JP3026043B2 - Polyurethane elastomer actuator - Google Patents
Polyurethane elastomer actuatorInfo
- Publication number
- JP3026043B2 JP3026043B2 JP4236175A JP23617592A JP3026043B2 JP 3026043 B2 JP3026043 B2 JP 3026043B2 JP 4236175 A JP4236175 A JP 4236175A JP 23617592 A JP23617592 A JP 23617592A JP 3026043 B2 JP3026043 B2 JP 3026043B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyol
- weight
- parts
- diisocyanate
- polyurethane elastomer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 title claims description 32
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 57
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 46
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 26
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 13
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- -1 polymethylene Polymers 0.000 description 16
- ALQLPWJFHRMHIU-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatobenzene Chemical compound O=C=NC1=CC=C(N=C=O)C=C1 ALQLPWJFHRMHIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 11
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 10
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 7
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 7
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 7
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 5
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 4
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 3
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 3
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diol Chemical compound OCCCCCCO XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- SZWXTBVRDFPXHQ-UHFFFAOYSA-N n,n-dichloro-4-[[4-(dichloroamino)phenyl]methyl]aniline Chemical compound C1=CC(N(Cl)Cl)=CC=C1CC1=CC=C(N(Cl)Cl)C=C1 SZWXTBVRDFPXHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 2
- DSNHSQKRULAAEI-UHFFFAOYSA-N 1,4-Diethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=C(CC)C=C1 DSNHSQKRULAAEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SXFJDZNJHVPHPH-UHFFFAOYSA-N 3-methylpentane-1,5-diol Chemical compound OCCC(C)CCO SXFJDZNJHVPHPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YHTLGFCVBKENTE-UHFFFAOYSA-N 4-methyloxan-2-one Chemical compound CC1CCOC(=O)C1 YHTLGFCVBKENTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 description 2
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N Pentane-1,5-diol Chemical compound OCCCCCO ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N nonanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCC(O)=O BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 2
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 229920000921 polyethylene adipate Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 description 2
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 2
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- BJZYYSAMLOBSDY-QMMMGPOBSA-N (2s)-2-butoxybutan-1-ol Chemical compound CCCCO[C@@H](CC)CO BJZYYSAMLOBSDY-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- GFNDFCFPJQPVQL-UHFFFAOYSA-N 1,12-diisocyanatododecane Chemical compound O=C=NCCCCCCCCCCCCN=C=O GFNDFCFPJQPVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSCLFFBWRKTMTE-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane Chemical compound O=C=NCC1CCCC(CN=C=O)C1 XSCLFFBWRKTMTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGHSXKTVMPXHNG-UHFFFAOYSA-N 1,3-diisocyanatobenzene Chemical compound O=C=NC1=CC=CC(N=C=O)=C1 VGHSXKTVMPXHNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKYNWXNXXHWHLL-UHFFFAOYSA-N 1,3-diisocyanatopropane Chemical compound O=C=NCCCN=C=O IKYNWXNXXHWHLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROHUXHMNZLHBSF-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane Chemical compound O=C=NCC1CCC(CN=C=O)CC1 ROHUXHMNZLHBSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatobutane Chemical compound O=C=NCCCCN=C=O OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDMDQYCEEKCBGR-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatocyclohexane Chemical compound O=C=NC1CCC(N=C=O)CC1 CDMDQYCEEKCBGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 1,5-Naphthalene diisocyanate Chemical compound C1=CC=C2C(N=C=O)=CC=CC2=C1N=C=O SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FWWWRCRHNMOYQY-UHFFFAOYSA-N 1,5-diisocyanato-2,4-dimethylbenzene Chemical compound CC1=CC(C)=C(N=C=O)C=C1N=C=O FWWWRCRHNMOYQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFPJRUKWEPYFJT-UHFFFAOYSA-N 1,5-diisocyanatopentane Chemical compound O=C=NCCCCCN=C=O DFPJRUKWEPYFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATOUXIOKEJWULN-UHFFFAOYSA-N 1,6-diisocyanato-2,2,4-trimethylhexane Chemical compound O=C=NCCC(C)CC(C)(C)CN=C=O ATOUXIOKEJWULN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGLRLXLDMZCFBP-UHFFFAOYSA-N 1,6-diisocyanato-2,4,4-trimethylhexane Chemical compound O=C=NCC(C)CC(C)(C)CCN=C=O QGLRLXLDMZCFBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXKZIDYFAMKWSA-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione Chemical compound O=C1CCCCC(=O)OCCCCO1 AXKZIDYFAMKWSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNQBCZCPNUHWLV-UHFFFAOYSA-N 1,8-dioxacyclotetradecane-2,7-dione Chemical compound O=C1CCCCC(=O)OCCCCCCO1 RNQBCZCPNUHWLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris[(dimethylamino)methyl]phenol Chemical compound CN(C)CC1=CC(CN(C)C)=C(O)C(CN(C)C)=C1 AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWLALWYNXFYRGW-UHFFFAOYSA-N 2-Ethyl-1,3-hexanediol Chemical compound CCCC(O)C(CC)CO RWLALWYNXFYRGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHSGHEXYEABOKT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-benzoyloxyethoxy)ethoxy]ethyl benzoate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OCCOCCOCCOC(=O)C1=CC=CC=C1 AHSGHEXYEABOKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGHCVSPDKSEROA-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1,4-dioxecane-5,10-dione Chemical compound CC1COC(=O)CCCCC(=O)O1 VGHCVSPDKSEROA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NUCFNMOPTGEHQA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-2h-pyrazolo[4,3-c]pyridine Chemical compound C1=NC=C2C(Br)=NNC2=C1 NUCFNMOPTGEHQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBOFVQJTBBUKMU-UHFFFAOYSA-N 4,4'-methylene-bis-(2-chloroaniline) Chemical compound C1=C(Cl)C(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C(Cl)=C1 IBOFVQJTBBUKMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DLYLVPHSKJVGLG-UHFFFAOYSA-N 4-(cyclohexylmethyl)cyclohexane-1,1-diamine Chemical compound C1CC(N)(N)CCC1CC1CCCCC1 DLYLVPHSKJVGLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSSJBGNOJJETTC-UHFFFAOYSA-N COC1=C(C=CC=C1)N(C1=CC=2C3(C4=CC(=CC=C4C=2C=C1)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)C1=CC(=CC=C1C=1C=CC(=CC=13)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC Chemical compound COC1=C(C=CC=C1)N(C1=CC=2C3(C4=CC(=CC=C4C=2C=C1)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)C1=CC(=CC=C1C=1C=CC(=CC=13)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC KSSJBGNOJJETTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000562 Poly(ethylene adipate) Polymers 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSMRWXYRXBRSND-UHFFFAOYSA-N TOTP Chemical compound CC1=CC=CC=C1OP(=O)(OC=1C(=CC=CC=1)C)OC1=CC=CC=C1C YSMRWXYRXBRSND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N [4-(hydroxymethyl)cyclohexyl]methanol Chemical compound OCC1CCC(CO)CC1 YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012644 addition polymerization Methods 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N benzidine Chemical group C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1 HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- ZFMQKOWCDKKBIF-UHFFFAOYSA-N bis(3,5-difluorophenyl)phosphane Chemical compound FC1=CC(F)=CC(PC=2C=C(F)C=C(F)C=2)=C1 ZFMQKOWCDKKBIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKJWYKGYGWOAHT-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enyl) carbonate Chemical compound C=CCOC(=O)OCC=C JKJWYKGYGWOAHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SCABKEBYDRTODC-UHFFFAOYSA-N bis[2-(2-butoxyethoxy)ethyl] hexanedioate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(=O)CCCCC(=O)OCCOCCOCCCC SCABKEBYDRTODC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N butane-1,2-diol Chemical compound CCC(O)CO BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- FZFAMSAMCHXGEF-UHFFFAOYSA-N chloro formate Chemical compound ClOC=O FZFAMSAMCHXGEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- PDXRQENMIVHKPI-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,1-diol Chemical compound OC1(O)CCCCC1 PDXRQENMIVHKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N delta-Valerolactone Natural products O=C1CCCCO1 OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- KORSJDCBLAPZEQ-UHFFFAOYSA-N dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate Chemical compound C1CC(N=C=O)CCC1CC1CCC(N=C=O)CC1 KORSJDCBLAPZEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- MIMDHDXOBDPUQW-UHFFFAOYSA-N dioctyl decanedioate Chemical compound CCCCCCCCOC(=O)CCCCCCCCC(=O)OCCCCCCCC MIMDHDXOBDPUQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Natural products C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- XHEDLZYGAQSNTR-UHFFFAOYSA-N ethene;hexanedioic acid Chemical compound C=C.C=C.OC(=O)CCCCC(O)=O XHEDLZYGAQSNTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXGJTWACJNYNOJ-UHFFFAOYSA-N hexane-2,4-diol Chemical compound CCC(O)CC(C)O TXGJTWACJNYNOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHMBHFSEKCCCBW-UHFFFAOYSA-N hexane-2,5-diol Chemical compound CC(O)CCC(C)O OHMBHFSEKCCCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002406 microsurgery Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940059574 pentaerithrityl Drugs 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCVRQHFDJLLWFE-UHFFFAOYSA-N pentane-1,2-diol Chemical compound CCCC(O)CO WCVRQHFDJLLWFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLMFDCKSFJWJTP-UHFFFAOYSA-N pentane-2,3-diol Chemical compound CCC(O)C(C)O XLMFDCKSFJWJTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002587 poly(1,3-butadiene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N toluene 2,6-diisocyanate Chemical compound CC1=C(N=C=O)C=CC=C1N=C=O RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRPWOOOHEPICQU-UHFFFAOYSA-N trimellitic anhydride Chemical compound OC(=O)C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 SRPWOOOHEPICQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ポリウレタン・エラ
ストマー材料の誘電体の電場配向を利用したポリウレタ
ンエラストマー・アクチュエータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyurethane elastomer actuator utilizing the electric field orientation of a dielectric material of a polyurethane elastomer material.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より圧電材料として次のようなもの
が知られている。チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系に
代表される圧電セラミックスや、ポリフッ化ビニリデン
(PVDF)に代表される圧電性高分子、或いはこれら
を複合化したものである。これらのものは実際にスピー
カーやヘッドホン材料として使用されており、特定の用
途に対しては優れた性能を見せている。2. Description of the Related Art The following materials are conventionally known as piezoelectric materials. It is a piezoelectric ceramic typified by lead zirconate titanate (PZT), a piezoelectric polymer typified by polyvinylidene fluoride (PVDF), or a composite of these. These are actually used as speaker and headphone materials and have shown excellent performance for certain applications.
【0003】ところが、前記の圧電材料は通常約10k
Vもの高電圧を必要とするとともに、駆動される電歪量
があまり大きくないのでアクチュエータとしての用途に
は不向きである。一方、最近は特定の荷電性ゲルを利用
したアクチュエータ材料も開発されている。しかし、こ
の種の材料は化学反応を伴うので電気分解や発熱が起こ
るという問題がある。[0003] However, the above-mentioned piezoelectric material is usually about 10k.
Since a voltage as high as V is required and the amount of electrostriction to be driven is not so large, it is not suitable for use as an actuator. On the other hand, recently, an actuator material using a specific charged gel has been developed. However, this type of material involves a chemical reaction, and thus has a problem that electrolysis and heat generation occur.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとした課題】そこで、この発明はそ
れ程高電圧を必要としないとともに電気分解や発熱を殆
ど伴わないアクチュエータを提供することを課題とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an actuator which does not require a very high voltage and hardly causes electrolysis or heat generation.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明のポリウレタンエラストマー・アクチュエ
ータは、誘電性のポリオールを有するポリウレタン・エ
ラストマーであって、前記ポリウレタン・エラストマー
に直流電場を印加することによって、前記ポリオールが
電場方向に配向することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a polyurethane elastomer actuator according to the present invention is a polyurethane elastomer having a dielectric polyol , wherein a direct current electric field is applied to the polyurethane elastomer. Thus, the polyol is oriented in an electric field direction.
【0006】[0006]
【作用】この発明のポリウレタンエラストマー・アクチ
ュエータに直流電場を印加すると、ポリウレタン・エラ
ストマーの有する誘電性のポリオール又は比較的強い双
極子モーメントを有する置換基を持つポリオールが電場
方向に配向する。すると、ポリウレタン・エラストマー
を構成する高分子のコンフォメーションの変化が誘起さ
れる。When a DC electric field is applied to the polyurethane elastomer actuator of the present invention, the dielectric polyol of the polyurethane elastomer or the polyol having a substituent having a relatively strong dipole moment is oriented in the direction of the electric field. Then, a change in the conformation of the polymer constituting the polyurethane elastomer is induced.
【0007】この発明のものは前記ポリオールを電場方
向に配向させるために直流電場を印加する必要がある
が、そのための電圧として従来の圧電材料(圧電セラミ
ックス等)が必要とする程の高電圧は必要としない。ま
た、ポリオールを電場方向に配向させる際に化学反応は
伴わないので電気分解や発熱は殆ど伴わない。この発明
の構成によると、異方的な力が極めて高速で発生しこれ
を用いて有為な仕事を行うことができ、アクチュエーシ
ョンに利用することができる。この発明に於ける変形或
いはアクチュエーションが生じる機構は、誘電性のポリ
オールの電場による配向とそれによって誘起される高分
子のコンフォメーションの変化に基づくものである。In the present invention, it is necessary to apply a DC electric field in order to orient the polyol in the direction of the electric field, and the voltage required for this purpose is as high as that required by conventional piezoelectric materials (such as piezoelectric ceramics). do not need. Further, when the polyol is oriented in the direction of the electric field, no chemical reaction is involved, and therefore, almost no electrolysis or heat generation is involved. According to the configuration of the present invention, an anisotropic force is generated at an extremely high speed, and a significant work can be performed using the generated anisotropic force, which can be used for actuation. The mechanism by which the deformation or actuation occurs in the present invention is based on the orientation of the dielectric polyol by the electric field and the change in the conformation of the polymer induced thereby.
【0008】従って、ポリウレタン・エラストマーを構
成する高分子鎖の集合状態の異方性などの高次構造がア
クチュエーションの大きさを決める要因の一つとなる。
構造変化は電場によって連続的且つ線型に起こり、従っ
て、発生する力や変形量は電場によって線型に制御でき
る。このことは、系に電流を通じる条件下で測定した場
合でもアクションが電流に依存せず一定となることを意
味している。Accordingly, a higher-order structure such as anisotropy of the aggregate state of the polymer chains constituting the polyurethane elastomer is one of the factors that determine the magnitude of actuation.
The structural change occurs continuously and linearly by the electric field, so that the generated force and deformation can be linearly controlled by the electric field. This means that the action is constant without depending on the current even when measured under the condition that the current flows through the system.
【0009】事実上電流が流れない条件下(例えば1m
A程度)でアクチュエーションが行なえることは、熱的
にエネルギーが散逸することが避けられ電気エネルギー
を高効率で機械エネルギーに変換できることを示唆して
いる。つまり、実効電流が事実上ゼロに近い状態で分子
配向のみによってポリウレタン・エラストマーの形状を
変化させることが可能であり、この形状変化の際に生じ
る機械的変形エネルギーをアクチュエーションに利用す
る。[0009] Under the condition that current does not actually flow (for example, 1 m
The fact that the actuation can be performed at about A) suggests that energy can be prevented from being thermally dissipated, and that electrical energy can be converted into mechanical energy with high efficiency. That is, the shape of the polyurethane elastomer can be changed only by molecular orientation in a state where the effective current is substantially zero, and the mechanical deformation energy generated at the time of this shape change is used for actuation.
【0010】一方、ゲル状の材料の場合に必要とする溶
媒を全く含まない状態においてポリマー構造の制御だけ
で駆動性能を引き出せるということは、ポリウレタン・
エラストマー材料が汎用性の材料であることを考えると
非常に大きな利点である。On the other hand, the fact that the driving performance can be brought out only by controlling the polymer structure in a state where the solvent is not contained at all in the case of the gel-like material is required for polyurethane-based materials.
This is a very great advantage considering that elastomer materials are versatile materials.
【0011】[0011]
【実施例】以下、この発明を実施例により更に具体的に
説明する。尚、この発明は下記の実施例に限定されな
い。作用の欄に記載のように、この発明のポリウレタン
エラストマー・アクチュエータの機構は高分子鎖のコン
フォメーション変化に起因するもので、従来の荷電性ゲ
ルのように化学反応を伴うものと比較すると応答性が極
めて速い。応答速度はポリウレタン・エラストマーの誘
導性などによるが、概ねミリ秒から10ミリ秒のオーダ
ーである。変化量はポリウレタン・エラストマー固有の
架橋度などに起因する構造と物性に最も大きく依存して
いる。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the following embodiments. As described in the column of action, the mechanism of the polyurethane elastomer actuator of the present invention is caused by a conformational change of a polymer chain, and has a higher responsiveness compared to a conventional charged gel that involves a chemical reaction. Is extremely fast. The response speed depends on the inducibility of the polyurethane elastomer, but is generally on the order of milliseconds to 10 milliseconds. The amount of change most greatly depends on the structure and physical properties resulting from the degree of crosslinking inherent to the polyurethane elastomer.
【0012】ポリウレタン・エラストマーに起因する弾
性機能をアクチュエータに利用すべく更にその化学構造
を探索した。ポリウレタン・エラストマーの構造上の必
要成分はソフト・セグメントとハード・セグメントとを
構成する成分と物理強度の改変に必要な硬化剤との三成
分である。従って、各種の関連化合物及びそれらの組合
せについて電場による駆動性能の検討を行った。In order to utilize the elastic function of the polyurethane elastomer for the actuator, the chemical structure was further searched. Structural necessary components of the polyurethane elastomer are three components, that is, a component constituting a soft segment and a hard segment, and a curing agent necessary for modifying physical strength. Therefore, the driving performance of various related compounds and their combinations by an electric field was examined.
【0013】ポリウレタン・エラストマーは次に示すよ
うな方法で得ることが出来る。即ち、高分子ポリオール
及び有機ポリイソシアネート及び鎖伸長剤を用いて、従
来公知の方法により反応を行う。例えば、この高分子ポ
リオールと有機ポリイソシアネートとを反応させてウレ
タンプレポリマーを得て、次いでこれに鎖伸長剤を反応
せしめる方法、或いは、前記三成分を所定の割合で同時
に反応せしめる所謂ワンショット法等が有る。高分子ポ
リオールと有機ポリイソシアネートとのNCO/OHモ
ル比は1.5〜9の範囲が好ましい。The polyurethane elastomer can be obtained by the following method. That is, the reaction is carried out by a conventionally known method using a polymer polyol, an organic polyisocyanate and a chain extender. For example, a method of reacting this polymer polyol with an organic polyisocyanate to obtain a urethane prepolymer and then reacting it with a chain extender, or a so-called one-shot method of simultaneously reacting the three components at a predetermined ratio. And so on. The NCO / OH molar ratio between the polymer polyol and the organic polyisocyanate is preferably in the range of 1.5 to 9.
【0014】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、1,3−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−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’−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’−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、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。これらは1
種のみを用いてもよいし或いは2種以上を併用してもよ
い。As the polyisocyanate, 2
As long as it has at least two isocyanate groups,
For example, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4
-Trimethylhexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,
4'-methylenebis (cyclohexylisocyanate), 1-methyl-2,4-cyclohexanediisocyanate, 1-methyl-2,6-cyclohexanediisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl ) Cyclohexane, m-phenylene diisocyanate, p-
Phenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-toluidine diisocyanate, dianidin diisocyanate, 4, 4'-
Diphenyl ether diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, ω, ω'-diisocyanate-
Examples thereof include 1,4-diethylbenzene, polymethylene polyfernyl polyisocyanate, and modified isocyanurates, carbodiimides, and burets of these polyisocyanates. These are 1
Only one species may be used, or two or more species may be used in combination.
【0015】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の1種又は2
種以上からなるもの、又は前記ポリオールにポリオレフ
ィン系ポリオールを適宜ブレンドしたもの等を使用する
ことができる。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、
分子量500〜10000のものがある。具体的には、
ポリ(エチレンアジペート)(「PEA」)、ポリ(ジ
エチレンアジペート)(「PDA」)、ポリ(プロピレ
ンアジペート)(「PPA」)、ポリ(テトラメチレン
アジペート)(「PBA」)、ポリ(ヘキサメチレンア
ジペート)(「PHA」)、ポリ(ネオペンチレンアジ
ペート)(「PNA」)、3−メチル−1,5−ペンタ
ンジオールとアジピン酸からなるポリオール、PEAと
PDAのランダム共重合体、PEAとPPAのランダム
共重合体、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
れも分子量500〜10000であることが好ましい)
が挙げられ、それぞれ単独で使用し又は複数併用したり
できる。更に、ポリエステル系ポリオールとしては例え
ば下記の酸の少なくとも1つとグリコールの少なくとも
1つとの共重合体が挙げられる。As the polyol, one or two of polyester-based polyol, polyether-based polyol, polycarbonate-based polyol and polybutadiene-based polyol are used.
It is possible to use a mixture of at least two or more kinds, or a mixture of the polyol and a polyolefin-based polyol as appropriate. As the polyester-based polyol, for example, a condensate of a polycarboxylic acid and a low-molecular-weight polyol,
There are those having a molecular weight of 500 to 10,000. In particular,
Poly (ethylene adipate) ("PEA"), poly (diethylene adipate) ("PDA"), poly (propylene adipate) ("PPA"), poly (tetramethylene adipate) ("PBA"), poly (hexamethylene adipate) ) (“PHA”), poly (neopenthylene adipate) (“PNA”), polyol consisting of 3-methyl-1,5-pentanediol and adipic acid, random copolymer of PEA and PDA, and PEA and PPA Random copolymer, PEA and PBA random copolymer, PHA
And a PNA random copolymer, or a caprolactone polyol obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone, a polyol obtained by ring-opening β-methyl-δ-valerolactone with ethylene glycol, etc. It is preferable that the molecular weight is 500 to 10,000)
And each can be used alone or in combination. Furthermore, examples of the polyester polyol include a copolymer of at least one of the following acids and at least one of glycols.
【0016】酸: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。 グリコール: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−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリ
コール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ペンタ
エリスリトール、3−メチル−1,5−ペンタンジオー
ル。Acids: terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecane diacid, dimer acid (mixture), paraoxybenzoic acid, trimellitic anhydride, ε-caprolactone, β-methyl-δ valerolactone. Glycol: ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, penta Erythritol, 3-methyl-1,5-pentanediol.
【0017】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)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与えられるもの、具体的にはポリプ
ロピレングリコール(「PPG」)、ポリエチレングリ
コール(「PEG」)、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などが挙げられる。また、テ
トラヒドロフランのカチオン重合により与えられ、分子
量500〜5000のものがある。具体的には、ポリテ
トラメチレンエーテルグリコール(「PTMG」)であ
り、また、テトラヒドロフランは他のアルキレンオキシ
ドとの共重合体があり、具体的にはテトラヒドロフラン
とプロピレンオキサイドとの共重合体、テトラヒドロフ
ランとエチレンオキサイドとの共重合体など(これらは
いずれも分子量500〜10000であることが好まし
い)が挙げられそれぞれ単独で使用し又は複数併用した
りできる。As the polyether polyol, for example, an alkylene oxide (eg, ethylene oxide, propylene oxide) obtained by ring-opening addition polymerization using a polyhydric alcohol (eg, diethylene glycol) which is an active hydrogen compound as an initiator, specifically, Examples include polypropylene glycol ("PPG"), polyethylene glycol ("PEG"), and a copolymer of propylene oxide and ethylene oxide. In addition, there is one having a molecular weight of 500 to 5,000, which is provided by cationic polymerization of tetrahydrofuran. Specifically, it is polytetramethylene ether glycol ("PTMG"), and tetrahydrofuran is a copolymer with another alkylene oxide, specifically, a copolymer of tetrahydrofuran and propylene oxide, and tetrahydrofuran. Copolymers with ethylene oxide and the like (all of which preferably have a molecular weight of 500 to 10,000) can be mentioned, and they can be used alone or in combination.
【0018】ポリカーボネート系ポリオールとしては従
来公知のポリオール(多価アルコール)とホスゲン、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。このようなポリカーボネート系
ポリオールとして特に好ましいものはポリオールとし
て、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、又は1,5−ペンタンジオールを使用したものであ
り、その分子量が約500〜10000の範囲のもので
ある。それぞれ単独で使用し又は複数併用したりでき
る。The polycarbonate-based polyol is obtained by condensation of a conventionally known polyol (polyhydric alcohol) with phosgene, chloroformate, dialkyl carbonate or diallyl carbonate, and is known to have various molecular weights. Particularly preferred as such a polycarbonate-based polyol is one using 1,6-hexanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, neopentyl glycol, or 1,5-pentanediol as the polyol. Having a molecular weight of about 500 to 10,000. Each of them can be used alone or in combination.
【0019】ポリブタジエン系ポリオールとしては次の
ようなものを使用することが出来る。水酸基含有液状ジ
エン系重合体としては分子量600〜3000、平均官
能基数1.7〜3.0であり、炭素数4〜12のジエン
重合体、ジエン共重合体、更にはこれらジエンモノマー
と炭素数2〜2.2のα−オレフィン性付加重合性モノ
マーとの共重合体などがある。具体的にはブタジエンホ
モポリマー、イソプレンホモポリマー、ブタジエン−ス
チレンコポリマー、ブタジエン−イソプレンコポリマ
ー、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、ブタジ
エン−2−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、ブ
タジエン−n−オクタデシルアクリレートコポリマーな
どを例示することが出来る。これらの液状ジエン系重合
体は、例えば液状反応媒体中で共役ジエンモノマーを過
酸化水素の存在下で加熱反応させることにより製造する
ことが出来る。The following can be used as the polybutadiene-based polyol. The hydroxyl group-containing liquid diene polymer has a molecular weight of 600 to 3000, an average number of functional groups of 1.7 to 3.0, and has 4 to 12 carbon atoms, a diene polymer, a diene copolymer, and a diene monomer and carbon number. Copolymers with 2 to 2.2 α-olefinic addition polymerizable monomers. Specific examples thereof include butadiene homopolymer, isoprene homopolymer, butadiene-styrene copolymer, butadiene-isoprene copolymer, butadiene-acrylonitrile copolymer, butadiene-2-ethylhexyl acrylate copolymer, and butadiene-n-octadecyl acrylate copolymer. These liquid diene-based polymers can be produced, for example, by reacting a conjugated diene monomer by heating in a liquid reaction medium in the presence of hydrogen peroxide.
【0020】また、ポリオール成分に、前記の液状ジエ
ン系重合体の二重結合を飽和したポリオレフィン系ポリ
オールをブレンドして用いても良い。硬化剤としては、
ウレタンプレポリマーを硬化してポリウレタン・エラス
トマーを生成させる際に一般的に用いられているもので
よい。例えばポリオール化合物、ポリアミン化合物等が
挙げられる。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級ポリオールのいずれを用いて
もよい。具体的には、トリメチロールプロパン(「TM
P」)、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−ペカタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、1,2−ブタンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオー
ル、1,2−ペンタンジオール、2,3−ペンタンジオ
ール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘキサンジ
オール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、シク
ロヘキサンジオール、2−エチル−2−(ヒドロキシメ
チル)−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。ポ
リアミン化合物としてはジアミン、トリアミン、テトラ
アミン等、1級アミン、2級アミン、3級アミンのいず
れも用いることができる。具体的にはヘキサメチレンジ
アミン等の脂肪族アミン、3,3’−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’−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。これらの硬化剤は1種
のみを用いてもよいし複数種を併用してもよい。Further, the polyol component may be blended with a polyolefin-based polyol in which the double bond of the liquid diene-based polymer is saturated. As a curing agent,
It may be one commonly used in curing a urethane prepolymer to form a polyurethane elastomer. For example, a polyol compound, a polyamine compound and the like can be mentioned. Any of a primary polyol, a secondary polyol, and a tertiary polyol may be used as the polyol compound. Specifically, trimethylolpropane (“TM
P "), ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pecatanediol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2-pentanediol, 2,3-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-hexanediol, 2-ethyl-1,3- Hexanediol, cyclohexanediol, 2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol and the like can be mentioned. As the polyamine compound, any of primary amine, secondary amine, and tertiary amine such as diamine, triamine, and tetraamine can be used. Specifically, aliphatic amines such as hexamethylenediamine, 3,3′-dimethyl-4,
An alicyclic amine such as 4'-diaminodicyclohexylmethane, 4,4'-methylenebis-2-chloroaniline,
Aromatic amines such as 2,2'3,3'-tetrachloro-4,4'-diaminophenylmethane and 4,4'-diaminodiphenyl; and 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol; Can be These curing agents may be used alone or in combination of two or more.
【0021】上記の硬化剤と前記の組成から得られたウ
レタンプレポリマーとを混合し同ウレタンプレポリマー
を硬化させるための方法として、ウレタンプレポリマー
に対する硬化剤の混合割合、硬化温度、硬化時間等を含
めて公知の方法で行うことができる。この発明に用いる
ポリウレタン・エラストマーは添加剤等を含有するもの
としてもよい。添加剤として例えば非イオン性の可塑
剤、難燃剤、充填剤、安定剤、着色剤等がある。As a method for mixing the above-mentioned curing agent with the urethane prepolymer obtained from the above composition and curing the urethane prepolymer, the mixing ratio of the curing agent to the urethane prepolymer, curing temperature, curing time, etc. And can be performed by a known method. The polyurethane elastomer used in the present invention may contain additives and the like. Additives include, for example, nonionic plasticizers, flame retardants, fillers, stabilizers, colorants, and the like.
【0022】可塑剤としては、例えばフタル酸ジオクチ
ル(「DOP」)、フタル酸ジブチル(「DBP」)、
アジピン酸ジオクチル(「DOA」)、トリエチレング
リコールジベンゾエート、トリクレジルホスフェート、
フタル酸ジオクチル、ペンタエリストールの脂肪酸エス
テル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオク
チル、アジピン酸ジブトキシエトキシエチルなどを利用
できる。Examples of the plasticizer include dioctyl phthalate (“DOP”), dibutyl phthalate (“DBP”),
Dioctyl adipate ("DOA"), triethylene glycol dibenzoate, tricresyl phosphate,
Dioctyl phthalate, fatty acid ester of pentaeristol, dioctyl sebacate, diisooctyl azelate, dibutoxyethoxyethyl adipate and the like can be used.
【0023】前記組成の組合せによる多数のポリウレタ
ン・エラストマーを厚さ2mmのプレート状に成型した
後、これらについて直流電場を印加しその機械的応答性
を歪みセンサーを用いて計測した。即ち、プレート状に
成型したポリウレタン・エラストマーの上下面を電極板
で挟み電圧を印加した。ポリウレタン・エラストマーの
厚さ変化を歪みセンサーで観測し、電位、電流の影響な
どを測定した。After molding a large number of polyurethane elastomers having the above-mentioned composition combinations into a plate having a thickness of 2 mm, a DC electric field was applied thereto and the mechanical response was measured using a strain sensor. That is, the upper and lower surfaces of the polyurethane elastomer molded into a plate shape were sandwiched between electrode plates, and a voltage was applied. The change in thickness of the polyurethane / elastomer was observed with a strain sensor, and the effects of potential and current were measured.
【0024】以下、具体的実施例を示す。各実施例は次
のような手順により行った。ポリオール成分100重量
部(以下(1)に示す)にポリイソシアネート成分(以
下(2)に示す)を加え、窒素気流下において85℃で
1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る。得られたウレタンプレポリマー
のイソシアネート基(「NCO」)含有量、及び80℃
における粘度を測定した(表1及び表2に示す)。ウレ
タンプレポリマーの粘度はハーケ回転粘度計・ロトビス
コRV−12を用いて求めた。Hereinafter, specific examples will be described. Each example was performed according to the following procedure. A polyisocyanate component (hereinafter referred to as (2)) is added to 100 parts by weight of a polyol component (hereinafter referred to as (1)) and reacted at 85 ° C. for 1 hour under a nitrogen stream to obtain a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group. . Isocyanate group (“NCO”) content of the obtained urethane prepolymer, and 80 ° C.
Was measured (shown in Tables 1 and 2). The viscosity of the urethane prepolymer was determined using a Haake rotational viscometer, Rotovisco RV-12.
【0025】上記のようにして得たウレタンプレポリマ
ー100重量部を80℃に保温し、硬化剤(以下(3)
に示す)を溶融させて混合し、予め110℃に保温して
おいた厚み2mmの金型に注ぎ込んで110℃で16時
間オーブン中に放置し硬化反応を完成させた。そして硬
さ(JIS−A)を測定した(表1及び表2に示す)。
ここで、硬化剤として4,4’−メチレンビス(ジクロ
ロアニリン)を用いた場合の溶融温度は140℃、これ
以外の硬化剤を使用した場合の溶融温度は80℃とし
た。実施例1 (1) 平均分子量(数平均分子量を指す。以下同じ)
が1.979のポリエチレングリコール(三洋化成工業
株式会社製、商品名PEG−2000)と平均分子量が
2.007のポリプロピレングリコール(三洋化成工業
株式会社製、商品名サニックスPP2000)とを7:
3でブレンド。 (2) パラフェニレンジイソシアネート(デュポン社
製、以下同様)…16.1重量部。 (3) 4,4’−メチレンビス(ジクロロアニリン)
(イハラケミカル工業株式会社製、商品名TCDAM、
以下同様)…12.7重量部。実施例2 (1) 平均分子量が1.042のポリ−β−メチル−
δ−バレロラクトンポリオール(クラレ株式会社製、商
品名クラポールL1010)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…30.7重
量部。 (3) 1,4−ブタンジオール(関東化学株式会社
製、以下同様)…5.8重量部。実施例3 (1) 平均分子量が1.510のポリ−3−メチル−
1,5−ペンタンアジペートポリオール(クラレ株式会
社製、商品名クラポールP1510)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…21.2重
量部。 (3) 1,4−ブタンジオール…1.5重量部と、ト
リメチロールプロパン(関東化学株式会社製、以下同
様)…2.9重量部。実施例4 (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(クラレ株式会
社製、商品名クラポールP3010、以下同様)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…10.9重
量部。 (3) 1,2−プロパンジオール(関東化学株式会社
製、以下同様)…1.0重量部と、トリメチロールプロ
パン…1.4重量部。実施例5 (1) 平均分子量が10.389であり、エチレンオ
キサイドがキャップされたポリプロピレングリコール
(旭硝子株式会社製、商品名X8202D、以下同
様)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…3.1重量
部。 (3) 1,4−ブタンジオール…0.2重量部と、ト
リメチロールプロパン…0.5重量部。実施例6 (1) 平均分子量が10.389であり、エチレンオ
キサイドがキャップされたポリプロピレングリコール。 (2) 4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
(日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名ミリオネー
トMT、以下同様)…4.8重量部。 (3) 1,4−ブタンジオール…0.2重量部と、ト
リメチロールプロパン…0.4重量部。実施例7 (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。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…10.9重
量部。 (3) トリメチロールプロパン…2.8重量部。実施例8 (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。 (2) 4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
…17.0重量部。 (3) トリメチロールプロパン…2.8重量部。実施例9 (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(クラレ株式会
社製、商品名クラポールP3010)。 (2) 4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
…17.0重量部。 (3) 平均分子量が993のポリエチレンアジペート
ポリオール(日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名
ニッポラン4002)…29.2重量部。実施例10 (1) 平均分子量が1.948のポリ−3−メチル−
1,5−ペンタンアジペートポリオール(クラレ株式会
社製、商品名クラポールP2010、以下同様)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…16.4重
量部。 (3) 1,2−プロパンジオール…3.2重量部。実施例11 (1) 平均分子量が1.948のポリ−3−メチル−
1,5−ペンタンアジペートポリオール。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…16.4重
量部。 (3) 4,4’−メチレンビス(ジクロロアニリン)
…10.3重量部と、トリイソプロパノールアミン(関
東化学株式会社製)…1.1重量部。実施例12 (1) 平均分子量が2.055のポリブチレンアジペ
ートポリオール(日本ポリウレタン工業株式会社製、商
品名ニッポラン4010)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…15.6重
量部。 (3) 1,4−ブタンジオール…0.8重量部と、ト
リメチロールプロパン…3.0重量部。実施例13 (1) 平均分子量が2.477のポリブチレンアジペ
ートポリオール(日本ポリウレタン工業株式会社製、商
品名ニッポラン3027)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…12.9重
量部。 (3) 1,4−ブタンジオール…0.8重量部と、ト
リメチロールプロパン…3.0重量部。実施例14 (1) 平均分子量が1.996のポリカプロラクトン
ポリオール(ダイセル化学工業株式会社製、商品名プラ
クセル220、以下同様)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…16.0重
量部。 (3) 1,3−ブタンジオール(関東化学株式会社
製、以下同様)…3.8重量部。実施例15 (1) 平均分子量が1.996のポリカプロラクトン
ポリオール。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…16.0重
量部。 (3) 1,3−ブタンジオール…2.8重量部と、
1,4−ブタンジオール…1.0重量部。実施例16 (1) 平均分子量が1.993のエチレングリコール
とブチレングリコール及びアジピン酸から成るポリオー
ル(三洋化成工業株式会社製、商品名サンエスター24
620)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…16.1重
量部。 (3) 1,4−ブタンジオール…2.5重量部と、ト
リメチロールプロパン…1.4重量部。実施例17 (1) 平均分子量が1.986のポリテトラメチレン
エーテルグリコール(保土谷株式会社製、商品名PTG
2000SN)。 (2) パラフェニレンジイソシアネート…16.1重
量部。 (3) トリメチロールプロパン…3.6重量部。実施例18 (1) 平均分子量が2.022のポリエチレンアジペ
ートポリオール(日本ポリウレタン工業株式会社製、商
品名ニッポラン4040)。 (2) トリレンジイソシアネート…17.2重量部。 (3) トリメチロールプロパン…3.6重量部。100 parts by weight of the urethane prepolymer obtained as described above is kept at 80 ° C., and a curing agent (hereinafter referred to as (3)
Was melted and mixed, poured into a 2 mm-thick mold kept at 110 ° C. in advance, and left in an oven at 110 ° C. for 16 hours to complete the curing reaction. Then, the hardness (JIS-A) was measured (shown in Tables 1 and 2).
Here, the melting temperature when using 4,4′-methylenebis (dichloroaniline) as the curing agent was 140 ° C., and the melting temperature when using other curing agents was 80 ° C. Example 1 (1) Average molecular weight (refers to number average molecular weight; the same applies hereinafter)
1.979 of polyethylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd., trade name: PEG-2000) and polypropylene glycol having an average molecular weight of 2.007 (manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Sanix PP2000) 7:
Blend with 3. (2) Paraphenylene diisocyanate (manufactured by DuPont, the same applies hereinafter): 16.1 parts by weight. (3) 4,4'-methylenebis (dichloroaniline)
(TCDAM, manufactured by Ihara Chemical Industry Co., Ltd.
The same applies hereinafter): 12.7 parts by weight. Example 2 (1) Poly-β-methyl- having an average molecular weight of 1.042
δ-Valerolactone polyol (Kuraray Co., Ltd., trade name Klapol L1010). (2) Paraphenylene diisocyanate: 30.7 parts by weight. (3) 1,4-butanediol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .; the same applies hereinafter): 5.8 parts by weight. Example 3 (1) Poly-3-methyl- having an average molecular weight of 1.510
1,5-pentane adipate polyol (Kuraray Co., Ltd., trade name Kurapol P1510). (2) Paraphenylene diisocyanate: 21.2 parts by weight. (3) 1.5 parts by weight of 1,4-butanediol and 2.9 parts by weight of trimethylolpropane (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .; the same applies hereinafter). Example 4 (1) Poly-3-methyl- having an average molecular weight of 2.945
1,5-pentane adipate polyol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name: Kurapol P3010, the same applies hereinafter). (2) Paraphenylene diisocyanate: 10.9 parts by weight. (3) 1,2-propanediol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .; the same applies hereinafter): 1.0 part by weight and trimethylolpropane: 1.4 parts by weight. Example 5 (1) Polypropylene glycol having an average molecular weight of 10.389 and capped with ethylene oxide (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., trade name X8202D, and so on). (2) Paraphenylene diisocyanate: 3.1 parts by weight. (3) 1,4-butanediol: 0.2 parts by weight and trimethylolpropane: 0.5 parts by weight. Example 6 (1) Polypropylene glycol having an average molecular weight of 10.389 and capped with ethylene oxide. (2) 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., trade name: Millionate MT, the same applies hereinafter): 4.8 parts by weight. (3) 1,4-butanediol: 0.2 parts by weight and trimethylolpropane: 0.4 parts by weight. Example 7 (1) Poly-3-methyl- having an average molecular weight of 2.945
1,5-pentane adipate polyol. (2) Paraphenylene diisocyanate: 10.9 parts by weight. (3) Trimethylolpropane: 2.8 parts by weight. Example 8 (1) Poly-3-methyl- having an average molecular weight of 2.945
1,5-pentane adipate polyol. (2) 4,4'-diphenylmethane diisocyanate: 17.0 parts by weight. (3) Trimethylolpropane: 2.8 parts by weight. Example 9 (1) Poly-3-methyl- having an average molecular weight of 2.945
1,5-pentane adipate polyol (Kuraray Co., Ltd., trade name Kurapol P3010). (2) 4,4'-diphenylmethane diisocyanate: 17.0 parts by weight. (3) Polyethylene adipate polyol having an average molecular weight of 993 (Nipporan 4002, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.): 29.2 parts by weight. Example 10 (1) Poly-3-methyl- having an average molecular weight of 1.948
1,5-pentane adipate polyol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name: Klapol P2010, the same applies hereinafter). (2) Paraphenylene diisocyanate: 16.4 parts by weight. (3) 1,2-propanediol: 3.2 parts by weight. Example 11 (1) Poly-3-methyl- having an average molecular weight of 1.948
1,5-pentane adipate polyol. (2) Paraphenylene diisocyanate: 16.4 parts by weight. (3) 4,4'-methylenebis (dichloroaniline)
... 10.3 parts by weight and triisopropanolamine (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) ... 1.1 parts by weight. Example 12 (1) Polybutylene adipate polyol having an average molecular weight of 2.055 (Nipporan 4010, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.). (2) Paraphenylene diisocyanate: 15.6 parts by weight. (3) 1,4-butanediol: 0.8 parts by weight and trimethylolpropane: 3.0 parts by weight. Example 13 (1) Polybutylene adipate polyol having an average molecular weight of 2.477 (Nipporan 3027, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.). (2) Paraphenylene diisocyanate: 12.9 parts by weight. (3) 1,4-butanediol: 0.8 parts by weight and trimethylolpropane: 3.0 parts by weight. Example 14 (1) Polycaprolactone polyol having an average molecular weight of 1.996 (Placcel 220, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .; the same applies hereinafter). (2) Paraphenylene diisocyanate: 16.0 parts by weight. (3) 1,3-butanediol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .; the same applies hereinafter): 3.8 parts by weight. Example 15 (1) Polycaprolactone polyol having an average molecular weight of 1.996. (2) Paraphenylene diisocyanate: 16.0 parts by weight. (3) 1,3-butanediol: 2.8 parts by weight;
1,4-butanediol: 1.0 part by weight. Example 16 (1) A polyol composed of ethylene glycol having an average molecular weight of 1.993, butylene glycol and adipic acid (manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Sun Ester 24)
620). (2) Paraphenylene diisocyanate: 16.1 parts by weight. (3) 1,4-butanediol: 2.5 parts by weight and trimethylolpropane: 1.4 parts by weight. Example 17 (1) Polytetramethylene ether glycol having an average molecular weight of 1.986 (PTG manufactured by Hodogaya Co., Ltd.)
2000SN). (2) Paraphenylene diisocyanate: 16.1 parts by weight. (3) Trimethylolpropane: 3.6 parts by weight. Example 18 (1) Polyethylene adipate polyol having an average molecular weight of 2.022 (Nipporan 4040, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.). (2) Tolylene diisocyanate: 17.2 parts by weight. (3) Trimethylolpropane: 3.6 parts by weight.
【0026】上記のようにして成型したエラストマーの
寸法、形状、測定条件は下記の通りである。 エラストマーの寸法:縦25mm×横25mm×厚
さ2mmである。 エラストマーの形状:偏平な厚みのある板状で、ゴ
ム状の弾性を持つ。 印加電圧:100V〜1000V、変化させた電流
値:1mA〜10mA。印加電圧が100V未満ではエ
ラストマーの変形は観測できなかった。電圧を100V
以上にして観察された電場方向のエラストマーの変化量
は、電圧の増加に伴って単調に増加した。 電場方向のエラストマーの最大変化量は、実施例4
に於ける電圧500V、電流1mAの条件下の23.2
μm(1.16%)であった。発熱は各実施例を通して
3mA以下の条件では観測できなかった。尚、エラスト
マーの温度はエラストマー中に刺し込んだ熱電対によっ
て測定した。The dimensions, shape, and measurement conditions of the elastomer molded as described above are as follows. Elastomer dimensions: 25 mm long x 25 mm wide x 2 mm thick. Elastomer shape: Flat, plate-like, with rubber-like elasticity. Applied voltage: 100 V to 1000 V, changed current value: 1 mA to 10 mA. When the applied voltage was less than 100 V, no deformation of the elastomer could be observed. Voltage 100V
The amount of change of the elastomer in the direction of the electric field observed as described above monotonically increased with an increase in the voltage. The maximum change of the elastomer in the direction of the electric field is shown in Example 4.
23.2 under the conditions of a voltage of 500 V and a current of 1 mA
μm (1.16%). Heat generation was not observed under the condition of 3 mA or less throughout the examples. The temperature of the elastomer was measured with a thermocouple inserted into the elastomer.
【0027】表1及び表2に各実施例に於けるポリウレ
タンエラストマー・アクチュエータの測定結果等を示
す。Tables 1 and 2 show the measurement results of the polyurethane elastomer actuator in each of the examples.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】[0029]
【表2】 [Table 2]
【0030】次に、各測定結果を評価する。 (評価1)実施例4では500Vの電場印加で電場方向
に1.16%の速やかな収縮を観察した。これは圧電材
料であるポリフッ化ビニリデン・フィルムの同等条件下
に於ける0.1%以下という駆動量と比較して100倍
以上に達する。応答速度はポリフッ化ビニリデン・フィ
ルムの数倍と若干遅いが、硬度がJIS−A値で65の
弾性体であることを考慮に入れると大変速いと考えられ
る。因みに、電歪材料として用いられるPZT固定化エ
ポキシ樹脂と同程度の駆動量に於いて応答速度を比較す
ると2〜3分の1であり速い。Next, each measurement result is evaluated. (Evaluation 1) In Example 4, a rapid contraction of 1.16% was observed in the electric field direction when an electric field of 500 V was applied. This is more than 100 times as large as the driving amount of 0.1% or less of the piezoelectric material polyvinylidene fluoride film under the same conditions. The response speed is several times slower than that of the polyvinylidene fluoride film, but it is considered to be very high considering that the elastic body has a hardness of 65 in JIS-A value. Incidentally, when the response speed is compared with that of the PZT-immobilized epoxy resin used as the electrostrictive material at the same driving amount, the response speed is two to three times faster.
【0031】この実施例のものは前記のような低電場の
印加で、従って絶縁破壊の生じない殆ど電流値の観測さ
れない条件下で大きな駆動量を得られる。 (評価2) 実施例10、実施例14、実施例16等の場合も同様に
電場による大きい駆動が観察される。これらは前記実施
例4と同様にいずれもエステルなど比較的強い双極子モ
ーメントをソフト・セグメントに持つからではないかと
推測される。In this embodiment, a large driving amount can be obtained by applying the low electric field as described above, and therefore, under the condition that almost no current value is observed without dielectric breakdown. (Evaluation 2) In Examples 10, 14, and 16 as well, large driving by an electric field is also observed. These are the implementation
It is presumed that, as in Example 4 , all have a relatively strong dipole moment such as an ester in the soft segment.
【0032】ポリオールの種類としてはエステル系のも
のの変化量が最も大きく、エーテル系のものがこれに続
いた。尚、双極子モーメントの大きさの影響を調べるた
めに、双極子モーメントが弱いオレフィン系のみ用いた
ものも実験したが殆ど変化しなかった。 (評価3)ポリウレタン・エラストマーの構造上の必要
成分はハード・セグメントとソフト・セグメントとを構
成する成分と物理強度の改変に必要な硬化剤との三成分
である。より大きな駆動を生じさせるためにはハード・
セグメントの生成を阻害しやすい硬化剤が好ましいと考
えられる。その一つの態様としては側鎖を有する硬化剤
を用いることが望ましい。側鎖があると水素結合が形成
されにくく従ってハード・セグメントが生成しにくいの
で、直流電場の印加時の構造変化に対するハード・セグ
メントによる規制を緩和しうるからである。As to the types of polyols, ester-based polyols showed the largest variation, followed by ether-based polyols. In addition, in order to investigate the influence of the magnitude of the dipole moment, an experiment using only an olefin system having a weak dipole moment was conducted, but there was almost no change. (Evaluation 3) Structural necessary components of the polyurethane elastomer are three components of a component constituting a hard segment and a soft segment and a curing agent necessary for modifying physical strength. To generate a larger drive,
It is considered that a curing agent that easily inhibits generation of a segment is preferable. In one embodiment, it is desirable to use a curing agent having a side chain. This is because the presence of a side chain makes it difficult to form a hydrogen bond and thus hardly generates a hard segment, so that regulation by the hard segment on a structural change when a DC electric field is applied can be eased.
【0033】これらの実施例のポリウレタンエラストマ
ー・アクチュエータは圧電セラミックスのように結晶粒
界によって駆動されるのではなく、本質的に原理が異な
り、ポリウレタン・エラストマーの非晶領域を構成して
いるソフト・セグメント双極子の電場配向に起因する。
従って、低電圧で駆動することが出来る。つまり、この
ものの駆動原理は従来より知られている配向結晶化PV
DFや結晶粒界の電場による歪みの現象等とは全く異な
る新規な駆動原理に拠るものと考えられる。The polyurethane elastomer actuators of these embodiments are not driven by crystal grain boundaries like piezoelectric ceramics but are essentially different in principle, and are composed of soft actuators constituting an amorphous region of polyurethane elastomer. This is due to the electric field orientation of the segment dipole.
Therefore, it can be driven at a low voltage. In other words, the driving principle of this is a conventionally known orientation crystallized PV.
It is considered to be based on a novel driving principle completely different from the phenomenon of distortion due to the electric field of the DF and the grain boundaries.
【0034】また、ソフト・セグメント個々の挙動がポ
リウレタンエラストマー・アクチュエータ全体の歪とな
るので、大きな力を発生することが出来る。更に、低電
圧即ち、低エネルギーで駆動可能であり、且つポリウレ
タン・エラストマーは弾性体でありソフトであるので加
工性に富むアクチュエータを得ることが出来る。また、
ポリウレタン・エラストマーを用いると、その化学組成
の組合せを変えることで極めて大きな駆動量を有するア
クチュエータを作製しうる。Further, since the behavior of each soft segment causes distortion of the entire polyurethane elastomer actuator, a large force can be generated. Furthermore, since the polyurethane elastomer can be driven at a low voltage, that is, at a low energy, and the polyurethane elastomer is elastic and soft, it is possible to obtain an actuator having excellent workability. Also,
When a polyurethane elastomer is used, an actuator having an extremely large driving amount can be manufactured by changing the combination of the chemical compositions.
【0035】上述のようにして得られるポリウレタンエ
ラストマー・アクチュエータは微細加工によってマイク
ロマシン化できるため高精度でソフト、かつ微細なアク
ションを求められるマイクロサージュリーなどにも利用
されるマニピュレータなどへの適用が可能である。The polyurethane elastomer / actuator obtained as described above can be micromachined by microfabrication, so that it can be applied to manipulators used in microsurgeries that require high precision, soft and fine action. It is.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明した通り、この発明によれば直
流電場を印加することによって誘電性のポリオール成分
が電場方向に配向し、エラストマーの構造が異方的に変
化することを利用して、実効電流が事実上ゼロに近い状
態(即ち、発熱を最小限に抑えながら)で分子配向のみ
によってエラストマーの形状を変化させることができ、
更に、この形状変化の際に生じる機械的変形エネルギー
をアクチュエーションに有効に応用することが出来る。As described above, according to the present invention, by applying a DC electric field, the dielectric polyol component is oriented in the direction of the electric field, and the structure of the elastomer is changed anisotropically. The shape of the elastomer can be changed only by molecular orientation in a state where the effective current is virtually zero (that is, while minimizing heat generation),
Further, the mechanical deformation energy generated at the time of this shape change can be effectively applied to actuation.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠崎 敏明 奈良県大和郡山市池沢町172 ニッタ株 式会社 奈良工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 41/00 - 41/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshiaki Kasazaki 172 Ikezawa-cho, Yamatokoriyama-shi, Nara Pref. Nita Plant (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 41/00- 41/26
Claims (1)
ン・エラストマーであって、前記ポリウレタン・エラス
トマーに直流電場を印加することによって、前記ポリオ
ールが電場方向に配向す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。1. A polyurethane elastomer having a dielectric polyol , wherein the polyol is oriented in the direction of an electric field by applying a DC electric field to the polyurethane elastomer. Elastomer actuator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4236175A JP3026043B2 (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Polyurethane elastomer actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4236175A JP3026043B2 (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Polyurethane elastomer actuator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0685339A JPH0685339A (en) | 1994-03-25 |
JP3026043B2 true JP3026043B2 (en) | 2000-03-27 |
Family
ID=16996882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4236175A Expired - Lifetime JP3026043B2 (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Polyurethane elastomer actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3026043B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2418231A1 (en) | 2010-08-09 | 2012-02-15 | Bayer MaterialScience AG | Electromechanical converter comprising a polyurethane polymer with polycarbonate units |
EP2418230A1 (en) | 2010-08-09 | 2012-02-15 | Bayer MaterialScience AG | Electromechanical converter comprising a polyurethane polymer with polyester units |
US8624468B2 (en) | 2008-12-30 | 2014-01-07 | 3M Innovative Properties Company | Electromechanical materials and devices including the same |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000056797A1 (en) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Nisshinbo Industries, Inc. | Polymer compound, binder resin, composition for ion-conductive polymer electrolyte, and secondary cell |
JP4936405B2 (en) * | 2009-03-30 | 2012-05-23 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | Polyurethane elastomer actuator |
CN103119075B (en) * | 2010-08-09 | 2014-12-10 | 拜耳知识产权有限责任公司 | Electromechanical transducer comprising a polyurethane polymer with polyester and/or polycarbonate units |
TW201343699A (en) | 2012-02-01 | 2013-11-01 | 拜耳智慧財產有限公司 | Electromechanical transducer including a polyurethane polymer with polyester units and/or polycarbonate units |
CN104937735B (en) * | 2013-01-15 | 2017-03-22 | 东洋橡胶工业株式会社 | Polymer actuator |
JP6276624B2 (en) * | 2014-03-27 | 2018-02-07 | 東洋ゴム工業株式会社 | Polymer actuator |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP4236175A patent/JP3026043B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8624468B2 (en) | 2008-12-30 | 2014-01-07 | 3M Innovative Properties Company | Electromechanical materials and devices including the same |
EP2418231A1 (en) | 2010-08-09 | 2012-02-15 | Bayer MaterialScience AG | Electromechanical converter comprising a polyurethane polymer with polycarbonate units |
EP2418230A1 (en) | 2010-08-09 | 2012-02-15 | Bayer MaterialScience AG | Electromechanical converter comprising a polyurethane polymer with polyester units |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0685339A (en) | 1994-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5977685A (en) | Polyurethane elastomer actuator | |
JP3345730B2 (en) | Polyurethane elastomer actuator | |
JP3026066B2 (en) | Polyurethane elastomer actuator | |
US7232859B2 (en) | Polyurethane dispersion and articles prepared therefrom | |
JP3026043B2 (en) | Polyurethane elastomer actuator | |
EP1843406A1 (en) | Actuator comprising an electroactive polymer | |
US20070265388A1 (en) | Polyurethane dispersion and articles prepared therefrom | |
JP2013541310A (en) | Electromechanical transducer comprising polyurethane polymer and polyester and / or polycarbonate | |
GB1575637A (en) | Aqueous colloidal polyurea-urethane ionomer dispersions | |
JP4063564B2 (en) | Polyurethane elastomer piezoelectric element, pressure sensor and contact sensor | |
JP2003282982A (en) | Polyurethane elastomer actuator | |
JP4936405B2 (en) | Polyurethane elastomer actuator | |
EP2418231A1 (en) | Electromechanical converter comprising a polyurethane polymer with polycarbonate units | |
KR20060119491A (en) | A preparation methods for improveing the rate of drying, adhesion and hydrolytic stability of waterborne polyurethane via copolymer and emulsion blend, and waterborne polyurethane made by its method | |
JP3026042B2 (en) | Fast response polyurethane gel actuator | |
US4051111A (en) | Injection moldable polyurethanes | |
JP3128981B2 (en) | Shape memory resin material | |
JP3936813B2 (en) | Sliding urethane elastomer molded body | |
JP2000226424A (en) | Urethane prepolymer composition | |
SG192865A1 (en) | Screen printing method using printing ink which reacts to form a polyurethane polymer | |
JP2014100046A (en) | Polymer actuator | |
JP2876769B2 (en) | Vinyl chloride resin composition | |
EP0536604A2 (en) | Elastomers based on 4,4'-diisocyanato dicyclohexylmethane enriched in the trans, trans isomer which contain essentially no chain extenders | |
JP3489196B2 (en) | Method for producing polyvinyl chloride thermoplastic elastomer molded article | |
JP3324152B2 (en) | Polyvinyl chloride resin composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080128 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090128 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110128 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120128 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120128 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130128 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130128 Year of fee payment: 13 |