JP5528967B2 - Electrode forming paste and polymer transducer using coating film as electrode film - Google Patents

Electrode forming paste and polymer transducer using coating film as electrode film Download PDF

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Description

本発明は電極膜材料として有用である電極形成用ペースト及びそれにより形成された塗膜を電極膜とする高分子トランスデューサに関する。   The present invention relates to an electrode forming paste useful as an electrode film material and a polymer transducer using a coating film formed thereby as an electrode film.

近年、医療機器やマイクロマシン等の分野において、小型かつ軽量なアクチュエータやセンサのように、ある種類のエネルギーを別の種類のエネルギーに変換するトランスデューサの必要性が高まっている。また産業用ロボットやパーソナルロボット等の分野において、軽量で柔軟性に富むトランスデューサの必要性も高まっている。   In recent years, in the fields of medical devices and micromachines, there is an increasing need for transducers that convert one type of energy into another type of energy, such as small and light actuators and sensors. In the fields of industrial robots and personal robots, there is an increasing need for transducers that are lightweight and flexible.

この様に多くの分野で、軽量で柔軟なトランスデューサとして高分子トランスデューサが注目されており、様々な方式の高分子トランスデューサが報告されている。   Thus, in many fields, polymer transducers are attracting attention as lightweight and flexible transducers, and various types of polymer transducers have been reported.

例えば、特許文献1に、陽イオン交換膜と該イオン交換膜の両面に接した電極とからなる小型で柔軟性に優れたアクチュエータ素子が、開示されている。また、本発明者らは特許文献2において、特定の分子構造を持つ高分子固体電解質成分により、極めて柔軟性に優れた高分子トランスデューサについて開示している。特許文献1及び2の発明は、いずれも高分子固体電解質に対して少なくとも一対の電極層を設けた構造であり、無電解メッキの手法を用いて高分子固体電解質に電極層が形成された積層構造を有するものである。   For example, Patent Document 1 discloses a small and flexible actuator element including a cation exchange membrane and electrodes in contact with both surfaces of the ion exchange membrane. In addition, in the patent document 2, the present inventors have disclosed a polymer transducer that is extremely flexible due to a polymer solid electrolyte component having a specific molecular structure. The inventions of Patent Documents 1 and 2 both have a structure in which at least a pair of electrode layers are provided on a polymer solid electrolyte, and a laminate in which an electrode layer is formed on a polymer solid electrolyte using an electroless plating technique. It has a structure.

一方、その積層構造について、特許文献3及び4に、高分子固体電解質と導電性微粒子とからなる組成物を電極層として用いた高分子トランスデューサが開示されている。これらの高分子トランスデューサの動作において、高分子固体電解質と、例えば、無電解メッキ法で形成されるデンドライト状金属、金属微粒子、カーボン微粒子等の導電性物質との界面における電気二重層の形成が重要な役割を示す。この電気二重層をより多く形成させるためにこのような組成物で形成する方法が採用されている。   On the other hand, regarding the laminated structure, Patent Documents 3 and 4 disclose a polymer transducer using a composition comprising a polymer solid electrolyte and conductive fine particles as an electrode layer. In the operation of these polymer transducers, it is important to form an electric double layer at the interface between the polymer solid electrolyte and a conductive material such as dendritic metal, metal fine particles, and carbon fine particles formed by electroless plating. Show the role. In order to form more electric double layers, a method of forming with such a composition is employed.

一般的に無電解メッキ法は、貴金属ドープと還元剤による還元とを数回繰り返す必要があり、工業的に適したものであるとは言い難い。その点、特許文献3〜4及び非特許文献1〜3に開示されている高分子固体電解質と導電性微粒子との組成物を用い、これを適切な媒体に溶解又は分散させた液やペーストから得られる膜を電極膜とする方法は、工業的・経済的に実現可能であると期待されている。このように用いられるペーストは、固形分濃度の調製、保存安定性、ハンドリング性、塗工性等がいまだ十分ではないため、より実用性に優れたものが望まれている。   In general, the electroless plating method needs to repeat the noble metal dope and the reduction with the reducing agent several times, and is not industrially suitable. In that respect, the composition of the polymer solid electrolyte and the conductive fine particles disclosed in Patent Documents 3 to 4 and Non-Patent Documents 1 to 3 are used, and from a liquid or paste in which this is dissolved or dispersed in an appropriate medium It is expected that the method of using the obtained film as an electrode film is industrially and economically feasible. Since the paste used in this manner is not yet sufficient in terms of solid content concentration adjustment, storage stability, handling properties, coating properties, etc., a paste having higher practicality is desired.

特開平6−6991号公報JP-A-6-6991 特開2007−336790号公報JP 2007-336790 A 米国特許出願公開第2005/0103706号明細書US Patent Application Publication No. 2005/0103706 米国特許出願公開第2006/0266642号明細書US Patent Application Publication No. 2006/0266642

未来材料、2005年、第5巻、第10号、p.14〜19Future Materials, 2005, Vol. 5, No. 10, p.14-19 アンゲヴァンテ ケミー インターナショナル エディション(Angewandte Chemie International Edition)、2005年、第44巻、p.2410〜2413Angelwandte Chemie International Edition, 2005, 44, 2410-2413 ポリマー(Polymer)、2002年、第43巻、p.797〜802Polymer, 2002, 43, p.797-802

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、任意の固形分濃度に調製でき、ハンドリング性・塗工性・保存安定性に優れた電極形成用ペースト、その電極形成用ペーストを塗工し乾燥して得られる均一で優れた柔軟性を示す電極膜、及び工業的に、また経済的に実現が可能であり優れた性能を示す高分子トランスデューサを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be prepared to have an arbitrary solid content concentration. The electrode forming paste has excellent handling properties, coating properties, and storage stability, and the electrode forming paste is applied. It is an object of the present invention to provide a uniform and excellent electrode film obtained by processing and drying, and a polymer transducer that can be realized industrially and economically and exhibits excellent performance.

本発明者らは鋭意検討を行った結果、高分子トランスデューサの製造に適した電極形成用のペースト、この電極形成用ペーストを乾燥して得られる塗膜及びこれを用いて得られる高分子トランスデューサが優れた性能を有することを見だし、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies, the present inventors have found an electrode-forming paste suitable for the production of a polymer transducer, a coating film obtained by drying the electrode-forming paste, and a polymer transducer obtained by using the coating film. It has been found that it has excellent performance, and the present invention has been completed.

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項1に記載された電極形成用ペーストは、下記化学式(1)

Figure 0005528967
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基、Rは炭素数1〜10のアルキレン基、1〜3個の置換基を有してもよい炭素数6〜14のアリーレン基、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレングリコール基又は直接結合、Rは炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基、水素イオンHに対するアニオンYはRを介して芳香環と連結されており、n=1〜3、m=0〜4、かつ1≦m+n≦5である)で示される単位を含む重合体ブロック(a−1)及びイオン基を有しておらず室温でゴム状の重合体ブロック(a−2)を含むブロック共重合体からなる高分子固体電解質(A)と、沸点が150℃以上の炭化水素溶媒(B)と、水酸基、エステル基、カルボニル基、及びアミド基から選ばれる少なくとも一つの官能基を有する沸点が150℃以上の有機溶媒(C)と、導電性微粒子(D)とを含有していることを特徴とする。 The electrode forming paste according to claim 1, which has been made to achieve the above object, has the following chemical formula (1):
Figure 0005528967
Wherein R 1 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, R 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to An arylene group having 6 to 14 carbon atoms which may have 3 substituents, a (poly) alkylene glycol group which may have a substituent or a direct bond, R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or An alkoxy group, an anion Y for hydrogen ion H + is connected to an aromatic ring via R 2 , and n = 1 to 3, m = 0 to 4, and 1 ≦ m + n ≦ 5). a polymer block comprising a (a-1)及beauty ion-radical at room temperature does not have a rubbery polymer block (a-2) a solid polymer electrolyte comprising a block copolymer comprising (a) , Hydrocarbon solvent (B) having a boiling point of 150 ° C. or higher, hydroxyl group, ester group, Boniru group, and at least one of the boiling point of 0.99 ° C. or more organic solvents having a functional group (C) selected from an amido group, characterized in that it contains an electrically conductive fine particles (D).

請求項2に記載の電極形成用ペーストは、請求項1に記載されたものであって、前記アニオンYが、カルボン酸アニオン、スルホン酸アニオン、ホスホン酸アニオンから選ばれるアニオンであることを特徴とする。 The electrode forming paste according to claim 2 is the paste according to claim 1, wherein the anion Y is an anion selected from a carboxylate anion, a sulfonate anion, and a phosphonate anion. And

請求項3に記載の電極形成用ペーストは、請求項1に記載されたものであって、前記導電性微粒子(D)が、金属微粒子、金属化合物微粒子、導電性カーボン微粒子、及び/又は導電性高分子の粉体であることを特徴とする。   The electrode forming paste according to claim 3 is the electrode forming paste according to claim 1, wherein the conductive fine particles (D) are metal fine particles, metal compound fine particles, conductive carbon fine particles, and / or conductive. It is a polymer powder.

請求項4に記載の電極膜は、請求項1に記載の電極形成用ペーストを乾燥固化し膜状に形成されていることを特徴とする。   The electrode film according to claim 4 is characterized in that the electrode forming paste according to claim 1 is dried and solidified to form a film.

請求項5に記載の高分子トランスデューサは、高分子固体電解質が、
下記化学式(1)

Figure 0005528967
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基、Rは炭素数1〜10のアルキレン基、1〜3個の置換基を有してもよい炭素数6〜14のアリーレン基、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレングリコール基又は直接結合、Rは炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基、水素イオンHに対するアニオンYはRを介して芳香環と連結されており、n=1〜3、m=0〜4、かつ1≦m+n≦5である)で示される単位を含む重合体ブロック(a−1)及びイオン基を有しておらず室温でゴム状の重合体ブロック(a−2)を有するブロック共重合体からなる高分子固体電解質(A)と、沸点が150℃以上の炭化水素溶媒(B)と、水酸基、エステル基、カルボニル基、及びアミド基から選ばれる少なくとも一つの官能基を有する沸点が150℃以上の有機溶媒(C)と、導電性微粒子(D)とを含有する電極形成用ペーストを乾燥固化し膜状に形成されている一対の電極膜で挟まれていることを特徴とする。 The polymer transducer according to claim 5, wherein the polymer solid electrolyte is:
The following chemical formula (1)
Figure 0005528967
Wherein R 1 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, R 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to An arylene group having 6 to 14 carbon atoms which may have 3 substituents, a (poly) alkylene glycol group which may have a substituent or a direct bond, R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or An alkoxy group, an anion Y for hydrogen ion H + is connected to an aromatic ring via R 2 , and n = 1 to 3, m = 0 to 4, and 1 ≦ m + n ≦ 5). a polymer block comprising a (a-1)及beauty ion-radical at room temperature does not have a rubbery polymer block (a-2) a solid polymer electrolyte comprising a block copolymer having (a) A hydrocarbon solvent (B) having a boiling point of 150 ° C. or higher, a hydroxyl group, an ester group, An electrode-forming paste containing an organic solvent (C) having at least one functional group selected from a rubonyl group and an amide group and having a boiling point of 150 ° C. or more and conductive fine particles (D) is dried and solidified into a film shape It is characterized by being sandwiched between a pair of formed electrode films.

本発明の電極形成用ペーストは、粘度の調整が容易であるため、優れたハンドリング性及び塗工性を示すことができる。また、この電極形成用ペーストは、その成分である高分子固体電解質(A)が均一に溶解しているものであって、その状態を長期間維持し、安定して保存することができる。電極形成用ペーストに含まれる高分子固定電解質(A)は均質に溶解した状態で安定であるため、その電極形成用ペーストを塗工し、乾燥させることで、均質な塗膜である電極膜を形成することができる。   Since the paste for electrode formation of the present invention can be easily adjusted in viscosity, it can exhibit excellent handling properties and coating properties. In addition, the electrode forming paste is a solution in which the polymer solid electrolyte (A) as a component thereof is uniformly dissolved, and the state can be maintained for a long period of time and stably stored. Since the polymer fixed electrolyte (A) contained in the electrode forming paste is stable in a homogeneously dissolved state, the electrode film, which is a homogeneous coating film, can be obtained by applying and drying the electrode forming paste. Can be formed.

本発明の電極膜は、均質なものであり、極めて優れた柔軟性及び靭性を示すことができる。高い塗工性を有する電極形成用ペーストにより簡便に形成される電極膜は、工業的、経済的に優れたものである。この電極膜は、高分子トランスデューサの電極としてその形状を問わず好適に用いることができる。   The electrode film of the present invention is homogeneous and can exhibit extremely excellent flexibility and toughness. An electrode film that is easily formed from an electrode-forming paste having high coatability is industrially and economically superior. This electrode film can be suitably used regardless of its shape as an electrode of a polymer transducer.

本発明の高分子トランスデューサは、優れた性能を有する電極形成用ペーストにより、煩雑な工程を必要とせずに製造されたものであって、優れた柔軟性により、高い応答感度を示すことができる。   The polymer transducer of the present invention is manufactured by an electrode forming paste having excellent performance without requiring a complicated process, and can exhibit high response sensitivity due to excellent flexibility.

本発明を適用する高分子トランスデューサの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the polymer transducer to which this invention is applied. 本発明を適用する高分子トランスデューサの部材が付加された例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example to which the member of the polymer transducer to which this invention is applied was added. 本発明を適用する高分子トランスデューサの性能測定方法を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the performance measuring method of the polymer transducer to which this invention is applied. 本発明を適用する高分子トランスデューサに変位を与えてからの経過時間と信号強度との相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the elapsed time after giving a displacement to the polymer transducer to which this invention is applied, and signal strength. 本発明の適用外の高分子トランスデューサに変位を与えてからの経過時間と信号強度との相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the elapsed time after giving a displacement to the polymer transducer of the application of this invention, and signal strength.

以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。   Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, the scope of the present invention is not limited to these forms.

本発明の電極形成用ペーストは、高分子固体電解質(A)、沸点が150℃以上である炭化水素溶媒(B)、沸点が150℃以上であって、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基及びアミド基から選ばれる少なくとも一つの官能基を有し、かつ炭化水素溶媒(B)とは異なる有機溶媒(C)及び導電性微粒子(D)を含むものである。   The electrode forming paste of the present invention comprises a polymer solid electrolyte (A), a hydrocarbon solvent (B) having a boiling point of 150 ° C. or higher, a boiling point of 150 ° C. or higher, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group and an amide group. The organic solvent (C) and the electroconductive fine particles (D) which have at least one functional group selected from the above and are different from the hydrocarbon solvent (B) are included.

高分子固体電解質(A)を構成する化学式(1)中Rのアリール基やRのアリーレン基として、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、ビフェニル基、フェニレン基等が挙げられる。 Examples of the aryl group of R 1 and the arylene group of R 2 in the chemical formula (1) constituting the polymer solid electrolyte (A) include a phenyl group, a naphthyl group, an anthranyl group, a biphenyl group, and a phenylene group.

前記化学式(1)中Rの置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基、メチルエトキシ基、エチルエトキシ基等のアルコキシ基等が挙げられる。 Examples of the substituent of R 2 in the chemical formula (1) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, Examples thereof include alkyl groups such as hexyl group, octyl group and 2-ethylhexyl group, alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, tert-butoxy group, methylethoxy group and ethylethoxy group.

前記化学式(1)で示される高分子固体電解質(A)に含まれるカチオンは、水素イオンであるが、実質上は水と結合しオキソニウムイオンとなっていてもよい。一般的に、これらを見分けることは困難である。本明細書においては、これらを統一して水素イオンと記載する。水素イオンは、化学結合を介して高分子固体電解質(A)の高分子主鎖に結合していないため高分子固体電解質内において可動である。   The cation contained in the solid polymer electrolyte (A) represented by the chemical formula (1) is a hydrogen ion, but may be substantially bound to water to become an oxonium ion. In general, it is difficult to distinguish between these. In this specification, these are unified and described as hydrogen ions. Since the hydrogen ion is not bonded to the polymer main chain of the polymer solid electrolyte (A) through a chemical bond, it is movable in the polymer solid electrolyte.

可動イオンである水素イオンに対するアニオンYは、高分子固体電解質(A)の高分子主鎖に結合されている。かかるアニオンYとしては、カルボン酸アニオン、スルホン酸アニオン、ホスホン酸アニオン等を挙げることができる。イオンの解離度を高める観点から、より強い酸の共役アニオンであることが好ましく、スルホン酸アニオン、ホスホン酸アニオンが好ましい。特に高分子への導入容易性の観点も含めるとスルホン酸アニオンが好ましい。 The anion Y for the hydrogen ion which is a mobile ion is bonded to the polymer main chain of the polymer solid electrolyte (A). Examples of the anion Y include a carboxylic acid anion, a sulfonic acid anion, and a phosphonic acid anion. From the viewpoint of increasing the degree of ion dissociation, a stronger acid conjugated anion is preferable, and a sulfonate anion and a phosphonate anion are preferable. In particular, a sulfonate anion is preferable from the viewpoint of easy introduction into a polymer.

従って、高分子固体電解質(A)を構成する重合体ブロック(a−1)は、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、1,1−ジフェニルエチレン等からなる重合体に含まれる芳香環のうち、少なくとも一部にスルホン酸基が導入された重合体ブロックであることが好ましい。なかでも、前駆体となるブロック共重合体の製造容易性や工業的入手性、スルホン酸基導入の容易性等の観点から、ポリスチレン及び/又はポリα−メチルスチレンの芳香環のうち、少なくとも一部にスルホン酸基が導入された重合体ブロックであることがより好ましい。以後、重合体ブロック(a−1)をスルホン化ポリスチレン系ブロックと記載することがある。   Accordingly, the polymer block (a-1) constituting the polymer solid electrolyte (A) is a polymer comprising styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, 1,1-diphenylethylene, and the like. The polymer block is preferably a polymer block in which a sulfonic acid group is introduced into at least a part of the aromatic ring contained in. Of these, at least one of the aromatic rings of polystyrene and / or poly-α-methylstyrene from the viewpoints of ease of production of block copolymers as precursors, industrial availability, ease of introduction of sulfonic acid groups, and the like. It is more preferable that the polymer block has a sulfonic acid group introduced into the part. Hereinafter, the polymer block (a-1) may be referred to as a sulfonated polystyrene block.

スルホン酸基の導入量は、特に制限されないが、高分子固体電解質(A)のハンドリング性や溶媒への溶解性、イオン伝導性、引いては得られる高分子トランスデューサの性能の観点から、芳香環に対して10mol%〜100mol%、好ましくは25mol%〜80mol%、より好ましくは40mol%〜70mol%の範囲である。この指標をスルホン化率と記載することがある。ここでスルホン化率50mol%とは、芳香環100個のうち、50個にスルホン酸基が導入されていることを示す。スルホン化率がこの範囲よりも低いとき、イオン基の量が不十分となり、得られる高分子トランスデューサの性能が低下するので好ましくない。   The amount of the sulfonic acid group introduced is not particularly limited, but from the viewpoint of the handling property of the polymer solid electrolyte (A), the solubility in a solvent, the ion conductivity, and the performance of the resulting polymer transducer, the aromatic ring Is in the range of 10 mol% to 100 mol%, preferably 25 mol% to 80 mol%, more preferably 40 mol% to 70 mol%. This index may be described as a sulfonation rate. Here, the sulfonation rate of 50 mol% indicates that 50 of 100 aromatic rings have sulfonic acid groups introduced therein. When the sulfonation rate is lower than this range, the amount of ionic groups becomes insufficient, and the performance of the resulting polymer transducer is lowered, which is not preferable.

高分子固体電解質(A)を構成する重合体ブロック(a−2)としては、室温25℃でゴム状、即ちガラス転移温度(Tg)が25℃以下のものであることが必要である。好ましくは0℃(Tgが0℃以下)、より好ましくは−30℃でも、ゴム状(Tgが−30℃以下)のものである。これにより、電極形成用ペーストを塗布し、乾燥して得られる塗膜は柔軟なものとなるため、柔軟な高分子トランスデューサを得ることができる。この条件が満たされる限り、重合体ブロック(a−2)に関する制限はないが、好ましい例としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ(ブタジエン−r−イソプレン)、ポリ(スチレン−r−ブタジエン)、ポリ(スチレン−r−イソプレン)、ポリ(アクリロニトリル−r−ブタジエン)等のポリ共役ジエン類、これらのポリ共役ジエン類に含まれる炭素−炭素二重結合の一部又は全部が水素添加されている水添ポリ共役ジエン類、ポリn−ブチルアクリレート、ポリ2−エチルヘキシルアクリレート、ポリ2−エチルヘキシルメタクリレート等のポリ(メタ)アクリレート類、ポリイソブチレン、ポリシロキサン類等を挙げることができる。なかでもゴムとしての性質や重合体ブロック(a−1)へのスルホン酸基導入の際の副反応を抑制する観点から、炭素−炭素二重結合の全てが水素添加された水添ポリブタジエン、水添ポリイソプレン、水添ポリ(ブタジエン−r−イソプレン)、又はポリイソブチレンであることが好ましい。   The polymer block (a-2) constituting the polymer solid electrolyte (A) needs to be rubbery at room temperature of 25 ° C., that is, having a glass transition temperature (Tg) of 25 ° C. or less. Preferably it is 0 ° C. (Tg is 0 ° C. or less), more preferably -30 ° C., but it is rubbery (Tg is −30 ° C. or less). Thereby, since the coating film obtained by applying and drying the electrode forming paste becomes flexible, a flexible polymer transducer can be obtained. As long as this condition is satisfied, there is no restriction on the polymer block (a-2), but preferred examples include polybutadiene, polyisoprene, poly (butadiene-r-isoprene), poly (styrene-r-butadiene), poly (Styrene-r-isoprene), poly (acrylonitrile-r-butadiene) and other polyconjugated dienes, water in which some or all of the carbon-carbon double bonds contained in these polyconjugated dienes are hydrogenated Examples thereof include poly (meth) acrylates such as polyconjugated dienes, poly n-butyl acrylate, poly 2-ethylhexyl acrylate and poly 2-ethylhexyl methacrylate, polyisobutylene and polysiloxanes. Among these, hydrogenated polybutadiene, water in which all carbon-carbon double bonds are hydrogenated, from the viewpoint of suppressing the side reaction upon introduction of the sulfonic acid group into the polymer block (a-1) as a property as rubber. It is preferable to use hydrogenated polyisoprene, hydrogenated poly (butadiene-r-isoprene), or polyisobutylene.

ブロック共重合体である高分子固体電解質(A)のブロックシーケンスは、特に制限されないが、(a−1)−(a−2)型のジブロック共重合体、(a−1)−(a−2)−(a−1)、(a−2)−(a−1)−(a−2)のトリブロック共重合体、(a−1)−(a−2)−(a−1)−(a−2)のテトラブロック共重合体、(a−1)−(a−2)−(a−1)−(a−2)−(a−1)、(a−2)−(a−1)−(a−2)−(a−1)−(a−2)のペンタブロック共重合体等のリニア型ブロック共重合体、[(a−1)−(a−2)]−X、[(a−2)−(a−1)]−X型のスター型ブロック共重合体(nは2を超える数、Xはカップリング剤残基である)のうちの何れかであると好ましく、(a−1)−(a−2)−(a−1)型のトリブロック共重合体であるとより好ましい。 The block sequence of the polymer solid electrolyte (A) which is a block copolymer is not particularly limited, but is a (a-1)-(a-2) type diblock copolymer, (a-1)-(a -2)-(a-1), (a-2)-(a-1)-(a-2) triblock copolymer, (a-1)-(a-2)-(a-1) )-(A-2) tetrablock copolymer, (a-1)-(a-2)-(a-1)-(a-2)-(a-1), (a-2)- (A-1)-(a-2)-(a-1)-(a-2) linear block copolymers such as pentablock copolymers, [(a-1)-(a-2) ] N- X, [(a-2)-(a-1)] n- X type star-type block copolymer (n is a number exceeding 2, X is a coupling agent residue) Preferably it is either, (a-1)-(a -2)-(a-1) type triblock copolymer is more preferable.

高分子固体電解質(A)の数平均分子量は、スルホン酸基を導入した後には測定が難しいため、スルホン酸基導入前の数平均分子量を指標としてもよく、その場合において3000〜30万であると好ましく、1万〜20万であるとより好ましい。これよりも数平均分子量が低い場合には、高分子固体電解質の機械的強度が劣るため好ましくなく、これよりも大きい場合には、電極形成用ペーストとする際に溶媒への溶解性が低下するため好ましくない。   Since the number average molecular weight of the polymer solid electrolyte (A) is difficult to measure after the sulfonic acid group is introduced, the number average molecular weight before the introduction of the sulfonic acid group may be used as an index. In that case, it is 3000 to 300,000. And preferably 10,000 to 200,000. If the number average molecular weight is lower than this, it is not preferable because the mechanical strength of the polymer solid electrolyte is inferior, and if it is higher than this, the solubility in a solvent is reduced when forming an electrode forming paste. Therefore, it is not preferable.

また重合体ブロック(a−1)及び重合体ブロック(a−2)の各合計の質量比は、1:9〜9:1であることが好ましい。この範囲を外れると、機械的強度が大きく低下したり、柔軟性を喪失したりするため好ましくない。   The total mass ratio of the polymer block (a-1) and the polymer block (a-2) is preferably 1: 9 to 9: 1. If it is out of this range, the mechanical strength is greatly reduced or the flexibility is lost.

またブロック共重合体は、必要に応じて重合体ブロック(a−1)及び重合体ブロック(a−2)とは別の重合体ブロックを有していてもよい。この重合体ブロックは1つであっても複数であってもよく、複数である場合には同じ化学構造を有するものであってもよいし、異なる化学構造を有するものであってもよい。このような重合体ブロックを構成する重合体の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ4−メチル−1−ペンテン等のポリオレフィン類;ポリp−メチルスチレン、ポリp−エチルスチレン、ポリp−アダマンチルスチレン、ポリp−t−ブチルスチレン等のp位に置換基を有するポリスチレン類;ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ2−ヒドロキシエチルアクリレート等のポリ(メタ)アクリレート類;ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリフッ化ビニリデン等のハロゲン含有ポリマー類、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、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリε−カプロラクトン等のポリエステル類;ポリアミド−6、ポリアミド−6,12、ポリアミド−6T、ポリアミド−9T等のポリアミド類、ポリウレタン類、ポリシロキサン類等を挙げることができる。   Moreover, the block copolymer may have a polymer block different from the polymer block (a-1) and the polymer block (a-2) as necessary. The polymer block may be one or plural, and if it is plural, it may have the same chemical structure or may have different chemical structures. Examples of the polymer constituting such a polymer block include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutene-1, and poly-4-methyl-1-pentene; poly p-methyl styrene, poly p-ethyl styrene, poly Polystyrenes having a substituent at the p-position, such as p-adamantyl styrene and poly pt-butyl styrene; polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, poly 2-hydroxyethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate , Poly (meth) acrylates such as polybutyl acrylate and poly 2-hydroxyethyl acrylate; halogen-containing poly such as polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene and polyvinylidene fluoride -Polyesters such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polyglycolic acid, poly-ε-caprolactone; polyamides such as polyamide-6, polyamide-6,12, polyamide-6T, polyamide-9T , Polyurethanes, polysiloxanes and the like.

別の重合体ブロックには、所定の機能を担わせることができる。例えば、別の重合体ブロックに、形状安定性を補強する作用を期待する場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチル−1−ペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリアミド−6、ポリアミド−6,12、ポリアミド−6T、ポリアミド−9T等の結晶性ポリマーや、ポリp−メチルスチレン、ポリp−アダマンチルスチレン、ポリp−t−ブチルスチレン等の高いガラス転移温度を有するポリマーからなる重合体ブロックを用いることが好ましい。なお、別の重合体ブロックには、重合体ブロック(a−1)とは異なる機能を期待するため、実質的に、イオン基が含まれていないことが好ましい。   Another polymer block can have a predetermined function. For example, when another polymer block is expected to reinforce shape stability, polyethylene, polypropylene, poly-4-methyl-1-pentene, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene Crystalline polymers such as naphthalate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polyamide-6, polyamide-6,12, polyamide-6T, polyamide-9T, polyp-methylstyrene, polyp-adamantylstyrene, poly It is preferable to use a polymer block made of a polymer having a high glass transition temperature such as pt-butylstyrene. In addition, in order to anticipate a function different from a polymer block (a-1) in another polymer block, it is preferable that an ionic group is not included substantially.

ブロック共重合体のより具体的な例としては、スチレン及び/又はα−メチルスチレンのベンゼン環のp位(4位)に、スルホン酸基が直接結合している重合体ブロック(a−1)と、1,3−ブタジエン単位及び/又はイソプレン単位からなり炭素−炭素二重結合の一部又は全部が水素添加されている重合体ブロック(a−2)とからなり、ブロックシーケンスが(a−1)−(a−2)−(a−1)であるトリブロック共重合体を挙げることができる。   More specific examples of the block copolymer include a polymer block (a-1) in which a sulfonic acid group is directly bonded to the p-position (4 position) of the benzene ring of styrene and / or α-methylstyrene. And a polymer block (a-2) consisting of 1,3-butadiene units and / or isoprene units and partially or entirely hydrogenated of carbon-carbon double bonds, and the block sequence is (a- The triblock copolymer which is 1)-(a-2)-(a-1) can be mentioned.

本発明の電極形成用ペーストに含まれる炭化水素溶媒(B)は、常圧で150℃以上の沸点であることが必要である。これを下回る場合、電極形成用ペーストが乾燥しやすくなり塗工時の作業性が低下する傾向にある。   The hydrocarbon solvent (B) contained in the electrode forming paste of the present invention needs to have a boiling point of 150 ° C. or higher at normal pressure. Below this range, the electrode forming paste tends to dry, and the workability during coating tends to decrease.

このような炭化水素溶媒(B)としては、例えば、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、デセン、ウンデセン、α−ターピネン、β−ターピネン等の飽和または不飽和炭化水素類;クメン、o-シメン、m−シメン、p−シメン、o−ジエチルベンゼン、m−ジエチルベンゼン、p−ジエチルベンゼン、o−ジイソプロピルベンゼン、m−ジイソプロピルベンゼン、p−ジイソプロピルベンゼン及びこれらの異性体混合物等の芳香族炭化水素類を挙げることができる。これらは単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the hydrocarbon solvent (B) include saturated or unsaturated hydrocarbons such as octane, nonane, decane, undecane, decene, undecene, α-terpinene, β-terpinene; cumene, o-cymene, m Mention may be made of aromatic hydrocarbons such as -cymene, p-cymene, o-diethylbenzene, m-diethylbenzene, p-diethylbenzene, o-diisopropylbenzene, m-diisopropylbenzene, p-diisopropylbenzene and mixtures of these isomers. it can. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明の電極形成用ペーストに含まれる有機溶媒(C)は、水酸基、エステル基、カルボニル基、アミド基から選ばれる少なくとも一つの官能基を有するものである。また、常圧で150℃以上の沸点であることが必要である。沸点が150℃以下である場合には、ペーストが乾燥しやすくなり塗工時の作業性が低下する傾向にある。   The organic solvent (C) contained in the electrode forming paste of the present invention has at least one functional group selected from a hydroxyl group, an ester group, a carbonyl group, and an amide group. Further, it is necessary that the boiling point is 150 ° C. or higher at normal pressure. When the boiling point is 150 ° C. or lower, the paste tends to dry, and the workability during coating tends to decrease.

このような有機溶媒(C)としては、例えば、1−ヘキサノール、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、ターピネオール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ターピネオール、シクロヘキサノール等のアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル類;イソホロン、シクロヘキサノン、2−オクタノン、3−オクタノン等のケトン類;N−メチルピロリドン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類等を挙げることができる。   Examples of such an organic solvent (C) include 1-hexanol, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, terpineol, benzyl alcohol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol. Alcohols such as monobutyl ether, terpineol, cyclohexanol; esters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; isophorone, cyclohexanone, 2-octanone, 3-octanone, etc. Ketones: N-methylpyrrolidone, formamide, dimethylphos Amides such as Muamido like.

溶媒としては少なくとも炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)の二種類を用いることが重要である。これは、電極形成用ペーストに含まれる高分子固体電解質(A)が、高い極性を持つスルホン化ポリスチレン系ブロック(a−1)と、低い極性を持つ重合体ブロック(a−2)とからなるブロック共重合体であるがゆえに、単純な、単独の溶媒への溶解が困難であるためである。また、あまりに沸点が高い場合には、電極形成用ペーストを塗工した後の乾燥工程が長時間化したり、溶媒が塗膜内に残留したりする等の影響が現れることがあるため好ましくない。この観点から溶媒の沸点は、300℃以下、より好ましくは250℃以下である。   As the solvent, it is important to use at least two kinds of hydrocarbon solvent (B) and organic solvent (C). The polymer solid electrolyte (A) contained in the electrode forming paste is composed of a sulfonated polystyrene block (a-1) having a high polarity and a polymer block (a-2) having a low polarity. Because it is a block copolymer, it is difficult to simply dissolve it in a single solvent. On the other hand, if the boiling point is too high, the drying process after applying the electrode-forming paste may take a long time, or the solvent may remain in the coating film. From this viewpoint, the boiling point of the solvent is 300 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower.

本発明の電極形成用ペーストに含まれる導電性微粒子(D)としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、ニッケル等の金属微粒子;酸化ルテニウム(RuO)、酸化チタン(TiO)、酸化スズ(SnO)、二酸化イリジウム(Ir)、酸化タンタル(Ta)、インジウム−スズ複合酸化物(ITO)、硫化亜鉛(ZnS)等の金属化合物微粒子;カーボンブラック、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)、二層カーボンナノチューブ(DWCNT)、多層カーボンナノチューブ(MWCNT)等のカーボンナノチューブ、気相成長炭素繊維(VGCF)等の導電性カーボン微粒子;ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン及びこれらの誘導体等の導電性高分子の粉体;等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。なかでも、工業的経済性や高分子トランスデューサとした際の電気化学的安定性等の観点からは、導電性カーボン微粒子であることが好ましい。また、高分子トランスデューサとしての性能の観点からは、大きな比表面積を有するカーボンブラックであることがより好ましい。このようなカーボンブラックの例としてケッチェンブラック(ライオン社製)を挙げることができる。導電性微粒子(D)の平均粒子径は1μm以下であるのが好ましく、0.5μm以下であるのがより好ましく、1nm以上であるのが好ましく、10nm以上であるのがより好ましい。平均粒子径は、例えば電子顕微鏡観察で求めることができる。 Examples of the conductive fine particles (D) contained in the electrode forming paste of the present invention include metal fine particles such as gold, silver, copper, platinum, aluminum, nickel; ruthenium oxide (RuO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ). , Fine metal compound particles such as tin oxide (SnO 2 ), iridium dioxide (Ir 2 O 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), indium-tin composite oxide (ITO), zinc sulfide (ZnS); carbon black, Conductive carbon fine particles such as carbon nanotubes such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT), double-walled carbon nanotubes (DWCNT), and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), vapor-grown carbon fibers (VGCF); polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, and the like Examples of conductive polymer powders such as derivatives; It can be. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, conductive carbon fine particles are preferable from the viewpoints of industrial economy, electrochemical stability when used as a polymer transducer, and the like. From the viewpoint of performance as a polymer transducer, carbon black having a large specific surface area is more preferable. Examples of such carbon black include ketjen black (manufactured by Lion Corporation). The average particle diameter of the conductive fine particles (D) is preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, preferably 1 nm or more, and more preferably 10 nm or more. The average particle diameter can be determined, for example, by observation with an electron microscope.

電極形成用ペーストは、少なくとも高分子固体電解質(A)、炭化水素溶媒(B)、有機溶媒(C)及び導電性微粒子(D)の四成分からなり、一方、この電極形成用ペーストからなる塗膜である電極膜は、少なくとも高分子固体電解質(A)及び導電性微粒子(D)の二成分からなる。電極形成用ペーストに含まれる炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)は、塗工後の乾燥工程において揮発するものである。   The electrode forming paste is composed of at least four components of a polymer solid electrolyte (A), a hydrocarbon solvent (B), an organic solvent (C), and conductive fine particles (D). On the other hand, a coating made of this electrode forming paste is used. The electrode film which is a film is composed of at least two components of a polymer solid electrolyte (A) and conductive fine particles (D). The hydrocarbon solvent (B) and the organic solvent (C) contained in the electrode forming paste are volatilized in the drying step after coating.

高分子固体電解質(A)と導電性微粒子(D)との組成比は、塗膜の物性に大きく影響を与えるものである。例えば、その質量比は、(A):(D)=99:1〜1:99であると好ましく、得られる塗膜の柔軟性及び電子伝導性の観点からは(A):(D)=95:5〜25:75であることより好ましい。これよりも高分子固体電解質(A)が多い場合には電子伝導性が低下し、導電性微粒子(D)が多い場合には柔軟性が低下する傾向がある。   The composition ratio between the polymer solid electrolyte (A) and the conductive fine particles (D) greatly affects the physical properties of the coating film. For example, the mass ratio is preferably (A) :( D) = 99: 1 to 1:99, and (A) :( D) = from the viewpoints of flexibility and electronic conductivity of the resulting coating film. More preferably, it is 95: 5 to 25:75. When there is more polymer solid electrolyte (A) than this, electronic conductivity will fall, and when there are many electroconductive fine particles (D), there exists a tendency for a softness | flexibility to fall.

下記式(2)で定義される電極形成用ペーストの固形分濃度(%)は、ペーストの印刷特性やハンドリング性、さらに適した印刷方法に影響を与える。
[{(A)+(D)}/{(A)+(B)+(C)+(D)}]×100(%)・・・(2)
式(2)中、それぞれ、(A)は高分子固体電解質、(B)は炭化水素溶媒、(C)は有機溶媒、(D)は導電性微粒子の質量を示す。
The solid content concentration (%) of the electrode forming paste defined by the following formula (2) affects the printing characteristics and handling properties of the paste and a more suitable printing method.
[{(A) + (D)} / {(A) + (B) + (C) + (D)}] × 100 (%) (2)
In formula (2), (A) represents a polymer solid electrolyte, (B) represents a hydrocarbon solvent, (C) represents an organic solvent, and (D) represents the mass of the conductive fine particles.

前記の通り、適切な固形分濃度は採用する印刷方法に依存するものである。本発明の高分子トランスデューサの電極層としての形状から好適であるスクリーン印刷法を用いる場合、適切な固形分濃度は、3質量%以上であると好ましく、10質量%以上であるとより好ましく、20質量%以上であるとさらに好ましい。固形分濃度がこれよりも低い場合には、ペーストの粘度が低下しすぎるため液ダレ等による不良が発生し易い傾向にある。一方、70質量%よりも固形分濃度が高い場合には、ペーストの粘度が高くなりすぎ、カスレ等の不良が発生し易い傾向にある。   As described above, the appropriate solid content concentration depends on the printing method employed. When a screen printing method suitable for the shape of the electrode layer of the polymer transducer of the present invention is used, the appropriate solid content concentration is preferably 3% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and 20 More preferably, it is at least mass%. When the solid content concentration is lower than this, the viscosity of the paste is excessively lowered, so that defects due to dripping tend to occur. On the other hand, when the solid content concentration is higher than 70% by mass, the viscosity of the paste becomes too high, and defects such as scraping tend to occur.

本発明の電極形成用ペーストにおける炭化水素溶媒(B)と有機溶媒(C)との質量比は、特に制限はなく、用いる高分子固体電解質(A)の溶解性や分散性を考慮して決定されるものである。炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)の質量比は、例えば、1:99〜99:1であり、好ましくは5:95〜95:5、より好ましくは15:85〜85:15の範囲である。   The mass ratio of the hydrocarbon solvent (B) and the organic solvent (C) in the electrode forming paste of the present invention is not particularly limited, and is determined in consideration of the solubility and dispersibility of the polymer solid electrolyte (A) used. It is what is done. The mass ratio of the hydrocarbon solvent (B) and the organic solvent (C) is, for example, 1:99 to 99: 1, preferably 5:95 to 95: 5, more preferably 15:85 to 85:15. It is a range.

本発明の電極形成用ペーストは、高分子固体電解質(A)と、炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)と、導電性微粒子(D)とを適切な方法で混合することにより得られる。高分子固体電解質(A)は炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)に対して、溶解していても分散していてもよいが、均質な塗膜を得やすいという観点からは溶解している方が好ましい。   The electrode forming paste of the present invention is obtained by mixing the polymer solid electrolyte (A), the hydrocarbon solvent (B), the organic solvent (C), and the conductive fine particles (D) by an appropriate method. . The polymer solid electrolyte (A) may be dissolved or dispersed in the hydrocarbon solvent (B) and the organic solvent (C), but it is dissolved from the viewpoint of obtaining a uniform coating film. Is preferable.

混合する方法は、特に制限されないが、例えば高分子固体電解質(A)を予め炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)に溶解させた液(ビヒクル)に導電性微粒子(D)を加え、撹拌機(攪拌翼)、ビーズミル、ボールミル、ロールミル等の混練機、分散機を用いて混合することが挙げられる。   The mixing method is not particularly limited. For example, the conductive fine particles (D) are added to a liquid (vehicle) in which the polymer solid electrolyte (A) is previously dissolved in the hydrocarbon solvent (B) and the organic solvent (C). Examples of the mixing include a kneader such as a stirrer (stirring blade), a bead mill, a ball mill, and a roll mill, and a disperser.

本発明の電極形成用ペーストは、種々の方法により塗工することができる。塗工の方法としては、例えば、スプレー法、ディップ法、バーコート法、ドクターブレード法、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法等を挙げることができる。なかでも塗膜に求められる形状や作業性の観点から、スクリーン印刷法が望ましい。   The electrode forming paste of the present invention can be applied by various methods. Examples of the coating method include a spray method, a dip method, a bar coat method, a doctor blade method, a relief printing method, an intaglio printing method, a lithographic printing method, a screen printing method, and an ink jet method. Of these, the screen printing method is desirable from the viewpoint of the shape required for the coating film and workability.

このように電極形成用ペーストを塗工した後、乾燥させることで本発明の電極膜を得ることができる。乾燥の条件について特に制限はないが、例えば50〜150℃の温度下、1秒〜1日といった時間範囲で行うことができる。これらは用いる炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)や、高分子固体電解質(A)、炭化水素溶媒(B)、有機溶媒(C)、導電性微粒子(D)の組成比等に依存して決定される。   Thus, after apply | coating the paste for electrode formation, it is made to dry and the electrode film of this invention can be obtained. Although there is no restriction | limiting in particular about the conditions of drying, For example, it can carry out in the time range of 1 second-1 day under the temperature of 50-150 degreeC. These depend on the composition ratio of the hydrocarbon solvent (B) and the organic solvent (C) used, the polymer solid electrolyte (A), the hydrocarbon solvent (B), the organic solvent (C), and the conductive fine particles (D). To be determined.

電極形成用ペーストを乾燥固化させた電極膜で構成される本発明の高分子トランスデューサについて、図1を参照しながら詳細に説明する。高分子トランスデューサ1は、高分子固体電解質層2に対し、少なくとも互いに独立し絶縁した一対の電極層3a及び3bが付与された構造を持つ。この構造は、厚み方向に対し、電極層3a/高分子固体電解質層2/電極層3bの順に積層されたものである。積層構造の電極層3aと電極層3bとは、互いには絶縁している独立した電極である。高分子トランスデューサ1を曲げ量等のセンサとして用いる場合には、高分子トランスデューサ1に曲げを与えた際に電極層3a及び電極層3bの間に生じる電位差を信号として読み取って使用する。高分子トランスデューサ1をアクチュエータとして用いる際には、電極層3a及び電極層3aの間に外部から電位差を与えることにより駆動する。   The polymer transducer of the present invention constituted by an electrode film obtained by drying and solidifying an electrode forming paste will be described in detail with reference to FIG. The polymer transducer 1 has a structure in which a pair of electrode layers 3a and 3b insulated at least independently from each other are provided to the polymer solid electrolyte layer 2. This structure is formed by laminating the electrode layer 3a / polymer solid electrolyte layer 2 / electrode layer 3b in this order in the thickness direction. The electrode layer 3a and the electrode layer 3b having a laminated structure are independent electrodes that are insulated from each other. When the polymer transducer 1 is used as a sensor for bending amount or the like, the potential difference generated between the electrode layer 3a and the electrode layer 3b when the polymer transducer 1 is bent is read as a signal and used. When the polymer transducer 1 is used as an actuator, it is driven by applying a potential difference from the outside between the electrode layer 3a and the electrode layer 3a.

図2に、部材を付加した別な高分子トランスデューサ1を示す。高分子トランスデューサ10は、電極層3a/高分子固体電解質層2/電極層3bの積層構造のそれぞれ電極層3a,3bの外側に、その長手方向の抵抗を低減すべく、集電体4a,4bが設けられたものである。さらに、その集電体4a,4bの外側を、保護層としての作用を有するフィルム基材5a,5bで覆われた構造である。ここで、集電体4a/電極層3a/高分子固体電解質層2/電極層3b/集電体4bの積層構造をセンサ部1Aとする。集電体4a,4bは、高分子トランスデューサ1を構成する一対の電極層3a,3bのうち少なくとも一方の電極の外側、つまり高分子固体電解質2に対して反対側に配設することができる。   FIG. 2 shows another polymer transducer 1 to which a member is added. The polymer transducer 10 has current collectors 4a, 4b on the outside of the electrode layers 3a, 3b of the laminated structure of electrode layer 3a / polymer solid electrolyte layer 2 / electrode layer 3b, respectively, in order to reduce the resistance in the longitudinal direction. Is provided. Furthermore, the outer sides of the current collectors 4a and 4b are covered with film base materials 5a and 5b having a function as a protective layer. Here, a laminated structure of the current collector 4a / electrode layer 3a / polymer solid electrolyte layer 2 / electrode layer 3b / current collector 4b is defined as a sensor unit 1A. The current collectors 4 a and 4 b can be disposed outside at least one of the pair of electrode layers 3 a and 3 b constituting the polymer transducer 1, that is, on the opposite side to the polymer solid electrolyte 2.

集電体4a,4bは、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム等の金属箔や金属薄膜;金、銀、ニッケル等の金属粉またはカーボンパウダー、カーボンナノチューブ、炭素繊維等の炭素微粉とバインダー樹脂からなる成形体;織物、紙、不織布等の布帛や高分子フィルム等にスパッタやメッキ等の方法により金属薄膜を形成したもの等を挙げることができる。なかでも可撓性の観点からは金属粉とバインダー樹脂とからなる膜状成形体、布帛や高分子フィルム等に金属薄膜を形成したものであることが好ましい。   The current collectors 4a and 4b are, for example, a metal foil or metal thin film such as gold, silver, copper, platinum, or aluminum; a metal powder such as gold, silver, or nickel; or carbon fine powder such as carbon powder, carbon nanotube, or carbon fiber. A molded article made of a binder resin; for example, a fabric such as woven fabric, paper, and nonwoven fabric, or a polymer film formed with a metal thin film by a method such as sputtering or plating. Among these, from the viewpoint of flexibility, it is preferable that a metal thin film is formed on a film-like molded body, a cloth, a polymer film, or the like made of a metal powder and a binder resin.

フィルム基材5a,5bは、一般的に用いられるポリマーフィルム、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、エラストマーフィルム等を用途に応じて適宜用いることができる。このフィルム基材5a,5bは高分子トランスデューサ1を使用する際に除去してもよいし、そのまま一体としてもよい。そのまま一体として用いる場合にはフィルム基材5a,5bは保護層として作用する。   As the film bases 5a and 5b, a polymer film generally used, for example, a polyethylene terephthalate film, a polyethylene naphthalate film, a polyolefin film, a polyurethane film, a polyvinyl chloride film, an elastomer film, or the like is appropriately used depending on the application. it can. The film bases 5a and 5b may be removed when the polymer transducer 1 is used, or may be integrated as they are. When used as it is, the film bases 5a and 5b act as a protective layer.

かかる高分子トランスデューサ1の形状は、特に制限されず、例えば膜状、フィルム状、シート状、板状、繊維状、円柱状、柱状、球状等の種々の形状を挙げられる。   The shape of the polymer transducer 1 is not particularly limited, and examples thereof include various shapes such as a film shape, a film shape, a sheet shape, a plate shape, a fiber shape, a columnar shape, a columnar shape, and a spherical shape.

図1及び2に示されるように、膜状、フィルム状、シート状、板状の高分子トランスデューサ1を製造する方法は、例えば、膜状に成形した高分子固体電解質層2の両面上に、電極形成用ペーストを塗工・乾燥して得られる塗膜である電極層3a,3bを、相互に絶縁が確保される状態で貼り合わせ(図1)、必要に応じて集電体4a,4bを塗工法等により形成する(図2)方法;
膜状に成形した高分子固体電解質層2の両面に電極形成用ペーストを塗工・乾燥することで相互に絶縁した電極層3a,3bを形成し(図1)、必要に応じて集電体4a,4bを塗工法等により形成する(図2)方法;
フィルム基材5a上に必要に応じて集電体4aを形成した後、電極形成用ペーストを塗工・乾燥して電極層3aを形成し、その上に高分子固体電解質層2を構成する成分を含む溶液又は分散液を塗工・乾燥して高分子固体電解質層2を形成し、次いで電極形成用ペーストを塗工・乾燥して電極層3bを形成した後、必要に応じて集電体4bを形成し、さらに必要に応じてカバーとしてフィルム基材5bを貼合せる(図2)方法;
フィルム基材5a,5b上に必要に応じてそれぞれ集電体4a,4bを形成した後、電極形成用ペーストを塗工・乾燥してそれぞれ電極層3a,3bを形成し、次いで高分子固体電解質層2を構成する成分を含む溶液又は分散液を、それぞれの電極層3a,3bに塗工・乾燥して、電極層3a−高分子固体電解質層2及び電極層3b−高分子固体電解質層2の積層構造を形成させてできたフィルム状前駆体同士の高分子固体電解質層2面同士を熱プレスし、ラミネートによって貼り合せる(図2)方法;等を挙げられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the method for producing a membrane-like, film-like, sheet-like, plate-like polymer transducer 1 is, for example, on both surfaces of a polymer solid electrolyte layer 2 formed into a membrane shape. The electrode layers 3a and 3b, which are coating films obtained by applying and drying the electrode forming paste, are bonded together in a state where insulation is ensured (FIG. 1), and current collectors 4a and 4b as required. A method of forming a film by a coating method or the like (FIG. 2);
The electrode layers 3a and 3b that are insulated from each other are formed by applying and drying an electrode forming paste on both surfaces of the polymer solid electrolyte layer 2 formed into a film shape (FIG. 1), and if necessary, a current collector 4a and 4b are formed by a coating method or the like (FIG. 2);
The component which comprises the polymer solid electrolyte layer 2 on it after forming the electrical power collector 4a as needed on the film base material 5a, coating and drying the electrode formation paste, and forming the electrode layer 3a on it A polymer-containing electrolyte layer 2 is formed by coating and drying a solution or dispersion containing, followed by coating and drying an electrode forming paste to form the electrode layer 3b, and then a current collector as necessary 4b is formed, and a film base material 5b is bonded as a cover as necessary (FIG. 2);
Current collectors 4a and 4b are respectively formed on the film bases 5a and 5b as necessary, and electrode forming paste is applied and dried to form electrode layers 3a and 3b, respectively, and then a polymer solid electrolyte A solution or dispersion containing the components constituting the layer 2 is applied to the electrode layers 3a and 3b and dried to form an electrode layer 3a-polymer solid electrolyte layer 2 and an electrode layer 3b-polymer solid electrolyte layer 2. And the like. A method in which two surfaces of the polymer solid electrolyte layers of the film-like precursors formed by forming the laminated structure are hot-pressed and bonded together by lamination (FIG. 2);

高分子固体電解質層2を構成する成分を含む溶液又は分散液は、例えば、本発明の電極形成用ペーストの構成要素である高分子固体電解質(A)の溶液又は分散液を用いることができる。   As the solution or dispersion containing the components constituting the polymer solid electrolyte layer 2, for example, a solution or dispersion of the polymer solid electrolyte (A) that is a constituent element of the electrode forming paste of the present invention can be used.

高分子トランスデューサ1の電極層3a,3b、高分子固体電解質層2、必要に応じて配設される集電体4a,4b、フィルム基材5a,5bの各厚さは、特に制限されず、高分子トランスデューサの用途等により適宜調整される。ただし、電極層3a,3bの厚さは、好ましくは1μm〜10mm、より好ましくは5μm〜1mm、さらに好ましくは10〜500μmの範囲である。また、高分子固体電解質2の厚さは、好ましくは1μm〜10mm、より好ましくは5μm〜1mm、さらに好ましくは10〜500μmの範囲である。また、図2に示される集電体4a,4bを設ける場合には、その厚みは、好ましくは1nm〜1mm、より好ましくは5nm〜100μm、さらに好ましくは10nm〜50μmの範囲である。同様に、図2に示されるフィルム基材5a,5bの厚みとしては、保護層としてそのまま使用するか否かに関わらず、製造時の取扱い容易性の観点や保護層としての強度の観点から、好ましくは1μm〜10mm、より好ましくは10μm〜1mm、さらに好ましくは30μm〜500μmの範囲ある。   The thicknesses of the electrode layers 3a and 3b, the polymer solid electrolyte layer 2 of the polymer transducer 1, the current collectors 4a and 4b, and the film bases 5a and 5b disposed as necessary are not particularly limited. It is appropriately adjusted depending on the use of the polymer transducer. However, the thickness of the electrode layers 3a and 3b is preferably in the range of 1 μm to 10 mm, more preferably 5 μm to 1 mm, and still more preferably 10 to 500 μm. The thickness of the polymer solid electrolyte 2 is preferably in the range of 1 μm to 10 mm, more preferably 5 μm to 1 mm, and still more preferably 10 to 500 μm. When the current collectors 4a and 4b shown in FIG. 2 are provided, the thickness is preferably in the range of 1 nm to 1 mm, more preferably 5 nm to 100 μm, and still more preferably 10 nm to 50 μm. Similarly, as the thickness of the film bases 5a and 5b shown in FIG. 2, regardless of whether or not to use as a protective layer as it is, from the viewpoint of easy handling and strength as a protective layer, Preferably they are 1 micrometer-10 mm, More preferably, they are the range of 10 micrometers-1 mm, More preferably, they are the range of 30 micrometers-500 micrometers.

本発明の高分子トランスデューサ1は、空気中、水中、真空中、有機溶媒中で動作することができる。さらに使用環境に応じて、適宜封止を施してもよい。封止材としては特に制限はなく、各種樹脂等を挙げることができる。   The polymer transducer 1 of the present invention can operate in air, water, vacuum, and organic solvent. Further, sealing may be appropriately performed according to the use environment. There is no restriction | limiting in particular as a sealing material, Various resin etc. can be mentioned.

この様な本発明の高分子トランスデューサ1に外部より変位、圧力等の機械的エネルギーを加えると、相互に絶縁した電極間に電気エネルギーとして電位差(電圧)を発生させることができる。このため、本発明の高分子トランスデューサを、変動、変位又は圧力を検知する変形センサや変形センサ素子として使用することもできる。   When mechanical energy such as displacement and pressure is applied to the polymer transducer 1 of the present invention from the outside, a potential difference (voltage) can be generated as electrical energy between the mutually insulated electrodes. For this reason, the polymer transducer of the present invention can also be used as a deformation sensor or a deformation sensor element that detects fluctuation, displacement, or pressure.

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

本発明の電極形成用ペーストの調製を実施例1〜4に示し、それを塗工し、乾燥することにより得られる塗膜を電極膜として含む高分子トランスデューサの製造について実施例5〜8に示す。   The preparation of the electrode forming paste of the present invention is shown in Examples 1 to 4, and the production of polymer transducers containing a coating film obtained by applying and drying the paste as electrode films is shown in Examples 5 to 8. .

実施例及び比較例で使用した材料について以下に示す。
(1)ポリスチレン−b−ポリ(1,3−ブタジエン)−b−ポリスチレンの水素添加物(SEBS):株式会社クラレ製「セプトン8007」をトルエンに溶解させた後、水により3回洗浄し、次いで大過剰のアセトンに再沈殿させて精製したものを用いた。
(2)ポリスチレン−b−ポリイソプレン−b−ポリスチレンの水素添加物(SEPS):株式会社クラレ製「セプトン2002」をトルエンに溶解させた後、水により3回洗浄し、次いで大過剰のアセトンに再沈殿させて精製したものを用いた。
(3)ポリα−メチルスチレン−b−ポリ(1,3−ブタジエン)−b−ポリα−メチルスチレンの水素添加物(mSEBmS):国際公開第02/40611号に開示されている方法と同様の方法で、ポリα−メチルスチレン−b−ポリ(1,3−ブタジエン)−b−ポリα−メチルスチレン型トリブロック共重合体を合成した。得られたトリブロック共重合体は、その数平均分子量が、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定でポリスチレン換算により、76,000であり、核磁気共鳴(H−NMR)から求められた1,3−ブタジエンに由来する1,4−結合量が55%であり、α−メチルスチレン単位の含有量が30質量%であった。合成したトリブロック共重合体のシクロヘキサン溶液を調製し、十分に窒素置換を行った耐圧容器に仕込んだ後、Ni/Al系のチーグラー型水素添加触媒を用いて、水素雰囲気下80℃で5時間の水素添加反応を行い、mSEBmSを得た。得られたmSEBmSの水素添加率はH−NMRより99.6mol%であった。
(4)無水酢酸:和光純薬工業株式会社より購入してそのまま用いた。
(5)濃硫酸:和光純薬工業株式会社より購入してそのまま用いた。
(6)ジクロロメタン:キシダ化学株式会社より購入し、モレキュラーシーブ(4A)に接触させたものを用いた。
(7)ジイソプロピルベンゼン:三井化学株式会社より購入し、そのまま用いた。
(8)1−ヘキサノール:和光純薬工業株式会社より購入し、そのまま用いた。
(9)導電性カーボンブラック:ライオン株式会社より購入した「ケッチェンブラックEC600JD」を、150℃で12時間、真空乾燥したものを用いた。
(10)ナフィオン分散液:和光純薬工業株式会社より「20%ナフィオン分散溶液DE2021 CSタイプ」を購入して、そのまま用いた。ナフィオンとは、デュポン社製パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマーの商品名である。
The materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(1) Polystyrene-b-poly (1,3-butadiene) -b-polystyrene hydrogenated product (SEBS): “Septon 8007” manufactured by Kuraray Co., Ltd. was dissolved in toluene, and then washed three times with water. Subsequently, the product purified by reprecipitation in a large excess of acetone was used.
(2) Polystyrene-b-polyisoprene-b-polystyrene hydrogenated product (SEPS): Kuraray Co., Ltd. “Septon 2002” was dissolved in toluene, washed three times with water, and then washed into a large excess of acetone. What was purified by reprecipitation was used.
(3) Hydrogenation product of poly α-methylstyrene-b-poly (1,3-butadiene) -b-polyα-methylstyrene (mSEBmS): the same as the method disclosed in WO 02/40611 In this manner, a poly α-methylstyrene-b-poly (1,3-butadiene) -b-poly α-methylstyrene type triblock copolymer was synthesized. The obtained triblock copolymer had a number average molecular weight of 76,000 in terms of polystyrene as measured by gel permeation chromatography (GPC), and was determined from nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR) 1, The amount of 1,4-bond derived from 3-butadiene was 55%, and the content of α-methylstyrene units was 30% by mass. A cyclohexane solution of the synthesized triblock copolymer was prepared and charged into a pressure-resistant vessel that had been sufficiently purged with nitrogen. Then, the Ni / Al Ziegler-type hydrogenation catalyst was used for 5 hours at 80 ° C. in a hydrogen atmosphere. The hydrogenation reaction was performed to obtain mSEBmS. The hydrogenation rate of the obtained mSEBmS was 99.6 mol% from 1 H-NMR.
(4) Acetic anhydride: purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and used as it is.
(5) Concentrated sulfuric acid: purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and used as it is.
(6) Dichloromethane: A product purchased from Kishida Chemical Co., Ltd. and contacted with molecular sieve (4A) was used.
(7) Diisopropylbenzene: purchased from Mitsui Chemicals and used as it is.
(8) 1-Hexanol: purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and used as it was.
(9) Conductive carbon black: “Ketjen Black EC600JD” purchased from Lion Co., Ltd., vacuum-dried at 150 ° C. for 12 hours was used.
(10) Nafion dispersion: “20% Nafion dispersion DE2021 CS type” was purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and used as it was. Nafion is a trade name of perfluorocarbon sulfonic acid polymer manufactured by DuPont.

その他の溶媒、試薬類は市販品を購入し、必要に応じて一般的な方法で精製したものを用いた。   Other solvents and reagents used were commercially available products that were purified by general methods as needed.

(製造例1)
mSEBmSの355gを撹拌機付きのガラス製反応容器中にて1時間真空乾燥し、次いで、窒素で系内を置換した後、塩化メチレン3Lを加え、35℃にて2時間攪拌して溶解した。溶解後、塩化メチレン155mL中、0℃にて無水酢酸34.7mLと濃硫酸77.5mLとを反応させて得られたスルホン化剤(アセチルサルフェート)を、5分間かけて徐々に滴下した。35℃にて7時間攪拌後、10Lの蒸留水の中に攪拌しながら反応溶液を注ぎ、スルホン化mSEBmSを凝固析出した。析出した固形分を90℃の蒸留水で30分間洗浄し、さらに濾別した。この洗浄及び濾別の作業を洗浄水のpHに変化がなくなるまで繰返し、最後に濾集した重合体を真空乾燥してスルホン化mSEBmSを得た。得られたスルホン化mSEBmSのα−メチルスチレン単位のベンゼン環のスルホン化率はH−NMRスペクトル測定から49.8mol%、プロトン交換容量は1.08mmol/gであった。
(Production Example 1)
355 g of mSEBmS was vacuum-dried in a glass reaction vessel equipped with a stirrer for 1 hour, and after replacing the system with nitrogen, 3 L of methylene chloride was added and dissolved by stirring at 35 ° C. for 2 hours. After dissolution, a sulfonating agent (acetyl sulfate) obtained by reacting 34.7 mL of acetic anhydride and 77.5 mL of concentrated sulfuric acid at 0 ° C. in 155 mL of methylene chloride was gradually added dropwise over 5 minutes. After stirring for 7 hours at 35 ° C., the reaction solution was poured into 10 L of distilled water while stirring to coagulate and precipitate sulfonated mSEBmS. The precipitated solid was washed with distilled water at 90 ° C. for 30 minutes and further filtered off. This washing and filtering operation was repeated until there was no change in the pH of the washing water. Finally, the polymer collected by filtration was vacuum-dried to obtain sulfonated mSEBmS. The sulfonation rate of the benzene ring of the α-methylstyrene unit in the obtained sulfonated mSEBmS was 49.8 mol% from 1 H-NMR spectrum measurement, and the proton exchange capacity was 1.08 mmol / g.

(製造例2)
製造例1において、mSEBmSに代えてSEBSを用い、反応時間及び用いるスルホン化剤の量を変化させる以外は同様の操作を行ってスルホン化SEBS(1)を得た。得られたスルホン化SEBSのスチレン単位のベンゼン環のスルホン化率は48.5mol%、プロトン交換容量は1.21mmol/gであった。
(Production Example 2)
In Production Example 1, SEBS was used in place of mSEBmS, and the same procedure was performed except that the reaction time and the amount of the sulfonating agent used were changed to obtain sulfonated SEBS (1). The resulting sulfonated SEBS had a styrene unit benzene ring sulfonation rate of 48.5 mol% and a proton exchange capacity of 1.21 mmol / g.

(製造例3)
製造例1において、mSEBmSに代えてSEPSを用い、反応時間及び用いるスルホン化剤の量を変化させる以外は同様の操作を行ってスルホン化SEPS(2)を得た。得られたスルホン化SEPSのスチレン単位のベンゼン環のスルホン化率は51.2mol%、プロトン交換容量は1.29mmol/gであった。
(Production Example 3)
In Production Example 1, SEPS was used in place of mSEBmS, and the same operation was performed except that the reaction time and the amount of the sulfonating agent used were changed to obtain sulfonated SEPS (2). The resulting sulfonated SEPS had a styrene unit benzene ring sulfonation rate of 51.2 mol% and a proton exchange capacity of 1.29 mmol / g.

(実施例1)
製造例1で得られたスルホン化mSEBmSの20.5gを、ジイソプロピルベンゼン63.6gと、1−ヘキサノール15.9gとの混合溶媒に攪拌溶解させた。次いで、この溶液に、ケッチェンブラック4.59gを加えて、精密分散乳化機(エム・テクニック株式会社製「クレアミックスCLM−0.8S」)を用い、ローター回転速度4500rpmで30分間分散処理を行うことにより電極形成用ペースト(I)を調製した。
Example 1
20.5 g of the sulfonated mSEBmS obtained in Production Example 1 was stirred and dissolved in a mixed solvent of 63.6 g of diisopropylbenzene and 15.9 g of 1-hexanol. Next, 4.59 g of ketjen black is added to this solution, and dispersion treatment is performed for 30 minutes at a rotor rotational speed of 4500 rpm using a precision dispersion emulsifier (“CLEARMIX CLM-0.8S” manufactured by M Technique Co., Ltd.). By doing this, an electrode forming paste (I) was prepared.

(実施例2)
製造例1で得られたスルホン化mSEBmSの24gを、ジイソプロピルベンゼン21.6gと、1−ヘキサノール50.4gとの混合溶媒に攪拌溶解させた。次いで、この溶液にケッチェンブラック5.36gを加えて、クレアミックスCLM−0.8Sを用い、ローター回転速度4500rpmで30分間分散処理を行うことにより電極形成用ペースト(II)を調製した。
(Example 2)
24 g of the sulfonated mSEBmS obtained in Production Example 1 was stirred and dissolved in a mixed solvent of 21.6 g of diisopropylbenzene and 50.4 g of 1-hexanol. Next, 5.36 g of ketjen black was added to this solution, and a paste (II) for electrode formation was prepared by performing a dispersion treatment for 30 minutes at a rotor rotation speed of 4500 rpm using CLEARMIX CLM-0.8S.

(実施例3)
実施例2において、スルホン化mSEBmSの代わりに、製造例2で製造したスルホン化SEBSを用いる以外は同様の作業を行い、電極形成用ペースト(III)を調製した。
(Example 3)
In Example 2, an electrode forming paste (III) was prepared in the same manner as in Example 2 except that the sulfonated SEBS produced in Production Example 2 was used instead of the sulfonated mSEBmS.

(実施例4)
実施例2において、スルホン化mSEBmSの代わりに、製造例3で製造したスルホン化SEPSを用いる以外は同様の作業を行い、電極形成用ペースト(IV)を調製した。
Example 4
In Example 2, an electrode forming paste (IV) was prepared in the same manner as in Example 2 except that the sulfonated SEPS produced in Production Example 3 was used instead of the sulfonated mSEBmS.

(比較例1)
製造例1で作製したスルホン化mSEBmSの24gを、ジイソプロピルベンゼン72gを加えて攪拌したところ溶解しなかったため、クレアミックスCLM−0.8Sを用い、ローター回転数1000rpmで30分間分散処理を行ったが、分散液には未分散物が目視で確認できた。ここにケッチェンブラック5.36gを加えて、クレアミックスCLM−0.8Sを用い、ローター回転速度4500rpmで30分間分散処理を行うことによりペースト(V)を調製した。
(Comparative Example 1)
Although 24 g of sulfonated mSEBmS produced in Production Example 1 was not dissolved when 72 g of diisopropylbenzene was added and stirred, dispersion treatment was performed for 30 minutes at a rotor speed of 1000 rpm using CLEARMIX CLM-0.8S. In the dispersion, an undispersed material was visually confirmed. To this, 5.36 g of ketjen black was added, and paste (V) was prepared by performing a dispersion treatment for 30 minutes at a rotor rotational speed of 4500 rpm using CLEARMIX CLM-0.8S.

(比較例2)
製造例1で作製したスルホン化mSEBmSの24gを、1−ヘキサノール72gを加えて攪拌したところ、やや白濁した分散液が得られた。この分散液では未分散物は目視では確認できなかった。ここにケッチェンブラック5.36gを加えて、クレアミックスCLM−0.8Sを用いローター回転速度4500rpmで30分間分散処理を行うことによりペースト(VI)を調製した。
(Comparative Example 2)
When 24 g of sulfonated mSEBmS produced in Production Example 1 was added with 72 g of 1-hexanol and stirred, a slightly cloudy dispersion was obtained. In this dispersion, no undispersed material could be visually confirmed. To this, 5.36 g of ketjen black was added, and a paste (VI) was prepared by performing a dispersion treatment for 30 minutes at Claremix CLM-0.8S at a rotor rotational speed of 4500 rpm.

(比較例3)
製造例1で作製したスルホン化mSEBmSの24gを、トルエン21.6gとイソブチルアルコール50.4gの混合溶媒に攪拌溶解させた。次いで、この溶液にケッチェンブラック5.36gを加えて、クレアミックスCLM−0.8Sを用い、ローター回転速度4500rpmで30分間分散処理を行うことによりペースト(VII)を調製した。
(Comparative Example 3)
24 g of the sulfonated mSEBmS produced in Production Example 1 was stirred and dissolved in a mixed solvent of 21.6 g of toluene and 50.4 g of isobutyl alcohol. Next, 5.36 g of ketjen black was added to this solution, and paste (VII) was prepared by carrying out a dispersion treatment for 30 minutes at a rotor rotation speed of 4500 rpm using CLEARMIX CLM-0.8S.

(比較例4)
高分子固体電解質(A)の成分としてナフィオン20gを含む水系分散液であるナフィオン分散液100gにケッチェンブラック4.47gを加えて、クレアミックスCLM−0.8Sを用い、ローター回転速度4500rpmで30分間分散処理を行うことによりペースト(VIII)を調製した。
(Comparative Example 4)
Add 4.47 g of ketjen black to 100 g of Nafion dispersion, which is an aqueous dispersion containing 20 g of Nafion as a component of the polymer solid electrolyte (A), and use Claremix CLM-0.8S at a rotor rotational speed of 4500 rpm. Paste (VIII) was prepared by performing a dispersion treatment for a minute.

実施例1〜4及び比較例1〜4におけるペーストの組成比を表1に示す。   Table 1 shows the composition ratios of the pastes in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4.

Figure 0005528967
Figure 0005528967

表1中、括弧内数値は仕込み量(g)であり、ナフィオンはナフィオン分散液100g中に含まれるナフィオンの量である。   In Table 1, the numerical value in parentheses is the charged amount (g), and Nafion is the amount of Nafion contained in 100 g of the Nafion dispersion.

(ペースト及び塗膜の評価)
実施例1〜4及び比較例1〜3で得られたペーストの保存安定性評価と印刷特性評価とを行った。
(Evaluation of paste and coating film)
Storage stability evaluation and printing characteristic evaluation of the pastes obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were performed.

(1)ペーストの保存安定性評価
ペースト(I)〜(VII)を、それぞれガラス瓶に採り、蓋をした状態で25℃にて10日間静置した後、ペーストの状態を目視、及び棒でかき混ぜることにより確認した。その状態において、「変化なし」を○、「ゲル状物の発生あり又はゲル化」を△、「沈降物あり」を×とする指標に従って評価した。
(1) Evaluation of storage stability of paste Each paste (I) to (VII) is put in a glass bottle and left to stand at 25 ° C. for 10 days in a covered state, and then the state of the paste is visually observed and stirred with a stick. Was confirmed. In this state, “no change” was evaluated as “◯”, “the occurrence or gelation of a gel-like product” was Δ, and “with sediment” was evaluated as “x”.

(2)ペーストの印刷特性評価
調製したペースト(I)〜(VII)を、スクリーン印刷装置(ニューロング精密工業社製「LS−34TV」)を用いてテスト印刷を行った。この時、スクリーンはテトロン(ポリエステル)材料製、パターンサイズ20mm×20mm、乳材厚12μm、250メッシュのものを用いた。基材には、無延伸PPフィルム(東セロ株式会社製「GLC−50」、厚み50μm、片面コロナ処理)のコロナ処理面に繰返しテスト印刷を実施して、印刷特性に関して官能評価を行った。「問題なく印刷が可能」を○、「印刷に用いたスクリーンのメッシュ部に詰まりが生じ、印刷性が良好とはいえない」を△、「印刷作業開始後、約10分でペースト表面が乾燥、固形化し印刷が不可能となり、印刷性が不良」を×とする指標に従って評価した。
(2) Evaluation of Printing Properties of Paste The prepared pastes (I) to (VII) were subjected to test printing using a screen printing apparatus (“LS-34TV” manufactured by Neurong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.). At this time, a screen made of Tetron (polyester) material, having a pattern size of 20 mm × 20 mm, a milk material thickness of 12 μm, and 250 mesh was used. The substrate was repeatedly test-printed on the corona-treated surface of an unstretched PP film (“GLC-50” manufactured by Tosero Co., Ltd., thickness 50 μm, single-sided corona treatment), and sensory evaluation was performed regarding printing characteristics. “No problem printing is possible” ○, “The screen mesh used for printing is clogged and printability is not good” △ “The paste surface dries in about 10 minutes after starting the printing operation” The evaluation was made according to an index with x indicating “solidified and impossible to print and printability was poor”.

実施例1〜4及び比較例4で得られたペーストをフィルム上に塗工し、乾燥して得た塗膜の柔軟性評価を行った。   The pastes obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 4 were applied onto a film and dried to evaluate the flexibility of the coating films obtained.

(3)塗膜の柔軟性評価
ペースト(I)〜(IV)及び(VIII)を、それぞれ離型処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、「ピューレックス A31」)の離型処理面に、クリアランス750μmのブロックコーターを用いて塗工し、100℃のホットプレート上で乾燥して塗膜を得た。この塗膜を10mm×30mmの長さにカットし、長さ方向の15mm分をクランプで挟み、固定したうえで、残りの15mmの部分を手で約10mm押し曲げた際の膜の変化について観察した。
(3) Flexibility evaluation of coating film Polyethylene terephthalate (PET) film (Purex A31, manufactured by Teijin DuPont Films, Ltd.) obtained by subjecting pastes (I) to (IV) and (VIII) to release treatment, respectively. The release treatment surface was coated using a block coater with a clearance of 750 μm, and dried on a hot plate at 100 ° C. to obtain a coating film. This coating is cut to a length of 10 mm x 30 mm, and 15 mm in the length direction is clamped and fixed, and the change in the film is observed when the remaining 15 mm part is pushed and bent by about 10 mm by hand. did.

ペーストの保存安定性評価及び印刷特性評価と、塗膜の柔軟性評価との評価結果を表2に示す。   Table 2 shows the evaluation results of the storage stability evaluation and printing characteristic evaluation of the paste and the flexibility evaluation of the coating film.

Figure 0005528967
Figure 0005528967

表2から明らかなように、本発明の構成要件を満たしている実施例1〜4の電極形成用ペーストは、印刷に適しておりハンドリングも行い易いものであった。またこれを塗工、乾燥して得られた塗膜は、高分子トランスデューサの柔軟性を達成するのに相応しい柔軟性を有していた。   As is apparent from Table 2, the electrode forming pastes of Examples 1 to 4 that satisfy the constituent requirements of the present invention were suitable for printing and easy to handle. Moreover, the coating film obtained by coating and drying this had a flexibility suitable for achieving the flexibility of the polymer transducer.

一方、構成要件である有機溶媒(C)を用いていない比較例1のペーストは、高分子固体電解質(A)が十分に溶媒に溶解しないことに起因して、不溶物が存在しており、これが原因でスクリーン印刷時のスクリーン詰まりが起きる等、ペーストに期待される特性を満たしているとは言い難い結果であった。   On the other hand, in the paste of Comparative Example 1 that does not use the organic solvent (C) that is a constituent requirement, the solid polymer electrolyte (A) does not sufficiently dissolve in the solvent, so that insoluble matter exists, For this reason, it is difficult to say that the properties expected of the paste are satisfied, such as screen clogging during screen printing.

さらに、構成要件である炭化水素溶媒(B)を用いていない比較例2のペーストは、保存安定性が劣り、また保存中に発生したゲル分等の影響によりスクリーン印刷時のスクリーン詰まりが起きる等、ペーストに期待される特性を満たしているとは言い難い結果であった。   Furthermore, the paste of Comparative Example 2 that does not use the hydrocarbon solvent (B), which is a constituent requirement, is inferior in storage stability, and screen clogging during screen printing occurs due to the influence of gel content and the like generated during storage. It was hard to say that the properties expected of the paste were satisfied.

炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)の沸点が本発明の基準を満たしていない比較例3のペーストは、極めて乾燥による変質を起こし易く、優れたペーストであるとは言い難い結果であった。   The paste of Comparative Example 3 in which the boiling points of the hydrocarbon solvent (B) and the organic solvent (C) do not satisfy the criteria of the present invention is extremely easy to cause deterioration due to drying, and it is difficult to say that the paste is an excellent paste. It was.

本発明で用いる高分子固体電解質(A)とは異なる高分子を用いた比較例4のペーストは、塗膜とした際の柔軟性に劣る結果であった。これは、高分子トランスデューサとした際にも正確な信号を与えないだけでなく、変形により破損してしまうため、実際の使用が難しいことを示した。   The paste of Comparative Example 4 using a polymer different from the polymer solid electrolyte (A) used in the present invention was inferior in flexibility when used as a coating film. This indicates that not only an accurate signal is not given even when a polymer transducer is used, but it is damaged due to deformation, so that actual use is difficult.

(実施例5)
市販の銀ペースト(藤倉化成株式会社製「ドータイトXA−954」)で集電体4a,4bを設けたポリプロピレン製のフィルム5a,5b(東セロ株式会社製 無延伸ポリプロピレンフィルム「GLC50」、膜厚50μm)上に、スクリーン印刷装置LS−34TVを用いて、実施例1で調製した電極形成用ペースト(I)を塗工し、その後80℃で乾燥した。この工程を塗膜の厚みが100μmになるまで行い、電極膜3a,3bを形成し、積層体(X)を形成した。
実施例1において、ケッチェンブラックを用いない以外は同様の操作を行い、高分子固体電解質(A)溶液を調製した。この溶液を、積層体(X)上にスクリーン印刷装置LS−34TVを用いて塗工し、その後80℃で乾燥し高分子固体電解質層2を形成した。この工程を高分子固体電解質(A)の膜厚が15μmになるまで行い、積層体(Y)を形成した。
積層体(Y)の二枚を、高分子固体電解質(A)の面同士が接着するように重ね合わせて、この状態で100℃にて5分間プレスをすることで高分子トランスデューサ1を製造した。この際、トランスデューサとしての評価を行うため、リード線12a,12bを設けた。
(Example 5)
Polypropylene films 5a and 5b (non-stretched polypropylene film “GLC50” manufactured by Tosero Co., Ltd.) having a current collector 4a and 4b made of a commercially available silver paste (“Dotite XA-954” manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.), film thickness 50 μm ) The electrode forming paste (I) prepared in Example 1 was applied thereon using a screen printing apparatus LS-34TV, and then dried at 80 ° C. This process was performed until the thickness of the coating film reached 100 μm to form the electrode films 3a and 3b, thereby forming the laminate (X).
In Example 1, the same operation was performed except that ketjen black was not used, to prepare a polymer solid electrolyte (A) solution. This solution was applied onto the laminate (X) using a screen printing apparatus LS-34TV, and then dried at 80 ° C. to form a polymer solid electrolyte layer 2. This process was performed until the film thickness of the polymer solid electrolyte (A) became 15 μm to form a laminate (Y).
The two layers of the laminate (Y) were overlapped so that the surfaces of the polymer solid electrolyte (A) were bonded to each other, and in this state, the polymer transducer 1 was manufactured by pressing at 100 ° C. for 5 minutes. . At this time, lead wires 12a and 12b were provided for evaluation as a transducer.

(実施例6)
実施例5で用いた電極形成用ペースト(I)の代わりに、実施例2で調製した電極形成用ペースト(II)を用いる以外は同様の作業を行い、高分子トランスデューサを製造。
(Example 6)
A polymer transducer was manufactured by performing the same operation except that the electrode forming paste (II) prepared in Example 2 was used instead of the electrode forming paste (I) used in Example 5.

(実施例7)
電極形成用ペーストとして実施例3で調製した電極形成用ペースト(III)を用い、さらに実施例3においてケッチェンブラックを用いない以外は同様の操作を行い得られた高分子固体電解質(A)溶液を用いる以外は実施例5と同様の作業を行い、高分子トランスデューサを製造した。
(Example 7)
A polymer solid electrolyte (A) solution obtained by performing the same operation except that the electrode forming paste (III) prepared in Example 3 was used as the electrode forming paste and Ketjen Black was not used in Example 3. A polymer transducer was manufactured in the same manner as in Example 5 except that was used.

(実施例8)
電極形成用ペーストとして実施例4で調製した電極形成用ペースト(IV)を用い、さらに実施例4においてケッチェンブラックを用いない以外は同様の操作を行い得られた高分子固体電解質(A)溶液を用いる以外は実施例5と同様の作業を行い、高分子トランスデューサを製造した。
(Example 8)
Polymer solid electrolyte (A) solution obtained by performing the same operation except that the electrode forming paste (IV) prepared in Example 4 was used as the electrode forming paste and Ketjen Black was not used in Example 4. A polymer transducer was manufactured in the same manner as in Example 5 except that was used.

(比較例5)
実施例5で用いた電極形成用ペースト(I)の代わりに、比較例1で調製したペースト(V)を用いる以外は同様の作業を行い、高分子トランスデューサを製造した。
(Comparative Example 5)
A polymer transducer was manufactured in the same manner as in Example 5 except that the paste (V) prepared in Comparative Example 1 was used instead of the electrode forming paste (I).

(比較例6)
実施例5で用いた電極形成用ペースト(I)の代わりに、比較例2で調製したペースト(VI)を用いる以外は同様の作業を行い、高分子トランスデューサを製造した。
(Comparative Example 6)
A polymer transducer was manufactured in the same manner as in Example 5 except that the paste (VI) prepared in Comparative Example 2 was used instead of the electrode forming paste (I).

(比較例7)
実施例5で用いた電極形成用ペースト(I)の代わりに、比較例3で調製したペースト(VII)を用いる以外は同様の作業を行い、高分子トランスデューサを製造した。
(Comparative Example 7)
A polymer transducer was manufactured in the same manner as in Example 5 except that the paste (VII) prepared in Comparative Example 3 was used instead of the electrode forming paste (I) used in Example 5.

(比較例8)
実施例5で用いた電極形成用ペースト(I)の代わりに、比較例4で調製したペースト(VIII)を用いる以外は同様の作業を行い、高分子トランスデューサを製造した。
(Comparative Example 8)
A polymer transducer was manufactured in the same manner as in Example 5 except that the paste (VIII) prepared in Comparative Example 4 was used instead of the electrode forming paste (I).

(高分子トランスデューサの変形センサとしての性能試験)
変形センサとしての応答感度は、高分子トランスデューサに一定変位を与えたときに発生した電圧と定義する。性能試験の測定における概要図を図3に示す。
(Performance test of polymer transducer as a deformation sensor)
Response sensitivity as a deformation sensor is defined as a voltage generated when a constant displacement is applied to the polymer transducer. A schematic diagram of the performance test measurement is shown in FIG.

実施例5〜8及び比較例5〜8で得られた高分子トランスデューサ1について、センサ部1A(20mm×20mm)のうち、長さ方向の10mm分をクランプ11a,11bで挟み、変形センサ長で10mm分をフリーとして測定セルとした。リード線12a,12bを電圧計(キーエンス社製「NR−ST04」)に接続した。この状態で、高分子トランスデューサ1の固定端から5mmの場所に、変位発生器13の振動板13bから駆動伝達部材13aを介して1mmの変位を与えたときに発生した電圧をデータロガーで測定した。なおこの時、高分子トランスデューサ1の固定端から5mmの変位点Pの変位量を、レーザー変位計14(キーエンス社製「LK−G155」)を用いて同時に測定した。変形開始から20秒後に変形を解除した。   For the polymer transducers 1 obtained in Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 to 8, among the sensor unit 1A (20 mm × 20 mm), 10 mm in the length direction is sandwiched between the clamps 11a and 11b, and the deformation sensor length is The measurement cell was made free for 10 mm. The lead wires 12a and 12b were connected to a voltmeter ("NR-ST04" manufactured by Keyence Corporation). In this state, a voltage generated by applying a displacement of 1 mm from the diaphragm 13b of the displacement generator 13 via the drive transmission member 13a at a location 5 mm from the fixed end of the polymer transducer 1 was measured with a data logger. . At this time, the amount of displacement at a displacement point P of 5 mm from the fixed end of the polymer transducer 1 was simultaneously measured using a laser displacement meter 14 (“LK-G155” manufactured by Keyence Corporation). The deformation was released 20 seconds after the deformation started.

各高分子トランスデューサ1の変形解除までの時間における信号強度の変化について、実施例5〜8を図4(a)〜(d)に示し、比較例5〜8を図5(e)〜(h)に示す。図4及び5から得られた変形センサとしての性能について、以下の基準で判断した。信号保持率は、初期の信号強度のうち、変形の解除直前にどれだけの信号強度(電圧値)が保持されたかで定義した。   Examples 5 to 8 are shown in FIGS. 4A to 4D, and Comparative Examples 5 to 8 are shown in FIGS. ). The performance as a deformation sensor obtained from FIGS. 4 and 5 was determined based on the following criteria. The signal retention rate was defined by how much signal strength (voltage value) was retained immediately before the cancellation of deformation among the initial signal strengths.

「初期信号強度>0.75mV/mm、かつ20秒後(変形解除直前)までの信号保持率が50%以上」を◎、「初期信号強度>0.25mV/mm、かつ20秒後(変形解除直前)までの信号保持率が50%以上」を○、「初期信号に関わらず、信号保持率が50%未満」を△、「変形センサとして機能せず」を×、とする指標に従って評価した。実施例5〜8及び比較例5〜8における評価結果を表3に示す。   “Initial signal strength> 0.75 mV / mm, and the signal retention rate after 20 seconds (immediately before the deformation is released) is 50% or more”, “Initial signal strength> 0.25 mV / mm, and 20 seconds (deformation) Evaluate according to the indicators that "the signal retention rate is 50% or more until immediately before release" is "Good", "regardless of the initial signal, the signal retention rate is less than 50%" is "△", and "It does not function as a deformation sensor" is x. did. The evaluation results in Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 to 8 are shown in Table 3.

Figure 0005528967
Figure 0005528967

表3から明らかなように、本発明の構成要件を満たしている実施例5〜8の高分子トランスデューサは、優れた性能を示した。   As is apparent from Table 3, the polymer transducers of Examples 5 to 8 that satisfy the constituent requirements of the present invention exhibited excellent performance.

構成要件である有機溶媒(C)を用いていない比較例5の高分子トランスデューサは、変形を保持している間にも信号を保持することができるような変形を検知するセンサとしての特性は、不十分であった。   The polymer transducer of Comparative Example 5 that does not use the organic solvent (C), which is a constituent requirement, has a characteristic as a sensor that detects deformation such that a signal can be held while holding the deformation. It was insufficient.

構成要件である炭化水素溶媒(B)を用いていない比較例6の高分子トランスデューサは、良好な初期信号強度を示したものの、信号の保持性が劣り、変形を検知するセンサとしての特性は十分であるとは言い難い結果であった。   The polymer transducer of Comparative Example 6 that does not use the constituent hydrocarbon solvent (B) showed good initial signal strength, but was poor in signal retention and had sufficient characteristics as a sensor for detecting deformation. It was hard to say that.

炭化水素溶媒(B)及び有機溶媒(C)の沸点が本発明の基準を満たしていない比較例7の高分子トランスデューサは、比較的良好な特性を示したが、ペーストとしては乾燥による変質を極めて起こし易く、実質的な使用が難しい結果であった。   The polymer transducer of Comparative Example 7 in which the boiling points of the hydrocarbon solvent (B) and the organic solvent (C) did not satisfy the criteria of the present invention showed relatively good characteristics, but the paste was extremely denatured by drying. The result was easy to cause and difficult to use substantially.

本発明で用いる高分子固体電解質(A)とは異なる高分子を用いた比較例8の高分子トランスデューサは、試験中に電極層の割れ等の内部での破損が生じたため、変形センサとして機能しなかったと推測される。   The polymer transducer of Comparative Example 8 using a polymer different from the polymer solid electrolyte (A) used in the present invention functioned as a deformation sensor because internal damage such as cracking of the electrode layer occurred during the test. It is estimated that there was not.

本発明の電極形成用ペーストは、印刷に適した特性を示し、高分子トランスデューサ用の電極材料として有用である。この電極形成用ペーストを塗工し、乾燥して得られる塗膜は、高分子トランスデューサ用の電極膜として活用され、十分な柔軟性を示し高い応答感度を有する高分子トランスデューサとして使用される。この高分子トランスデューサは、種々の変形や変位を計測する柔軟なセンサとして好適に使用することができる。   The electrode forming paste of the present invention exhibits characteristics suitable for printing and is useful as an electrode material for polymer transducers. The coating film obtained by applying and drying the electrode forming paste is used as an electrode film for a polymer transducer, and is used as a polymer transducer that exhibits sufficient flexibility and high response sensitivity. This polymer transducer can be suitably used as a flexible sensor for measuring various deformations and displacements.

1は高分子トランスデューサ、1Aはセンサ部、2は高分子固体電解質層、3a,3bは電極層、4a,4bは集電体、5a,5bはフィルム基材、11a,11bはクリップ、12a,12bはリード線、13は変位発生器、13aは駆動伝達部材、13bは振動板、14はレーザー変位計、Pは変位点である。   1 is a polymer transducer, 1A is a sensor unit, 2 is a polymer solid electrolyte layer, 3a and 3b are electrode layers, 4a and 4b are current collectors, 5a and 5b are film substrates, 11a and 11b are clips, 12a, 12b is a lead wire, 13 is a displacement generator, 13a is a drive transmission member, 13b is a diaphragm, 14 is a laser displacement meter, and P is a displacement point.

Claims (5)

下記化学式(1)
Figure 0005528967
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基、Rは炭素数1〜10のアルキレン基、1〜3個の置換基を有してもよい炭素数6〜14のアリーレン基、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレングリコール基又は直接結合、Rは炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基、水素イオンHに対するアニオンYはRを介して芳香環と連結されており、n=1〜3、m=0〜4、かつ1≦m+n≦5である)
で示される単位を含む重合体ブロック(a−1)及びイオン基を有しておらず室温でゴム状の重合体ブロック(a−2)を含むブロック共重合体からなる高分子固体電解質(A)と、
沸点が150℃以上の炭化水素溶媒(B)と、
水酸基、エステル基、カルボニル基、及びアミド基から選ばれる少なくとも一つの官能基を有する沸点が150℃以上の有機溶媒(C)と、
導電性微粒子(D)とを含有していることを特徴とする電極形成用ペースト。
The following chemical formula (1)
Figure 0005528967
Wherein R 1 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, R 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to An arylene group having 6 to 14 carbon atoms which may have 3 substituents, a (poly) alkylene glycol group which may have a substituent or a direct bond, R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or An alkoxy group, an anion Y for hydrogen ion H + is connected to an aromatic ring via R 2 , and n = 1 to 3, m = 0 to 4, and 1 ≦ m + n ≦ 5)
Polymer block (a-1)及beauty rubbery polymer block (a-2) a solid polymer electrolyte comprising a block copolymer containing at room temperature does not have an ion-radical containing in unit represented (A) and
A hydrocarbon solvent (B) having a boiling point of 150 ° C. or higher;
An organic solvent (C) having a boiling point of 150 ° C. or higher and having at least one functional group selected from a hydroxyl group, an ester group, a carbonyl group, and an amide group;
An electrode-forming paste comprising conductive fine particles (D).
前記アニオンYが、カルボン酸アニオン、スルホン酸アニオン、ホスホン酸アニオンから選ばれるアニオンであることを特徴とする請求項1に記載の電極形成用ペースト。 The anion Y - is a carboxylate anion, a sulfonate anion, the electrode forming paste according to claim 1, characterized in that an anion selected from phosphonate anion. 前記導電性微粒子(D)が、金属微粒子、金属化合物微粒子、導電性カーボン微粒子、及び/又は導電性高分子の粉体であることを特徴とする請求項1に記載の電極形成用ペースト。   The electrode forming paste according to claim 1, wherein the conductive fine particles (D) are metal fine particles, metal compound fine particles, conductive carbon fine particles, and / or conductive polymer powder. 請求項1に記載の電極形成用ペーストを乾燥固化し膜状に形成されていることを特徴とする電極膜。   An electrode film, wherein the electrode forming paste according to claim 1 is dried and solidified to form a film. 高分子固体電解質が、
下記化学式(1)
Figure 0005528967
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基、Rは炭素数1〜10のアルキレン基、1〜3個の置換基を有してもよい炭素数6〜14のアリーレン基、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレングリコール基又は直接結合、Rは炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基、水素イオンHに対するアニオンYはRを介して芳香環と連結されており、n=1〜3、m=0〜4、かつ1≦m+n≦5である)で示される単位を含む重合体ブロック(a−1)及びイオン基を有しておらず室温でゴム状の重合体ブロック(a−2)を有するブロック共重合体からなる高分子固体電解質(A)と、沸点が150℃以上の炭化水素溶媒(B)と、水酸基、エステル基、カルボニル基、及びアミド基から選ばれる少なくとも一つの官能基を有する沸点が150℃以上の有機溶媒(C)と、導電性微粒子(D)とを含有する電極形成用ペーストを乾燥固化し膜状に形成されている一対の電極膜で挟まれていることを特徴とする高分子トランスデューサ。
The polymer solid electrolyte
The following chemical formula (1)
Figure 0005528967
Wherein R 1 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, R 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to An arylene group having 6 to 14 carbon atoms which may have 3 substituents, a (poly) alkylene glycol group which may have a substituent or a direct bond, R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or An alkoxy group, an anion Y for hydrogen ion H + is connected to an aromatic ring via R 2 , and n = 1 to 3, m = 0 to 4, and 1 ≦ m + n ≦ 5). a polymer block comprising a (a-1)及beauty ion-radical at room temperature does not have a rubbery polymer block (a-2) a solid polymer electrolyte comprising a block copolymer having (a) A hydrocarbon solvent (B) having a boiling point of 150 ° C. or higher, a hydroxyl group, an ester group, An electrode-forming paste containing an organic solvent (C) having at least one functional group selected from a rubonyl group and an amide group and having a boiling point of 150 ° C. or more and conductive fine particles (D) is dried and solidified into a film shape A polymer transducer characterized by being sandwiched between a pair of formed electrode films.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6591400B2 (en) * 2014-04-11 2019-10-16 日本メクトロン株式会社 Composition
TWI665239B (en) * 2014-09-29 2019-07-11 日商富士軟片股份有限公司 Composition, sheet manufacturing method, sheet, laminated body and laminated body with element wafer
JP2017034290A (en) * 2016-11-16 2017-02-09 タツタ電線株式会社 Piezoelectric film laminate

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2768869B2 (en) * 1992-06-03 1998-06-25 工業技術院長 Actuator element
JP3921997B2 (en) * 2001-11-01 2007-05-30 宇部興産株式会社 Ion conductive membrane
JP3967581B2 (en) * 2001-11-20 2007-08-29 株式会社トクヤマ Ion exchange resin membrane and method for producing the same
US8172998B2 (en) * 2003-08-21 2012-05-08 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Ionic solvents used in ionic polymer transducers, sensors and actuators
US20060266642A1 (en) * 2005-03-14 2006-11-30 Barbar Akle Direct assembly process for fabrication of ionomeric polymer devices
JP5076310B2 (en) * 2005-12-02 2012-11-21 株式会社クラレ Polymer electrolyte, polymer electrolyte membrane, membrane-electrode assembly, and solid polymer fuel cell
JP2007336790A (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Kuraray Co Ltd Polymer electrochemical element
WO2011125616A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-13 株式会社クラレ Polymer solid electrolyte and polymer transducer using the same
JP5377392B2 (en) * 2010-03-31 2013-12-25 株式会社クラレ Polymer transducer, polymer solid electrolyte, and manufacturing method thereof

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