JP2011201933A - 導電性インク、導電膜、及び高分子アクチュエータ素子、並びに、導電性インクの製造方法、及び高分子アクチュエータ素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の導電性インクは、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)及びポリスチレンスルホン酸(PSS)がアミンで中和され、且つ有機溶媒に分散されてなることを特徴とするものである。アミンには、3級アミンで−OH基を有するジメチルアミノエタノールを用いることが好ましい。また有機溶媒には、水よりも沸点が高く、変性PVDFを溶解可能なジメチルスルホキシドを用いることが好適である。
【選択図】図3
Description
ポリエチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホン酸が水溶媒に分散された強酸性の導電性インクに、アミンを添加して中和する工程、
水より高沸点の有機溶媒を添加する工程、
加熱して水を除去し、前記有機溶媒を残す工程、
を有することを特徴とするものである。
前記導電性インクには、前記ベースポリマーと同種のポリマーが含まれていることが好ましい。
上記のいずれかに記載された導電性インクにより形成された導電膜が、前記電極層の表面に集電膜として設けられていることを特徴とするものである。
上記に記載されたイオン液体、導電フィラー、及びベースポリマーと同種のポリマーを更に含有した導電性インクにより形成された導電膜が、前記電極層として設けられていることを特徴とするものである。
PSSの化学式を以下の[化1]に、PEDOTの化学式を以下の[化2]に示す。
なお、PEDOT:PSSは、有機溶媒中に質量で数%〜数十%程度含まれる。
図3(a)の工程では、PEDOT:PSSが水溶媒に分散された強酸性の導電性インク(「強酸性PEDOT:PSS水溶媒系インク」と称する)を用意する。この強酸性PEDOT:PSS水溶媒系インクは例えば市販品である。
2 電解質層
3、4、9、10 電極層
8 集電膜(導電膜)
Claims (25)
- ポリエチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホン酸がアミンで中和され、且つ有機溶媒に分散されてなることを特徴とする導電性インク。
- 導電性インクのpH(25℃)が、6〜10である請求項1記載の導電性インク。
- 3級アミンで中和される請求項1又は2に記載の導電性インク。
- 前記3級アミンは−OH基を有する請求項3記載の導電性インク。
- 前記3級アミンは、ジメチルアミノエタノールである請求項4記載の導電性インク。
- 前記有機溶媒は、水よりも沸点が高い請求項1ないし5のいずれか1項に記載の導電性インク。
- 前記有機溶媒には、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコール、エチレングリコール、ジグリム、グリセリン、セルビトールのうちいずれか1種あるいは2種以上が選択される請求項6記載の導電性インク。
- 前記有機溶媒には、ジメチルスルホキシドが選択される請求項7記載の導電性インク。
- 前記導電性インクは、イオン液体及びベースポリマーを有する電解質層と、前記電解質層の厚さ方向の両面に設けられ、イオン液体、ベースポリマー及び導電フィラーを有する電極層とを備える高分子アクチュエータ素子に用いられるものであり、
前記導電性インクには、前記ベースポリマーと同種のポリマーが含まれている請求項1ないし8のいずれか1項に記載の導電性インク。 - 前記導電性インクには、変性ポリフッ化ビニリデンが添加されてなる請求項9記載の導電性インク。
- 前記変性ポリフッ化ビニリデンは、ポリエチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホン酸の混合物を100質量%としたとき、10質量%〜50質量%の範囲内で添加される請求項10記載の導電性インク。
- 更に、導電フィラー及びイオン液体が添加されてなる請求項9ないし11のいずれか1項に記載の導電性インク。
- 前記導電フィラーは、カーボンナノチューブを含んでいる請求項12記載の導電性インク。
- 請求項1ないし13のいずれか1項に記載された導電性インクにより形成されることを特徴とする導電膜。
- イオン液体及びベースポリマーを有する電解質層と、前記電解質層の厚さ方向の両面に設けられ、イオン液体及び導電フィラー、あるいは、イオン液体、ベースポリマー及び導電フィラーを有する電極層とを備え、前記電極層間に電圧を付与すると変形する高分子アクチュエータ素子において、
請求項1ないし11のいずれか1項に記載された導電性インクにより形成された導電膜が、前記電極層の表面に集電膜として設けられていることを特徴とする高分子アクチュエータ素子。 - イオン液体及びベースポリマーを有する電解質層と、前記電解質層の厚さ方向の両面に設けられた電極層とを備え、前記電極層間に電圧を付与すると変形する高分子アクチュエータ素子において、
請求項12又は13に記載された導電性インクにより形成された導電膜が、前記電極層として設けられていることを特徴とする高分子アクチュエータ素子。 - 前記ベースポリマー及び導電膜に含まれるポリマーが、変性ポリフッ化ビニリデンである請求項15又は16に記載の高分子アクチュエータ素子。
- ポリエチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホン酸が水溶媒に分散された強酸性の導電性インクに、アミンを添加して中和する工程、
水より高沸点の有機溶媒を添加する工程、
加熱して水を除去し、前記有機溶媒を残す工程、
を有することを特徴とする導電性インクの製造方法。 - 前記アミンに、ジメチルアミノメタノールを用いる請求項18記載の導電性インクの製造方法。
- 前記有機溶媒に、ジメチルスルホキシドを用いる請求項18又は19に記載の導電性インクの製造方法。
- 加熱処理して水を除去した後にイソプロパノールを添加して濃度調整を行う請求項18ないし20のいずれか1項に記載の導電性インクの製造方法。
- 前記導電性インクに、更に、有機溶媒に溶解させた変性ポリフッ化ビニリデンを添加する請求項18ないし21のいずれか1項に記載の導電性インクの製造方法。
- 前記導電性インクに、更に、イオン液体及び導電性フィラーを添加する請求項22記載の導電性インクの製造方法。
- イオン液体及びベースポリマーを有する電解質層と、前記電解質層の厚さ方向の両面に設けられ、イオン液体及び導電フィラー、あるいは、イオン液体、ベースポリマー及び導電フィラーを有する電極層とを備え、前記電極層間に電圧を付与すると変形する高分子アクチュエータ素子の製造方法において、
請求項18ないし22のいずれか1項に記載された導電性インクにより成る導電膜を、前記電極層の表面に集電膜として形成することを特徴とする高分子アクチュエータ素子の製造方法。 - イオン液体及びベースポリマーを有する電解質層と、前記電解質層の厚さ方向の両面に設けられた電極層とを備え、前記電極層間に電圧を付与すると変形する高分子アクチュエータ素子において、
請求項23に記載された導電性インクにより成る導電膜を、前記電極層として形成することを特徴とする高分子アクチュエータ素子の製造方法。
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