導電性高分子複合結構體、導電性高分子複合結構體的製造方法以及驅動器元件的製作方法

2023-06-06 10:26:41 2

專利名稱：導電性高分子複合結構體、導電性高分子複合結構體的製造方法以及驅動器元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及導電性高分子複合結構體、導電性高分子複合結構體的製造方法以及驅動器元件。
背景技術：
已知發現了聚吡咯等導電性高分子因電化學性氧化還原而進行伸縮的現象，即， 電解伸縮。近年來，該導電性高分子的電解伸縮在人工肌肉、機械臂、假手、驅動器等用途中的應用受到關注。導電性高分子通常通過電解聚合方法進行製造。作為電解聚合方法通常施行如下方法向電解液中加入吡咯等單體成分、摻雜劑成分等，在該電解液中設置聚合作用電極和聚合對置電極，對兩電極施加電壓，從而使導電性高分子在聚合作用電極上形成膜(導電性高分子膜)(例如非專利文獻1)。通過施加電壓，能夠使通過電解聚合而得到的導電性高分子膜進行伸縮、彎曲或扭曲的變位。在專利文獻1中記載了將金屬制彈簧狀構件作為導電性基體，將該導電性基體作為聚合作用電極，在聚合作用電極上使導電性高分子進行電解聚合而得到導電性高分子複合結構體。公開了通過在電解聚合中對聚合作用電極即金屬制彈簧狀構件施加電壓，從而使導電性高分子在導電性基體表面進行聚合，由聚合作用電極表面生長出導電性高分子， 填埋構成金屬制彈簧狀構件的線材間的空間，得到導電性高分子複合結構體。不僅將通過上述電解聚合法製造的導電性高分子膜用於微型電機等小型的驅動器中，還用於一次電池用電極、二次電池用電極、電容器用電極、太陽能電池用電極和電致發光元件等中。在用於前述電容器用電極等中時，需要在電極間配置間隔件，作為該間隔件，使用對電極間賦予絕緣性而且具有離子滲透性的多孔基材等。但是，從裝置的構成構件整體看，上述間隔件在其佔用體積、成本方面佔有大比例，進而，從裝置的小型化、低成本化的要求看，在間隔件的設置的操作性、經濟性(成本方面)上具有問題。專利文獻專利文獻1 日本專利第4048236號非專利文獻非專利文獻1 緒方直哉編「導電性高分子」、第8版、SCIENTIFIC株式會社、1990 年2月10日、第70頁 第73頁

發明內容
這樣的情況下，要求開發出在電極間不必另外設置間隔件，就能夠實現小型化、成本降低、操作性提高、耐衝擊性也優異的導電性高分子複合結構體及其製造方法、以及使用了前述導電性高分子複合結構體的驅動器元件。
因此，本發明人對導電性高分子複合結構體的構成進行了深入的研究，結果發現通過使用下述導電性高分子複合結構體能夠解決上述課題，從而完成了本發明。S卩，本發明的導電性高分子複合結構體的特徵在於，為含有至少1層導電性高分子層的導電性高分子複合結構體，前述導電性高分子層的表層為絕緣層。本發明的導電性高分子複合結構體，優選前述導電性高分子複合結構體的形狀為從平面狀、棒狀、杆狀、平面鋸齒狀、折皺狀、鏈狀、線圈狀、彈簧狀、纖維狀、管狀、袋狀、波紋管狀、網眼狀和編織物狀中選擇的至少1種。本發明的導電性高分子複合結構體，優選前述導電性高分子複合結構體進一步含有基體。本發明的導電性高分子複合結構體，優選前述導電性高分子層的導電性高分子在分子鏈中含有吡咯和/或吡咯衍生物。本發明的導電性高分子複合結構體，優選前述基體的形狀為從平面狀、棒狀、杆狀、平面鋸齒狀、折皺狀、鏈狀、線圈狀、彈簧狀、纖維狀、管狀、袋狀、波紋管狀、網眼狀和編織物狀中選擇的至少1種。本發明的驅動器元件，優選使用前述導電性高分子複合結構體。本發明的驅動器元件，優選前述基體具有伸縮性。本發明的驅動器元件，優選前述導電性高分子層通過電解伸縮而伸縮、彎曲或扭曲地進行驅動。本發明的導電性高分子複合結構體的製造方法的特徵在於，為含有至少1層導電性高分子層的導電性高分子複合結構體的製造方法。包括形成至少1層前述導電性高分子層的工序和將前述導電性高分子層的表層進行絕緣化處理的工序。本發明的導電性高分子複合結構體的製造方法，優選前述導電性高分子複合結構體進一步含有基體。本發明的導電性高分子複合結構體的製造方法，優選前述導電性高分子層為至少將吡咯和/或吡咯衍生物進行電解聚合而得到。本發明的導電性高分子複合結構體的製造方法，優選前述絕緣化處理為從氧化處理、酸處理、鹼處理、熱處理、光處理、電子束處理和臭氧處理中選擇的至少1種處理。本發明的導電性高分子複合結構體含有至少1層導電性高分子層，前述導電性高分子層的表層(絕緣層)兼具絕緣性與離子滲透性，因此，前述絕緣層具有作為間隔件的功能，不必另外設置作為間隔件的構件就能夠由同一種導電性高分子形成作為電極部位(電極、電極層)的導電性高分子層和作為間隔件部位的絕緣層，因此，能夠形成電極與間隔件的一體型的電極。另外，使用了前述導電性高分子複合結構體的驅動器元件等不必另外設置間隔件，因此，與另外設置作為間隔件的構件的情況相比，能夠實現小型化、成本降低、操作性提高。進而，使用了前述導電性高分子複合結構體的驅動器元件在驅動時，在含有基體的情況下能夠得到大的推動力和伸縮率。另外，在所使用的導電性高分子層和作為其表層的絕緣層中沒有接縫，因此，能夠防止在驅動時導電性高分子層裂開，耐衝擊性也優異。另夕卜，本發明的導電性高分子複合結構體不僅能夠用於驅動器元件中，還能夠用於使用了驅動器元件的人工肌肉、一次電池用電極、二次電池用電極、電容器用電極、太陽電池用電極和電致發光元件等中，是有用的。


圖1是本發明所使用的基體的示意圖。圖2為在本發明所使用的基體表面形成了導電性高分子層的示意圖。圖3為本發明的導電性高分子複合結構體的示意圖。圖4為本發明的導電性高分子複合結構體的剖面圖的示意圖。圖5為將本發明的導電性高分子複合結構體作為驅動對置電極、在其外部配置有圓筒狀的驅動作用電極的驅動器元件的狀態圖。圖6為將本發明的導電性高分子複合結構體作為驅動對置電極、在其外部配置有板狀的驅動作用電極的驅動器元件的狀態圖。圖7為將本發明的導電性高分子複合結構體作為驅動對置電極、在其內部配置有柱狀的驅動作用電極的驅動器元件的狀態圖。圖8為用於評價本發明的導電性高分子複合結構體有無短路的、以驅動對置電極和驅動作用電極密合的方式進行配置的短路評價裝置的狀態圖。
具體實施例方式(導電性高分子複合結構體)本發明的導電性高分子複合結構體的特徵在於，為含有至少1層導電性高分子層的導電性高分子複合結構體，前述導電性高分子層的表層為絕緣層。應予說明，以下使用附圖對本發明的導電性高分子複合結構體的形狀、本發明的導電性高分子複合結構體含有基體的形態進行說明，但並不限於此。圖1中，作為基體1，作為具有伸縮性的結構體的一例，示出線圈結構體(例如金屬制線圈狀構件、樹脂制線圈狀構件)。圖2表示在前述基體1上覆蓋導電性高分子層2而得的導電性高分子覆蓋基體3。圖3表示對前述導電性高分子覆蓋基體3的導電性高分子層2進行絕緣化處理而形成有絕緣層2」的導電性高分子複合結構體4。圖4為在圖2的導電性高分子層2上進一步形成厚度和導電性不同的(更薄、具有更低的導電率)同種導電性高分子層2』且具有對前述導電性高分子層2』進行絕緣化處理而得的絕緣層2」的導電性高分子複合結構體4的縱剖面的示意圖。應予說明，在形成多層的導電性高分子層時，各個導電性高分子優選為同種或者基本同一種，這樣，只要為同種或者基本同一種，層彼此的親和性就高，因而可以與沒有接縫的情況進行相同的操作。如前述圖3所示，導電性高分子複合結構體4採用導電性高分子層2 (在圖3中未圖示)覆蓋構成金屬制線圈狀構件的線材(基體1)的外側表面，將導電性高分子層與基體 1複合。另外，通過對前述導電性高分子層2的表層進行絕緣化處理而形成絕緣層2」，通過具有前述絕緣層，能夠得到導電性高分子複合結構體4作為使作為電極層的功能與作為間隔件的功能一體化的電極(驅動對置電極)。在將前述導電性高分子複合結構體4作為驅動器元件的驅動對置電極進行使用時，導電性高分子複合結構體能夠得到充分的伸縮、彎曲或者扭曲的變位而作為實用性能。另一方面，也容易製造微小的導電性高分子複合結構體，而沒有必要配置新的間隔件，因此，操作性也優異。另外，導電性高分子複合結構體4含
5有金屬制線圈狀構件，因此，在從與外側表面垂直的方向施加外力的情況下，金屬制線圈狀構件的線材(基體)能夠作為增強件而發揮功能，因而還能夠實現機械強度的提高，在作為驅動器元件而進行驅動時，能夠得到大的推動力、伸縮率。應予說明，雖然前述的能夠得到大的推動力、伸縮率的詳細理由尚不清楚，但是可以推測，在含有金屬制線圈狀構件的線材這樣的基體時，能夠對導電性高分子複合結構體追加基體的機械強度(彈簧彈性)，進而， 前述基體(有導電性)能夠發揮作為輔助電極的功能，實現電壓降低的減少，因此，可得到大的推動力和伸縮率。另外，如前述圖4所示，就導電性高分子複合結構體4而言，在構成金屬制線圈狀構件的線材(基體1)的外側表面覆蓋導電性高分子層2，進一步在導電性高分子層2上覆蓋低導電性的導電性高分子層2』，將導電性高分子層2和2』與基體1進行複合。另外，通過製備成前述導電性高分子層2』的膜厚比導電性高分子層2的膜厚薄，從而能夠在短時間內容易地進行絕緣化，得到的絕緣層2」能夠得到作為使作為電極層的功能與作為間隔件的功能一體化的電極(驅動對置電極)而發揮功能的導電性高分子複合結構體4。在將前述導電性高分子複合結構體4用作驅動器元件時，導電性高分子複合結構體能夠得到充分的伸縮、彎曲或者扭曲的變位而作為實用性能，另一方面，也容易製造微小的導電性高分子複合結構體，而沒有必要配置新的間隔件，因此，操作性也優異。另外，導電性高分子複合結構體4含有金屬制線圈狀構件，因此，在從與外側表面垂直的方向施加外力時，金屬制線圈狀構件的線材(基體)能夠作為增強材而發揮作用，因此，還能夠實現機械強度的提高，在作為驅動器元件使其驅動時，能夠得到大的推動力、伸縮率。應予說明，前述的能夠得到大的推動力、伸縮率的詳細理由尚不明確，但是可以推測，在含有金屬制線圈狀構件的線材這樣的基體時，能夠對導電性高分子層追加基體的機械強度(彈簧彈性)，進一步，前述基體(有導電性)能夠發揮作為輔助電極的功能，也能夠實現電壓降低的減少，因此，推測可得到大的推動力和伸縮率。另外，在前述導電性高分子層2上的導電性高分子層2』上還能夠進一步形成多層，但從操作性等的觀點看，導電性高分子層優選為1層(單層) 3層。另外， 作為前述絕緣層，在設置有多層導電性高分子層時，優選僅最外層進行絕緣化處理，但只要殘存有能夠作為電極而發揮作用的程度的導電性高分子層，就沒有特別的限制。應予說明，作為前述導電性高分子複合結構體的形狀，沒有特別的限制，但是優選為從平面狀、棒狀、杆狀、平面鋸齒狀、折皺狀、鏈狀、線圈狀、彈簧狀、纖維狀、管狀、袋狀、波紋管狀、網眼狀和編織物狀中選擇的至少1種。作為具有前述形狀的導電性高分子複合結構體，例如，只要為前述管狀，就能夠通過在棒狀的形狀的聚合用作用電極上形成導電性高分子層而容易地得到，因此，從操作性等的觀點看也優選。(導電性高分子單體)作為在本發明中使用的導電性高分子的單體，包含在電解聚合法中使用的電解液中，只要為通過採用電解聚合法的氧化進行高分子化且顯示出導電性的化合物，就沒有特別的限定。例如，作為單體，可舉出吡咯、噻吩、異硫茚等五元雜環式化合物及其烷基、氧基烷基等的衍生物。其中，優選為吡咯、噻吩等五元雜環式化合物及其衍生物，尤其是在為含有吡咯和/或吡咯衍生物的導電性高分子時，容易進行製造且作為導電性高分子而化學性穩定，因此優選。另外，上述單體能夠並用2種以上。(摻雜劑)
6
作為在採用前述電解聚合法時與前述單體一起配合於電解液的摻雜劑，只要為在電解聚合中所使用的溶劑中溶解的化合物，就沒有特別的限定。作為前述摻雜劑，例如可舉出滷素、氫滷酸、硝酸、硫酸、砷酸、銻酸、硼酸、磷酸、羧酸、磺酸、磺醯亞胺、磺醯甲基化物 (^Jt F )等的衍生物、色素化合物。作為前述化合物，具體而言，可例示出高氯酸、 四氟硼酸、六氟磷酸、六氟砷酸、六氟銻酸、三氟酢酸、三氟甲烷磺酸、對甲苯磺酸、雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺、三(三氟甲烷磺醯基)甲基化物、苄基乙基-[4』 _(4」_(苄基乙基氨基)-二苯基亞甲基)-2，，5-亞環己二烯基]銨-2」，、3、3」，三磺酸、3-羥基-4-[2-磺醯-4-(4-磺醯苯基偶氮)苯基偶氮]_2，7-萘二磺酸。作為與它們的抗衡離子相對應的鹽， 可舉出鹼金屬鹽、銨鹽、鱗鹽、咪唑錯鹽、碘錯鹽等的衍生物。作為前述化合物，可例示出鋰鹽、鈉鹽、四丁基銨鹽、四丁基鱗鹽、1，3_ 二甲基咪唑錯鹽、4-異丙基4』 -甲基二苯基碘錯鹽。在前述摻雜劑中，優選具有經烷基化的磺醯基的化合物及其衍生物，特別優選含有三氟甲烷磺酸離子(或者雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺離子)和/或相對於中心原子含有多個氟原子的陰離子。另外，上述摻雜劑能夠並用2種以上。通過使用前述電解液進行電解聚合，能夠得到在電解伸縮中每個氧化還原循環的伸縮率優異的導電性高分子。前述三氟甲烷磺酸離子(或者雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺離子)和/或相對於中心原子含有多個氟原子的陰離子在電解液中的含量沒有特別的限定，前述陰離子的總量優選在電解液中含有0. 1 30重量％，更優選含有1 15重量％。前述三氟甲烷磺酸離子為化學式CF3SO3-表示的化合物。另外，相對於中心原子含有多個氟原子的陰離子具有硼、磷、銻和砷等的中心原子與多個氟原子結合的結構。作為相對於中心原子含有多個氟原子的陰離子，沒有特別的限定，可例示出四氟硼酸離子(BF4-)、 六氟磷酸離子(PF6-)、六氟銻酸離子(SBF6-)和六氟砷酸離子(ASF6-)。其中，考慮到對人體等的安全性而優選CF3S03_、BF4_和PF6_，更優選CF3S03_和BF4_。前述的相對於中心原子含有多個氟原子的陰離子可以使用1種陰離子，也可以同時使用多種陰離子，進一步可以同時使用三氟甲烷磺酸離子與多種相對於中心原子含有多個氟原子的陰離子。(其他添加劑)在前述電解聚合法中使用的電解液中，除了前述單體、摻雜劑以外，還可進一步配合聚乙二醇、聚丙烯醯胺等公知的其他添加劑。(電解液的溶劑)作為前述電解聚合時的電解液中所含的溶劑，沒有特別的限制，但為了容易得到每個氧化還原循環的伸縮率為3%以上的導電性高分子，優選除了前述摻雜劑以外，還含有包含醚鍵、酯鍵、碳酸酯鍵、羥基、硝基、碸基和腈基中的至少1個以上鍵或者官能團的有機化合物和/或滷代烴作為電解液的溶劑，進一步優選含有1種以上帶有酯鍵的溶劑。還能夠並用2種以上的這些溶劑。作為前述有機化合物，可例示出1，2_ 二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、1，4_ 二噁烷(以上為含有醚鍵的有機化合物)；Y-丁內酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸叔丁酯、1，2_ 二乙醯氧基乙烷、3-甲基-2-噁唑烷酮、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸苄基-2-乙基己基酯(以上為含有酯鍵的有機化合物)；碳酸丙二酯、碳酸乙二酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯(以上為含有碳酸酯鍵的有機化合物)；乙二醇、1-丁醇、1-己醇、環己醇、1-辛醇、1-癸醇、1-十二烷醇、1-十八烷醇(以上為含有羥基的有機化合物)；硝基甲烷、硝基苯(以上為含有硝基的有機化合物)、環丁碸、二甲基碸(以上為含有碸基的有機化合物)；以及乙腈、丁腈、苄腈(以上為含有腈基的有機化合物)。應予說明，含有羥基的有機化合物沒有特別的限定，但是因導電性高分子的伸縮率良好而優選多元醇和碳原子數4以上的1元醇。應予說明，前述有機化合物除了前述的例示以外，還可以為在分子中任意組合地含有2個以上醚鍵、酯鍵、碳酸酯鍵、羥基、硝基、 碸基和腈基中的鍵或者官能團的有機化合物。其中，例如為3-甲氧基丙酸甲酯、2-苯氧基乙醇等。另外，作為前述滷代烴，只要為烴中的氫至少被1個以上滷原子取代的化合物、且在電解聚合條件下以液體的形式穩定地存在的化合物，就沒有特別的限定。作為前述滷代烴，例如可舉出二氯甲烷、二氯乙烷。可以僅使用1種前述滷代烴作為前述電解液中的溶齊U，還可以並用2種以上。另外，前述滷代烴可以與上述有機化合物進行混合使用，還可以將與有機溶劑的混合溶劑作為前述電解液中的溶劑使用。(作用電極)為了得到前述導電性高分子層，能夠使用利用金屬的金屬電極、非金屬電極等作為聚合作用電極。前述聚合作用電極的形狀沒有特別的限定，只要為棒狀的電極，就能夠容易地形成導電性高分子層，進一步能夠從聚合作用電極上剝離出導電性高分子層，因此為優選的形狀。作為前述聚合作用電極，例如可優選使用從Au、Pt、Ti、Ni、Pd、Ta、Mo、Cr和W 中選擇的金屬元素的單質或合金的電極，碳電極、ITO玻璃電極這種非金屬電極，通過電鍍、 濺鍍等的處理使這些不同種金屬或非金屬進行組合而得的電極。從前述得到的導電性高分子的伸縮率和推動力大且能夠容易地獲得電極看，特別優選使用含有Ni、Ti等的金屬元素的金屬電極。應予說明，作為前述合金，例如可使用商品名「INC0L0Y alloy 825」、「INC0NEL alloy 600'\"INC0NEL alloy X-750」(以上為 DAIDO-SPECIAL METALS LTD.)制)。另外， 前述聚合作用電極的形狀為平面狀、棒狀等單純的形狀時，形成於前述作用電極上的導電性高分子層可以從電極剝離，單獨地使用導電性高分子層作為驅動作用電極。(基體)作為本發明的導電性高分子複合結構體所含的基體(導電性基體和/或非導電性基體)，其形狀沒有特別的限制，但是在用作驅動器元件時，例如優選使用平面狀、棒狀、杆狀、平面鋸齒狀、折皺狀、鏈狀、線圈狀、彈簧狀、纖維狀、管狀、袋狀、波紋管狀、網眼狀和編織物狀及手風琴狀等的具有伸縮性的結構體，從製作的容易性等看，特別優選使用線圈狀的結構體。複合前述基體與導電性高分子層而得的導電性高分子複合結構體可以得到能夠作為驅動器元件實用的伸縮性、彎曲性、扭曲性(扭轉性)優異的變位。另外，對於前述導電性高分子複合結構體，從基體還能夠作為前述導電性高分子複合結構體的芯材而發揮功能看，還能夠提高機械強度。進而，不僅能夠在前述基體上形成導電性高分子層而作為驅動對置電極進行使用，而且還能夠作為與驅動對置電極成對的驅動作用電極進行使用。應予說明，前述基體優選為能夠發揮伸縮性的基體，但是也可以為不具有伸縮性的基體，根據其用途而沒有特別的限制。對材質沒有特別的限制，但是從導電性、機械強度的觀點出發，可舉出導電性基體，可舉出金屬，經金屬電鍍、濺鍍而得的高分子纖維、高分子膜、碳材料等。尤其是只要為顯示出高導電率的基體就優選。作為前述導電性基體，具體而言，優選使用Ag、Ni、Ti、Pd、Au、Pt、W、Cu等的金屬，鍍Ni的Cu、鍍Au的Ni、鍍Au的Cu等， SUS等的合金。另外，可以在Au、Ni等的金屬表面覆蓋聚吡咯等的導電性高分子。進而，為了得到具有大的伸縮性能的導電性高分子複合結構體，更優選Ag、Au、Ni、Pd、Pt等金屬單質，鍍Ni的Cu、鍍Au的Ni。另外，作為前述非導電性基體，可使用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等。應予說明，雖然非導電性基體在電位的到達方面無法期待達到導電性基體的效果，但是除電位以外，在有效的機械強度的提高或者操作性的提高方面有效。作為本發明中的基體，更優選為使用導電性基體的方式。作為前述導電性基體的導電率，優選為1.0Xl(fS/cm以上，更優選為LOXlO4S/ cm以上，特別優選為1.0X105S/cm以上。通過使前述導電率為1. 0X 103S/cm以上，即使在為使長度方向或者高度方向的尺寸進一步變大的導電性高分子複合結構體時，也能夠對元件整體施加足夠的電位來進行伸縮等的變位，是有效的。(電解聚合條件)在本發明中使用的導電性高分子(層)能夠通過使用公知的電解聚合法而得到導電性高分子單體，例如可使用恆電位法、恆電流法和電掃描法中的任一種。例如，前述電解聚合法能夠在電流密度0. 01 20mA/cm2、反應溫度-70 80°C下進行，為了得到良好膜質的導電性高分子，優選在電流密度0. 1 2mA/cm2、反應溫度-40 40°C的條件下進行，更優選反應溫度為-30 30°C的條件。(導電性高分子複合結構體的製造方法)作為本發明的導電性高分子複合結構體的製造方法的特徵在於，包括形成至少1 層前述導電性高分子層的工序和對前述導電性高分子層的表層進行絕緣化處理的工序。進而，通過形成多層前述導電性高分子層，且對其最外層進行絕緣化處理，能夠得到導電性高分子複合體。應予說明，進行絕緣化處理的最外層可以對其全部進行絕緣化處理，也可以對一部分進行處理，但是需要殘存作為電極發揮功能的導電性高分子層。另外，在形成(重疊、覆蓋)多層的導電性高分子層時，只要至少對最外層的全部或一部分進行絕緣化處理， 殘存作為電極層而發揮功能的導電性高分子層，就沒有特別的限制。應予說明，在本發明中，從容易製造等的觀點看，在形成導電性高分子層時優選使用電解聚合法，但例如只要在可得到與前述導電性高分子層相同的導電性高分子層的情況下，就可以使用其他的方法例如化學聚合法等來形成導電性高分子層。在形成多層前述導電性高分子層時，與聚合作用電極或者導電性基體接觸而形成的導電性高分子層的導電性比經絕緣處理的導電性高分子層(表層側)的導電性高。通過使前述表層(最外層)側的導電性低，從而易於進行表層側的絕緣化處理，能夠在形成絕緣層時充分地發揮作為間隔件的功能。另一方面，與基體接觸的導電性高分子層的導電性高且未直接在表層露出，因此，不受絕緣化處理的影響，或者不易受到影響，因此，具有(殘存)作為電極的功能，因而優選。應予說明，只要與基體接觸的導電性高分子層和表層側的導電性高分子層的導電性的差異在能夠發揮作為間隔件和電極的功能的範圍內，就沒有特別的限制，例如，與基體接觸的導電性高分子層的導電率優選為50 lOOOS/cm，更優選為 100 300S/cm。另外，作為表層(最外層)側的導電性高分子層的導電率，優選為0. 01 300S/cm,更優選為0. 1 lOOS/cm。只要在前述範圍內，就能夠發揮作為間隔件和電極的功能，因而優選。另外，為了設置前述導電性高分子層的導電性的差異，能夠不特別限制地使用公知的製造方法、製造條件。例如，可考慮對單體濃度、反應溫度、施加電壓、使用的摻雜劑的種類等條件進行調節。(絕緣化處理)作為前述絕緣化處理，沒有特別的限定，例如能夠選擇從氧化處理、酸處理、鹼處理、熱處理、光處理、電子束處理和臭氧處理中選擇的至少1種處理。其中，從設備方面、成本方面、操作性方面看，特別優選為氧化(劣化)處理。通過進行前述絕緣化處理，雖然詳細的理由不明確，但是可以推測是由於發生導電性高分子的分子鏈的切斷、摻雜劑分子的相離等，導電性高分子所具有的導電性降低，電阻上升。本申請發明中的「絕緣化」是指絕緣層的電阻優選在0. IkQ 200kQ的範圍內， 更優選在OjkQ 50k Ω，特別優選在IkQ IOkQ。在前述範圍內時，絕緣層能夠充分地發揮作為間隔件的功能，因而優選。作為前述絕緣層的厚度，沒有特別的限制，例如絕緣層的厚度與作為電極而殘存的導電性高分子層的厚度之比即(導電性高分子層的厚度)(絕緣層的厚度)= 1.5 1 6 1，更優選為2 1 5 1。只要在前述厚度之比的範圍內，例如在將絕緣層的厚度製備為15 μ m的情況下，能夠將用於電極的聚吡咯膜的厚度設定為約40 100 μ m 左右，因而優選。應予說明，通過進行絕緣化處理而使膜厚變薄(減少)的詳細理由雖然不明確，但是可以推測是由於導電性高分子膜內部的聚吡咯的高分子鏈因氧化損傷等而被切斷，與此同時，保持在導電性高分子膜中、內部的摻雜劑、溶劑分子被切斷且與經低分子化而得的聚吡咯一起在用於氧化處理等的溶液中溶出，從而使膜厚減少。作為前述氧化處理，可舉出使用過氧化氫、臭氧氣體、次氯酸、高錳酸鉀等的處理， 但是特別優選使用過氧化氫的氧化處理。作為使用過氧化氫的氧化處理的條件，能夠根據作為處理對象的導電性高分子層的導電性高分子的種類而進行適當選擇，例如優選使用過氧化氫濃度為1 40重量％的水溶液，更優選為5 30重量％。若不足1重量％，則導電性高分子層的絕緣化(劣化)處理需要時間，難以形成具有間隔件功能的絕緣層，另外，若超過40重量％，則導電性高分子層的絕緣化(劣化)處理急劇地進行，未充分地殘存作為電極而發揮功能的導電性高分子層，因而不優選。另外，導電性高分子層在前述過氧化氫水溶液中的浸漬時間優選為5 180分鐘、 更優選為10 60分鐘。若不足5分鐘，則導電性高分子層的絕緣化(劣化)處理未進行、不充分，另一方面，若超過180分鐘，則導電性高分子層的絕緣化處理進行過度，未充分地殘存作為電極而發揮功能的導電性高分子層，因而不優選。作為浸漬溫度，優選為0 80°C， 更優選為20 40°C。若不足0°C，則導電性高分子層的絕緣化處理需要時間且操作性顯著變差，另一方面，若超過80°C，則水從過氧化氫水溶液中揮發，過氧化氫濃度發生變動，因而不優選。(驅動作用電極和驅動對置電極的製備)以下對具體的導電性高分子複合結構體的製造方法以及基於此而形成的驅動作用電極和驅動對置電極的製備方法進行說明。應予說明，本發明並不限於下述製造方法等。 另外，在本發明中，例如在作為驅動器元件進行使用時，驅動作用電極是指用於伸縮驅動的作用電極(作用極)，驅動對置電極是指用於伸縮驅動的對置電極(對極)。(1)為了形成由導電性高分子層形成的驅動對置電極，將吡咯等單體與摻雜劑和
10溶劑進行混合而形成混合溶液，將其作為電解液。(2)然後，在前述電解液中浸漬板狀、棒狀等的聚合作用電極或者作為基體的線圈狀結構體(例如金屬制彈簧狀構件)，採用恆電流電解聚合、在規定條件下在前述聚合作用電極等的表面覆蓋聚吡咯(PPy)等的導電性高分子層，從聚合作用電極剝離前述導電性高分子層，或者未進行剝離就得到含有前述聚合作用電極、基體的覆蓋電極。應予說明，例如， 通過對單體濃度、反應溫度、施加電壓、使用的摻雜劑的種類等的條件進行調製，還能夠在前述導電性高分子層上形成導電率更低的導電性高分子層。(3)使得到的導電性高分子膜或者覆蓋電極乾燥後，通過進行使用過氧化氫水溶液等的絕緣化處理，而能夠得到具有間隔件層的驅動對置電極。(4)然後，為了形成由導電性高分子層形成的驅動作用電極，將吡咯等的單體與摻雜劑和溶劑進行混合而形成混合溶液，將其作為電解液。(5)然後，在前述電解液中，能夠採用恆電流電解聚合，在板狀、棒狀等的聚合作用電極或者具有伸縮性的導電性基體的表面，在規定條件下在前述聚合作用電極等上得到聚吡咯(PPy)等的導電性高分子層，從前述聚合作用電極(聚合電極)等剝離導電性高分子層，或者不剝離就形成含有基體的驅動作用電極。(驅動器元件)作為使用了前述導電性高分子複合結構體的驅動器元件的大小，沒有特別的限定就能夠製造，配合所使用的基體的大小而能夠製造從從微小至巨大的元件。例如，在使用金屬制線圈狀構件作為基體時，能夠在線圈的外徑為400 μ m IOcm的基體上形成導電性高分子層而製造驅動器元件。應予說明，從進行絕緣化處理的觀點出發，優選在能夠對絕緣化處理進行控制的範圍內。(驅動器元件的電解伸縮)另外，通過使使用了上述導電性高分子複合結構體的驅動器元件在電解液(工作電解液)中採用電化學性氧化還原而進行伸縮的電解伸縮方法，可以進行驅動。通過使前述導電性高分子複合結構體進行電解伸縮，能夠得到在每個氧化還原循環中優異的伸縮率，在平均特定時間中能夠得到高變位量。應予說明，作為伸縮率，因使用驅動器元件的用途而不同，優選為3%以上，更優選為5%以上，特別優選為10%以上。若不足3%，則為了得到實用的驅動器的變位量(伸縮量)而需要驅動器元件的大型化，因而不優選。應予說明，作為使驅動器元件進行電解伸縮的方法，沒有特別的限制，例如，使用在前述棒狀的聚合作用電極上形成導電性高分子層，從前述聚合作用電極上剝離而得的導電性高分子層(導電性高分子管)作為驅動作用電極，與此相對，能夠使用含有至少1層導電性高分子層、基體的前述導電性高分子層的表層為絕緣層的導電性高分子複合結構體作為驅動對置電極。通過在電解液中對驅動作用電極和驅動對置電極施加0. 1 IOV的電壓， 而能夠使前述驅動作用電極和/或驅動對置電極進行電解伸縮，能夠有效地作為驅動器元件利用。應予說明，本發明的驅動器元件如上所述能夠由驅動作用電極和驅動對置電極構成，作為驅動器元件，其配置(構成)只要為伸縮、彎曲或者扭曲地進行驅動的配置，就沒有特別的限制，例如，能夠使用前述導電性高分子管作為驅動作用電極，使其內側或外側不介由間隔件構件而直接與作為驅動對置電極的例如前述導電性高分子層的表層為絕緣層的線圈狀結構體的導電性高分子複合結構體接觸而進行配置。應予說明，本發明的驅動器元件如上所述能夠由驅動作用電極和驅動對置電極構成，作為驅動器元件，只要其配置(構成)為伸縮、彎曲或者扭曲地進行驅動的配置，就沒有特別的限制，例如，作為構成驅動器元件的方法，優選在前述導電性高分子複合結構體(相當於驅動對置電極)的外部和/或內部配置驅動作用電極。具體而言，能夠使用如圖5所示以將驅動對置電極20的周圍採用圓筒狀的驅動作用電極30進行覆蓋的方式進行配置的方法(將驅動作用電極配置於外部)；如圖6所示靠近驅動對置電極20配置板(片)狀的驅動作用電極30的方法(將驅動作用電極配置於外部)；如圖7所示在驅動對置電極20的內部配置柱(棒)狀的驅動作用電極30的方法(將驅動作用電極配置於內部)；進而，在驅動對置電極的內部配置柱(棒)狀的驅動作用電極以及在外部配置圓筒狀、板(片)狀的驅動作用電極的方法等來構成驅動器元件10。應予說明，圖5 7中的正極和負極可以與附圖中的不同、相反。施行前述導電性高分子複合結構體的電解伸縮的電解液即工作電解液並不限於上述電解液，因為易於調製濃度，所以優選在單獨的作為主溶劑的水、乙醇、乙腈、Y-丁內酯、碳酸二乙酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、N，N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、環丁碸、二乙二醇二甲基醚、聚乙二醇等中或者2種以上的混合溶劑中含有電解質的電解液。在前述電解伸縮方法中使用的電解液的溫度沒有特別的限定，為了以更快的速度使上述的導電性高分子電解伸縮，優選為20 100°C，進而優選為50 80°C。(用途)本發明的導電性高分子複合結構體因為能夠產生變位，所以可用作驅動器元件。 本發明的導電性高分子複合結構體中，例如，就沒有利用樹脂等進行覆蓋的導電性高分子複合結構體而言，可以用作能夠在電解液中進行直線變位的驅動器元件。S卩，前述驅動器元件可以在OA機器、天線、床或椅子等的載人的裝置、醫療機器、 發動機、光學機器、固定工具、修邊機、車輛、升降器械、食品加工裝置、清掃裝置、測定機器、 檢查機器、控制機器、工作機械、加工機械、電子機器、電子顯微鏡、電剃刀、電動牙刷、操縱裝置、桅杆、遊戲裝置、娛樂機器、乘車用模擬裝置、乘車人員的緊固裝置和航空器用附屬裝備伸展裝置中，優選用作產生直線驅動力的驅動部或者產生用於移動由圓弧部形成的履帶型軌道的驅動力的驅動部、或者進行直線工作或曲線工作的擠壓部。前述驅動器元件可以在例如用於包括OA機器、測定機器等的上述機器等的全部機械的閥、制動器和鎖裝置中， 用作用於產生直線驅動力的驅動部或用於產生移動由圓弧部形成的履帶型軌道的驅動力的驅動部、或者進行直線工作的擠壓部。另外，即使在前述的裝置、機器、器械等以外，也能夠在全部機械機器類中優選用作定位裝置的驅動部、姿勢控制裝置的驅動部、升降裝置的驅動部、搬送裝置的驅動部、移動裝置的驅動部、量或方向等的調節裝置的驅動部、軸等的調整裝置的驅動部、引導裝置的驅動部和擠壓裝置的擠壓部。另外，前述驅動器元件作為關節裝置中的驅動部而優選用作關節中間構件等能直接驅動的關節部或者對關節賦予旋轉運動的驅動部。前述驅動器元件還優選用作轉換裝置的驅動部、搬送物等的反轉裝置的驅動部、電線等的纏繞裝置的驅動部、牽引裝置的驅動部和搖擺頭部等的向左右方向的迴旋裝置的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於CAD用印表機等噴墨印表機中的噴墨部分的驅動部，印表機的使前述光束的光軸方向變位的驅動部，外部記憶裝置等的磁碟驅動裝置的頭部驅動部，以及包括印表機、複印機和傳真機的圖像形成裝置的供紙裝置中紙的擠壓接觸力調整裝置的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於使電波天文用的頻率共用天線等的高頻供電部向第2焦點進行移動等的測定部、供電部的進行移動設置的驅動機構的驅動部，以及車輛搭載壓空工作伸縮桅杆(可伸縮式桅杆)等的桅杆、天線中的升降機構的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於椅子狀的按摩機的按摩部的驅動部，看護用或者醫療用床的驅動部，電動自動調節椅的姿勢控制裝置的驅動部，按摩機、安樂椅等中使用的自動調節椅的靠背·腳踏的自由進行起倒的伸縮杆的驅動部，椅子、看護用床等中的靠背、擱腿等的載人家具中的可倒式的椅子的靠背、擱腿或者看護用床的床鋪的旋轉驅動等中使用的驅動部，以及用於起立椅子的姿勢控制的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於檢查裝置的驅動部，體外血液治療裝置等中使用的血壓等的壓力測定裝置的驅動部，導尿管、內窺鏡裝置、鉗子等的驅動部，使用超聲波的白內障手術裝置的驅動部，下顎運動裝置等的運動裝置的驅動部，使病弱者用起重機的底盤的構件相對地進行伸縮的裝置的驅動部，以及用於看護用床的升降、移動、姿勢控制的等的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用作使從發動機等的振動發生部向機架等的振動接受部傳遞的振動衰減的防振裝置的驅動部、用於內燃裝置的吸排氣閥的氣門傳動裝置的驅動部、發動機的燃料控制裝置的驅動部、以及柴油機發動機等的發動機的燃料供給裝置的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於帶有補正手抖動功能的攝像裝置的校正裝置的驅動部，家庭用攝像機鏡頭等的鏡頭驅動機構的驅動部，對靜像攝影機或攝影機等的光學機器的移動鏡頭組進行驅動的機構的驅動部，照相機的自動對焦部的驅動部，照相機、攝像機等的攝像裝置中使用的鏡頭鏡筒的驅動部，引進光學望遠鏡的光的自動導向器的驅動部，立體照相機、雙筒望遠鏡等具有2個光學系統的光學裝置的鏡頭驅動機構或者鏡筒的驅動部，對光通信、光信息處理、光測量等中使用的光纖型波長可變濾光器的波長轉換的光纖施加壓縮力的驅動部或者擠壓部，光軸對準裝置的驅動部，以及照相機的快門機構的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於將軟管零件鉚接固定於軟管主體等的固定工具的擠壓部。前述驅動器元件例如可很好地用於汽車的懸掛裝置的螺旋彈簧等的驅動部，對車輛的燃料加料器罩進行開啟的燃料加料器罩開啟工具的驅動部，推土機葉片的擴展和收縮的驅動的驅動部，用於自動地對汽車用變速器的變速比進行切換、自動地使離合器進行連接切斷的驅動裝置的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於帶有座板升降裝置的車椅的升降裝置的驅動部，消除高低平面差異用升降機的驅動部，升降移載裝置的驅動部，醫療用床、電動床、電動桌、電動椅、看護用床、升降桌、CT掃描機、履帶的艙室傾斜裝置、真空吸盤式提升機構等或各種升降機械裝置的升降用的驅動部，以及重物搬送用特殊車輛的載卸裝置的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於食品加工裝置的食材排出用噴嘴裝置等的排
13出量調整機構的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於清掃裝置的板車、清掃部等的升降等的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於對面的形狀進行測定的3維測定裝置的測定部的驅動部，臺裝置的驅動部，對輪胎的工作特性進行檢測的系統等的傳感器部分的驅動部，賦予力傳感器的衝擊應答的評價裝置初速度的裝置的驅動部，包括孔內透水試驗裝置的裝置的活塞筒的活塞驅動裝置的驅動部，聚光追尾式發電裝置中的用於向仰角方向轉動的驅動部，包括氣體的濃度測定裝置的測定裝置的藍寶石雷射器振蕩波長轉換機構的調諧鏡的振動裝置的驅動部，在印刷基板的檢查裝置、液晶、PDP等的平板的面板顯示器的檢查裝置需要調整時XY θ工作檯的驅動部、在電子束(Ε束)系統或者預測離子束(FIB)系統等的帶電粒子束系統等中使用的能夠調節的孔徑裝置的驅動部，平面度測定器中的測定對象的支持裝置或者檢測部的驅動部，以及以微細裝置的組裝為代表的半導體曝光裝置、半導體檢查裝置、3維形狀測定裝置等的精密定位裝置的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於電剃刀的驅動部、以及電動牙刷的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於3維物體的攝像裝置或者⑶、DVD共用的讀取光學系統的焦點深度調整用設備的驅動部，通過利用多個驅動器元件將驅動對象面作為能動曲面而使其形狀發生變形從而近似地形成所需的曲面而能夠容易使焦點位置可變的可變鏡的驅動部，能夠使拾光器等的具有磁頭的至少一方的移動單元進行直線移動的磁碟裝置的驅動部，線性磁帶存儲器系統等的磁帶頭部制動器組合的頭部移行機構的驅動部，電子照相方式的複印機、印表機、傳真機等中使用的圖像形成裝置的驅動部，磁頭構件等的搭載構件的驅動部，在光軸方向上對聚焦鏡頭組進行驅動控制的光磁碟原盤曝光裝置的驅動部，對光頭進行驅動的頭部驅動裝置的驅動部，進行記錄介質的信息記錄或者記錄介質所記錄的信息再生的信息記錄再生裝置的驅動部，以及電路遮斷器(配電用電路遮斷器)的開關操作的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於橡膠組合物的擠壓成型硫化裝置的驅動部，使被移送的部件形成單列、單層層化或者形成規定姿勢的排列的部件排列裝置的驅動部，壓縮成型裝置的驅動部，焊接裝置的保持機構的驅動部，制袋充填包裝機的驅動部，機械加工中心等的工作機械、注塑成型機或擠壓機等的成型機械等的驅動部，印刷裝置、塗飾裝置、 噴漆裝置等的流體塗敷裝置的驅動部，製造凸輪軸等的製造裝置的驅動部，採礦件的吊起裝置的驅動部，無梭織機中的捆束器控制體等的驅動裝置、簇絨機的針驅動系統、綑紮機驅動系統和刀驅動系統等的驅動部，進行凸輪磨床、超精密加工部件等的部件的研磨的研磨裝置的驅動部，織機中的綜片框的制動裝置的驅動部，形成織機中的用於緯線插通的經線的開口部的開口裝置的驅動部，半導體基板等的保護片剝離裝置的驅動部，通線裝置的驅動部，CRT用電子槍的組裝裝置的驅動部，用於製造用於衣料用飾邊、桌布、座套等的粗糙花邊機中的粗糙花邊驅動選擇線控制裝置的驅動部，退火窗驅動裝置的水平移動機構的驅動部，玻璃熔融窗前爐的支持臂的驅動部，使彩色顯像管的螢光面形成方法等的曝光裝置的架子進退的驅動部，球焊裝置的火炬臂的驅動部，焊接頭部向XY方向的驅動部，在尖部件的使用架、探針的測定等中的部件的安裝工序、測定檢查工序的驅動部，基板洗滌裝置的洗滌工具支持體的升降驅動部，使掃描玻璃基板的檢測頭進退的驅動部，在基板上轉印圖案的曝光裝置的定位裝置的驅動部，精密加工等領域中的在亞微細米數量級下的微小定位裝置的驅動部，化學機械拋光工具的計量裝置的定位裝置的驅動部，適用於用光刻工序製造導體電路元件、液晶顯示元件等的電路裝置時使用的曝光裝置和掃描曝光裝置的臺裝置的定位的驅動部，作業等的搬送或者定位等的裝置的驅動部，標線片載物臺、晶片載物臺等的用於定位、搬送的驅動部，腔內的精密定位臺裝置的驅動部，化學機械拋光系統中的工件或者半導體晶片的定位裝置的驅動部，半導體的步進電機的驅動部，在加工機械的導入站內正確地進行定位的裝置的驅動部，以NC機械、機械加工中心等的工作機械等或者IC業界的步進電機為代表的各種機器用的被動除振和主動除振的除振裝置的驅動部，在半導體元件、液晶顯示元件製造的光刻工序中使用的曝光裝置等中使光束掃描裝置的基準格子板沿前述光束的光軸方向變位的驅動部，以及在傳送帶的橫斷方向上向物品處理單元內進行移送的移送裝置的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於電子顯微鏡等的掃描探頭顯微鏡的探頭的定位裝置的驅動部以及電子顯微鏡用試樣微動裝置的定位等的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於以包括自動焊接機器人、工業用機器人、看護用機器人的機器人或者操縱裝置中的機械臂的手腕等為代的關節機構的驅動部，直接驅動型以外的關節驅動部，作為機器人的手指本身、機器人等的手進行使用的滑動開關式卡盤裝置的運動轉換機構的驅動部，在細胞微小操作、微小構件的組裝操作等中用於在任意的狀態下對微小的對象物進行操作的顯微操作裝置的驅動部，具有能夠開關的多個手指的電動假手等的假肢的驅動部，操縱用機器人的驅動部，輔助裝置的驅動部以及重型工具機的驅動部。前述驅動器元件例如可很好地用於修邊機的對上旋轉刀刃或者下旋轉刀刃等進行擠壓的裝置的擠壓部。前述驅動器元件例如可很好地用於彈子球等的遊戲裝置中的工作部件等的驅動部，玩偶、寵物機器人等的娛樂機器的驅動部，以及乘車用模擬裝置的模擬裝置的驅動部。前述驅動器元件例如可用於包括上述機器等的全部機械中使用的閥的驅動部，例如可很好地用於蒸發氦氣的再液化裝置的閥的驅動部、風箱式的壓敏控制閥的驅動部、驅動綜片框的開口裝置的驅動部、真空門閥的驅動部、液壓系統用的螺線管工作型控制閥的驅動部、對使用旋轉杆的運動傳達裝置進行組裝而得的閥的驅動部、火箭的可動噴嘴的閥的驅動部、反吸閥的驅動部以及調節閥部的驅動部。前述驅動器元件例如可用作用於包括上述機器等的全部機械中使用的制動器的擠壓部，例如可用於緊急用、保安用、停留用等的制動器、電梯的制動器中很好地使用的控制裝置的擠壓部、以及制動器結構或制動器系統的擠壓部。前述驅動器元件例如可用作用於包括上述機器等的全部機械中使用的鎖裝置的擠壓部，例如可很好地用於機械鎖裝置的擠壓部、車輛用舵輪鎖裝置的擠壓部、以及同時具有負荷限制機構和結合解除機構的動力傳達裝置的擠壓部。進而，作為前述導電性高分子複合結構體的驅動器元件以外的用途，例如還可很好地用於一次電池用電極、二次電池用電極、電容器用電極、太陽電池用電極、電致發光元件、電致彩色顯示元件、EC顯示器、各種傳感器用電極(溼度、溫度、光、離子、氣體、味覺、壓力等)和臺式電子計算機用等的鍵盤用等的開關等。
實施例以下示出本發明的實施例和比較例，但本發明並不限於此。(實施例1)(1)將作為單體的吡咯(Aldrich公司制)0. 15mol/l，及混合摩爾比(9 1)的 0. 3mol/l的濃度的雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺四丁基銨(Aldrich公司制)與四氟硼酸四丁基銨(TBABF4) (Aldrich公司制)，以及苯氧基乙醇(東京化成工業公司制)與乙酸乙酯(東京化成工業公司制)的混合溶液(混合體積比50 50)作為電解液。(2)在由鍍Au的Ni電線(NILAC0公司制、線徑0. 1mm、間距0. 4mm)構成的外徑為 0. 85mm的線圈狀的聚合作用電極上，在0. 5mA/cm2下，於-10°C進行20小時的恆電流電解聚合，得到膜厚80μπι的聚吡咯(PPy)線圈。(3)使得到的PPy線圈乾燥05°C Xl小時)後，在室溫下、在5%的過氧化氫水溶液(東京化成工業公司制)中浸漬3小時，得到膜厚75μπι的間隔件一體型PPy線圈的驅動對置電極。(4)為了測定得到的PPy線圈的驅動對置電極的電阻，使測定用端子與PPy線圈的金屬露出部分連接，使用2枚Au板(NICOLA公司制、面積22mmX22mm)作為另一個端子，使 PPy線圈的PPy覆蓋部分壓緊，測定電阻。(5)作為用於測定伸縮性能的PPy驅動作用電極，將作為單體的吡咯0. 15mol/ 1，及混合摩爾比(9 1)的0.3mol/l的濃度的雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺四丁基銨 (TBATFSI)與四氟硼酸四丁基銨(TBABF4),以及在苯氧基乙醇、鄰苯二甲酸二乙酯(東京化成工業公司制)和鄰苯二甲酸苄基-2-乙基己基酯(東京化成工業公司制)混合溶液(混合體積比50 45 5)中含有苄基乙基」-(苯基乙基氨基)-二苯基亞甲基)-2』， 5-亞環己二烯基]銨-2」，、3、3」，_三磺酸二鈉(關東化學公司制)0. 5mmol/l的混合溶液作為電解液，(6)在直徑1. Omm的鎳棒(NICOLA公司制)的聚合作用電極上，在0. 15mA/cm2下， 於-10°c下進行12小時的恆電流電解聚合，得到膜厚25 μ m的PPy管的驅動作用電極。(7)使用得到的PPy線圈的驅動對置電極和PPy管的驅動作用電極，使其相互密合，進行通電，確認有無短路。應予說明，有無短路的評價相當於前述驅動作用電極與驅動對置電極的位置關係如圖8所示的情況，兩電極相互密合，因此，在不存在前述驅動對置電極的絕緣層時發生短路，因此，通過未發生短路而確認了存在絕緣層。(8)另外，使用得到的PPy線圈的驅動對置電極與PPy管的驅動作用電極，將雙 (三氟甲烷磺醯基)醯亞胺鋰(LiTFSI) (Aldrich公司制)的乙腈(關東化學公司制)/水 (混合體積比4 6)混合溶液作為工作(驅動)電解液，施加0. lHz、3.6Vp-p的電壓，測定電解伸縮。應予說明，前述電解伸縮的評價相當於前述驅動作用電極與驅動對置電極的位置關係如圖6所示的情況，確認了即使在前述驅動對置電極的表面存在絕緣層，也能夠保持電極性能(包括伸縮驅動性能)。(實施例2)(1)作為對除了未進行過氧化氫處理這一點以外按照與上述實施例1相同的方法製得的PPy線圈(僅第一層)追加的電解聚合，製成作為單體的吡咯0. 25mol/l，及混合摩爾比(19 1)的0.5mol/l的濃度的雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺四丁基銨(TBATFSI)
16與三氟甲烷磺酸四丁基銨(TBATFS) (Aldrich公司制)，以及苯甲酸異丙酯(關東化學公司制)與鄰苯二甲酸二乙酯的混合溶液(混合體積比17 83)，在PPy線圈的聚合作用電極上，在2. 5mA/cm2下，於_10°C下進行20分鐘的恆電流電解聚合，得到膜厚110 μ m的聚吡咯 (PPy)線圈(第一層+第二層)。(2)使得到的PPy線圈乾燥05°C Xl小時)後，在室溫下，在5%的過氧化氫水溶液中浸漬20分鐘，得到膜厚90 μ m的間隔件一體型PPy線圈的驅動對置電極。(3)使用得到的PPy線圈的驅動對置電極，按照與上述實施例1相同的方法測定電阻值。(4)按照與上述實施例1相同的方法，得到用於測定伸縮性能的PPy管的驅動作用電極。(5)使用得到的PPy線圈的驅動對置電極與PPy管的驅動作用電極，按照與上述實施例1相同的方法測定電解伸縮。(比較例1)使用除了未經過氧化氫處理的點以外、按照與上述實施例1相同的方法得到的 PPy線圈的驅動對置電極，對按照與上述實施例1相同的方法得到的PPy管的驅動作用電極的性能進行評價。(實施例3)(1)作為第一層的電解聚合，將作為單體的吡咯(Aldrich公司制)0. 15mol/l，及混合摩爾比(9 1)的0. 3mol/l的濃度的雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺四丁基銨(Aldrich 公司制)與四氟硼酸四丁基銨(TBABF4) (Aldrich公司制)，以及苯氧基乙醇(東京化成工業公司制)與乙酸乙酯(東京化成工業公司制)的混合溶液(混合體積比50 50)作為電解液，(2)在Ni金屬板(NICOLA公司制、縱30mm、橫30mm、厚0. 5mm)的聚合作用電極上， 在0. 3mA/cm2下，於_10°C進行7. 5小時的恆電流電解聚合，得到與Ni電極板粘接的狀態下膜厚40 μ m的膜狀(平膜狀)的聚吡咯(PPy)單層膜。(3)作為在得到的第一層的前述PPy單層膜(平膜)上追加的第二層的電解聚合， 製成作為單體的吡咯0. Wmol/Ι，及混合摩爾比(19 1)的0. 5mol/l的濃度的雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺四丁基銨(TBATFSI)與三氟甲烷磺酸四丁基銨(TBATFS) (Aldrich公司制)，以及苯甲酸異丙酯(關東化學公司制)與鄰苯二甲酸二乙酯的混合溶液(混合體積比 17 83)，在前述PPy線圈膜(第一層)上，在0.5mA/cm2下，於-10°C下進行1小時的恆電流電解聚合，從M電極板進行剝離，得到具有第二層的膜厚60μπι的PPy多層膜(第一層 +第二層、第二層的厚度為20 μ m)。(4)使前述PPy多層膜(第一層+第二層)乾燥(25°C Xl小時)後，在室溫下， 在5%的過氧化氫水溶液(東京化成工業公司制)浸漬40分鐘，得到具有氧化處理後的膜厚55 μ m(作為氧化反應後的第二層的絕緣層15 μ m)的PPy多層膜(平膜)。(5)為了測定前述PPy平膜的氧化處理後的導電率，使用電阻率計(LOW RESISTOR-GP MCP-T600、三菱化學公司制)，採用四探針法使測定用端子與PPy平膜(測定條件為30mmX30mm、2(rC ；測定面為與聚合作用電極粘接的一側，即，與聚合作用電極接觸的剝離後的導電性高分子層)壓緊，測定導電率。
(6)為了確認前述PPy平膜的經氧化處理而形成的絕緣層的存在，使PPy平膜的表面和背面與測定計接觸，測定兩面間的電阻值(測定條件為30mmX30mm、2(rC )，將2枚 PPy平膜彼此(例如在使用2枚單層膜(平膜)時，按照絕緣層、導電性高分子層、絕緣層、 導電性高分子層的順序構成。)以電阻值高的面側優先壓緊，確認有無短路，評價間隔件功能。(比較例2)使用如下的PPy單層膜，即，未製備第二層的PPy膜，從Ni金屬板電極板僅將第一層的PPy單層膜(平膜)剝離，除了這一點以外，按照與上述實施例3相同的處理方法製得的PPy單層膜，按照與上述實施例3相同的方法對導電性與間隔件功能進行評價。(比較例3)使用如下的PPy單層膜，即，未製備第一層的PPy膜，除了從M金屬板電極板將僅第二層的PPy單層膜(平膜)剝離，除了這一點以外，按照與上述實施例3相同的方法製得的PPy單層膜，按照與上述實施例3相同的方法對導電性與間隔件功能進行評價。[表1]
權利要求
1.一種導電性高分子複合結構體，其特徵在於，為至少含有1層導電性高分子層的導電性高分子複合結構體，所述導電性高分子層的表層為絕緣層。
2.根據權利要求1所述的導電性高分子複合結構體，其特徵在於，所述導電性高分子複合結構體的形狀為從平面狀、棒狀、杆狀、平面鋸齒狀、折皺狀、鏈狀、線圈狀、彈簧狀、纖維狀、管狀、袋狀、波紋管狀、網眼狀和編織物狀中選擇的至少1種形狀。
3.根據權利要求1或2所述的導電性高分子複合結構體，其特徵在於，所述導電性高分子複合結構體進一步含有基體。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的導電性高分子複合結構體，其特徵在於，所述導電性高分子層的導電性高分子在分子鏈中含有吡咯和/或吡咯衍生物。
5.根據權利要求3或4所述的導電性高分子複合結構體，其特徵在於，所述基體的形狀為從平面狀、棒狀、杆狀、平面鋸齒狀、折皺狀、鏈狀、線圈狀、彈簧狀、纖維狀、管狀、袋狀、波紋管狀、網眼狀和編織物狀中選擇的至少一種形狀。
6.一種驅動器元件，其特徵在於，使用了權利要求1 5中任一項所述的導電性高分子複合結構體。
7.根據權利要求6所述的驅動器元件，其特徵在於，所述基體具有伸縮性。
8.根據權利要求6或7所述的驅動器元件，其特徵在於，所述導電性高分子層通過電解伸縮而伸縮、彎曲或者扭曲地進行驅動。
9.一種導電性高分子複合結構體的製造方法，其特徵在於，為至少含有1層導電性高分子層的導電性高分子複合結構體的製造方法，包括形成至少1層所述導電性高分子層的工序和將所述導電性高分子層的表層進行絕緣化處理的工序。
10.根據權利要求9所述的導電性高分子複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述導電性高分子複合結構體進一步含有基體。
11.根據權利要求9或10所述的導電性高分子複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述導電性高分子層是至少將吡咯和/或吡咯衍生物進行電解聚合而得到的。
12.根據權利要求9 11中任一項所述的導電性高分子複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述絕緣化處理為從氧化處理、酸處理、鹼處理、熱處理、光處理、電子束處理和臭氧處理中選擇的至少一種處理。
全文摘要
本發明提供不需要在電極間另外設置間隔件就能夠實現小型化、成本降低、操作性提高且耐衝擊性也優異的導電性高分子複合結構體及其製造方法，進而提供使用了前述導電性高分子複合結構體的驅動器元件。一種導電性高分子複合結構體，其特徵在於，為至少含有1層導電性高分子層的導電性高分子複合結構體，前述導電性高分子層的表層為絕緣層。
文檔編號B32B27/00GK102481756SQ20108003499
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月5日 優先權日2009年8月7日
發明者中山實, 佐藤雄一, 田中昇 申請人:伊美克斯株式會社