JP2005323482A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘電体ポリマー層を介して複数の電極間に電圧を印加することにより形状を変化させて動作するアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator that operates by changing a shape by applying a voltage between a plurality of electrodes via a dielectric polymer layer.
アクチュエータは、電気、熱あるいは光などのエネルギーを動力に変換する機能を有し、例えば、磁気モーター、電圧素子、油圧シリンダ、空圧シリンダ等に応用されている。 Actuators have a function of converting energy such as electricity, heat, or light into motive power, and are applied to, for example, magnetic motors, voltage elements, hydraulic cylinders, pneumatic cylinders, and the like.
近年、有機高分子材料を用いたアクチュエータが提案され、該アクチュエータは、軽量で、柔軟性が高く、作動電圧が低いなどの特徴を有し、例えば、医療用器具、人工筋肉などの分野への適用が検討されている。 In recent years, actuators using organic polymer materials have been proposed, and the actuators have features such as light weight, high flexibility, and low operating voltage. For example, the actuators can be applied to fields such as medical instruments and artificial muscles. Application is under consideration.
上記有機高分子材料としては、例えば高分子電解質ゲルや導電性高分子、イオン交換膜をあげることができ、これらの材料を用いたアクチュエータは、ポリマー中の溶媒含有量変化、すなわち膨潤・脱膨潤による体積変化を利用した駆動機構を有し、一般的には溶媒中での使用に限定され、空気中での使用が不可能であり、また、これらの材料は導電性が比較的高いため、大きな電流が流れ、ジュール熱によるエネルギー損失が大きいという欠点があった。 Examples of the organic polymer material include a polymer electrolyte gel, a conductive polymer, and an ion exchange membrane. An actuator using these materials can change the solvent content in the polymer, that is, swell / de-swell. It has a drive mechanism that utilizes the volume change due to, and is generally limited to use in a solvent, cannot be used in air, and these materials are relatively highly conductive, There was a drawback that a large current flowed and energy loss due to Joule heat was large.
他の有機高分子材料としては、非イオン性高分子ゲルおよび絶縁性エラストマーなどの誘電体ポリマーがあげられ、これらの材料を用いたアクチュエータは、誘電した高分子鎖、もしくは可塑剤などのセグメント移動による圧力分布の変化及び電荷密度の局所的な増加による同符号電荷間のクーロン反発を利用した駆動機構を有し、一般的には空気中での使用が可能であり、絶縁性が高くジュール熱によるエネルギー損失が小さいという利点がある。 Other organic polymer materials include dielectric polymers such as non-ionic polymer gels and insulating elastomers, and actuators using these materials can move segment segments such as dielectric polymer chains or plasticizers. It has a drive mechanism that uses Coulomb repulsion between charges of the same sign due to a change in pressure distribution due to a local increase in charge density, and can generally be used in air, and has high insulation and Joule heat. There is an advantage that energy loss due to is small.
上記アクチュエータとしては、例えば特許文献１に、酢酸ナトリウムに例示されるイオン性物質を含有する非導電性高分子を用いた高分子アクチュエータが提案されている。
As the actuator, for example,
上記公報には、イオン性物質を含有する非導電性高分子材料に電圧を印加すると、電極から高分子材料へ電荷（ホール又は電子）が注入され、このような注入された電荷同士のクーロン反発力、すなわち正極側と負極側とで発生する歪みの大きさの差を利用して、高分子材料を伸長させる旨が記載されている。しかしながら、該アクチュエータは、電圧印加により、正負両極において帯電が生じ、クーロン反発力が互いに打ち消し合う方向に働くため、アクチュエータとしての駆動力は弱く、大きな変位量を得ることが難しく、また、４００Ｖ以上の高い電圧を印加させなければ駆動できないという解決すべき課題が残されていた。 In the above publication, when a voltage is applied to a non-conductive polymer material containing an ionic substance, charges (holes or electrons) are injected from the electrode to the polymer material, and the Coulomb repulsion between the injected charges is performed. It is described that the polymer material is stretched by utilizing the difference in force, that is, the magnitude of strain generated between the positive electrode side and the negative electrode side. However, the actuator is charged in both positive and negative poles by applying a voltage, and the coulomb repulsive forces cancel each other. Therefore, the driving force as the actuator is weak and it is difficult to obtain a large displacement, and more than 400V However, there remains a problem to be solved that it cannot be driven unless a high voltage is applied.
本発明の目的は、誘電体ポリマー層を介して複数の電極間に電圧を印加させて動作するアクチュエータにおいて、低電圧で駆動でき、かつ大きな変位量を得ること可能なアクチュエータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an actuator that can be driven at a low voltage and that can obtain a large amount of displacement in an actuator that operates by applying a voltage between a plurality of electrodes via a dielectric polymer layer. .
本発明者らは、誘電体ポリマーに電子受容性を有する電荷捕捉剤を含有させてなる有機高分子材料を用いたアクチュエータが、低電圧で駆動でき、かつ大きな変位量を得ることができることを見いだし、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have found that an actuator using an organic polymer material containing a charge trapping agent having an electron accepting property in a dielectric polymer can be driven at a low voltage and can obtain a large displacement. The present invention has been completed.
すなわち、本発明は、誘電体ポリマー層を介して複数の電極間に電圧を印加させて動作するアクチュエータにおいて、該誘電体ポリマー層が、誘電体ポリマーに電子受容性を有する電荷捕捉剤を含有させてなることを特徴とするアクチュエータである。 That is, according to the present invention, in an actuator that operates by applying a voltage between a plurality of electrodes via a dielectric polymer layer, the dielectric polymer layer contains a charge trapping agent having an electron accepting property in the dielectric polymer. It is an actuator characterized by comprising.
また、本発明は、電荷捕捉剤が、テトラシアノキノジメタン及びその類縁体、キノン化合物、ポリニトロ芳香族化合物、フルオレン類、ポリシアノ類及びその類縁体、ポルフィリン類、フタロシアニン類からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアクチュエータである。 In the present invention, the charge trapping agent is selected from the group consisting of tetracyanoquinodimethane and its analogs, quinone compounds, polynitroaromatic compounds, fluorenes, polycyanos and their analogs, porphyrins, and phthalocyanines. The actuator is characterized by at least one kind.
また、本発明は、電荷捕捉剤が、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｏｓ、ＩｒまたはＰｔを中心金属とする金属錯体類からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアクチュエータである。 In the present invention, the charge trapping agent is a metal whose central metal is Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Mo, Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir, or Pt. An actuator characterized by being at least one selected from the group consisting of complexes.
また、本発明は、誘電体ポリマーが、絶縁性かつエラストマー性を有するポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリル、ポリアクリロニトリル及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするアクチュエータである。 The present invention is the actuator characterized in that the dielectric polymer is at least one selected from the group consisting of insulating, elastomeric polyurethane, polyester, polyacryl, polyacrylonitrile, and polyamide.
また、本発明は、誘電体ポリマーが、ポリビニルアルコール、ポリハロゲン化ビニルまたはポリハロゲン化ビニリデンに可塑剤を添加させてなるポリマー群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とするアクチュエータである。 The present invention is the actuator characterized in that the dielectric polymer is at least one selected from the group of polymers obtained by adding a plasticizer to polyvinyl alcohol, polyvinyl halide or polyvinylidene halide.
また、本発明は、誘電体ポリマー層が、誘電体ポリマーに電荷捕捉剤を含有させてなり、かつ、該ポリマー層内部に比して、電極と接する該ポリマー層表面に電荷捕捉剤を多く含有させて構成されることを特徴とするアクチュエータである。 Further, according to the present invention, the dielectric polymer layer contains a charge trapping agent in the dielectric polymer, and contains more charge trapping agent on the surface of the polymer layer in contact with the electrode than in the inside of the polymer layer. It is an actuator characterized by being comprised.
また、本発明は、誘電体ポリマー層が、誘電体ポリマーに電荷捕捉剤を含有させてなり、かつ、該ポリマー層内部に比して、アクチュエータの伸長部に電荷捕捉剤を多く含有させて構成されることを特徴とするアクチュエータである。 Further, in the present invention, the dielectric polymer layer is configured such that the dielectric polymer contains a charge trapping agent, and the extension portion of the actuator contains a larger amount of the charge trapping agent than the inside of the polymer layer. It is an actuator characterized by being made.
本発明は、誘電体ポリマーに電子受容性を有する電荷捕捉剤を含有させることにより、電圧を印加した際に、誘電体ポリマーの電場によるセグメント移動作用を促進することができるとともに、伸長部表面に電荷をより多く蓄えることができ、電荷密度が上がることにより強いクーロン反発力が働き、低電圧で駆動でき、かつ大きな変位量を得ることができる。 In the present invention, when a charge trapping agent having an electron accepting property is included in the dielectric polymer, the segment movement action by the electric field of the dielectric polymer can be promoted when a voltage is applied, A larger amount of charge can be stored, and a strong Coulomb repulsive force can be exerted by increasing the charge density, so that it can be driven at a low voltage and a large displacement can be obtained.
さらに、本発明は、誘電体ポリマーの所望の部位に、電荷捕捉剤を多く含有させることにより、該部位を優先的に伸長させることが可能であり、アクチュエータの動作に、より自由度を付加することができる。 Furthermore, according to the present invention, by adding a large amount of the charge trapping agent to a desired portion of the dielectric polymer, the portion can be preferentially extended, and a degree of freedom is added to the operation of the actuator. be able to.
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明のアクチュエータの一実施態様を示す概略図であり、また、図２は、図１に示すアクチュエータの駆動時の状態を示す概略図であるが、本発明のアクチュエータは、正極１及び負極２の間に、電子受容性を有する電荷捕捉剤を含有させてなる誘電体ポリマー層３を狭持させて構成され、給電用端子４に外部電源５から電圧を印加することにより、負極２から、電子が誘電体ポリマー層中の電荷捕捉剤へ注入され、陰極表面に生じるクーロン反発力により、該表面に伸長力が働き、アクチュエータとして駆動する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the actuator of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a state during driving of the actuator shown in FIG. By sandwiching a
本発明に用いられる誘電体ポリマーとしては、弾性率が小さく、誘電性を有するエラストマー、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリル、ポリアクリロニトリル、ポリアミドや、ポリマー自体の誘電率は小さいが、誘電性を有する可塑剤を添加させた非イオン性高分子ゲル、具体的には、ポリビニルアルコール、ポリハロゲン化ビニル、ポリハロゲン化ビニリデンなどの非イオン性高分子に、可塑剤を添加させて用いることができる。 The dielectric polymer used in the present invention has a low elastic modulus and a dielectric elastomer such as polyurethane, polyester, polyacryl, polyacrylonitrile, polyamide, and the polymer itself has a low dielectric constant but a dielectric property. It can be used by adding a plasticizer to a nonionic polymer gel to which a plasticizer is added, specifically, a nonionic polymer such as polyvinyl alcohol, polyvinyl halide or polyvinylidene halide.
上記の可塑剤としては、誘電率が大きいフタル酸エステル類や、アジピン酸エステルをはじめとする脂肪族二塩基酸エステル、リン酸エステル類、エポキシ類などを単独または複数を混合して用いることができ、通常、非イオン性高分子に可塑剤を５０〜９８質量％含有させて用いられる。 As the plasticizer, phthalates having a high dielectric constant, aliphatic dibasic esters such as adipic esters, phosphates, epoxies, etc. may be used alone or in combination. In general, the nonionic polymer is used by containing 50 to 98% by mass of a plasticizer.
本発明に用いられる電荷捕捉剤としては、電子受容性を有する有機化合物や金属錯体類をあげることができ、本発明のアクチュエータは、電荷捕捉剤に注入された電子のクーロン反発力を利用して駆動させるため、大きい変位量を得るには、好ましい電荷捕捉剤を選択する必要がある。 Examples of the charge trapping agent used in the present invention include organic compounds and metal complexes having electron acceptability, and the actuator of the present invention utilizes the Coulomb repulsive force of electrons injected into the charge trapping agent. In order to obtain a large amount of displacement for driving, it is necessary to select a preferable charge trapping agent.
上記有機化合物からなる電荷捕捉剤としては、例えば、テトラシアノキノジメタン及びその類縁体、キノン化合物、ポリニトロ芳香族化合物、フルオレン類、ポリシアノ類及びその類縁体、ポルフィリン類、フタロシアニン類からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。 Examples of the charge trapping agent composed of the organic compound include tetracyanoquinodimethane and its analogs, quinone compounds, polynitroaromatic compounds, fluorenes, polycyanos and their analogs, porphyrins, and phthalocyanines. At least one selected can be used.
上記テトラシアノキノジメタン類縁体は、例えば、下記一般式〔１〕で表される化合物があげられる。 Examples of the tetracyanoquinodimethane analog include compounds represented by the following general formula [1].
一般式〔１〕中、置換基Ｘとしては、特に限定されないが、好ましくは、Ｈ、アルキル基、フッ化アルキル基及びハロゲン基からなる群から選ばれる少なくとも１種があげられ、特に、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆ及びＣｌは、電荷捕捉能が高く好ましい。 In the general formula [1], the substituent X is not particularly limited, but preferably includes at least one selected from the group consisting of H, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, and a halogen group, and particularly CH 3. , CF 3 , F and Cl are preferable because of high charge trapping ability.
また、ポリシアノ類縁体としては、例えば、下記一般式〔２〕で表される化合物があげられる。 Moreover, as a polycyano analog, the compound represented by following General formula [2] is mention | raise | lifted, for example.
一般式〔２〕中、ｘ及びｙは、特に限定されないが、電荷捕捉能の点から、１〜７の正整数が好ましく、例えば、テトラシアノエチレンやジシアノアセチレン、ヘキサシアノベンゼンがあげられる。 In the general formula [2], x and y are not particularly limited, but are preferably a positive integer of 1 to 7 from the viewpoint of charge trapping ability, and examples thereof include tetracyanoethylene, dicyanoacetylene, and hexacyanobenzene.
金属錯体類からなる電荷捕捉剤としては、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｏｓ、ＩｒまたはＰｔを中心金属とする金属錯体類からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることができ、単核であっても、複核であってもよい。また、金属錯体類の配位子としては、特に限定されないが、安定した帯電性を示す化合物が好ましい。具体的には、ジチオラート類やオキサラート類、ポルフィリン類、フタロシアニン類、あるいは、ピリジン誘導体、キノリン及びキノン誘導体などの芳香族性化合物やアミン類などの金属配位能を有する化合物があげられる。 As the charge trapping agent composed of metal complexes, a metal having Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Mo, Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir, or Pt as a central metal At least one selected from the group consisting of complexes can be used, and may be mononuclear or binuclear. Further, the ligand of the metal complex is not particularly limited, but a compound showing stable chargeability is preferable. Specific examples include compounds having metal coordination ability such as dithiolates, oxalates, porphyrins, phthalocyanines, aromatic compounds such as pyridine derivatives, quinoline and quinone derivatives, and amines.
誘電体ポリマー層中の電荷捕捉剤は、該層中に均一に含有させてもよいし、または、特定部位に多く含有させてもよく、前者の場合、電荷捕捉剤を含有させない場合に比して該ポリマー内でのセグメント移動が促進され、また、伸長部表面に電荷をより多く蓄えることができ、電荷密度が上がることにより強いクーロン反発力が働き、低電圧で駆動でき、かつ大きな変位量を得ることができる。また、後者の場合、電荷捕捉剤を多く含有させた部位に、より多くの電荷が帯電し、部分的に強いクーロン反発力が働き、特定部位で大きな変位量を得ることができる。 The charge trapping agent in the dielectric polymer layer may be uniformly contained in the layer, or may be contained in a large amount in a specific portion. In the former case, compared with the case where no charge trapping agent is contained. The segment movement within the polymer is promoted, more charge can be stored on the surface of the extension, the higher the charge density, the stronger the Coulomb repulsive force works, the drive at a low voltage, and the large displacement Can be obtained. In the latter case, more charge is charged in a portion containing a large amount of the charge trapping agent, and a strong Coulomb repulsive force acts partially, and a large displacement can be obtained at a specific portion.
図３は、本発明のアクチュエータの他の実施態様を示す概略図であり、特定部位に多く電荷捕捉剤を含有させた例を示したものであり、誘電体ポリマー層内部に比して、負極２と接する該ポリマー層表面に電荷捕捉剤を多く含有させた層６を設けることにより、電荷捕捉剤に陰極から電子が注入されやすくなると同時に、陰極表面の帯電量を多くすることができ、陰極表面に強いクーロン反発力が働き、低電圧で駆動でき、かつ大きな変位量を得ることができる。
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the actuator of the present invention, showing an example in which a large amount of a charge trapping agent is contained in a specific portion, and compared with the inside of the dielectric polymer layer. By providing the
また、別の形態としては、例えば図４をあげることができ、誘電体ポリマー層内部に比して、アクチュエータの伸長部に電荷捕捉剤を多く含有させた層６を設けることにより、上記理由と同様、電荷捕捉剤を多く含有させた部位に強いクーロン反発力が働き、選択的に該部位を伸長させることができる。このような手段により、誘電体ポリマーの所望の部位に、電荷捕捉剤を多く含有させることにより、該部位を優先的に伸長させることが可能であり、アクチュエータの動作に、より自由度を付加することができる。
Further, as another form, for example, FIG. 4 can be given, and by providing the
誘電体ポリマー層中に、電荷捕捉剤を均一に含有させる方法としては、誘電体ポリマー原料に、電荷捕捉剤を均一に混練させた後、成形する手段があげられる。また、電荷捕捉剤を特定部位に多く含有させた誘電体ポリマー層を作製する方法としては、誘電体ポリマーに電荷捕捉剤を多く配合させたフィルムを作製し、前記均一に含有させた成形体に貼り合わせる手段や、電荷捕捉剤を多く配合させた誘電体ポリマーを該成形体に部分的に溶着させる手段、あるいは、電荷捕捉剤を含む溶媒を該成形体に部分的に塗布・含浸させた後、溶媒を蒸発させる手段などがあげられる。 As a method for uniformly containing the charge trapping agent in the dielectric polymer layer, there is a means for forming the charge trapping agent uniformly after kneading it into the dielectric polymer raw material. In addition, as a method for producing a dielectric polymer layer containing a large amount of charge trapping agent at a specific site, a film in which a charge trapping agent is mixed in a dielectric polymer is prepared, and the molded product containing the uniform content is prepared. A means for bonding, a means for partially welding a dielectric polymer containing a large amount of a charge trapping agent to the molded body, or after partially applying and impregnating the molded body with a solvent containing a charge trapping agent And means for evaporating the solvent.
本発明に用いられる電極は、誘電体ポリマーへの給電用として、該ポリマーに狭持させて具備され、誘電体ポリマーの伸縮に適した電極材料が好ましく、例えば、金属、酸化チタンや二酸化マンガン、ＩＴＯ等の金属酸化物類、カーボンブラックやケッチェンブラック、カーボンナノチューブなどの無機導電性物質、ポリピロール・ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子、また、ＴＴＦやＴＣＮＱ錯体などの導電性有機化合物があげられる。 The electrode used in the present invention is provided to be sandwiched by the polymer for power supply to the dielectric polymer, and is preferably an electrode material suitable for expansion and contraction of the dielectric polymer, such as metal, titanium oxide, manganese dioxide, Metal oxides such as ITO, inorganic conductive materials such as carbon black and ketjen black, carbon nanotubes, conductive polymers such as polypyrrole / polyaniline and polythiophene, and conductive organic compounds such as TTF and TCNQ complexes It is done.
以上のようにして作製した本発明のアクチュエータは、電圧を印加した際に、誘電体ポリマーの電場によるセグメント移動作用を促進することができるとともに、伸長部表面に電荷をより多く蓄えることができ、電荷密度の向上により強いクーロン反発力が働くため、低電圧で駆動でき、かつ大きな変位量を得ることができる。 The actuator of the present invention produced as described above can promote the segment movement action by the electric field of the dielectric polymer when a voltage is applied, and can store more charge on the surface of the extension, Since a strong Coulomb repulsive force works by improving the charge density, it can be driven at a low voltage and a large displacement can be obtained.
さらに、本発明は、誘電体ポリマーの所望の部位に、電荷捕捉剤を多く含有させることにより、該部位を優先的に伸長させることが可能であり、アクチュエータの動作に、より自由度を付加することができる。 Furthermore, according to the present invention, by adding a large amount of the charge trapping agent to a desired portion of the dielectric polymer, the portion can be preferentially extended, and a degree of freedom is added to the operation of the actuator. be able to.
実施例
塩化ビニル粉末０．３ｇを可塑剤であるフタル酸ジオクチル３．０ｇに加熱溶解させた後、電荷捕捉剤として所定量のテトラシアノキノジメタン（以下、「ＴＣＮＱ」と略記する。）を添加・混合させてから、ポリテトラフルオロエチレン樹脂及びガラスにて作製した１０×２０×０．５ｍｍの鋳型に流し込み、冷却・ゲル化して、ＴＣＮＱを含有させた誘電体ポリマーを作製した。ＴＣＮＱ添加量としては、１６ｍｇ、３２ｍｇ、１２８ｍｇとし、電荷捕捉剤の含有量が異なる３種類のポリマーを作製した。
Example After 0.3 g of vinyl chloride powder was dissolved by heating in 3.0 g of dioctyl phthalate as a plasticizer, a predetermined amount of tetracyanoquinodimethane (hereinafter abbreviated as “TCNQ”) was used as a charge trapping agent. After addition and mixing, the mixture was poured into a 10 × 20 × 0.5 mm mold made of polytetrafluoroethylene resin and glass, cooled and gelled to prepare a dielectric polymer containing TCNQ. TCNQ addition amounts were 16 mg, 32 mg, and 128 mg, and three types of polymers with different charge trapping agent contents were prepared.
上記ポリマーを、過硫酸アンモニウムとｐ‐トルエンスルホン酸を含む重合溶液に３０秒間浸漬させ、続いて、飽和ピロール蒸気中で１０分間保持する工程を３回繰り返して、ポリマー表面にポリピロールを重合させ、ついで、純水中に浸漬・洗浄して、ポリピロール膜からなる電極を形成させた。 The above polymer is immersed in a polymerization solution containing ammonium persulfate and p-toluenesulfonic acid for 30 seconds, and then the process of holding in saturated pyrrole vapor for 10 minutes is repeated three times to polymerize polypyrrole on the polymer surface, Then, it was immersed and washed in pure water to form an electrode made of a polypyrrole film.
つぎに、上記ポリマーを５×１５×０．５ｍｍに切り出し、目的とするアクチュエータ素子を完成させた。 Next, the polymer was cut into 5 × 15 × 0.5 mm to complete the target actuator element.
上記アクチュエータ素子の上部１０ｍｍをステンレス製給電用端子で挟み込み、図１に示すように外部電源を接続して、アクチュエータ装置を組み立て、アクチュエータの作動評価を行った。なお、アクチュエータの変位量は、アクチュエータ下端から５ｍｍ上方の変位量を直線距離で測定した。印加電圧を０Ｖから５０Ｖずつ上昇させた時の、アクチュエータの変位量測定結果を表１に示すが、表中、「＊」は、変位角度９０°以上の大きな変位を示す。
The upper 10 mm of the actuator element was sandwiched between stainless steel power supply terminals, an external power source was connected as shown in FIG. 1, the actuator device was assembled, and the operation of the actuator was evaluated. In addition, the displacement amount of the actuator measured the
比較例１
実施例において、電荷捕捉剤を添加せず、それ以外は実施例と同様にして、電荷捕捉剤を含有しないアクチュエータ素子を得、実施例と同様にしてアクチュエータの作動評価を行った。結果を、表１に示す。
Comparative Example 1
In the examples, the charge trapping agent was not added, and other than that, an actuator element not containing the charge trapping agent was obtained in the same manner as in the example, and the operation of the actuator was evaluated in the same manner as in the example. The results are shown in Table 1.
比較例２
実施例において、電荷捕捉剤のＴＣＮＱに代えて、イオン性物質である酢酸ナトリウム１１ｍｇを添加させた以外は、実施例と同様にして、アクチュエータ素子を得、実施例と同様にしてアクチュエータの作動評価を行った。結果を、表１に示す。
Comparative Example 2
In the example, an actuator element was obtained in the same manner as in the example except that 11 mg of sodium acetate as an ionic substance was added instead of the charge capturing agent TCNQ. Went. The results are shown in Table 1.
表１からわかるように、電荷捕捉剤を含有しない比較例１のアクチュエータは、２００Ｖ以上の印加で湾曲し始めるが、その変位量は０．２ｍｍと、極めて小さい。これに対し、本発明の電荷捕捉剤を含有させたアクチュエータは、１００Ｖの低印加電圧で駆動し始めると同時に、変位量が大きく、また、電荷捕捉剤の添加量が大きいアクチュエータほど、変位量が大きくなる傾向を示した。 As can be seen from Table 1, the actuator of Comparative Example 1 that does not contain a charge trapping agent begins to bend when applied with a voltage of 200 V or more, but its displacement is as small as 0.2 mm. On the other hand, the actuator containing the charge trapping agent of the present invention starts to be driven at a low applied voltage of 100 V, and at the same time, the actuator has a large amount of displacement, and the actuator has a large amount of charge trapping agent added. It showed a tendency to grow.
また、イオン導電性物質を含有する比較例２のアクチュエータは、高電圧を印加させないと、大きな変位量が得られない結果となった。 Moreover, the actuator of the comparative example 2 containing an ion conductive substance resulted in a large displacement amount being not obtained unless a high voltage was applied.
１ 正極
２ 負極
３ 誘電体ポリマー層
４ 給電用端子
５ 外部電源
６ 誘電体ポリマー中に電荷捕捉剤を多く含有させた層
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