置決めステージ装置の駆動部、ケミカルメカニカルポリシングシステムでのワークピースまたは半導体ウェーハの位置決め装置の駆動部、半導体のステッパー装置の駆動部、加工機械の導入ステーション内に正確に位置決めする装置の駆動部、ＮＣ機械やマシニングセンター等の工作機械等またはＩＣ業界のステッパーに代表される各種機器用のパッシブ除振及びアクティブ除振の除振装置の駆動部、半導体素子や液晶表示素子製造のリソグラフィ工程に使用される露光装置等において光ビーム走査装置の基準格子板を前記光ビームの光軸方向に変位させる駆動部、並びに、コンベヤの横断方向に物品処理ユニット内へ移送する移送装置の駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、電子顕微鏡等の走査プローブ顕微鏡のプローブの位置決め装置の駆動部、並びに、電子顕微鏡用試料微動装置の位置決め等の駆動部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。自動溶接ロボット、産業用ロボットや介護用ロボットを含むロボットまたはマニピュレータにおけるロボットアームの手首等に代表される関節機構の駆動部、直接駆動型以外の関節の駆動部、ロボットの指のそのもの、ロボット等のハンドとして使用されるスライド開閉式チャック装置の運動変換機構の駆動部、細胞微小操作や微小部品の組立作業等において微小な対象物を任意の状態に操作するためのマイクロマニピュレータの駆動部、開閉可能な複数のフィンガーを有する電動義手等の義肢の駆動部、ハンドリング用ロボットの駆動部、補装具の駆動部、並びにパワースーツの駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、サイドトリマの上回転刃又は下回転刃等を押圧する装置の押圧部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、パチンコ等の遊戯装置における役物等の駆動部、人形やペットロボット等のアミューズメント機器の駆動部、並びに、乗車用シミュレーション装置のシミュレーション装置の駆動部に好適に用いることができる。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の駆動部に好適に用いることができる。上記機器等を含む機械全般に用いられる弁の駆動部に用いることができ、例えば、蒸発ヘリウムガスの再液化装置の弁の駆動部、ベローズ式の感圧制御弁の駆動部、綜絖枠を駆動する開口装置の駆動部、真空ゲート弁の駆動部、液圧システム用のソレノイド動作型制御バルブの駆動部、ピボットレバーを用いる運動伝達装置を組み込んだバルブの駆動部、ロケットの可動ノズルのバルブの駆動部、サックバックバルブの駆動部、並びに、調圧弁部の駆動部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、次の押圧部に好適に用いることができる。上記機器等を含む機械全般に用いられるブレーキの押圧部として用いることができ、例えば、非常用、保安用、停留用等のブレーキやエレベータのブレーキに用いて好適な制動装置の押圧部、並びに、ブレーキ構造もしくはブレーキシステムの押圧部。

前記アクチュエータ素子は、例えば、上記機器等を含む機械全般に用いられるロック装置の押圧部として用いることができ、例えば、機械的ロック装置の押圧部、車両用ステアリングロック装置の押圧部、並びに、負荷制限機構及び結合解除機構を合わせ持つ動力伝達装置の押圧部に好適に用いることができる。

以下、本発明についての実施例及び比較例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
四フッ化エチレン樹脂板（商品名「バルフロンシート」、日本バルカー工業株式会社製）をサンドペーパー（番手：＃２２０）を摺動させて、四フッ化エチレン樹脂板の表面が粗面であることを指触により確認した。得られた粗面にグリース（四フッ化エチレン樹脂グリース、商品名「フッソグリース」、ニチアス（株）社製）を含ませた布を用いて塗り付ける一般的な既知の方法で塗布し、分離層を形成した。

得られた分離層の表面に対し、金をターゲットとして、市販のスパッタリング装置にて、厚さが０．５μmの金層を得ることができる常法の条件により、厚さ約０．５μmの金属層を得た。

ピロールをモノマーに用い、ドーパントイオンとしてテトラフルオロ硼酸イオンを構成要素とする塩（支持電解質）を安息香酸メチル（溶媒）に公知の撹拌方法により溶解し、ピロールの濃度を０．２５mol／ｌとして、かつ支持電解質を０．５ｍｏｌ／ｌ含む電解液を調製した。分離層上に金属層が形成された基材をこの電解液に浸漬し、前記金属層を作用電極に用い、対向電極としてPt電極を用いて、重合電流密度０．２（ｍＡ/ｃｍ^２）の定電流法により重合時間６時間で電解重合を行い、前記金属層上にポリピロール層を形成した。導電性高分子層である前記ポリピロール層と前記金属層との積層体を、アセトンに浸して膜をピンセットで引張ることにより基材から分離して実施例１のアクチュエータ素子を形成した。

（実施例２）
基材として、四フッ化エチレン樹脂板に替えて、ポリエチレン板（商品名「ポリエチレン板」、アズワン(株)社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２のアクチュエータ素子を得た。

（実施例３）
基材として、四フッ化エチレン樹脂板に替えて、シリコーンラバーゴム板（商品名「シリコーンラバーゴム」、十川ゴム社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３のアクチュエータ素子を得た。

（実施例４）
グリースを含ませた布を用いて塗り付ける一般的な既知の方法で塗布する方法に替えて、ポリビニルアルコール水溶液（商品名「アラビックヤマト」、ヤマト株式会社製）をスポンジに含ませて塗り付けて分離層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、実施例４のアクチュエータ素子を得た。

（実施例５）
グリースを含ませた布を用いて塗り付ける一般的な既知の方法で塗布する方法に替えて、カルボキシメチルセルロース（商品名「消えいろＰｉｔＮ」、カルボキシメチルセルロースを含む固形物、（株）トンボ鉛筆社製）を塗り付けて分離層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、実施例５のアクチュエータ素子を得た。

（実施例６）
グリースを含ませた布を用いて塗り付ける一般的な既知の方法で塗布する方法に替えて、潤滑油（商品名「シリコン・オイルスプレー」、信越シリコン（株）社製）をスポンジに含ませて塗り付けて分離層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、実施例６のアクチュエータ素子を得た。

（比較例）
ピロールをモノマーに用い、ドーパントイオンとしてテトラフルオロ硼酸イオンを構成要素とする塩（支持電解質、テトラフルオロホウ酸ナトリウム）を安息香酸メチル（溶媒）に公知の撹拌方法により溶解し、ピロールの濃度を０．２５mol／ｌとして、かつ支持電解質を０．５ｍｏｌ／ｌ含む電解液を調製した。チタン電極を作用電極に用い、対向電極として白金電極を用いて、重合電流密度０．２（ｍＡ/ｃｍ^２）の定電流法により重合時間６時間で電解重合を行い、チタン電極上にポリピロール層を形成した。導電性高分子層である前記ポリピロール層と前記金属層との積層体を、アセトンに浸して膜をピンセットで引張ることにより基材から分離して比較例のアクチュエータ素子を形成した。

（評価）
実施例１〜６及び比較例のアクチュエータ素子について、下記の伸縮評価及び速度性能評価を行った。結果を、表１に示す。なお、表１中の厚みについては、各アクチュエータ素子のポリピロール層について、マイクロメータやシックネスゲージ等に代表される膜を挟んで測定する公知の測定で、数地点において平均値である。そのため、基材や分離層に起因する凹凸の凹部の深さについては、厚みには考慮されていない。

（伸縮評価）
実施例１のアクチュエータ素子について、動作電解質であるヘキサフルオロリン酸ナトリウムを１mol／ｌとなるように水に溶解した電解液中に保持して下記の方法により１酸化還元サイクル当たりの伸縮率を測定した。

各アクチュエータ素子を長さ１５ｍｍ、幅２ｍｍの短冊状とし、アクチュエータ素子の金属層を動作電極とし、白金プレートを対向電極とし、各電極の端部にリードを接続し、各電極を前記電解液中に保持しながら、リードを介して電源と接続して、電位（−０．９〜＋０．７Ｖ ｖ．ｓ. Ａｇ／Ａｇ^＋）を１サイクル印加して変位量（変位した長さ）を測定した。動作電極が１サイクルの印加（１酸化還元サイクル）で伸長と収縮とをすることにより得られた変位の差を、動作電極の元の長さで割ることにより、１酸化還元サイクル当たりの伸縮率を求めた。

（速度性能評価）
各アクチュエータ素子を長さ１５ｍｍ、幅２ｍｍの短冊状とし、アクチュエータ素子の金属層を動作電極とし、白金プレートを対向電極とし、各電極の端部にリードを接続し、各電極を前記電解液中に保持しながら、リードを介して電源と接続して、電位（−０．９〜＋０．７Ｖ ｖ．ｓ. Ａｇ／Ａｇ^＋）を１サイクル印加して印加開始から２０秒後の変位量（変位した長さ）、または印加開始から２秒後の変位量（変位した長さ）を測定した。印加開始から２０秒後の変位量または印加開始から２秒後の変位量を、電位を印加する前の動作電極の長さで割ることにより、特定時間当たりの伸縮率（２０秒あたりの伸縮率、又は２秒当たりの伸縮率）を求めた。

（結果）
実施例１のアクチュエータ素子は、基材上にグリースの層である分離層が形成されているために、金属層について損傷することなしに、導電性高分子層上に金属層が形成された積層体と基材とを、分離することができた。また、実施例１のアクチュエータ素子は、サイズが大きくても金属層が補助電極として機能し得ることから、先端部分にも十分な電圧を印加することができるので、特定時間当たりの伸縮率について優れた伸縮速度を示した。これに対して、比較例のアクチュエータ素子は、特定時間当たりの伸縮率が、２０秒当たりでは４．０％であり、２秒当たりでは１．５％であり、特定時間当たりの伸縮率が実施例１の半分以下であった。

さらに、実施例１のアクチュエータ素子の１酸化還元サイクルでの伸縮率も比較例のアクチュエータ素子の１酸化還元サイクルでの伸縮率もほぼ同じであった。つまり、前記金属層は、粗面化された基材表面の凹凸に起因した凹凸を金属層が備えているので、亀裂を生じることがなく導電性高分子層の伸縮に追随して、補助電極として十分な機能を果たした。

実施例２〜６のアクチュエータ素子は、実施例１のアクチュエータ素子と同様に、１酸化還元サイクルでの伸縮率が比較例のアクチュエータ素子とほぼ同じ値を示したのに対し、
特定時間当たりの伸縮率がいずれも比較例より大きく、特に２秒当たりの伸縮率においては、４倍以上の伸縮率を示し、短時間での伸縮速度の向上が著しかった。

本発明のアクチュエータ素子の製造方法を用いることにより、導電性高分子層上に電極として使用可能な金属層が形成されたアクチュエータ素子を容易に得ることが可能である。また、この製造方法により得られたアクチュエータ素子は、電解伸縮により８％以上の伸縮をしても、アクチュエータ素子に備えられた金属層が破断することがなく、長さを長くした場合であっても大きな伸縮をさせることができ、伸縮速度も速い。そのため、位置決め装置、姿勢制御装置、昇降装置、搬送装置、移動装置、調節装置、調整装置、誘導装置、若しくは関節装置の駆動部、または押圧装置の押圧部に、好適に用いることができる。

また、前記アクチュエータ素子の金属層を積層構造とし、導電性高分子層と貴金属以外の金属を含む層とが接する構造とすることにより、機械的強度の大きなアクチュエータ素子を得ることができる。このアクチュエータ素子は、機械的強度が大きいために、耐久性に優れており、位置決め装置、姿勢制御装置、昇降装置、搬送装置、移動装置、調節装置、調整装置、誘導装置、若しくは関節装置の駆動部、または押圧装置の押圧部として好適に用いることができる。

Claims (12)

1. 導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子の製造方法であって、
   基材上に分離層を形成する分離層形成工程を行い、該分離層形成工程により形成された分離層上に金属層を形成する金属層形成工程を行った後に、該金属層上に電解重合法にて導電性高分子層を形成する導電性高分子形成工程を行い、得られた導電性高分子層と該金属層との積層体を基材から分離することを特徴とするアクチュエータ素子の製造方法。
2. 前記分離層はグリースまたは潤滑油を含む層である請求項１のアクチュエータ素子の製造方法。
3. 前記分離層形成工程において、基材の粗面上に分離層を形成することを特徴とする請求項１のアクチュエータ素子の製造方法。
4. 前記分離層は、サンドペーパーを摺動させることで粗面化された基材表面上に形成された層である請求項１のアクチュエータ素子の製造方法。
5. 前記基材は、前記分離層の形成される表面が、多孔質板及び／またはメッシュ材料である構成されている請求項１のアクチュエータ素子の製造方法。
6. 前記基材の表面が、平均１〜１００μmの深さの凹凸を備えた請求項１に記載のアクチュエータ素子の製造方法。
7. 前記金属層形成工程における金属層の形成がスパッタリング、真空蒸着、またはイオンプレーティングにより行われる請求項１に記載のアクチュエータ素子の製造方法。
8. 前記金属層が貴金属層と合金層とを含み、前記導電性高分子形成工程において前記合金層上に導電性高分子が形成される請求項１に記載のアクチュエータ素子の製造方法。
9. 基材上にグリースまたは潤滑油を塗布する塗布工程を行い、該塗布工程により基材上にグリースまたは潤滑油が塗布された基材表面に金属層を形成する金属層形成工程を行った後に、電解重合法にて該金属層上に導電性高分子層を形成する導電性高分子形成工程を行うことを特徴とするアクチュエータ素子の製造方法。
10. 請求項１〜９の製造方法により得られたアクチュエータ素子。
11. 導電性高分子層上に金属層を備えたアクチュエータ素子であって、該金属層が該アクチュエータ素子を８％以上の伸縮率で伸縮させても通電性を損なうことがなく、導電性高分子層が最大伸縮率８％以上である導電性高分子を含むアクチュエータ素子。
12. 請求項１０または請求項１１に記載のアクチュエータ素子を、駆動部に用いた位置決め装置、姿勢制御装置、昇降装置、搬送装置、移動装置、調節装置、調整装置、誘導装置、若しくは関節装置、または押圧部に用いた押圧装置。