JP7272801B2 - 誘電エラストマートランスデューサーおよび誘電エラストマートランスデューサーの製造方法 - Google Patents
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Description
以下に、粉砕炭素粒子生成工程の実施例について述べる。なお、本発明の粉砕炭素粒子生成工程は、何ら限定されず、後述する条件を満たす粉砕炭素粒子を生成可能な様々な手法を採用できる。
まず、単層カーボンナノチューブ(以下、SWCNT:たとえば日本ゼオン社製SG101)の含有量が0.35wt%となるように溶媒に混ぜ分散させる。この際の溶媒は、MEK(メチルエチルケトン)を用いた。この溶液を、高圧ホモジナイザーを用いて分散し、SWCNT分散液(第1分散液)を得た。次に、このSWCNT分散液を液温20~40℃で放置し、溶媒を除去した。その後、ガラス攪拌棒等を用いて、粉末状となるまで撹拌した。
粉末状としたSWCNTを遊星型ボールミルによって、粉砕した。粉砕したSWCNTの粉末に溶媒を加え、再度、高圧ホモジナイザーを用いて分散した。この際の溶媒は、CyH(シクロヘキサン)を用いた。また、SWCNT含有量は、0.07~0.15wt%であった。再分散されたSWCNT分散液(第2分散液)をガラス容器等に移し、超音波振動を加えた。その後、24時間放置し、SWCNTが溶媒と分離しないことを確認した。分離が認められる場合、再度、超音波振動を加えた。
SWCNTと溶媒との分離が認められないことを確認した後に、さらに超音波振動を加えた。その後、30分程度放置し、SWCNT分散液の液面近くの上部をスポイト等によって吸い上げ、別容器に抽出した。
比較例1は、溶媒としてCyHを用い、未粉砕状態のSWCNTを分散させたSWCNT分散液を用意した。比較例2,3として、一般的なカーボンブラックを用意した。カーボンブラック製造メーカーによって公表された粒子径は、15nm~55nmであった。比較例2は、実施例と同じくCyHを溶媒としたカーボンブラック分散液を用意した。比較例3は、MEKを溶媒としたカーボンブラック分散液を用意した。
(1-1)ガラス容器に実施例および比較例1~3の分散液をそれぞれ2ml採取し、これにIPA(イソプロピルアルコール:関東化学 鹿1級)を加え予備希釈液を得た。
(1-2)前記容器の予備希釈液をマグネットスターラ等で撹拌した後に、超音波処理を行った。超音波条件は、周波数:39kHz、出力100W、照射時間3分であった。
(1-3)超音波処理後、10分以内に以下の粒度測定を行った。
(2-1)動的光散乱法による測定装置に、マルバーン社製:ゼータサイザーナノシリーズを用いた。当該装置は、粒子径標準粒子(LTX3060A,LTX3200A)にて、たとえば測定誤差が2%以下となる程度に予め適切に校正されていた。
(2-2)前記予備希釈液1mlを、12mm角ガラスセル(PCS1115)に入れ、前記装置にセットした。当該ガラスセルにはキャップを付けた。
(2-3)粒子情報は、屈折率=2.0、虚数部0.850に設定した。
(2-4)溶媒情報は、2-Propanol、屈折率=1.3750、粘度=2.038に設定した。
(2-5)測定温度は、25℃に設定した。
(2-6)測定温度到達から測定までの時間は60秒に設定した。
(2-7)セル設定は、「glass cuvette」にて設定した。
(2-8)測定時のディテクタ角度は、173°とした。
(2-9)1回の測定に充てる時間は、「Automatic」とした。
(2-10)繰り返し回数は、3回とした。
(2-11)「Measurement Position」は、「Seek for measurement position」に設定し、自動とした。
(2-12)粒度分布のスムージングに関するモデルは、「General Purpose」とした。
(2-13)Z-Averageを採用し、測定3回の平均を、測定値とした。
(3-1)レーザー散乱法による測定装置に、マルバーン社製:マスターサイザー3000を用いた。
(3-2)粒子情報は、屈折率=2.0、虚数部0.850に設定した。
(3-3)溶媒情報は、エタノール、屈折率=1.3600に設定した。
(3-4)測定に使用する溶媒は、エタノール(関東化学 鹿1級)を用いた。
(3-5)前記エタノールを分散ユニットに規定量充填し、前記装置内を120秒循環させた。
3 :電気回路装置
11 :誘電エラストマー層
12 :電極層
Claims (7)
- 誘電エラストマー層と
前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、
を備える、誘電エラストマートランスデューサーであって、
前記電極層は、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子を含み、
前記粉砕炭素粒子は、動的光散乱法によって計測された粒度が0.5μm以上1.5μm以下であり、且つレーザー散乱法によって計測された粒度が15μm以上70μm以下であることを特徴とする、誘電エラストマートランスデューサー。 - 前記粉砕炭素粒子は、動的光散乱法によって計測された粒度とレーザー散乱法によって計測された粒度との差が、15μm以上である、請求項1に記載の誘電エラストマートランスデューサー。
- 前記粉砕炭素粒子は、レーザー散乱法によって計測された粒度と動的光散乱法によって計測された粒度との比が、15以上である、請求項2に記載の誘電エラストマートランスデューサー。
- 誘電エラストマー層と
前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、
を備える、誘電エラストマートランスデューサーの製造方法であって、
カーボンナノチューブを粉砕することにより粉砕炭素粒子を生成する工程と、
前記粉砕炭素粒子を用いて形成された前記一対の電極層を前記誘電エラストマー層上に配置する工程と、を備え、
前記粉砕炭素粒子を生成する工程においては、動的光散乱法によって計測された粒度が0.5μm以上1.5μm以下であり、且つレーザー散乱法によって計測された粒度が15μm以上70μm以下である前記粉砕炭素粒子を生成することを特徴とする、誘電エラストマートランスデューサーの製造方法。 - 前記粉砕炭素粒子を生成する工程においては、動的光散乱法によって計測された粒度とレーザー散乱法によって計測された粒度との差が、15μm以上である前記粉砕炭素粒子を生成する、請求項4に記載の誘電エラストマートランスデューサーの製造方法。
- 前記粉砕炭素粒子を生成する工程においては、レーザー散乱法によって計測された粒度と動的光散乱法によって計測された粒度との比が、15以上である前記粉砕炭素粒子を生成する、請求項5に記載の誘電エラストマートランスデューサーの製造方法。
- 誘電エラストマー層と
前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、
を備える、誘電エラストマートランスデューサーの製造方法であって、
カーボンナノチューブを粉砕することにより粉砕炭素粒子を生成する工程と、
前記粉砕炭素粒子を用いて形成された前記一対の電極層を前記誘電エラストマー層上に配置する工程と、を備え、
前記粉砕炭素粒子を生成する工程においては、
カーボンナノチューブを溶媒に混ぜて分散させカーボンナノチューブの第1分散液を得た後に、前記溶媒を除去することにより粉末状のカーボンナノチューブを得る前処理と、
前記粉末状のカーボンナノチューブを粉砕し、粉砕したカーボンナノチューブを溶媒に混ぜてカーボンナノチューブの第2分散液を得る粉砕処理と、
前記カーボンナノチューブの第2分散液を放置し、液面近くの部位を抽出する抽出処理と、を行うことを特徴とする、誘電エラストマートランスデューサーの製造方法。
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