JP7351507B2 - actuator - Google Patents

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Description

本発明は、アクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an actuator.

現在、軽量・柔軟なアクチュエータ素子の開発が求められている。特に、様々な電気活性のある高分子を用い、電気駆動の伸縮型のアクチュエータの開発・研究が実用化に近く、期待されている。 Currently, there is a need to develop lightweight and flexible actuator elements. In particular, the development and research of electrically driven telescoping actuators using various electroactive polymers is expected to be close to practical application.

このようなアクチュエータとして、カーボンナノチューブ(Carbon Nanotube、以下CNTとも称する)をアクチュエータ電極として使用する研究がなされている。CNTは炭素からなる物質であり、高い電気伝導性、軽量、高硬度、柔軟であるといった多くの優れた性質を持つ。その性質から様々な応用が期待されている(非特許文献1)。 As such an actuator, research is being conducted on using carbon nanotubes (hereinafter also referred to as CNTs) as actuator electrodes. CNT is a substance made of carbon and has many excellent properties such as high electrical conductivity, light weight, high hardness, and flexibility. Due to its properties, various applications are expected (Non-Patent Document 1).

安積欣志、Synthesiology(シンセシオロジー)、第9巻、pp.117-123、2016Kinshi Azaka, Synthesiology, Volume 9, pp. 117-123, 2016

しかしながら、CNTは通常ナノスケールの粉末状で存在している。その結果、単体で扱うことが一般的には困難であり、加工の面で問題がある。また、複雑な立体構造を形成することが困難で構造上の自由度が低いという問題がある。このように、CNTをアクチュエータの電極として使用する際には更なる改良が課題となる。 However, CNTs usually exist in the form of nanoscale powder. As a result, it is generally difficult to handle alone, and there are problems in processing. Another problem is that it is difficult to form a complex three-dimensional structure and the degree of structural freedom is low. Thus, when using CNTs as actuator electrodes, further improvement is a challenge.

本発明は、このような問題に鑑み、加工が容易で、構造上の自由度が高いアクチュエータを提供することを課題とする。 In view of these problems, it is an object of the present invention to provide an actuator that is easy to process and has a high degree of structural freedom.

本発明者は、加工が容易で身近なものとしてパルプに注目し、CNTをパルプと組み合わせたCNT複合材料を開発した。このように、CNT単独ではなく、CNT複合材料とすることで、CNTの優れた特性を生かしつつ、さらに加工を容易とすることが可能となる。そして、当該CNT複合材料によるアクチュエータが実現できれば、複雑な立体構造を形成することができ、従来よりも複雑な動きを実現できることを見出した。 The present inventors focused on pulp as a material that is easy to process and is readily available, and developed a CNT composite material that combines CNTs with pulp. In this way, by using a CNT composite material instead of using CNT alone, it becomes possible to further facilitate processing while taking advantage of the excellent characteristics of CNT. They also discovered that if an actuator made of the CNT composite material could be realized, it would be possible to form a complex three-dimensional structure and realize more complex movements than ever before.

上記知見を基礎にして完成した本発明は一側面において、保持基材の少なくとも一方の面に、カーボンナノチューブ及びパルプを複合したカーボンナノチューブ複合基材を貼り合わせた積層体を備え、前記積層体にイオン液体を含有するアクチュエータである。 One aspect of the present invention, which was completed based on the above knowledge, includes a laminate in which a carbon nanotube composite base material made of a composite of carbon nanotubes and pulp is bonded to at least one surface of a holding base material, and This is an actuator containing an ionic liquid.

本発明に係るアクチュエータは一実施形態において、前記カーボンナノチューブ複合基材において、前記カーボンナノチューブが5~30質量%含まれている。 In one embodiment of the actuator according to the present invention, the carbon nanotube composite base material contains 5 to 30% by mass of the carbon nanotubes.

本発明に係るアクチュエータは別の一実施形態において、前記保持基材が紙基材である。 In another embodiment of the actuator according to the present invention, the holding base material is a paper base material.

本発明に係るアクチュエータは更に別の一実施形態において、前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである。 In yet another embodiment of the actuator according to the present invention, the carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes.

本発明に係るアクチュエータは更に別の一実施形態において、前記パルプが、木材パルプ、非木材パルプまたは古紙パルプである。 In yet another embodiment of the actuator according to the present invention, the pulp is wood pulp, non-wood pulp, or waste paper pulp.

本発明によれば、加工が容易で、構造上の自由度が高いアクチュエータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an actuator that is easy to process and has a high degree of structural freedom.

本発明の実施形態に係るアクチュエータの構成及び動作原理を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing the configuration and operating principle of an actuator according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る紙漉き法の工程を説明する模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the steps of a papermaking method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るシリコーンケース法の工程を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the process of the silicone case method concerning an embodiment of the present invention.

次に本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。 Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is understood that the present invention is not limited to the following embodiments, and that design changes, improvements, etc. may be made as appropriate based on the common knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should.

(アクチュエータの構成)
図1は、本発明の実施形態に係るアクチュエータの構成及び動作原理を示す模式図である。本発明の実施形態に係るアクチュエータは、保持基材と、保持基材の少なくとも一方の面に、カーボンナノチューブ及びパルプを複合したカーボンナノチューブ複合基材を貼り合わせた積層体を備える。カーボンナノチューブ複合基材は、保持基材の両面に貼り合わせるのが、よりアクチュエータとしての機能が向上するため好ましい。
(Actuator configuration)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration and operating principle of an actuator according to an embodiment of the present invention. An actuator according to an embodiment of the present invention includes a holding base material and a laminate in which a carbon nanotube composite base material made of a composite of carbon nanotubes and pulp is bonded to at least one surface of the holding base material. It is preferable to bond the carbon nanotube composite base material to both sides of the holding base material because the function as an actuator is further improved.

本発明の実施形態に係る保持基材の形状は、アクチュエータの用途によって適宜設計することができるが、取り扱いのしやすさや、用途の広さの観点から、フィルム状に形成されているのが好ましい。保持基材の厚みは特に限定されないが、0.2~0.5mm厚に形成することができる。 The shape of the holding base material according to the embodiment of the present invention can be designed as appropriate depending on the use of the actuator, but from the viewpoint of ease of handling and wide range of uses, it is preferably formed into a film shape. . The thickness of the holding base material is not particularly limited, but it can be formed to a thickness of 0.2 to 0.5 mm.

本発明の実施形態に係る保持基材の材料としては、少なくとも一方の面に、カーボンナノチューブ及びパルプを複合したカーボンナノチューブ複合基材を貼り合わせて保持することができ、且つ、屈曲性のある材料であれば特に限定されない。保持基材は、良好な柔軟性を有するものであるのが好ましく、紙基材、不織布、樹脂製のスポンジ等で形成されているのがより好ましい。また、保持基材の材料は、用途展開しやすいという観点から、貼り合わせるカーボンナノチューブ複合基材のパルプと同様の素材で形成されているのが好ましい。例えば、カーボンナノチューブ複合基材のパルプが木材パルプであるならば、保持基材は紙基材であるのが好ましい。また、保持基材が紙基材であり、且つ、カーボンナノチューブ複合基材のパルプが木材パルプで形成されていると、環境にやさしく、焼却により処分することができる。 The material for the holding base material according to the embodiment of the present invention is a flexible material that can bond and hold a carbon nanotube composite base material, which is a composite of carbon nanotubes and pulp, on at least one surface. If so, there are no particular limitations. The holding base material preferably has good flexibility, and is more preferably formed from a paper base material, nonwoven fabric, resin sponge, or the like. Further, from the viewpoint of easy application development, the holding base material is preferably formed from the same material as the pulp of the carbon nanotube composite base material to be bonded. For example, if the pulp of the carbon nanotube composite substrate is wood pulp, the holding substrate is preferably a paper substrate. Further, if the holding base material is a paper base material and the pulp of the carbon nanotube composite base material is formed from wood pulp, it is environmentally friendly and can be disposed of by incineration.

本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブ複合基材は、カーボンナノチューブ及びパルプを複合して構成されている。カーボンナノチューブ複合基材のカーボンナノチューブは、グラフェンシートが筒形に巻いた形状から成る炭素系材料であり、その周壁の構成数から単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブとがある。単層カーボンナノチューブを用いると、よりカーボンナノチューブ複合基材の柔軟性が増す。一方、多層カーボンナノチューブを用いると、よりカーボンナノチューブ複合基材の強度が増す。単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブは、アクチュエータの用途によって適宜選択することができる。また、カーボンナノチューブ複合基材のカーボンナノチューブは、グラフェンシートの構造の違いから、カイラル(らせん)型、ジグザグ型、アームチェア型等の構造を有していてもよい。 The carbon nanotube composite base material according to the embodiment of the present invention is composed of a composite of carbon nanotubes and pulp. The carbon nanotubes of the carbon nanotube composite base material are carbon-based materials made of graphene sheets wound into a cylindrical shape, and are classified into single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes depending on the number of peripheral walls. When single-walled carbon nanotubes are used, the flexibility of the carbon nanotube composite substrate is further increased. On the other hand, the use of multi-walled carbon nanotubes further increases the strength of the carbon nanotube composite base material. Single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes can be appropriately selected depending on the use of the actuator. Further, the carbon nanotubes of the carbon nanotube composite base material may have a structure such as a chiral (helix) type, a zigzag type, or an armchair type, depending on the structure of the graphene sheet.

本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブ複合基材において、カーボンナノチューブが5~30質量%含まれているのが好ましい。カーボンナノチューブ複合基材において、カーボンナノチューブが5質量%以上含まれていると、アクチュエータの電極としてより良好な導電性が得られる。また、カーボンナノチューブ複合基材において、カーボンナノチューブが30質量%を超えて含まれても、アクチュエータの電極として導電性がそれ以上向上することが困難となる一方で、コストの面で不利となる傾向がある。本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブ複合基材において、カーボンナノチューブが10~30質量%含まれているのがより好ましく、10~20質量%含まれているのが更により好ましい。 The carbon nanotube composite base material according to the embodiment of the present invention preferably contains 5 to 30% by mass of carbon nanotubes. When the carbon nanotube composite base material contains 5% by mass or more of carbon nanotubes, better conductivity can be obtained as an electrode of an actuator. Furthermore, even if the carbon nanotube composite base material contains more than 30% by mass of carbon nanotubes, it becomes difficult to further improve the conductivity as an electrode for an actuator, and this tends to be disadvantageous in terms of cost. There is. In the carbon nanotube composite base material according to the embodiment of the present invention, it is more preferable that carbon nanotubes are contained in an amount of 10 to 30% by mass, and even more preferably 10 to 20% by mass.

カーボンナノチューブ複合基材のパルプは、特に限定されないが、木材パルプ(針葉樹パルプや広葉樹パルプ)、非木材パルプ(ケナフパルプ、コットンパルプ、竹パルプ、バガスパルプ、アバカパルプ、海藻パルプ、わらパルプ、樹皮パルプ、クワパルプ、ヨシパルプ、果実パルプ等)または古紙パルプを用いることができる。 The pulp of the carbon nanotube composite base material is not particularly limited, but includes wood pulp (softwood pulp and hardwood pulp), non-wood pulp (kenaf pulp, cotton pulp, bamboo pulp, bagasse pulp, abaca pulp, seaweed pulp, straw pulp, bark pulp, and mulberry pulp). , reed pulp, fruit pulp, etc.) or waste paper pulp can be used.

また、カーボンナノチューブ複合基材のパルプは、特に限定されないが、機械パルプ(MP:Mechanical Pulp)、化学パルプ(CP:Chemical Pulp)等を使用することもできる。 Further, the pulp of the carbon nanotube composite base material is not particularly limited, but mechanical pulp (MP), chemical pulp (CP), etc. can also be used.

機械パルプは、物理的な力で木材を破砕することでパルプ化する方法でできたパルプを意味する。機械パルプの種類には、砕木パルプ(GP:Ground Pulp)、リファイナーグランドパルプ(RGP:Refiner Ground Pulp)、サーモメカニカルパルプ(TMP:Thermo-Mechanical Pulp)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP:Chemi-Thermo-Mechanical Pulp)などがある。 Mechanical pulp refers to pulp made by physically crushing wood into pulp. Types of mechanical pulp include ground pulp (GP), refiner ground pulp (RGP), thermo-mechanical pulp (TMP), and chemi-thermomechanical pulp (CTMP). mo- Mechanical Pulp).

化学パルプは、化学的な反応で、木材(チップへの破砕は必要)を分解・リグニンなどを分離する(蒸解と呼ぶ)ことでパルプ化されたパルプを意味する。化学パルプの種類には、クラフトパルプ(KP:Kraft Pulp)、サルファイドパルプ(SP:Sulfide Pulp)、アルカリパルプ(AP:Alkaline Pulp)などがある。 Chemical pulp refers to pulp made by decomposing wood (which must be crushed into chips) and separating lignin through a chemical reaction (called cooking). Types of chemical pulp include kraft pulp (KP), sulfide pulp (SP), and alkaline pulp (AP).

本発明の実施形態に係るアクチュエータは、保持基材とカーボンナノチューブ複合基材との積層体が、イオン液体(ionic liquid)を含有している。当該イオン液体は、一般に常温溶融塩または単に溶融塩などとも称されるものであり、常温(室温)を含む幅広い温度域で溶融状態を呈する塩である。当該イオン液体は、陽イオンと陰イオンとの間でサイズ差(イオン体積差)が認められるものであればよく、理論上、数千以上の種類を作製することが可能である。
本発明の実施形態に係るアクチュエータのイオン液体としては、特に限定されないが、常温(室温)または常温に近い温度において液体を呈し安定なものが好ましい。本発明の実施形態に係るアクチュエータのイオン液体としては、例えば、以下の表1に記載の陽イオンと陰イオンとのイオン液体を用いることができる。
In the actuator according to the embodiment of the present invention, the laminate of the holding base material and the carbon nanotube composite base material contains an ionic liquid. The ionic liquid is generally referred to as a room temperature molten salt or simply a molten salt, and is a salt that exhibits a molten state in a wide temperature range including room temperature (room temperature). The ionic liquid may be one in which a size difference (ion volume difference) is recognized between cations and anions, and it is theoretically possible to produce several thousand or more types.
Although the ionic liquid for the actuator according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, it is preferably one that is stable and exhibits a liquid state at normal temperature (room temperature) or a temperature close to normal temperature. As the ionic liquid for the actuator according to the embodiment of the present invention, for example, an ionic liquid containing cations and anions listed in Table 1 below can be used.

(アクチュエータの動作原理)
本発明の実施形態に係るアクチュエータは図1に示すように、電極層にカーボンナノチューブ複合基材を用い、その間に電解質層として保持基材を挟み込んだ構造をしている。このアクチュエータにイオン液体を含ませる。イオン液体には、イオン体積の異なるカチオン(陽イオン)とアニオン(陰イオン)とが存在している。この状態(図1の(a))から、電圧を印加することにより、イオンの移動が起こり、イオン液体においてカチオン(陽イオン)がアニオン(陰イオン)よりも大きいことから、陽イオンが集まる負極側は伸び、陰イオンが集まる正極側は縮む(図1の(b))。
(Operating principle of actuator)
As shown in FIG. 1, the actuator according to the embodiment of the present invention has a structure in which a carbon nanotube composite base material is used for the electrode layer, and a holding base material is sandwiched therebetween as an electrolyte layer. This actuator contains an ionic liquid. Ionic liquids contain cations and anions with different ionic volumes. From this state (Fig. 1(a)), ion movement occurs by applying a voltage, and since cations (cations) are larger than anions (anions) in the ionic liquid, cations gather at the negative electrode. The sides expand, and the positive electrode side, where anions gather, contracts (Fig. 1(b)).

このような構成によれば、電極層にCNT単独ではなく、CNTとパルプとの複合材料を用いることで、パルプの中でCNTのネットワークが形成され、これによってCNTの優れた特性を生かしつつ、さらに加工を容易とすることが可能となる。また、これによって複雑な立体構造を有するアクチュエータを形成することができ、従来よりも複雑な動きを実現できる。さらに、パルプ繊維が間に存在することで、間隔の大きな3次元CNTネットワークが形成される。この隙間部分の獲得は、イオン液体の陽イオンもしくは陰イオンを引き込む際に重要であり、より大きなサイズのイオンの利用も可能となる。このように大きいイオンが利用できるということは、より大きな変位の獲得が期待できる利点がある。また、三次元的にCNT間の接触部分が増えることになり、電極部分(カーボンナノチューブ複合基材)の耐久性が向上し、また抵抗を下げることができる。 According to such a configuration, by using a composite material of CNT and pulp instead of CNT alone in the electrode layer, a network of CNT is formed in the pulp, thereby taking advantage of the excellent properties of CNT, Furthermore, it becomes possible to facilitate processing. Moreover, this makes it possible to form an actuator with a complicated three-dimensional structure, and realize more complicated movements than conventional ones. Furthermore, the presence of pulp fibers in between forms a three-dimensional CNT network with large spacing. Obtaining this gap is important when drawing in cations or anions of the ionic liquid, and it also becomes possible to use larger sized ions. The fact that such large ions can be used has the advantage that larger displacement can be expected. Furthermore, the number of contact areas between CNTs increases three-dimensionally, which improves the durability of the electrode portion (carbon nanotube composite base material) and lowers the resistance.

本発明の実施形態に係るアクチュエータが有することができる複雑な立体構造の例としては、例えば、紙ばね構造、ミウラ折り構造などが挙げられる。紙ばね構造は、2枚の紙基材が交互に折り重ねられた構造であり、アクチュエータの1つ1つの力が小さくても組み合わせることで力を増幅させることができる。ミウラ折り構造は、紙基材の端の2点を持ちながら引っ張ることで広がるような構造であり、例えば、人工衛星で太陽光パネルを展開する際に使用することができる。 Examples of the complicated three-dimensional structure that the actuator according to the embodiment of the present invention can have include a paper spring structure, a Miura fold structure, and the like. The paper spring structure is a structure in which two paper base materials are alternately folded, and even if the force of each actuator is small, the force can be amplified by combining them. The Miura fold structure is a structure in which the paper base material can be expanded by holding two points at the edges and pulling it, and can be used, for example, when deploying solar panels on artificial satellites.

また、保持基材として、例えば紙基材のようなフレキシブルな基材を用いて紙アクチュエータを構成した場合、非常にフレキシブルで、従来のものと比較して高耐久性を有するアクチュエータが得られる。さらには、紙バネ等の既存の折り紙技術との組み合わせにより、複雑な形状のアクチュエータに発展させることや、用途に合わせてその場ではさみ等による加工が可能となる。 Further, when a paper actuator is constructed using a flexible base material such as a paper base material as the holding base material, an actuator that is extremely flexible and has higher durability than conventional ones can be obtained. Furthermore, by combining it with existing origami techniques such as paper springs, it becomes possible to develop actuators with complex shapes and to process them on the spot using scissors or the like to suit the application.

(アクチュエータの製造方法及び動作確認方法)
次に、本発明の実施形態に係るアクチュエータの製造方法及び動作確認方法について説明する。まず、CNTを超音波分散などにより、水に分散したCNT分散液と、パルプを水に分散したパルプ分散液との混合液を作製する。
次に、網を用いて脱水を行う紙漉き法、または、シリコーンケースに投入して乾燥させるシリコーンケース法などにより、カーボンナノチューブ複合基材を作製する。図2に、当該紙漉き法の工程を説明する模式図を示す。図3に、当該シリコーンケース法の工程を説明する模式図を示す。
(Actuator manufacturing method and operation confirmation method)
Next, a method for manufacturing an actuator and a method for checking its operation according to an embodiment of the present invention will be described. First, a mixed liquid of a CNT dispersion liquid in which CNTs are dispersed in water and a pulp dispersion liquid in which pulp is dispersed in water is prepared by ultrasonic dispersion or the like.
Next, a carbon nanotube composite base material is produced by a paper-making method in which water is removed using a net, or a silicone case method in which the material is placed in a silicone case and dried. FIG. 2 shows a schematic diagram illustrating the steps of the papermaking method. FIG. 3 shows a schematic diagram illustrating the steps of the silicone case method.

続いて、カーボンナノチューブ複合基材を脱水した後、熱プレスにより成形・乾燥を行う。このようにしてカーボンナノチューブ複合基材を2枚作製し、当該2枚のカーボンナノチューブ複合基材で電解質層となる保持基材を挟み込み、熱プレスをすることで接着を行い、アクチュエータを作製する。 Subsequently, after dehydrating the carbon nanotube composite base material, it is molded and dried using a hot press. Two sheets of carbon nanotube composite base materials are produced in this way, and a holding base material that will become an electrolyte layer is sandwiched between the two sheets of carbon nanotube composite base materials, and they are bonded by hot pressing to produce an actuator.

次に、作製したアクチュエータに対して、イオン液体を滴下してイオン液体を含浸させる。このとき、イオン液体は、アクチュエータを構成する保持基材とカーボンナノチューブ複合基材との積層体がイオン液体を吸収しなくなるまで含浸させる。
次に、イオン液体を含浸させたアクチュエータに電極・導線を設け、所定の電圧を印加し、アクチュエータとして動作の確認を行う。
Next, an ionic liquid is dropped onto the manufactured actuator to impregnate it with the ionic liquid. At this time, the ionic liquid is impregnated into the laminate of the holding base material and the carbon nanotube composite base material constituting the actuator until it no longer absorbs the ionic liquid.
Next, electrodes and conductive wires are provided on the actuator impregnated with the ionic liquid, a predetermined voltage is applied, and the operation of the actuator is confirmed.

本発明の実施形態に係るアクチュエータは、特に限定されないが、例えば、家具、インテリア、ウェアラブル品(触覚刺激等)、物流等に用いることができる。具体的には、家具やインテリアの表面に必要に応じて突起を出現させることができる。また、扉や引き出し等の開閉を補助する手段として利用することができる。また、様々な物に形状変化を付与することができる。例えば、提灯を例に挙げると、自動的に展開したり収縮したりすることができる。また、物流に関しては、例えば、段ボールの蓋の開閉を補助する手段等に利用することができる。 The actuator according to the embodiment of the present invention can be used for, for example, furniture, interior decoration, wearable products (tactile stimulation, etc.), logistics, etc., but is not particularly limited. Specifically, protrusions can be made to appear on the surfaces of furniture and interior items as needed. It can also be used as a means to assist in opening and closing doors, drawers, etc. In addition, it is possible to change the shape of various objects. For example, a paper lantern can automatically expand and contract. Regarding logistics, it can be used, for example, as a means to assist in opening and closing the lids of cardboard boxes.

以下に本発明を実施例でさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

CNTとしてSGCNT(日本ゼオン社製、単層CNT)15mgを超音波分散により水に分散したCNT分散液と、紙の原料であるパルプ50mgを水に分散したパルプ分散液との混合液を作製し、網を用いて脱水を行う紙漉き法により、CNT複合紙を作製した。 A mixture of a CNT dispersion in which 15 mg of SGCNT (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., single-walled CNT) was dispersed in water by ultrasonic dispersion, and a pulp dispersion in which 50 mg of pulp, which is a raw material for paper, was dispersed in water was prepared. CNT composite paper was produced using a paper-making method in which water is removed using a net.

続いて、CNT複合紙を脱水した後、熱プレスにより成形・乾燥を行った。このようにしてCNT複合紙を2枚作製した。 Subsequently, the CNT composite paper was dehydrated, then molded and dried using a hot press. Two sheets of CNT composite paper were produced in this way.

また、別途、電解質層となる紙基材として、ケイドライ(日本製紙クレシア社製、2.82mg/cm2)を2枚重ね構造とした。 Separately, as a paper base material serving as an electrolyte layer, two layers of K-Dry (manufactured by Nippon Paper Crecia Co., Ltd., 2.82 mg/cm 2 ) were used.

次に、作製した2枚のCNT複合紙で、当該電解質層となる紙基材を挟み込み、熱プレスをすることで接着を行うことで、紙基材の両面にCNT複合紙をそれぞれ貼り合わせ、アクチュエータを作製した。作製したアクチュエータのサイズは、縦×横×厚み=1.5cm×6.0cm×0.03cm程度であった。 Next, the paper base material that will become the electrolyte layer is sandwiched between the two prepared CNT composite papers, and the CNT composite paper is bonded to both sides of the paper base material by heat pressing. An actuator was created. The size of the produced actuator was about length x width x thickness = 1.5 cm x 6.0 cm x 0.03 cm.

作製したアクチュエータに対して、片面に対してそれぞれ20μLずつ、両面にイオン液体を滴下してイオン液体(EMI-TFSI)を含浸させた。ここで、EMI-TFSIの組成について表2に示す。 The produced actuator was impregnated with the ionic liquid (EMI-TFSI) by dropping 20 μL of the ionic liquid on both sides of each side. Here, the composition of EMI-TFSI is shown in Table 2.

次に、イオン液体を含浸させたアクチュエータに電極・導線を設け、所定の電圧を印加したところ、アクチュエータとしての所望の動作が確認された。 Next, electrodes and conductive wires were provided on the actuator impregnated with the ionic liquid, and when a predetermined voltage was applied, the desired operation of the actuator was confirmed.

Claims (4)

保持基材の両方の面に、カーボンナノチューブ及びパルプを複合したカーボンナノチューブ複合基材を貼り合わせた積層体を備え、
前記積層体にイオン液体を含有し、
前記保持基材が紙基材であるアクチュエータ。
A laminate in which a carbon nanotube composite base material made of a composite of carbon nanotubes and pulp is laminated on both sides of the holding base material,
The laminate contains an ionic liquid,
An actuator in which the holding base material is a paper base material .
前記カーボンナノチューブ複合基材において、前記カーボンナノチューブが5~30質量%含まれている請求項1に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein the carbon nanotube composite base material contains 5 to 30% by mass of the carbon nanotubes. 前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである請求項1または2に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 1 or 2, wherein the carbon nanotube is a single-walled carbon nanotube. 前記パルプが、木材パルプ、非木材パルプまたは古紙パルプである請求項1~のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the pulp is wood pulp, non-wood pulp, or waste paper pulp.
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