(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン性液体と高分子を含有する高分子複合体において、該複合体がイオン性液体とモノマーを含有する組成物の活性エネルギー線による硬化物であり、イオン性液体の平均粒径が０．０１〜１０μｍである高分子複合体を用いたアクチュエーター。
【請求項２】
モノマーの官能基が式（a）〜（d）を有する化合物
【化１】
0005818079.tif 000007
（式中、R1は水素原子、メチル基、塩素原子、フッ素原子を表す）
であることを特徴とする請求項１記載のアクチュエーター
【請求項３】
モノマー総量中に、エチレンオキシド構造（-C2H4O-）、又はプロピレンオキシド（-C3H6O-）構造を有するモノマーを10質量%以上含有する請求項１又は２記載のアクチュエーター。
【請求項４】
モノマー総量中に、フルオロメチレン構造（-CF2-）を有するモノマーを5質量%以上含有する請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項５】
モノマー総量中に、式（e）の官能基を有するモノマーを5質量%以上含有する請求項２から４のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項６】
組成物が光重合開始剤としてオキシムエステル化合物を含有する請求項１記載のアクチュエーター。
【請求項７】
組成物が界面活性剤を0.01~7質量%含有する請求項１記載のアクチュエーター。
【請求項８】
組成物が電導媒体として、活性炭、カーボンナノチューブ、グラフェンを含有する請求項１記載のアクチュエーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、高分子アクチュエーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代アクチュエーターの一つとして、電圧印加型の高分子アクチュエーターが検討されている。このようなアクチュエーターは、小型軽量かつ柔軟性に富むため、カテーテル等への医療手術デバイスへの応用、介護補助ロボットへの応用、触感インターフェースへの応用など、従来に無い新規応用分野を開拓するものとして注目されている。
【０００３】
高分子アクチュエーターとしては、（１）1対以上の電極を設けた高分子への電界印加にともなって、電極間に生じる引力（マクスウェル応力）を利用するもの、（２）導電性高分子の酸化還元反応における体積・形状変化を利用するもの、（３）高分子中でのイオン分布を電圧印加によって制御することによる体積・液状変化を利用するものに大別される。（１）の方式は、構造が単純で応答が速いという利点があるものの、駆動電圧が数100V以上と高いという短所がある。（２）の方式は駆動電圧は（１）と比較すると低いものの、応答速度が1秒以上と遅いという短所がある。（３）の方式は、駆動電圧は数Vと低く、かつ応答速度は、1秒以下の応答速度を達成できるために注目されている。
【０００４】
（３）の方式は、水を含有するイオン交換樹脂を用いたものがその先駆けであり、単純な構成で低駆動電圧及び高速応答を実現しているが（特許文献１）、水分の揮発による劣化が問題となっている。この問題を解決するために、イオン交換樹脂を用いずに、イオン性液体とイオン交換樹脂でない高分子を含有する複合体を利用して解決する技術が開示されている（特許文献２〜５）。
【０００５】
このようなイオン性液体と高分子を含有する複合体は、イオン性液体と高分子を直接混合する方法や、イオン性液体と高分子を溶媒に溶かして混合する方法によって混合した後、製膜することによって作製されている。しかしながら、イオン性液体と高分子を混合させる場合にはイオン性液体と高分子の相溶性が良好でないために、混合に時間がかかる、混合度合いにムラができてしまう、といった問題の他に、アクチュエーターの変位量や応答速度に影響を及ぼすイオン性液体と高分子の複合体中における相分離構造を再現性良く制御することが難しいという問題があった。また、イオン性液体と高分子を溶媒に溶かして混合する場合にも、程度の差はあるものの上述の問題が残る。これに加え、製膜した後に溶媒留去するための処理時間が必要になるという問題や、留去しきれなかった残存溶媒の分解や気泡化をおこし、アクチュエーター性能の経時劣化を引き起こすという問題があった。
【０００６】
さらにアクチュエーターとして動作させるためにはイオン性液体と高分子の複合体を伝導性の良い所謂電極層で挟む構造とする必要があるが、該複合体と電極層の界面の接着性の確保が難しく、アクチュエーターとして動作させている際に剥離が起きてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２７５０７８号公報
【特許文献２】特開２００５−１７６４２８号公報
【特許文献３】特開２００７−１２６６２４号公報
【特許文献４】特開２００７−２０４６８２号公報
【特許文献５】特開２００９−２４７１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明の目的は、高分子アクチュエーターとして使用されるイオン性液体と高分子の複合体において、短時間で製造可能で生産性が良く、イオン性液体と高分子の相分離構造を再現性良く制御可能であり、かつ電極層との界面における接着性の確保可能な複合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために鋭意検討した結果、イオン性液体と高分子を含有する複合体において、該複合体をイオン性液体とモノマーを含有する組成物に活性エネルギー線の照射することにより作製すれば良いことを明らかにし、本願発明の完成に至った。
【００１０】
本願発明は、イオン性液体と高分子を含有する複合体において、イオン性液体とモノマーを含有する組成物の活性エネルギー線の硬化物であることを特徴とする複合体を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明の高分子複合体は、短時間で製造可能で生産性が良く、イオン性液体と高分子の相分離構造を再現性良く制御可能であり、かつ電極層との界面における接着性を確保可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の高分子複合体は、イオン性液体とモノマーを含有する組成物を基板上に製膜し、その状態で活性エネルギー線を照射して、モノマーを高分子化することによって作製する。活性エネルギー線の照射の際に、イオン性液体とモノマーを含有する組成物中から、モノマーが高分子に変換されるにしたがって高分子が相分離する。この相分離によって最終的に、イオン性液体と高分子を含有する複合体が得られる。応答速度や変位量といったアクチュエーターとしての性能は、イオン性液体と高分子との相分離構造によって影響を受ける。具体的には、イオン性液体と高分子を含有する複合体は、高分子鎖が絡まりあった「スポンジ」の中にイオン性液体が含浸されたものとなる。「スポンジ」中の平均空隙はどの程度の大きさか、「スポンジ」中の繊維はどれくらいの太さか（イオン性液体の平均粒径、イオン性液体の分散度合い）、イオン性液体の通り道となる「スポンジ」中の空隙は厚み方向に連通しているのかによって影響をうける。これらの因子は、イオン性液体とモノマーを含有する組成物を構成する材料とその比率、更に活性エネルギー線を照射する際の照射エネルギー強度と時間、更に温度によって制御することが可能である。これらによって制御される因子は再現性が高く、従来のイオン性液体と高分子の混合により得られる複合体と比較して、精緻な相分離構造を構築できる。
【００１３】
イオン性液体の平均粒径は0.01〜10μmに設定することが好ましく、0.1〜1μmに設定することが更に好ましい。また、イオン性液体の通り道が複合体の厚み方向に連通していることが好ましい。
【００１４】
高分子複合体をアクチュエーターとして動作させるためには高分子複合体を電極層で挟みこむ必要がある。この電極層は高分子アクチュエーターの変位量を確保する観点から、イオン性液体、電導媒体及びモノマーを含有する組成物を活性エネルギー線の照射によって硬化されたものであることが好ましい。このような高分子アクチュエーターは典型的には、１．イオン性液体、電導媒体及びモノマーを含有する組成物を基板上に製膜して活性エネルギー線の照射によりモノマーを硬化させ、２．その直上にイオン性液体及びモノマーを含有する組成物を製膜して活性エネルギー線の照射によりモノマーを硬化させ、３．更にその直上にイオン性液体、電導媒体及びモノマーを含有する組成物を製膜して活性エネルギー線の照射によりモノマーを硬化させることによって製造することができる。この電極層/高分子複合体/電極層の層構造を形成するにあたり、各層における活性エネルギー線照射によるモノマーの高分子への転化率を制御することによって、各層界面間においてモノマーの反応による共有結合を形成させることができ、結果として高分子複合体と電極層との接着性を確保できる。当然ながら、電極層/高分子複合体/電極層のアクチュエーターとしての基本単位は積層しても良く、積層体の接着性確保の観点からも、各層におけるモノマーの高分子への転化率の制御は有効である。
活性エネルギー線としては、電子線、紫外線を利用することができる。
【００１５】
本発明の高分子複合体に使用するイオン性液体は、通常この技術分野で使用されるものであれば、特に制限なく使用することができる。陽イオンとしてはイミダゾリウム塩類・ピリジニウム塩類、陰イオンとしては臭化物イオンやトリフラートなどのハロゲン系、テトラフェニルボレートなどのホウ素系、ヘキサフルオロホスフェートなどのリン系を用いたものを挙げることができる。更なる具体的例としては、エチルメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、エチルメチルイミダゾリウムビス（ペンタフルオロメタンスルホニル）イミド、ブチルメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ブチルメチルイミダゾリウムビス（ペンタフルオロメタンスルホニル）イミド、ブチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート等を挙げることができる。イオン性液体とモノマーを含有する組成物中において、イオン性液体の濃度は、10〜70質量％が好ましく、20〜60質量％が更に好ましい。
【００１６】
本発明の高分子複合体の前駆体の含有されるモノマーとしては、通常この技術分野でモノマーとして認識されるものであれば、特に制限なく使用することができる。より具体的には重合性官能基として、式（a）〜（d）を有する化合物が好ましい。
【００１７】
【化１】
0005818079.tif 000002
【００１８】
（式中、R1は水素原子、メチル基、塩素原子、フッ素原子を表す）
このような重合性官能基の中でも、その扱いやすさから（a)が好ましく、特にR1が水素原子であるものが更に好ましい。また、高分子複合体の柔軟性・伸縮性を確保する観点からは式（e）の重合性官能基も好ましい。式（a）の重合性官能基を有する化合物と、式（e）の重合性官能基を有する化合物を併用することは好ましい。
【００１９】
分子中の重合性官能基の数は1〜6が好ましい。分子中の重合性官能基が2〜6である化合物を高分子複合体の機械的強度を確保する目的で、モノマー中の成分として30質量％以上含有していることが好ましく、50％質量以上が更に好ましく、更に70％質量以上が特に好ましい。
【００２０】
分子中の重合性官能基が一つの化合物は、活性エネルギー線照射時における重合速度を抑制する作用があり、得られる高分子複合体中のイオン性液体の平均粒径を大きくする効果があるため、2〜40％質量含有していることが好ましく、3〜30質量％含有していることが更に好ましく、5〜20％含有していることが特に好ましい。
【００２１】
重合性官能基以外にも、モノマー分子中の化学構造の選択に留意することは、アクチュエーターの性能と信頼性を確保するために重要である。
【００２２】
モノマー分子中に、エチレンオキシド構造（-CH2CH2O-）、プロピレンオキシド構造（-C3H6O-）を有することは、高分子複合体の前駆体である、イオン性液体とモノマーを含有する組成物を均一良く溶解させる観点から好ましい。この構造を有するモノマーは、モノマー中の成分として10質量％以上含有させることが好ましい。
【００２３】
式（a)の重合性官能基を有する化合物としては、例えば、置換基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、２−エチルヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、アルリル、メタリル、グリシジル、２−ヒドロキシエチル、２
−ヒドロキシプロピル、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル等の如き基を有する単官能（メタ）アクリレート化合物、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びペンタエリスリトール等の単官能もしくは2〜3官能（メタ）アクリレート化合物、ネオペンチルグリコール１モルに２モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールの2官能（メタ）アクリレート化合物、トリメチロールプロパン１モルに３モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールの2〜3官能（メタ）アクリレート化合物、ビスフェノールＡ１モルに２モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールの2官能（メタ）アクリレート化合物、ジペンタエリスリトールの多官能（メタ）アクリレート化合物、トリメチロールプロパントリアクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート１モルとフェニルイソシアネート若しくはｎ−ブチルイソシアネート１モルとの反応生成物である（メタ）アクリレート化合物、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリス−（アクリルオキシエチル）イソシアヌレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート等を挙げることができる。
【００２４】
また、モノマー分子中に、フルオロメチレン構造（-CF2-）を有することは、得られる高分子複合体の信頼性を確保する観点から特に好ましい。フルオロメチレン構造の適切な導入単位としては、炭素原子数が2〜8が好ましく、4〜6が更に好ましい。フルオロメチレン構造を導入することで、電圧印加に伴う高分子複合体の劣化を抑制できる。また、高分子複合体の周囲からの水分吸着を抑制し、経時劣化を抑制することもできる。このような構造を有するモノマーはモノマー中の成分として10％質量以上含有させることが好ましい。このような化合物としては、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート、2-プロペン酸, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシルエステル、3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシルアクリレート、1H,1H,2H,2H-ノナフルオロヘキシルアクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチル アクリレート、2-プロペン酸, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルエステル、アクリル酸, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルエステル、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルアクリレート、パーフルオロヘキシルエチルアクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロペンタンジオール １，５−ジアクリレート、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロピル−１，３−ジアクリレート、フッ素含有ウレタンアクリレートオリゴマー等を挙げることができる。
【００２５】
式（e）の重合性官能基を有する化合物としては、U-4HA、U-6HA、U-6LPA、UA-1100H、UA-53H、UA-33H、U-200PA、UA-4200、UA-122P（以上、新中村化学工業株式会社製）、Miramer PU240、PU340、PU610、SC2152、MU9500（以上、東洋ケミカルズ株式会社製）等を挙げることができる。このような化合物は、モノマー中の成分として5質量％以上含有させることが好ましい。
【００２６】
本発明の高分子複合体の前駆体となるイオン性液体とモノマーを含有する組成物には、特に活性エネルギー線として紫外線を使用する場合、その反応性を向上させる目的で光重合開始剤を添加することが好ましい。。光重合開始剤としては、この技術分野で光重合開始剤として認識されているものであれば、特に制限なく使用することができる。このような光重合開始剤としては例えば、ベンジルジメチルケタール化合物であるIrgacure-651（BASFジャパン）、α‐ヒドロキシアルキルフェノン化合物であるIrgacure-184（BASFジャパン）、α‐アミノアルキルフェノン化合物であるIrgacure-907（BASFジャパン：式（B））
【００２７】
【化２】
0005818079.tif 000003
Irgacure-369（BASFジャパン：式（C））
【００２８】
【化３】
0005818079.tif 000004
アシルフォスフィンオキシド化合物であるIrgacure-819（BASFジャパン：式（D））
【００２９】
【化４】
0005818079.tif 000005
オキシムエステル化合物であるIrgacure OXE 01（BASFジャパン：式（E））
【００３０】
【化５】
0005818079.tif 000006
をあげることができる。これらの中でも、電離放射線の照射時における空気中での硬化性を確保する（UVなどの電離放射線の照射時に、窒素などの不活性ガスで置換をする必要がなくす）ことを可能にする観点から、α‐アミノアルキルフェノン化合物、もしくはオキシムエステル化合物を選択するのが好ましい。α‐アミノアルキルフェノン化合物としてはIrgacure-907を選択するのが好ましく、オキシムエステル化合物としてはIrgacure OXE 01を選択するのが好ましい。オキシムエスエル化合物を使用すると、高分子複合体の前駆体であるイオン性液体とモノマーを含有する組成物が着色した状態であっても十分な光反応性を確保できることがから特に好ましい。光重合開始剤の濃度は、イオン性液体とモノマーが含有する組成物中において0.1〜10質量％が好ましく、1〜7質量％が更に好ましく、2〜5質量％が特に好ましい。
【００３１】
もうひとつの好ましい形態として、重合性官能基として（b）または（c）の化合物を使用し、活性エネルギー線として電子線を用いる方法があげられる。モノマー分子中の化学構造の選択に留意することは、上述と同様である。
【００３２】
本発明の高分子複合体の前駆体となるイオン性液体とモノマーを含有する組成物には、100〜2000ppmの重合性禁止剤を含有させても良い。重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類、β−ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。より具体的にはメトキシフェノール、2,6-ジ-tert-ブチルフェノールを挙げることができる。
【００３３】
本発明の高分子複合体の前駆体となるイオン性液体とモノマーを含有する組成物には、均一な溶解状態を確保することを目的として界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤は、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤の区別はない。含有することができる界面活性剤としては、アルキルカルボン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルリン酸塩、フルオロアルキルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン誘導体、フルオロアルキルエチレンオキシド誘導体、ポリエチレングリコール誘導体、アルキルアンモニウム塩、フルオロアルキルアンモニウム塩類、シリコーン誘導体等をあげることができ、含フッ素界面活性剤、シリコーン誘導体がより好ましく、含フッ素界面活性剤が特に好ましい。更に具体的には「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１１０」、「ＭＥＧＡＦＡＣＦ−１１３」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１２０」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−８１２」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１４２Ｄ」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１４４Ｄ」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１５０」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１７１」、「ＭＥＧＡＦＡＣＦ−１７３」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１７７」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１８３」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１９５」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−８２４」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−８３３」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１１４」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４１０」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４９３」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４９４」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４４３」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４４４」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４４５」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４４６」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７０」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７１」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７４」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７５」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７７」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７８」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７９」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４８０ＳＦ」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４８２」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４８３」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４８４」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４８６」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４８７」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４８９」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１７２Ｄ」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１７８Ｋ」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−１７８ＲＭ」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｒ−０８」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｒ−３０」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７２ＳＦ」、「ＭＥＧＡＦＡＣ ＢＬ−２０」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｒ−６１」、「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｒ−９０」、「ＭＥＧＡＦＡＣ ＥＳＭ−１」、「ＭＥＧＡＦＡＣ ＭＣＦ−３５０ＳＦ」（以上、DIC株式会社製）、
【００３４】
「フタージェント１００」、「フタージェント１００Ｃ」、「フタージェント１１０」、「フタージェント１５０」、「フタージェント１５０ＣＨ」、「フタージェントＡ」、「フタージェント１００Ａ-Ｋ」、「フタージェント５０１」、「フタージェント３００」、「フタージェント３１０」、「フタージェント３２０」、「フタージェント４００ＳＷ」、「ＦＴＸ-４００Ｐ」、「フタージェント２５１」、「フタージェント２１５Ｍ」、「フタージェント２１２ＭＨ」、「フタージェント２５０」、「フタージェント２２２Ｆ」、「フタージェント２１２Ｄ」、「ＦＴＸ-２１８」、「ＦＴＸ-２０９Ｆ」、「ＦＴＸ-２１３Ｆ」、「ＦＴＸ-２３３Ｆ」、「フタージェント２４５Ｆ」、「ＦＴＸ-２０８Ｇ」、「ＦＴＸ-２４０Ｇ」、「ＦＴＸ-２０６Ｄ」、「ＦＴＸ-２２０Ｄ」、「ＦＴＸ-２３０Ｄ」、「ＦＴＸ-２４０Ｄ」、「ＦＴＸ-２０７Ｓ」、「ＦＴＸ-２１１Ｓ」、「ＦＴＸ-２２０Ｓ」、「ＦＴＸ-２３０Ｓ」、「ＦＴＸ-７５０ＦＭ」、「ＦＴＸ-７３０ＦＭ」、「ＦＴＸ-７３０ＦＬ」、「ＦＴＸ-７１０ＦＳ」、「ＦＴＸ-７１０ＦＭ」、「ＦＴＸ-７１０ＦＬ」、「ＦＴＸ-７５０ＬＬ」、「ＦＴＸ-７３０ＬＳ」、「ＦＴＸ-７３０ＬＭ」、「ＦＴＸ-７３０ＬＬ」、「ＦＴＸ-７１０ＬＬ」（以上、ネオス社製）、
「ＢＹＫ−３００」、「ＢＹＫ−３０２」、「ＢＹＫ−３０６」、「ＢＹＫ−３０７」、「ＢＹＫ−３１０」、「ＢＹＫ−３１５」、「ＢＹＫ−３２０」、「ＢＹＫ−３２２」、「ＢＹＫ−３２３」、「ＢＹＫ−３２５」、「ＢＹＫ−３３０」、「ＢＹＫ−３３１」、「ＢＹＫ−３３３」、「ＢＹＫ−３３７」、「ＢＹＫ−３４０」、「ＢＹＫ−３４４」、「ＢＹＫ−３７０」、「ＢＹＫ−３７５」、「ＢＹＫ−３７７」、「ＢＹＫ−３５０」、「ＢＹＫ−３５２」、「ＢＹＫ−３５４」、「ＢＹＫ−３５５」、「ＢＹＫ−３５６」、「ＢＹＫ−３５８Ｎ」、「ＢＹＫ−３６１Ｎ」、「ＢＹＫ−３５７」、「ＢＹＫ−３９０」、「ＢＹＫ−３９２」、「ＢＹＫ−ＵＶ３５００」、「ＢＹＫ−ＵＶ３５１０」、「ＢＹＫ−ＵＶ３５７０」、「ＢＹＫ−Ｓｉｌｃｌｅａｎ３７００」（以上、ビックケミー・ジャパン社製）、「ＴＥＧＯ Ｒａｄ２１００」、「ＴＥＧＯ Ｒａｄ２２００Ｎ」、「ＴＥＧＯ Ｒａｄ２２５０」、「ＴＥＧＯ Ｒａｄ２３００」、「ＴＥＧＯ Ｒａｄ２５００」、「ＴＥＧＯ Ｒａｄ２６００」、「ＴＥＧＯ Ｒａｄ２７００」（以上、テゴ社製）等の例をあげることができる。界面活性剤の好ましい添加量は、高分子複合体の前駆体となるイオン性液体とモノマーを含有する組成物中において、０．０１〜10質量％含有することが好ましく、０．1〜7質量％含有することがさらに好ましく、1〜5質量％含有することが特に好ましい。
【００３５】
電極層として用いる高分子複合体は、イオン性液体、モノマー及び電導媒体を含有する組成物を活性エネルギー線の照射によって得られるものであることが好ましい。この高分子複合体の前駆体となるイオン性液体、モノマーは上述説明の態様と同一である。電導媒体としては、活性炭、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレン、金属ナノ粒子を挙げることができる。特に、活性炭、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンは軽量であるため好ましい。また、該組成物中にシクロデキストリンなどの包接化合物を添加すると、信頼性や変位量を増大させることができるため好ましい。
【００３６】
本発明の高分子複合体は、例えば、前駆体となるイオン性液体とモノマーを含有する組成物を基板上に坦持させて、紫外線もしくは電子線を照射によりモノマーを硬化させることによって得ることができる。該組成物を坦持させる場合には、該組成物を溶媒に溶解させ、これを基板上に塗布し、さらに溶媒を揮発させる方法を挙げることができる。溶媒を揮発させる方法としては60〜150℃、さらに好ましくは80℃〜120℃での加熱を、15〜120秒、さらに好ましくは30〜90秒の間行う方法を例示することができる。この加熱の他に、減圧乾燥を組み合わせることもできる。塗布の方法としては、スピンコーティング、ダイコーティング、エクストルージョンコーティング、ロールコーティング、ワイヤーバーコーティング、グラビアコーティング、スプレーコーティング、ディッピング、プリント法等を挙げることができる。これらの中でも、ダイコーティング、エクストルージョンコーティングは塗布厚を精密に制御でき、かつ生産性に優れるため好ましい。基板としてはガラスなどの無機材料、プラスチックフィルムなどの有機材料のどちらを使用しても良い。
【００３７】
活性エネルギー線としては、電子線、紫外光を使用することができる。紫外光としては、波長280〜360nmの光を使用することが好ましい。照射エネルギーとしては10〜5000mJ/cm2が好ましく、100〜4000mJ/cm2が更に好ましく、200〜3000ｍJ/cm2が特に好ましい。
【００３８】
製造後の経時変化を抑制するために、活性エネルギーを照射した後に加熱処理を施しても良い。この加熱処理温度は、60〜240℃が好ましく、70〜150℃が更に好ましく、80〜120℃が特に好ましい。加熱時間は1〜60分が好ましく、2〜40分が更に好ましく、3〜30分が特に好ましい。加熱時間が短いと、熱重合が十分に進行せずに信頼性が悪化する傾向があり、加熱時間が長いと熱劣化が進行する傾向がある。
【００３９】
得られた高分子複合体は、基板から剥離して用いても良いし、剥離しないで用いても良い。剥離しないで用いる場合には、基板が可とう性を有している必要がある。
【００４０】
高分子複合体の厚みは1~5000μmが好ましく、5~2000μmが更に好ましく、10~1000μmが特に好ましい。
【００４１】
このように得られる高分子複合体は、高分子アクチュエーターとしてのみでなく、蓄電池材料、発電材料としても利用することができる。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
活性炭（粒径50μm）8質量％、ブチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート22質量％、トリメチロールプロパントリアクリレート（TMPTA）40質量％、1,6-ヘキシレンジアクリレート20質量％、ラウリルアクリレート5質量％、OXE-01光重合開始剤3質量％、R08含フッ素界面活性剤（DIC株式会社製）2質量％からなる高分子前駆体（1A）を調製した。
【００４３】
また、ブチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート30質量％、トリメチロールプロパントリアクリレート（TMPTA）40質量％、1,6-ヘキシレンジアクリレート20質量％、ラウリルアクリレート5質量％、OXE-01光重合開始剤3質量％、R08含フッ素界面活性剤2質量％からなる高分子前駆体（1B）を調製した。
100μm厚のPETフィルム上に、高分子前駆体（1A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に、高分子前駆剤（1B）をドクターブレードを用いて100μm厚に塗布して、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に高分子前駆体（1A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。得られた硬化物を80℃で1時間加熱し、更に室温まで冷却後、PETフィルムから剥離して、3層構造の高分子アクチュエーターを得た。幅5mm、長さ30mmに切りだした。さらに長さ20mm分を外部リード線との接触部分として固定することにより、長さ10mm分の可動部分を有する高分子アクチュエーター素子を得た。3Vの電圧を印加することにより、可動部分の先端が2．1mm動いた。
【００４４】
（実施例２）
活性炭（粒径50μm）8質量％、ブチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート22質量％、トリメチロールプロパントリアクリレート（TMPTA）20質量％、変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（日本化薬株式会社製「HX−220」）20質量%、1,6-ヘキシレンジアクリレート15質量％、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロペンタンジオール １，５−ジアクリレート5質量%、ラウリルアクリレート3質量％、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート2質量%、OXE-01光重合開始剤3質量％、R08含フッ素界面活性剤2質量％からなる高分子前駆体（2A）を調製した。
【００４５】
また、ブチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート30質量％、トリメチロールプロパントリアクリレート（TMPTA）20質量％、変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（日本化薬株式会社製「HX−220」）20質量%、1,6-ヘキシレンジアクリレート15質量％、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロペンタンジオール １，５−ジアクリレート5質量%、ラウリルアクリレート3質量％、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート2質量%、OXE-01光重合開始剤3質量％、R08含フッ素界面活性剤2質量％からなる高分子前駆体（2B）を調製した。
100μm厚のPETフィルム上に、高分子前駆体（2A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に、高分子前駆剤（2B）をドクターブレードを用いて100μm厚に塗布して、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に高分子前駆体（2A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。得られた硬化物を80℃で1時間加熱し、更に室温まで冷却後、PETフィルムから剥離して、3層構造の高分子アクチュエーターを得た。幅5mm、長さ30mmに切りだした。さらに長さ20mm分を外部リード線との接触部分として固定することにより、長さ10mm分の可動部分を有する高分子アクチュエーター素子を得た。3Vの電圧を印加することにより、可動部分の先端が2．3mm動いた。
【００４６】
（実施例３）
活性炭（粒径50μm）8質量％、ブチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート22質量％、トリメチロールプロパントリアクリレート（TMPTA）15質量％、変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（日本化薬株式会社製「HX−220」）10質量%、ウレタンアクリレートUA-122P（新中村化学工業株式会社製）20質量%、1,6-ヘキシレンジアクリレート10質量％、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロペンタンジオール １，５−ジアクリレート5質量%、ラウリルアクリレート3質量％、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート2質量%、OXE-01光重合開始剤3質量％、R08含フッ素界面活性剤2質量％からなる高分子前駆体（3A）を調製した。
【００４７】
また、ブチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート30質量％、トリメチロールプロパントリアクリレート（TMPTA）15質量％、変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（日本化薬株式会社製「HX−220」）10質量%、ウレタンアクリレートUA-122P（新中村化学工業株式会社製）20質量%、1,6-ヘキシレンジアクリレート10質量％、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロペンタンジオール １，５−ジアクリレート5質量%、ラウリルアクリレート3質量％、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート2質量%、OXE-01光重合開始剤3質量％、R08含フッ素界面活性剤2質量％からなる高分子前駆体（3B）を調製した。
【００４８】
100μm厚のPETフィルム上に、高分子前駆体（3A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に、高分子前駆剤（3B）をドクターブレードを用いて100μm厚に塗布して、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に高分子前駆体（3A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて100mW/cm2の紫外線を10秒照射してモノマーを硬化させた。得られた硬化物を80℃で1時間加熱し、更に室温まで冷却後、PETフィルムから剥離して、3層構造の高分子アクチュエーターを得た。幅5mm、長さ30mmに切りだした。さらに長さ20mm分を外部リード線との接触部分として固定することにより、長さ10mm分の可動部分を有する高分子アクチュエーター素子を得た。3Vの電圧を印加することにより、可動部分の先端が3.0mm動いた。この高分子アクチュエーター素子は、10秒毎に電圧印加と無印加を繰り返しを、24時間行ったが問題無く動作した。
次に得られた素子を分解し、3Aの硬化物、3Bの硬化物に分け、それぞれをアセトンで洗浄してイオン性液体を除き、モノマーの硬化物を電子顕微鏡で観察したところ、硬化物中の平均粒径は約1μmであった。
【００４９】
（比較例１）
100μm厚のPETフィルム上に、実施例３で調製した高分子前駆体（3A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて1mW/cm2の紫外線を1000秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に、実施例３で調製した高分子前駆剤（3B）をドクターブレードを用いて100μm厚に塗布して、室温にて1mW/cm2の紫外線を1000秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に高分子前駆体（3A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて1mW/cm2の紫外線を1000秒照射してモノマーを硬化させた。得られた硬化物を80℃で1時間加熱し、更に室温まで冷却後、PETフィルムから剥離して、3層構造の高分子アクチュエーターを得た。幅5mm、長さ30mmに切りだした。さらに長さ20mm分を外部リード線との接触部分として固定することにより、長さ10mm分の可動部分を有する高分子アクチュエーター素子を得た。3Vの電圧を印加することにより、可動部分の先端が2.2mm動いた。
【００５０】
この高分子アクチュエーター素子は、10秒毎に電圧印加と無印加を繰り返しを、24時間行ったところ、表面にイオン性液体が染み出してきて、変位が小さくなった。
次に得られた素子を分解し、3Aの硬化物、3Bの硬化物に分け、それぞれをアセトンで洗浄してイオン性液体を除き、モノマーの硬化物を電子顕微鏡で観察したところ、硬化物中の平均粒径は約30μmであった。
【００５１】
（比較例２）
100μm厚のPETフィルム上に、実施例３で調製した高分子前駆体（3A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて100mW/cm2の紫外線を80秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に、実施例３で調製した高分子前駆剤（3B）をドクターブレードを用いて100μm厚に塗布して、室温にて100mW/cm2の紫外線を80秒照射してモノマーを硬化させた。さらにこの直上に高分子前駆体（3A）をドクターブレードを用いて約100μm厚に塗布し、室温にて100mW/cm2の紫外線を80秒照射してモノマーを硬化させた。得られた硬化物を80℃で1時間加熱し、更に室温まで冷却後、PETフィルムから剥離して、3層構造の高分子アクチュエーターを得た。幅5mm、長さ30mmに切りだした。さらに長さ20mm分を外部リード線との接触部分として固定することにより、長さ10mm分の可動部分を有する高分子アクチュエーター素子を得た。3Vの電圧を印加することにより、可動部分の先端が2.7mm動いた。
【００５２】
この高分子アクチュエーター素子は、10秒毎に電圧印加と無印加を繰り返しを、24時間行っても、表面にイオン性液体が染み出しはなかったが、3層の高分子複合体の界面に若干の気泡（剥離）が観察された。
次に得られた素子を分解し、3Aの硬化物、3Bの硬化物に分け、それぞれをアセトンで洗浄してイオン性液体を除き、モノマーの硬化物を電子顕微鏡で観察したところ、硬化物中の平均粒径は約1μmであった。