膜材として高性能なポリイミド芳香族系高分子を使った高分子アクチュエータに関する特許偽技術です。ポリイミド芳香族系高分子は、500℃程度までの耐熱性、汎用有機溶媒には不溶、高分子材料の中で最高の耐放射線性、などの特長を持つハイパフォーマンスな高分子材料です。その材料を包括した本特許により、耐熱性、耐薬品性、耐放射線性に優れた高分子アクチュエータ(人工筋肉)を作製することが可能です。
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発明者:庄司英一、畑下昌範
特許5598817号 (2014/08/22)
機械的強度および耐薬品性、耐放射線性において高機能化を図ることができ、しかも、電圧印加時の後戻り現象も抑制できる高機能なポリイミド系高分子アクチュエータ、及び当該アクチュエータを効率的に製造するための製造方法を提供可能です。
極性基の密度を変化させた複合素子にすれば、曲面の湾曲変形を多彩に実現することが出来る高分子アクチュエータの創製技術も権利化しています。
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請求項1
ポリイミド系高分子から成るイオン交換膜1の両面に電極2・2を接合して構成されていることを特徴とするポリイミド系高分子アクチュエータ。
請求項2
イオン交換膜に使用するポリイミド系高分子が、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との重縮合により得られる繰り返し構造単位を含有するポリイミド系高分子であって、カチオン性あるいはアニオン性官能基を含有することを特徴とする請求項1記載のポリイミド系高分子アクチュエータ。
請求項3
イオン交換膜に使用するポリイミド系高分子が、(A)アニオン性あるいはカチオン性官能基を含有するジアミンとテトラカルボン酸二無水物との重縮合により得られる繰り返し構造単位と、(B)ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との重縮合により得られる繰り返し構造単位とからなることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリイミド系高分子アクチュエータ。
請求項4
イオン交換膜に使用するポリイミド系高分子に含まれるアニオン性あるいはカチオン性官能基が、スルホン酸基、カルボキシル基、及びリン酸基、或いは、アンモニウム基、ピリジニウム基、スルホニウム基、及びフェノール性水酸基よりなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載のポリイミド系高分子アクチュエータ。
請求項5
イオン交換容量の異なる複数のイオン交換膜1・1…を組み合わせたものを同一電極2・2で挟み込んで構成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載のポリイミド系高分子アクチュエータ。
請求項6
前駆体であるポリアミド酸を溶媒に溶かし、これを板上に展開して溶媒を蒸発させ、ポリアミド酸膜を形成する工程と;その後、前記板上のポリアミド酸膜に導電性布帛を重ね合わせてヒートプレスすることにより膜のイミド化と、膜と布帛の接着とを同時に行う工程と;その後、前記ポリアミド酸膜をイミド化して作製したイオン交換膜を板上から剥がして、この剥離面に導電性材料を重ねてヒートプレスすることによりイオン交換膜の両側に導電層を接合する工程とを含むことを特徴とするポリイミド系高分子アクチュエータの製造方法。