JP3131180B2

JP3131180B2 - ピロール系高分子フィルムまたは繊維の高感度電気変形方法

Info

Publication number: JP3131180B2
Application number: JP09340848A
Authority: JP
Inventors: 利夫功刀; 秀典奥崎
Original assignee: 利夫功刀
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2001-01-31
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11159443A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体中で、フィル
ムまたは繊維への水分子の吸脱着を電気的に制御するこ
とで、ピロール系高分子フィルムまたは繊維に伸長、収
縮、屈曲等の変形を引き起こさせるピロール系高分子フ
ィルムまたは繊維の高感度電気変形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来検討されてきた代表的な刺激応答性
高分子として、高分子ゲル、導電性高分子等がある。

【０００３】高分子ゲルは、温度、ｐＨ、イオン、溶
媒、電場、光等の刺激に応じて収縮、膨潤することが知
られている。これを利用して化学エネルギーを力学エネ
ルギーに変換し、機械や筋肉のように仕事をさせる系を
「ケモメカニカルシステム」あるいは「ケモメカニカル
反応」という（Y. Osada, " Progress in Polymer Scie
nce, Stimuli−Responsive Polymer Gels and Their Ap
plication to Chemomechanical System", Pergamon Pre
ss(1992)) 。

【０００４】Katchalskyらは、架橋したコラーゲンゲル
繊維を用い、濃度の異なる塩水溶液中における結晶化−
融解の相転移を駆動源とした「ロータリー式メカノケミ
カルエンジン」を試作している（I.Z. Steinberg, A. O
platka and A. Katchalsky,Nature, 210, 568(196
6)）。この装置で、コラーゲン繊維（長さ２７０ｃｍ、
質量３５０ｇ）は６０％収縮し、約３０ｍＷの出力を示
すことがわかっている。

【０００５】Kuhnらは、ポリビニルアルコールとポリア
クリル酸の薄膜を交互に積層し熱で接着した複合ゲル薄
膜を作製している（W. Kuhn, B. Hargitay, A. Katchal
sky,and H. Eisenberg, Nature, 165, 514(1950) ）。
これを、ｐＨの異なる水溶液に浸漬することにより繰り
返し膨潤、収縮し、３０〜５０ｇ／ｍｍ²の収縮応力を
発生することがわかっている（W. Kuhn et al., Elemen
tary MechanochemicalProcesses, edited by A. Wasser
man, p.1, Pergamon Press, Oxford(1960) ）。

【０００６】本発明者らは、ポリ（２−アクリルアミド
−２−メチルプロパンスルホン酸）ゲルが、界面活性剤
水溶液中で、収縮する現象を見い出し、この原理を利用
し、毎分約２５ｃｍの速度で歩く「人工尺取り虫」の作
製に成功している（Y. Osada, H. Okuzaki and H. Hor
i, Nature, 355, 242(1992)）。ここで、ゲル変形の駆
動力は界面活性剤とゲルが分子集合体を形成するときの
自由エネルギー変化であり、電気刺激は界面活性剤の泳
動方向と分子集合反応の平衡の両方を制御しており、動
電現象で説明できることがわかっている。

【０００７】導電性高分子は、電気化学的なドープ、脱
ドープにより膨潤、収縮することから、アクチュエータ
ーヘの応用が検討されている。例えば、Pei らは、金蒸
着したポリエチレンフィルム上にピロールを電解重合
し、電気化学的なドープ・脱ドープによるフィルムの変
形挙動を観察している（Q. Pei and O. Inganas. Synth
etic Metals, 55-57, 3718(1993)）。ドーパントとして
ドデシルベンゼンスルホン酸イオンを用いたとき、ポリ
ピロールフィルムの変形速度は最大０．５ｍｍ／ｓであ
った。また、Schlenoff らは、代表的な導電性高分子の
一つであるポリアニリンのキャストフィルムを作製し、
プロトン化・脱プロトン化によるフィルムの伸縮挙動を
観察している（T. E. Herod and J. B. Schlenoff, Che
m. Mater.,5, 951 (1993)）。膜厚５０〜２００μｍの
フィルムを１Ｎ塩酸水溶液に浸漬することにより、２０
分で約７％伸長することがわかっている。

【０００８】これら従来公知の技術においては、高分子
ゲルおよび導電性高分子は、その全てが溶液中または膨
潤状態でのみ使用可能なものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の技術は、以下に示すいくつかの本質的な問題点
が未だ十分には解決されていない。

【００１０】（１）湿式であるため応用が限定される。（２）変位または伸長・収縮速度が小さい。（３）エネルギー変換効率が低い。（４）低感度である。（５）使用する材料が軟らかく脆弱である。（６）動作の再現性、信頼性が低い。

【００１１】本発明は、このような従来の刺激応答性高
分子のもつ本質的な問題点を解決する目的でなされたも
のである。すなわち、本発明の一つの目的は、従来の刺
激応答性高分子とは異なる原理に基づき、すなわち、電
気刺激によって、空気中などの気体中（乾式）で、素早
くしかも大きく、繰り返し伸長、収縮、屈曲変形するこ
とができるピロール系高分子フィルムまたは繊維の高感
度電気変形方法を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、空気中で作動するア
クチュエータ素子を作製することができるピロール系高
分子フィルムまたは繊維の高感度電気変形方法を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題について鋭意研究をしていたところ、従来の刺激応答
性高分子とは異なる原理で、すなわち、微小な電気刺激
による水分子の吸脱着によって、空気中などの気体中
（乾式）で、ピロール系高分子フィルムまたは繊維が素
早くしかも大きく、繰り返し伸長、収縮、屈曲するな
ど、従来にない極めて特異な現象を見出した。そして、
本発明者らは、さらに、この発見に基づき研究を重ねた
結果、本発明に到達したものである。

【００１４】すなわち、本発明の構成は、以下に示すと
おりである。（１）少なくとも５０モル％のピロール単位を有する
ピロール系高分子フィルムまたは繊維を用い、電気刺激
による水分子の吸脱着によって、気体中で、上記フィル
ムまたは繊維を伸縮または屈曲せしめることを特徴とす
るピロール系高分子フィルムまたは繊維の高感度電気変
形方法。

【００１５】（２）ピロール系高分子フィルムまたは
繊維が、平状、リング状、ベルト状、チューブラー状お
よび円柱状からなる群から選ばれる少なくとも一種であ
ることを特徴とする前記第１項記載のピロール系高分子
フィルムまたは繊維の高感度電気変形方法。

【００１６】（３）ピロール系高分子フィルムまたは
繊維が、厚さまたは直径１〜１０００μｍの範囲である
ことを特徴とする前記第１項または前記第２項記載のピ
ロール系高分子フィルムまたは繊維の高感度電気変形方
法。

【００１７】（４）ピロール系高分子フィルムまたは
繊維が、厚さまたは直径１０〜１００μｍの範囲である
ことを特徴とする前記第３項記載のピロール系高分子フ
ィルムまたは繊維の高感度電気変形方法。

【００１８】（５）ピロール系高分子フィルムまたは
繊維が、少なくとも一種のイオンを包含することを特徴
とする前記第１項または前記第２項記載のピロール系高
分子フィルムまたは繊維の高感度電気変形方法。

【００１９】（６）ピロール系高分子フィルムまたは
繊維が、一軸延伸または二軸延伸されたフィルムまたは
繊維であることを特徴とする前記第１項または前記第２
項記載のピロール系高分子フィルムまたは繊維の高感度
電気変形方法。

【００２０】（７）印加電圧が、直流波、交流波、三
角波および矩形波から選ばれる少なくとも一種から供給
されることを特徴とする、前記第１項または前記第２項
記載のピロール系フィルムまたは繊維の高感度電気変形
方法。

【００２１】以下に本発明を構成する各要件について説
明する。本発明で変形とは、高分子フィルムが元の状態
から伸縮したり屈曲したりして形を変えることをいう。

【００２２】また、本発明で気体中とは、従来のゲルや
導電性高分子フィルムが溶液中または膨潤状態で作動す
るのに対するものであり、本発明では、従来不可能であ
った乾式（気体中）で高分子フィルムまたは繊維の伸
縮、屈曲などの変形が行われる。本発明では、特に好ま
しいのは空気中である。

【００２３】本発明に使用しうる高分子フィルムまたは
繊維は、少なくともピロール単位を分子鎖中に５０モル
％有するピロール系高分子フィルムまたは繊維である。
すなわち、本発明のピロール系高分子は、モノマーとし
て、ピロールの他、３−メチルピロール、３−エチルピ
ロール、３−ドデシルピロール等の３−アルキルピロー
ル、３，４−ジメチルピロール、３−メチル−４−ドデ
シルピロール等の３，４−ジアルキルピロール、Ｎ−メ
チルピロール、Ｎ−ドデシルピロール等のＮ−アルキル
ピロール、Ｎ−メチル−３−メチルピロール、Ｎ−エチ
ル−３−ドデシルピロール等のＮ−アルキル−３−アル
キルピロール、３−カルボキシピロールを重合して作製
されたピロール系高分子、あるいは、これらのモノマー
と他のモノマーとを重合して作製された共重合体であっ
て、しかも、これらの共重合体中、少なくとも５０モル
％がピロール単位を有するピロール系高分子が用いられ
る。

【００２４】これらのピロール系高分子の重合方法とし
ては、ヨウ素あるいは鉄イオン等の金属イオンを触媒と
する化学的酸化重合、あるいは定電圧または定電流を印
加する電解重合のどちらの方法も用いることが可能であ
る。好ましくは電解重合による方法である。また、本発
明のピロール系高分子フィルムまたは繊維は、重合と同
時に作製することもできる。

【００２５】電解重合においては、塩化物イオン、臭化
物イオン等のハロゲン化物イオン、過塩素酸イオン、テ
トラフルオロ硼酸イオン、六フッ化ヒ酸イオン、硫酸イ
オン、硝酸イオン、チオシアン酸イオン、六フッ化ケイ
酸イオン、燐酸イオン、フェニル燐酸イオン、六フッ化
燐酸イオン等の燐酸系イオン、トリフルオロ酢酸イオ
ン、トシレートイオン、エチルベンゼンスルホン酸イオ
ン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオン等のアルキルベ
ンゼンスルホン酸イオン、メチルスルホン酸イオン、エ
チルスルホン酸イオン等のアルキルスルホン酸イオン、
ポリアクリル酸イオン、ポリビニルスルホン酸イオン、
ポリスチレンスルホン酸イオン、ポリ（２−アクリルア
ミド−２−メチルプロパンスルホン酸）イオン等の高分
子イオンのうち、少なくとも一種のイオンがドーパント
として使用される。

【００２６】本発明に使用するピロール系高分子フィル
ムまたは繊維（以下、原フィルムまたは原繊維とよぶこ
とがある。）は、柔軟性と適当な力学強度を損わない限
り、原フィルムまたは原繊維の長さ、幅、厚さまたは直
径については特に制限はなく、大面績の原フィルムまた
は原繊維も用いることも可能であるが、本発明の効果を
有効に発揮するためには、原フィルムまたは原繊維が繰
り返し伸縮可能であること、すなわち柔軟であることが
好適である。このため、原フィルムの厚さまたは原繊維
の直径は、一般には１〜１０００μｍの範囲、好ましく
は１０〜１００μｍの範囲のものが用いられる。

【００２７】また、原フィルムまたは原繊維は、公知の
延伸方法によって一軸延伸または二軸延伸されたフィル
ムまたは繊維であることが好ましい。このような公知の
延伸方法としては、熱延伸法、ゾーン延伸法、膨潤延伸
法等の延伸方法がいずれも採用できる。原フィルムまた
は原繊維は、このような延伸による高分子鎖の配向、緊
張化により、ヤング率、切断強度等の力学的性質、熱安
定性、電導度等の性能を向上させることができる。

【００２８】また、原フィルムまたは原繊維は、平状、
リング状、ベルト状、チューブラー状、または円柱状の
形状で用いることができる。また、これらの形状を組み
合わせて用いることができる。

【００２９】原フィルムまたは原繊維への水分子の吸脱
着を制御することにより、原フィルムまたは原繊維を伸
縮させることのできる電気刺激として、直流波、交流
波、三角波、矩形波などが利用可能である。本発明で
は、特に好ましいのは直流波である。

【００３０】本発明の電気刺激は、好ましくは１００Ｖ
以下の電気刺激、最も好ましくは１０Ｖ以下の電気刺激
である。本発明における原フィルムまたは原繊維のこの
ような電気変形挙動のメカニズムは、ファン・デル・ワ
ールス力程度の弱い物理吸着により結合している水分子
が、電気刺激により脱着することに基づいている。すな
わち、水分子が吸着すると原フィルムまたは原繊維は膨
張する。これに電気刺激を加えると、吸着していた水分
子を吐き出しながら原フィルムまたは原繊維が収縮す
る。

【００３１】また、本発明では、電気刺激を加える領域
や数についても、必ずしも限定されるものではない。こ
のように、本発明においては、ピロール系高分子フィル
ムまたは繊維の形状、大きさ、厚み、直径等、電気刺激
の種類、領域の大きさ、数等を、適宣選択することがで
きる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明における電気刺激による原
フィルムまたは原繊維の変形は、図１に示した極めて簡
単な実験装置で実施することができる。

【００３３】図１中において、原フィルムまたは原繊維
は、長さ４０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さまたは直径約３０μ
ｍで、上端２．５ｍｍがてこの一端に、下端２．５ｍｍ
が装置に固定されている。したがって、フィルムまたは
繊維の駆動部分は、その固定箇所を差し引いた部分であ
る。その質量は約５ｍｇである。図１では、てこの原理
で原フィルムまたは原繊維の伸縮を拡大して、レーザー
変位計で測定できるようになっている。また、原フィル
ムまたは原繊維の両末端に導線を連結することで電気刺
激を加えることができるようになっている。

【００３４】図ｌに示す装置では原フィルムまたは原繊
維をそのまま使用しているが、これを電気的に不活性な
支持体と張り合わせることにより、原フィルムまたは原
繊維の変形を屈曲として取り出すことも可能である。

【００３５】支持体としては、例えば、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエス
テル類、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド
類、ポリイミド類の他、ポリカーボネート、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン等の汎
用高分子が使用可能である。

【００３６】本発明は、また、原フィルムまたは原繊維
を直列および／または並列に配置することにより、より
大きな伸びや応力を取り出すことも可能である。本発明
は、高い感度と動作の再現性を要求する分野、フィルム
または繊維の可逆的な伸縮、屈曲を利用して気体や液体
についてその流量や方向を制御する人工弁、ケミカルバ
ルブ、スイッチ等の電子工学素子、直接フィルムまたは
繊維の伸縮を利用して仕事をさせる化学−力学エネルギ
ー変換材料（ケモメカニカル材料）やアクチュエーター
等幅広く産業上の分野で利用できる。

【００３７】

【実施例】以下に、実施例によって本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら
限定されるものではない。

【００３８】なお、各実施例で用いたピロール系高分子
フィルムまたは繊維は、以下の（ｌ）に示す方法によっ
て得られたものである。また、実施例中、伸縮挙動の測
定結果等の各測定結果は、以下の（２）〜（５）に示す
方法によって得られたものである。

【００３９】（１）ピロール系高分子フィルムまたは繊
維の作製ピロール０．４ｇおよび過塩素酸テトラエチルアンモニ
ウム１．１５ｇを、ｌｖｏｌ％の水を含む炭酸ブロピレ
ンに溶かして１００ｍ１とした。正極に白金板（長さ５
０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）、負極にアルミ
箔（長さ２００ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．０１ｍｍ）
を用いた図２に示すような電解重合セルに、上記溶液を
入れた。なお、図２中で、７はポテンショスタット、８
は低温恒温槽、９は温度制御装置、１０は電解重合セ
ル、１１はアルミ箔、１２は白金板、１３は投げ込みク
ーラー、および１４は冷媒（エタノール）を示す。

【００４０】電解重合セルを低温恒温槽中に３０分放置
後、ポテンショスタットから一定電流１．２５ｍＡ（電
流密度０．１２５ｍＡ／ｃｍ²）を１２時間印加し、電
解重合を行った。重合温度は−２０℃であった。

【００４１】得られた深緑色のポリピロールフィルムを
白金板上から剥がし、炭酸プロピレン中で約１時間洗浄
した。さらに、フィルムをｌ日真空乾燥し、これを試料
（原フィルム）として用いた。乾燥後のポリピロールフ
ィルムの寸法は、長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ約３
０μｍで、このフィルムは電導度１０２Ｓ／ｃｍ、ヤン
グ率０．６１ＧＰａ、切断強度３３．７ＭＰａおよび切
断伸度２５．９％の物性を有していた。

【００４２】（２）伸縮挙動の測定厚さまたは直径約３０μｍのポリピロールフィルムまた
は繊維を長さ４０ｍｍ、幅５ｍｍに切り出す。図１中に
示すように、フィルムまたは繊維の上端２．５ｍｍをて
この一端に固定し、下端を装置に固定した。てこの他端
の位置変化を分解能８μｍのレーザー変位計（ＬＢ−０
８０、株式会社キーエンス）で測定する。測定データを
アンプユニット（ＬＢ一１１００、株式会社キーエン
ス）で増幅し、パーソナルコンピュータに読み込む。な
お、図１中で、１はフィルムまたは繊維、２はてこ、３
は支点、４はレーザー変位計、５は放射温度計、６は湿
度計、７はポテンショスタットを示す。

【００４３】（３）温度および相対湿度の測定フィルムまたは繊維近傍の相対湿度の変化をデジタル温
湿計（ＭＣ−Ｐ、日本パナメトリクス株式会社）で測定
し、データをパーソナルコンピユータに読み込む。フィ
ルムまたは繊維表面の温度は放射温度計（ＣＴ−３０、
ＣＯＳ株式会社）を用いて測定した。

【００４４】（４）電圧印加と電流測定フィルムまたは繊維への電圧印加はポテンショスタット
（ＨＡ−３０１、北斗電工株式会社）を用いて行い、電
流値をパーソナルコンピユータにより読込んだ。

【００４５】（５）熱収縮挙動の測定フィルムまたは繊維の熱収縮挙動は、熱機械分析装置
（ＴＡＳ−２００、理学電器株式会社）を用い、５ｇ／
ｍｍ²の一定張力下で、２５℃から１００℃まで１℃／
ｍｉｎの昇温速度で測定を行った。

【００４６】

【実施例１】原フィルムまたは原繊維として、前述の
「（１）ピロール系高分子フィルムまたは繊維の作製」
の項で述べた過塩素酸イオンをドーパントとするポリピ
ロールフィルムを用いた。また、装置として、図１に示
す装置を用いた。

【００４７】温度２５℃、相対湿度５０％の条件下でポ
テンショスタットより直流電圧を３Ｖ印可したときのフ
ィルムの伸縮、電流値、フィルム表面の温度、そしてフ
ィルム表面近傍の相対湿度を測定した。得られた結果を
図３に示す。

【００４８】電圧の印加と同時に原フィルムは収縮し、
３０秒間で収縮率は約ｌ．５％に達した。印加電圧を切
ると原フィルムは素早く伸長し、これが繰り返し何度で
も起こることがわかった。このときの電流値は約７０ｍ
Ａであり、フィルム表面の温度は２５℃から３４℃に増
加した。フィルム表面近傍の相対湿度は電圧印加により
約２％増加し、５２％に達した。このことは、電圧印加
によりもともと吸着していた水分子が脱着して、空気中
に散逸していることを意味している。また、電圧を切る
と急激に相対湿度が低下するのは、水分子のフィルムヘ
の再吸着が起こるためである。すなわち、原フィルムの
電気収縮が、電気刺激により引き起こされる水分子の脱
着に基づくことを実験的に示している。

【００４９】

【実施例２】温度２５℃、相対湿度９５％の条件下にお
いて、１Ｖ、２Ｖ、３Ｖの電圧を印可したときの、原フ
ィルムの伸縮挙動および電流値を測定した。得られた結
果を図４に示す。

【００５０】電圧印加とともに原フィルムは収縮し、収
縮速度および収縮率は印加電圧とともに急激に増大し、
３Ｖの印加電圧においてそれぞれ３％、８．１％／ｍｉ
ｎであった。これは、水溶液中で作動する従来のポリア
ニリンフィルムと比較して数倍速い応答速度である。ま
た、空気中におけるこのようなフィルムの電気伸縮挙動
は、従来では不可能だった技術である。

【００５１】また、電流値が印加電圧に比例して増加す
ることから、この実験条件下において原フィルムはオー
ムの法則に従うことを意味している。このとき、原フィ
ルムの抵抗値は２．７×１０^-2Ωであることがわかっ
た。

【００５２】

【実施例３】図１中で、電圧印可した状態で周囲の相対
湿度を徐々に低下させていったときの原フィルムの伸縮
挙動を測定した。また、温度は一定（２５℃）とし、電
圧印加していないときの、相対湿度５０％における原フ
ィルムの長さを基準とした。得られた結果を図５に示
す。

【００５３】電圧を印可しない場合、原フィルムは周囲
の相対湿度の増加とともに伸長し、相対湿度９０％にお
いて約１％の伸びを示した。相対湿度を徐々に低下させ
ていくと、原フィルムは相対湿度とともに収縮し、その
直線部分の勾配より算出した線膨張率は３．６×１０^-2
であった。また、これが繰り返し何度でも再現できるこ
とが確認された。

【００５４】相対湿度９５％において直流電圧を印加す
ることで、原フィルムは図４に示したように収縮し、平
衡に達した後、徐々に相対湿度を減少させた。印加電圧
の増加とともに原フィルムの収縮率は大きくなり、勾
配、すなわち線膨張率は低下することがわかった。線膨
張率は１Ｖ、２Ｖ、３Ｖでそれぞれ３．３×１０^-2、
１．８×１０^-2、０．７６×１０^-2であった。

【００５５】ここで、３Ｖ印加したときの相対湿度９０
％の収縮率が、電圧を印可していないときの相対湿度１
０％の収縮率よりも大きいことがわかる。このことは、
電気刺激が原フィルムの収縮に非常に効果的であること
を示している。

【００５６】この実施例の特徴は、空気中において乾式
で高分子の伸縮を制御できることにあり、従来の溶液中
または膨潤状態で作動するゲルや導電性高分子フィルム
では不可能だった技術である。

【００５７】

【比較例ｌ】本発明の電気変形挙動についてさらに検討
するため、原フィルムに、電気刺激の代わりに、熱を加
えたときの伸縮挙動を測定した。得られた結果を図６に
示す。

【００５８】２５℃より１℃／ｍｉｎの速度で昇温させ
ていくと、原フィルムは収縮した。これは、昇温するこ
とによる水分子の脱着と、ゴム弾性による熱収縮の両方
に基づくと考えられる。図３中において３Ｖの電圧を印
可したとき、収縮率はｌ．５％に達し、原フィルム表面
の温度は３４℃まで上昇している。これに対し、図６中
で３４℃における原フィルムの収縮率は約五分の一の
０．３３％である。一方、温度だけで原フィルムを１．
５％収縮率させるには、９０℃以上に加熱する必要があ
る。このことは、原フィルムの収縮が熱によるものでは
なく、電気刺激による水分子の脱着によることを示して
いる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によって、ピロール系高分子フィ
ルムまたは繊維の変形を、空気中において乾式で、しか
も高感度で制御できることができるようになった。従来
の溶液中または膨潤状態で作動するゲルや導電性高分子
フィルムでは不可能だった技術である。

【００６０】本発明は、高い感度と動作の再現性を要求
する分野、フィルムまたは繊維の可逆的な伸縮を利用し
て気体や液体についてその流量や方向を制御する人工
弁、ケミカルバルブ、スイッチ等の電子工学素子、直接
フィルムまたは繊維の伸縮を利用して仕事をさせる化学
−力学エネルギー変換材料（ケモメカニカル材料）やア
クチュエーター等幅広く産業上の分野で利用できる。

【００６１】また、原フィルムまたは原繊維を直列およ
び／または並列に配置することにより、より大きな伸び
や応力を取り出すことも可能であり、人工筋肉等広い分
野で利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高分子フィルムまたは繊維の伸
長、収縮の測定に用いた装置の説明図である。

【図２】本発明に係る高分子フィルムまたは繊維の作製
に用いた電解重合装置の概略図である。

【図３】図１で２５℃、相対湿度５０％において３Ｖの
直流電圧を印可したときの、原フィルムの伸縮挙動、電
流値、温度そして相対湿度を示すグラフである。

【図４】図ｌで２５℃、相対湿度９５％において直流電
圧を印可したときの、原フィルムの伸縮挙動、電流値を
示すグラフである。

【図５】図１において直流電圧下で相対湿度を変化させ
たときの、原フィルムの伸縮挙動を示すグラフである。

【図６】２５℃から１℃／ｍｉｎの速度で昇温したとき
の、原フィルムの伸縮挙動を示すグラフである。

【符号の説明】

１フィルムまたは繊維２てこ３支点４レーザー変位計５放射温度計６湿度計７ポテンショスタット８低温恒温槽９温度制御装置１０電解重合セル１１アルミ箔１２白金板１３投げ込みクーラー１４冷媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F03G 7/00 F03G 7/06 H01B 1/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも５０モル％のピロール単位を
有するピロール系高分子フィルムまたは繊維を用い、電
気刺激による分子の吸脱着によって、気体中で、上記フ
ィルムまたは繊維を伸縮または屈曲せしめることを特徴
とするピロール系高分子フィルムまたは繊維の高感度電
気変形方法。
【請求項２】ピロール系高分子フィルムまたは繊維
が、平状、リング状、ベルト状、チューブラー状および
円柱状からなる群から選ばれる少なくとも一種であるこ
とを特徴とする請求項ｌ記載のピロール系高分子フィル
ムまたは繊維の高感度電気変形方法。
【請求項３】ピロール系高分子フィルムまたは繊維
が、厚さまたは直径１〜ｌ０００μｍの範囲であること
を特徴とする請求項１または請求項２記載のピロール系
高分子フィルムまたは繊維の高感度電気変形方法。
【請求項４】ピロール系高分子フィルムまたは繊維
が、厚さまたは直径１０〜ｌ００μｍの範囲であること
を特徴とする請求項３記載のピロール系高分子フィルム
または繊維の高感度電気変形方法。
【請求項５】ピロール系高分子フィルムまたは繊維
が、少なくとも一種のイオンを包含することを特徴とす
る請求項１または請求項２記載のピロール系高分子フィ
ルムまたは繊維の高感度電気変形方法。
【請求項６】ピロール系高分子フィルムまたは繊維
が、一軸延伸または二軸延伸されたフィルムまたは繊維
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
ピロール系高分子フィルムまたは繊維の高感度電気変形
方法。
【請求項７】印加電圧が、直流波、交流波、三角波お
よび矩形波から選ばれる少なくとも一種から供給される
ことを特徴とする、請求項１または請求項２記載のピロ
ール系フィルムまたは繊維の高感度電気変形方法。