JP4619690B2 - Diaphragm pump containing conductive polymer and driving method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、流体搬送装置に関し、詳しくは小型若しくは超小型の流体搬送装置に関し、更に詳しくは、燃料電池におけるメタノールに代表される原料の供給用装置、CPUを含む半導体装置を冷却するための水冷循環装置を含む電子機械機器組込用ポンプに関する。 The present invention relates to a fluid transfer device, and more particularly to a small or ultra-compact fluid transfer device, and more particularly to a water supply device for cooling a semiconductor device including a device for supplying a raw material represented by methanol in a fuel cell and a CPU. The present invention relates to a pump for incorporating an electronic machine device including a circulation device.
水などの流体を搬送する装置であるポンプは、コンピュータ装置の半導体に代表される発熱素子用装置の冷却用ポンプ、血液検査用のチップに血液を搬送する手段、試薬ディスペンサー用のポンプ、並びに人工心臓を含む生体内埋め込み装置用ポンプなどに適用が検討され、小型化乃至超小型化が図られている。 A pump that is a device that transports fluid such as water includes a cooling pump for a heating element device represented by a semiconductor of a computer device, a means for transporting blood to a blood test chip, a pump for a reagent dispenser, and an artificial Application to an in-vivo implantable device pump including a heart has been studied, and miniaturization or ultra-miniaturization has been achieved.
例えば、コンピュータにおけるCPUなどの発熱素子を冷却する装置としては、循環用ポンプを備えた水等の熱媒体循環冷却型の電子機器が提案されている(例えば、特許文献1)。 For example, as a device for cooling a heating element such as a CPU in a computer, a heat medium circulation cooling electronic device such as water provided with a circulation pump has been proposed (for example, Patent Document 1).
上記の電子機器に代表される発熱素子の冷却用ポンプ、血液搬送手段、試薬ディスペンサー、並びに生体内埋め込み用ポンプに用いることができるポンプは、ノート型コンピュータの熱媒体循環冷却装置に用いる場合のように、小型であり、軽量であり、数V程度以下の低電圧で駆動できることが好ましい。例えば、ポンプの駆動源としてモーターを用いたポンプは、小型化が難しく、また金属部品を多量に用いるために、構成が複雑であり、軽量化が難しい。また、モーターを用いたポンプは、音が大きくて、室内用途や医療用の用途には適していない。また、燃料電池におけるメタノールに代表される原料の供給用ポンプも小型で軽量化することが望まれている。 Pumps that can be used as cooling pumps for heat generating elements typified by the above-described electronic devices, blood transporting means, reagent dispensers, and in-vivo implant pumps are used for heat medium circulation cooling devices of notebook computers. In addition, it is preferable that it is small, lightweight, and can be driven with a low voltage of about several volts or less. For example, a pump using a motor as a drive source of the pump is difficult to reduce in size, and uses a large amount of metal parts, so the configuration is complicated and it is difficult to reduce the weight. In addition, a pump using a motor is loud and is not suitable for indoor use or medical use. In addition, it is desired to reduce the size and weight of a feed pump for a raw material represented by methanol in a fuel cell.
上記の装置に用いることができる小型ポンプとしては、例えばセラミックス材料からなる圧電素子を駆動用素子として駆動させるポンプを用いることも可能である。しかし、セラミックス製の圧電素子は、小型化が可能であるが、100Vもの高電圧で駆動するために、低電圧の電源を用いるには電圧変換装置が必要で、装置構成が複雑になる。高電圧で駆動するポンプは、特に、生体内埋め込み装置に用いた場合には、漏電による人体への影響も懸念される。つまり、装置構成が簡単で、小型で軽量であり、低電圧で駆動でき、しかも無音であるポンプは、いまだ得られていない。 As a small pump that can be used in the above-described apparatus, for example, a pump that drives a piezoelectric element made of a ceramic material as a driving element can be used. However, the ceramic piezoelectric element can be reduced in size, but since it is driven at a high voltage of 100 V, a voltage conversion device is required to use a low-voltage power source, and the device configuration is complicated. When the pump driven at a high voltage is used for an in-vivo implant device, there is a concern about the influence on the human body due to electric leakage. That is, a pump that has a simple device configuration, is small and lightweight, can be driven at a low voltage, and is silent has not been obtained yet.
本発明の目的は、発熱素子の冷却用ポンプ、血液搬送手段、試薬ディスペンサー、燃料電池におけるメタノールに代表される原料の供給用ポンプ、並びに生体内埋め込みポンプに使用可能なポンプであって、しかも小型化が可能であり、軽量で、数V程度以下の低電圧で駆動し、しかも無音で駆動することができるポンプを提供することである。 An object of the present invention is a pump that can be used as a cooling pump for a heat generating element, a blood transfer means, a reagent dispenser, a feed pump for raw materials typified by methanol in a fuel cell, and an in-vivo implanted pump. It is an object of the present invention to provide a pump that can be reduced in weight, can be driven at a low voltage of about several volts or less, and can be driven silently.
そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、以下の発明により上記課題を解決できることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-described problems can be solved by the following invention.
本発明は、流体の吸入及び/または流体の吐出を制御する駆動部が、導電性高分子成形品を備えた駆動用素子を含むことを特徴とするポンプである。かかるポンプは、装置構成が簡単で、小型で軽量であり、低電圧で、しかも無音で駆動することができる。 The present invention is a pump characterized in that a drive unit that controls suction of fluid and / or discharge of fluid includes a drive element including a conductive polymer molded product. Such a pump has a simple device configuration, is small and lightweight, can be driven at a low voltage, and silently.
また、本発明は、前記ポンプがダイヤフラムポンプであり、ポンプ室の少なくとも一部を構成するダイヤフラムが前記駆動用素子を含むポンプでもある。また、本発明は前記ポンプがチューブポンプであり、該チューブポンプの管の少なくとも一部をチューブ状導電性高分子成形品が構成し、該管の内側が流体の流路であるポンプでもある。また、本発明は、前記ポンプがベローズポンプであり、ベローズによりポンプ室の壁部が形成され、前記駆動用素子が前記ポンプ室の上部と底部とに接続されたポンプでもある。 In the present invention, the pump is a diaphragm pump, and the diaphragm constituting at least a part of the pump chamber includes the driving element. The present invention is also a pump in which the pump is a tube pump, and at least a part of the tube of the tube pump is constituted by a tubular conductive polymer molded product, and the inside of the tube is a fluid flow path. Further, the present invention is also a pump in which the pump is a bellows pump, a wall portion of the pump chamber is formed by the bellows, and the driving element is connected to an upper portion and a bottom portion of the pump chamber.
本発明のポンプは、駆動部に導電性高分子を含み、該導電性高分子が電解伸縮という化学的なメカニズムにより駆動するので、ポンプの駆動が低電圧で可能であり、しかも無音である。さらに、装置構成も簡単で、小型化及び軽量化が容易である。 The pump of the present invention includes a conductive polymer in the drive unit, and the conductive polymer is driven by a chemical mechanism called electrolytic expansion / contraction, so that the pump can be driven at a low voltage and is silent. Furthermore, the device configuration is simple, and it is easy to reduce the size and weight.
以下、図を用いて説明するが、本願発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。 Hereinafter, although demonstrated using figures, this invention is not limited to these embodiment.
図1は、本発明のポンプの第一の実施態様例の断面図である。本発明のポンプであるダイヤフラムポンプ1は、内部空間を有するコイン状の筐体2の内側に、導電性高分子からなるダイヤフラム3、4を備えたダイヤフラムポンプである。ダイヤフラム3とダイヤフラム4とは、円盤状の導電性高分子膜であり、その円周部が壁面5に固定され、中央部分において接続部材6を介して互いに接続されている。2つのダイヤフラム3、4は、それぞれ膜面方向に張力がかかる状態で設置され、略円錐状を形成している。ダイヤフラム3は筐体2と第一ポンプ室7を形成し、ダイヤフラム4は、筐体2と第二ポンプ室8を形成している。ダイヤフラムポンプ1の内部にある空間部9は、膜状の導電性高分子成形品により形成されたダイヤフラム3とダイヤフラム4並びに筐体2により仕切られて、形成されている。空間部9に電解液を満たすことにより、ダイヤフラム3、4は電解液と接する。ダイヤフラム3の導電性高分子成形品とダイヤフラム4の導電性高分子成形品とにそれぞれリード10、10’を介して電源に接続される。例えば、前記電解液の支持塩にアニオンを用い、ダイヤフラム4の膜状導電性高分子成形品にマイナスの電圧を印加し、ダイヤフラム3の膜状導電性高分子成形品にプラスの電圧を印加することで、ダイヤフラム4が収縮し、ダイヤフラム3が伸張し、ポンプ室9が広くなり、ポンプ室8が狭くなる。逆に、ダイヤフラム4の膜状導電性高分子成形品にプラスの電圧を印加し、ダイヤフラム3の膜状導電性高分子成形品にマイナスの電圧を印加すると、ダイヤフラム3が収縮してダイヤフラム4が伸張し、ポンプ室7が狭くなり、ポンプ室8が広くなる。つまり、ダイヤフラムである二つの導電性高分子膜は、一方の導電性高分子膜が作用極となり、他方が対極となって、伸縮運動をする。このようなダイヤフラムの運動により、一のダイヤフラムが収縮して一のダイヤフラムが構成するポンプ室内の流体を吐出すると同時に、一のダイヤフラムが収縮する力で他のダイヤフラムが伸張して、他のダイヤフラムが構成するポンプ室の容積が拡張し、ポンプ1はツインのダイヤフラムポンプとして機能する。
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the pump of the present invention. A
図1のポンプ1は、吸入口11の付近に吸入弁121を備え、吐出口13の付近に吐出弁122を備えている。また、ポンプ1は、吸入口11’の付近に吸入弁123を備え、吐出口13’の付近に吐出弁124を備えている。吸入弁121、123により吸入口から流体が吐出されることを防止し、吐出弁122,124により吐出口から流体が吸入されることが防止される。図1においては、ダイヤフラム4が収縮することで、ポンプ室8内の流体は、吐出口13’を通り、流体の吐出圧により吐出弁124が開いて、吐出される。ポンプ室8内の流体が吐出されるのと同時に、ダイヤフラム4によってダイヤフラム3が伸張され、吸引する力で吸入弁121が開いて、流体が吸入口11を通ってポンプ室7内に吸入される。また、吸入口及び/または吐出口の付近に、吸入用管や吐出用管等を装着するための部材を適宜取付けても良い。また、吸入弁及び吐出弁は、材質が特に限定されるものではなく、公知の金属製弁や樹脂製弁を用いることができ、筐体との接合も接着等の公知の方法を用いることができる。
The
図2は、本発明のポンプの第一の実施態様例において、図1のポンプについて接続部材を用いない場合における断面図である。ダイヤフラムポンプ1’は、ポンプ室の少なくとも一部を構成するダイヤフラム3’、4’を備え、該ダイヤフラムが導電性高分子膜からなり、ダイヤフラム3’、4’が面する閉空間である空間部9’に電解液が満たされている。各ダイヤフラムがダイヤフラムを挟んで該閉空間の反対側にそれぞれポンプ室7’、8’を備えている。各ダイヤフラムは、導電性高分子膜であることから、空間部9’の電解液に接している。前記の各ダイヤフラムは、導電性高分子膜からなるが、図1のダイヤフラムポンプと同様に、導電性高分子の電解伸縮作用によりダイヤフラムが駆動するのであれば、導電性高分子膜がダイヤフラムの一部として含まれていてもよく、導電性高分子膜を1の層とする積層体であっても良い。前記導電性高分子膜は、膜状の導電性高分子成型品を用いることができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the first embodiment of the pump of the present invention when no connection member is used for the pump of FIG. The
図2において、ダイヤフラムポンプ1’は、2つのポンプ室を備え、導電性高分子膜からなるダイヤフラム3’、4’に電圧を印加して、ポンプとして駆動させている状態である。一方のダイヤフラムであるダイヤフラム3’に電圧を印加し、他方のダイヤフラムであるダイヤフラム4’に対してダイヤフラム3’と逆電圧を印加することにより、ダイヤフラム4’が収縮して、ダイヤフラム3’が伸張する。ダイヤフラム4’が収縮することによりポンプ室8’の容積が縮小して該ポンプ室内の流体が吐出される。また、ダイヤフラム3’が伸張することでポンプ室7’の容積が増大して、該ポンプ室内に流体が吸引される。一方の導電性高分子膜を作用極とした場合に他方の導電性高分子膜が対極となることで、一方のダイヤフラムの駆動と他方のダイヤフラムの駆動とが吸入−吐出周期における逆位相となる。それぞれの導電性高分子膜の印加電圧の極性を正負交互に印加することで、ダイヤフラムの伸張と収縮とが交互に行われて、各ポンプ室で吸入と吐出とが交互に行われる。ダイヤフラムポンプ1’を連続的に駆動することは、図1のダイヤフラムポンプ1についても同様であるが、各導電性高分子膜に対する印加電圧の極性を正負交互に印加することにより、各導電性高分子膜に対する印加電圧の極性を周期的に正負交互に印加することで、行うことができる。
In FIG. 2, the diaphragm pump 1 'includes two pump chambers, and is in a state of being driven as a pump by applying a voltage to the diaphragms 3' and 4 'made of a conductive polymer film. When a voltage is applied to the diaphragm 3 'which is one diaphragm and a reverse voltage is applied to the diaphragm 4' which is the other diaphragm, the diaphragm 4 'contracts and the diaphragm 3' expands. To do. By contracting the diaphragm 4 ', the volume of the pump chamber 8' is reduced and the fluid in the pump chamber is discharged. Further, the expansion of the
図2のダイヤフラムポンプ1’は、図1のダイヤフラムポンプ1と比べて、2つのダイヤフラムを接続するための接続部材を備えておらず、2つのダイヤフラムが接続されていない。導電性高分子膜であるダイヤフラム4’に電圧を印加することで、ダイヤフラム4’は、収縮運動をする。前記収縮運動によりポンプ室8’の容積は縮小する。また、ダイヤフラム4’を挟んでポンプ室8’の反対側に設けられた空間部9’が閉じた空間であることから、前記収縮運動は、空間部9’に満たされた電解液を介して、伸張するダイヤフラム3’を引張って、ポンプ室7’の容積を増大させることができる。
The
図2におけるダイヤフラムポンプは、ポンプ室を2つの場合であるが、本発明のダイヤフラムポンプは2以上のポンプ室を備えたものであってもよい。ポンプ室の一部を構成するダイヤフラムがそれぞれ導電性高分子膜を備え、各導電性高分子膜が電圧が印加されることにより、各導電性高分子膜は電極として作用して、電解伸縮を生じる。一のポンプ室を構成するダイヤフラムに含まれる導電性高分子膜が、電圧印加により、他のポンプ室に含まれる導電性高分子膜を、前記閉空間内の電解液を介して対極とすることができれば、ダイヤフラム間の位置関係は、特に限定されるものではない。例えば、多数のダイヤフラムが多面体を形成するように前記閉空間を形成し、該閉空間に電解液を満たして、1以上のダイヤフラムに含まれる導電性高分子膜が他のダイヤフラムに含まれる導電性高分子膜の対極となるようにすることもできる。特に、前記ダイヤフラムポンプは、一方のダイヤフラムと他方のダイヤフラムとの位置関係が、前記ダイヤフラムが電解液を介して対向するように配置され、この対を1対以上有することが、エネルギーロスが少なく、駆動もスムースであることから、好ましい。対の一方のダイヤフラムと他方のダイヤフラムとが互いに吸入−吐出周期における逆位相となるように連続的に駆動させることで、収縮するダイヤフラムが同一の対の伸張するダイヤフラムを引張ることが、容易となる。 The diaphragm pump in FIG. 2 has two pump chambers, but the diaphragm pump of the present invention may be provided with two or more pump chambers. The diaphragms constituting part of the pump chamber are each provided with a conductive polymer film, and when each conductive polymer film is applied with a voltage, each conductive polymer film acts as an electrode to perform electrolytic expansion and contraction. Arise. When the conductive polymer film included in the diaphragm constituting one pump chamber is applied with a voltage, the conductive polymer film included in the other pump chamber is made a counter electrode via the electrolytic solution in the closed space. If possible, the positional relationship between the diaphragms is not particularly limited. For example, the closed space is formed so that a large number of diaphragms form a polyhedron, and the closed space is filled with an electrolytic solution, and a conductive polymer film included in one or more diaphragms is included in another diaphragm. It can also be made to be a counter electrode of the polymer membrane. In particular, in the diaphragm pump, the positional relationship between one diaphragm and the other diaphragm is arranged so that the diaphragms face each other through the electrolyte solution, and having one or more pairs of these diaphragms reduces energy loss, The drive is also smooth, which is preferable. By continuously driving one diaphragm of the pair and the other diaphragm so that they have mutually opposite phases in the suction-discharge cycle, it becomes easy for the diaphragms that contract to pull the diaphragms of the same pair to expand. .
図2の実施態様例においては、対のダイヤフラム同士が接続されていない。ダイヤフラム間で接続がされている場合には、図1のように、吸入時におけるダイヤフラムの断面が略三角錐状となり、吐出時におけるダイヤフラムの断面が円弧状となる。従って、ダイヤフラム間で接続がされている場合には、吸入と吐出が切り替わる瞬間に、ダイヤフラムの形状が大きく変化して、切り替え時にタイムラグが生じてしまう。このタイムラグを防止するためには、ダイヤフラム間で接続がされていないことが好ましい。ダイヤフラム間で接続がされていないことは、図2のように、吸引におけるダイヤフラム形状と吐出におけるダイヤフラム形状とが同様となり、吸入と吐出と切り替え時のタイムラグを防止できる。さらに、ダイヤフラム間で接続がされていない前記ダイヤフラムポンプは、接続部材が無いので、ダイヤフラム外径10φの円形であるダイヤフラムポンプ等の小型ダイヤフラムポンプを製造することが容易となり、駆動用素子として機能する導電性高分子膜が伸縮することができる部分も増大するために、好ましい。 In the example embodiment of FIG. 2, the pair of diaphragms is not connected. When the diaphragms are connected to each other, as shown in FIG. 1, the cross section of the diaphragm at the time of inhalation has a substantially triangular pyramid shape, and the cross section of the diaphragm at the time of discharge has an arc shape. Therefore, when the diaphragms are connected, the shape of the diaphragm changes greatly at the moment when suction and discharge are switched, resulting in a time lag at the time of switching. In order to prevent this time lag, it is preferable that the diaphragms are not connected. As shown in FIG. 2, the diaphragm is not connected between the diaphragms, so that the diaphragm shape in suction and the diaphragm shape in discharge are the same, and a time lag at the time of switching between suction and discharge can be prevented. Further, since the diaphragm pump that is not connected between the diaphragms does not have a connecting member, it becomes easy to manufacture a small diaphragm pump such as a diaphragm pump having a circular outer diameter of 10φ and functions as a driving element. Since the part which a conductive polymer film can expand-contract increases, it is preferable.
図1及び図2の実施態様例においては、各ダイヤフラムに含まれる導電性高分子膜に印加される電圧が、正極性電圧の印加と負極性電圧の印加との周期が1秒当たり1以上であることが好ましい。正極性電圧の印加と負極性電圧の印加との周期が1秒当たり1以上となるように前記導電性高分子膜に電圧を印加することにより、吸入と吐出と切り替え時のタイムラグが生じ難い。 In the embodiment example of FIGS. 1 and 2, the voltage applied to the conductive polymer film included in each diaphragm is 1 or more per second between the application of the positive voltage and the application of the negative voltage. Preferably there is. By applying a voltage to the conductive polymer film such that the period between application of the positive polarity voltage and application of the negative polarity voltage is 1 or more per second, a time lag at the time of switching between suction and discharge is unlikely to occur.
図3は、本発明のポンプの第二の実施態様例の断面図である。本発明のポンプであるダイヤフラムポンプ21は、内部空間を有するコイン状の筐体22の内側に、導電性高分子からなるダイヤフラム23を備えたダイヤフラムポンプである。ダイヤフラム23は、円状の導電性高分子膜であり、その円周部が壁面24に固定されている。ダイヤフラム23は、筐体22とポンプ室25を形成する。ダイヤフラム23は、バネ部材26が筐体22の内側上部に取付けられ、ダイヤフラム23の膜面上に接続されて、膜面方向に張力がかかる状態で設置されている。筐体22の内側空間の底面には、電極27が設けられている。ダイヤフラム23と電極27とは、それぞれリード線28,28’を介して電源に接続されている。筐体22とダイヤフラム23とで仕切られた空間部29に電解液を満たすことによりダイヤフラム23と電極27とは同一の電解液に接することになる。膜状の導電性高分子成型品であるダイヤフラム23を作用極とし、電極27を対極として、ダイヤフラム23にプラスの電圧を印加することにより、電解液中のアニオンが導電性高分子成型品の膜内に取り込まれて、ダイヤフラム23が伸張し、バネ部材26の押す力でポンプ室25は広くなる。また、ダイヤフラム23へのマイナスの電圧印加により、ダイヤフラム23が収縮し、バネ部材26を縮めてポンプ室25は狭くなる。この様なダイヤフラム23の運動により、ポンプ21は、ダイヤフラムポンプとして機能する。
FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the pump of the present invention. A
図3のポンプ21は、図1の場合と同様に、吸入口30に付近に吸入弁311を備えて、吐出口32の付近に吐出弁312を備えている。吸入弁311により吸入口から流体が吐出されることを防止し、吐出弁312により流体が吐出口から吸入されることを防止している。また、吸入口及び/または吐出口の付近に、吸入用管や吐出用管等を装着するための部材を適宜取付けても良い。また、吸入弁及び吐出弁は、材質が特に限定されるものではなく、公知の金属製弁や樹脂製弁を用いることができ、筐体との接合も接着等の公知の方法を用いることができる。
The
図1及び図3におけるダイヤフラムポンプは、導電性高分子膜のみからなるダイヤフラムの場合を示している。しかし、本発明のダイヤフラムポンプは、導電性高分子膜のみからなるダイヤフラムに限定されるものではなく、積層構造を有することもできる。例えば、前記ダイヤフラムは、導電性高分子膜上に保護層として機能しうる不織布を備えた構造とすることもできる。また、前記ダイヤフラムは、電解液が通過することのない導電性高分子膜上に、孔を有することにより電解液が通過することのできる導電性高分子膜を積層させても良く、導電性高分子膜間に更に不織布のような電解液が浸透することができる伸縮性を有する層や伸縮性の固体電解質層を備えていても良い。 The diaphragm pump in FIGS. 1 and 3 shows the case of a diaphragm composed only of a conductive polymer film. However, the diaphragm pump of the present invention is not limited to a diaphragm made of only a conductive polymer film, and may have a laminated structure. For example, the diaphragm may have a structure including a non-woven fabric that can function as a protective layer on a conductive polymer film. In addition, the diaphragm may be formed by laminating a conductive polymer film through which electrolyte can pass by having a hole on a conductive polymer film through which electrolyte does not pass. There may be further provided a stretchable layer or a stretchable solid electrolyte layer through which an electrolyte solution such as a nonwoven fabric can permeate between the molecular films.
前記導電性高分子膜は、導電性高分子の組成が特に限定されるものではなく公知の導電性高分子を用いることができ、吐出圧や吐出量等のダイヤフラムの性能に応じて、導電性高分子の組成を適宜選択することができる。より具体的には、導電性高分子の単量体としては、ポリピロールを用いることが、ドーパントとして、ドーパントイオンとしては公知のアニオンを用いることができる。また、前記ダイヤフラムポンプを駆動するための電解液中の支持電解質も、公知の支持電解質を用いることができる。 For the conductive polymer film, the composition of the conductive polymer is not particularly limited, and a known conductive polymer can be used, and the conductive polymer film has a conductive property according to the performance of the diaphragm such as discharge pressure and discharge amount. The composition of the polymer can be appropriately selected. More specifically, polypyrrole can be used as the monomer of the conductive polymer, and a known anion can be used as the dopant and dopant ion. A known supporting electrolyte can also be used as the supporting electrolyte in the electrolytic solution for driving the diaphragm pump.
上述の導電性高分子膜については、例えば、導電性高分子膜に1V、200mAで電圧印加することで、導電性高分子膜の膜面方向に5Mpaの力を発生することができるポリピロール膜をダイヤフラムに用いたポンプは、1つのポンプ室について20kPaの吐出圧を発生することができる。また、図1の実施態様例のポンプでは、各ダイヤフラムとして直径40mm、厚さ40μmの円形導電性高分子膜を用い、膜面方向に0.5秒当たり0.9%の伸縮を行うことにより、1秒当たりの吐出量72ml/sを発生することができる。また、導電性高分子膜の積層により所望の吐出圧を得ることができる。 As for the above-described conductive polymer film, for example, a polypyrrole film that can generate a force of 5 Mpa in the film surface direction of the conductive polymer film by applying a voltage of 1 V and 200 mA to the conductive polymer film. The pump used for the diaphragm can generate a discharge pressure of 20 kPa for one pump chamber. Further, in the pump of the embodiment shown in FIG. 1, a circular conductive polymer film having a diameter of 40 mm and a thickness of 40 μm is used as each diaphragm, and the film is expanded and contracted by 0.9% per 0.5 second in the film surface direction. A discharge amount of 72 ml / s per second can be generated. Further, a desired discharge pressure can be obtained by laminating the conductive polymer film.
特に、前記導電性高分子膜としては、0.5秒あたりの電解伸縮による伸び率が1Vの電圧印加で0.5%以上である導電性高分子膜が、膜面方向に0.5秒当たり0.9%以上の伸縮を行うことでき、大きな吐出量を容易に得ることができるので好ましい。0.5秒あたりの電解伸縮による伸び率が0.5%以上である導電性高分子膜は、電気化学的酸化還元による伸縮性を有する導電性高分子を電解重合法により製造する導電性高分子の製造方法であって、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも1つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び/又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、前記電解液中にトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む導電性高分子の製造方法により容易に得ることができる。また、前記導電性高分子膜としては、電解重合法を用いた導電性高分子の製造方法であって、該電解重合法が、アニオンとして、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式(1)
(CnF(2n+1)SO2)(CmF(2m+1)SO2)N- (1)
(ここで、n及びmは任意の整数。)
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法により容易に得ることができる。
In particular, as the conductive polymer film, a conductive polymer film having an elongation rate due to electrolytic expansion / contraction per 0.5 second of 0.5% or more when a voltage of 1 V is applied is 0.5 seconds in the film surface direction. It is preferable because the expansion / contraction of 0.9% or more can be performed, and a large discharge amount can be easily obtained. An electroconductive polymer film having an elongation percentage of 0.5% or more per 0.5 seconds by electrolytic stretching is a conductive polymer film that produces an electroconductive polymer having stretchability by electrochemical oxidation-reduction by electrolytic polymerization. A method for producing a molecule, wherein the electrolytic polymerization method comprises an organic compound containing at least one bond or functional group of an ether bond, an ester bond, a carbonate bond, a hydroxyl group, a nitro group, a sulfone group, and a nitrile group, and Easy using an electrolytic solution containing a halogenated hydrocarbon as a solvent and a method for producing a conductive polymer containing trifluoromethanesulfonic acid ions and / or anions containing a plurality of fluorine atoms with respect to the central atom in the electrolytic solution Can get to. The conductive polymer film is a method for producing a conductive polymer using an electrolytic polymerization method, wherein the electrolytic polymerization method is used as an anion to the trifluoromethanesulfonate ion and / or the central atom. On the other hand, instead of an anion containing a plurality of fluorine atoms, chemical formula (1)
(C n F (2n + 1) SO 2 ) (C m F (2m + 1) SO 2 ) N − (1)
(Here, n and m are arbitrary integers.)
It can obtain easily with the manufacturing method of the conductive polymer using the electrolyte solution containing perfluoroalkyl sulfonylimide ion represented by these.
前記電解重合法における溶媒として含まれる前記有機化合物としては、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン(以上、エーテル結合を含む有機化合物)、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸-t-ブチル、1,2−ジアセトキシエタン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、フタル酸ジエチル(以上、エステル結合を含む有機化合物)、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート(以上、カーボネート結合を含む有機化合物)、エチレングリコール、ブタノール、1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−オクタノール、1−デカノール、1−ドデカノール、1−オクタデカノール(以上、ヒドロキシル基を含む有機化合物)、ニトロメタン、ニトロベンゼン(以上、ニトロ基を含む有機化合物)、スルホラン、ジメチルスルホン(以上、スルホン基を含む有機化合物)、及びアセトニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリル(以上、ニトリル基を含む有機化合物)を例示することができる。なお、ヒドロキシル基を含む有機化合物は、特に限定されるものではないが、多価アルコール及び炭素数4以上の1価アルコールであることが、伸縮率が良いために好ましい。なお、前記有機化合物は、前記の例示以外にも、分子中にエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち、2つ以上の結合あるいは官能基を任意の組合わせで含む有機化合物であってもよい。 Examples of the organic compound contained as a solvent in the electrolytic polymerization method include 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and 1,4-dioxane (above, organic compounds including an ether bond). Compound), γ-butyrolactone, ethyl acetate, n-butyl acetate, t-butyl acetate, 1,2-diacetoxyethane, 3-methyl-2-oxazolidinone, methyl benzoate, ethyl benzoate, butyl benzoate, phthalate Diethyl acid (above, organic compound containing an ester bond), propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate (above, organic compound containing a carbonate bond), ethylene glycol, butanol, 1-hexanol, cyclohexane Sanol, 1-octanol, 1-decanol, 1-dodecanol, 1-octadecanol (above, organic compound containing hydroxyl group), nitromethane, nitrobenzene (above, organic compound containing nitro group), sulfolane, dimethyl sulfone (above And organic compounds containing sulfone groups), acetonitrile, butyronitrile, and benzonitrile (organic compounds containing nitrile groups). Note that the organic compound containing a hydroxyl group is not particularly limited, but is preferably a polyhydric alcohol or a monohydric alcohol having 4 or more carbon atoms because the stretching ratio is good. In addition to the above-mentioned examples, the organic compound may have any two or more bonds or functional groups among the ether bond, ester bond, carbonate bond, hydroxyl group, nitro group, sulfone group and nitrile group in the molecule. The organic compound contained in the combination may be sufficient.
前記有機化合物は、前記有機化合物を2種以上混合して電解液の溶媒に用いる場合には、エーテル結合を含む有機化合物、エステル結合を含む有機化合物、カーボネート結合を含む有機化合物、ヒドロキシル基を含む有機化合物、ニトロ基を含む有機化合物、スルホン基を含む有機化合物、及びニトリル基を含む有機化合物のうち、伸張に優れた有機化合物と収縮に優れた有機化合物とを組合わせて、電解重合により得られた導電性高分子の1酸化還元サイクル当たりの伸縮率の向上を図ることもできる。 The organic compound includes an organic compound including an ether bond, an organic compound including an ester bond, an organic compound including a carbonate bond, and a hydroxyl group when two or more of the organic compounds are mixed and used as a solvent of an electrolytic solution. Of organic compounds, organic compounds containing a nitro group, organic compounds containing a sulfone group, and organic compounds containing a nitrile group, an organic compound having excellent elongation and an organic compound having excellent shrinkage are combined and obtained by electrolytic polymerization. The expansion / contraction rate per oxidation-reduction cycle of the obtained conductive polymer can also be improved.
また、前記の導電性高分子の製造方法において電解液に溶媒として含まれるハロゲン化炭化水素は、炭化水素中の水素が少なくとも1つ以上ハロゲン原子に置換されたもので、電解重合条件で液体として安定に存在することができるものであれば、特に限定されるものではない。 The halogenated hydrocarbon contained as a solvent in the electrolytic solution in the method for producing a conductive polymer is one in which at least one hydrogen in the hydrocarbon is substituted with a halogen atom, and the liquid is produced under electrolytic polymerization conditions. There is no particular limitation as long as it can exist stably.
前記ハロゲン化炭化水素としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタンを挙げることができる。前記ハロゲン化炭化水素は、1種類のみを前記電解液中の溶媒として用いることもできるが、2種以上併用することもできる。また、前記ハロゲン化炭化水素は、上記の有機化合物との混合して用いてもよく、該有機溶媒との混合溶媒を前記電解液中の溶媒として用いることもできる。 Examples of the halogenated hydrocarbon include dichloromethane and dichloroethane. Although only one kind of the halogenated hydrocarbon can be used as a solvent in the electrolyte solution, two or more kinds can be used in combination. The halogenated hydrocarbon may be used in a mixture with the above organic compound, or a mixed solvent with the organic solvent may be used as a solvent in the electrolytic solution.
前記の導電性高分子の製造方法において、電解重合法に用いられる電解液には、電解重合される有機化合物(例えば、ピロール)およびトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む。この電解液を用いて電解重合を行うことにより、電解伸縮において1酸化還元サイクル当たりの伸縮率及び/または特定時間あたりの変位率が優れた導電性高分子を得ることができる。上記電解重合により、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンが導電性高分子に取り込まれることになる。 In the method for producing a conductive polymer, the electrolytic solution used in the electropolymerization method includes an organic compound (for example, pyrrole) to be electropolymerized and a trifluoromethanesulfonate ion and / or a fluorine atom with respect to the central atom. Contains anion containing more than one. By conducting electrolytic polymerization using this electrolytic solution, it is possible to obtain a conductive polymer excellent in the expansion / contraction rate per one oxidation-reduction cycle and / or the displacement rate per specific time in electrolytic expansion / contraction. By the electrolytic polymerization, trifluoromethanesulfonic acid ions and / or anions containing a plurality of fluorine atoms with respect to the central atom are taken into the conductive polymer.
前記トリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、電解液中の含有量が特に限定されるものではないが、電解液中に0.1〜30重量%含まれるのが好ましく、1〜15重量%含まれるのがより好ましい。 The content of the anion containing a plurality of fluorine atoms with respect to the trifluoromethanesulfonate ion and / or the central atom is not particularly limited, but is 0.1 to 30% by weight in the electrolyte. Preferably, it is contained in an amount of 1 to 15% by weight.
トリフルオロメタンスルホン酸イオンは、化学式CF3SO3 −で表される化合物である。また、中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、ホウ素、リン、アンチモン及びヒ素等の中心原子に複数のフッ素原子が結合をした構造を有し、アニオンの分子中に中心原子に対して結合するフッ素原子を複数含む。中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンとしては、特に限定されるものではないが、テトラフルオロホウ酸イオン(BF4 −)、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6 −)、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン(SbF6 −)、及びヘキサフルオロヒ酸イオン(AsF6 −)を例示することができる。なかでも、CF3SO3 −、BF4 −及びPF6 −が人体等に対する安全性を考慮すると好ましく、CF3SO3 −及びBF4 −がより好ましい。前記の中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、1種類のアニオンを用いても良く、複数種のアニオンを同時に電解液中に用いても良く、さらには、トリフルオロメタンスルホン酸イオンと複数種の中心原子に対しフッ素原子を複数含むアニオンとを同時に電解液中に用いても良い。 Trifluoromethanesulfonate ion is a compound represented by the chemical formula CF 3 SO 3 — . An anion containing a plurality of fluorine atoms with respect to the central atom has a structure in which a plurality of fluorine atoms are bonded to a central atom such as boron, phosphorus, antimony and arsenic, Contains a plurality of fluorine atoms to be bonded. The anion containing a plurality of fluorine atoms with respect to the central atom is not particularly limited, but includes tetrafluoroborate ion (BF 4 − ), hexafluorophosphate ion (PF 6 − ), hexafluoroantimonate ion. (SbF 6 − ) and hexafluoroarsenate ion (AsF 6 − ) can be exemplified. Among these, CF 3 SO 3 − , BF 4 − and PF 6 − are preferable in consideration of safety to the human body and the like, and CF 3 SO 3 − and BF 4 − are more preferable. As the anion containing a plurality of fluorine atoms with respect to the central atom, one type of anion may be used, or a plurality of types of anions may be used simultaneously in the electrolytic solution. An anion containing a plurality of fluorine atoms with respect to the central atom of the seed may be simultaneously used in the electrolytic solution.
また、アニオンとして含まれる前記パーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンは、アニオン中心である窒素原子にスルホニル基が結合し、さらに、置換基である2つのパーフルオロアルキル基を有している。このパーフルオロアルキルスルホニルはCnF(2n+1)SO2で表され、他のパーフルオロアルキルスルホニル基は、CmF(2m+1)SO2で表される。前記のnおよびmは、それぞれ1以上の任意の整数であり、nとmとが同じ整数であってもよく、nとmとが異なる整数であっても良い。例えばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、トリデカフルオロヘキシル基、ペンタデカフルオロヘプチル基、ヘプタデカフルオロオクチル基などを挙げることができる。前記パーフルオロアルキルスルホニルイミド塩としては、例えば、ビストリフルオロメチルスルホニルアミド塩、ビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド塩、ビス(ヘプタデカフルオロオクチルスルホニル)イミド塩を用いることができる。
Further, the perfluoroalkylsulfonylimide ion contained as an anion has a sulfonyl group bonded to a nitrogen atom which is the center of the anion, and further has two perfluoroalkyl groups which are substituents. The perfluoroalkyl sulfonyl is represented by C n F (2n + 1)
上記化学式(1)のパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンは、カチオンと塩を形成することができ、パーフルオロアルキルスルホニルイミド塩として電解重合法における電解液中に加えられていても良い。パーフルオロアルキルスルホニルイミドと塩を形成するカチオンは、Li+の様に1つの元素から構成されていてもよく、複数の元素より構成されていても良い。前記カチオンは、1価の陽イオンとしてパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを形成することができ、電解液中で解離することができるものであれば、特に限定されるものではない。 The perfluoroalkylsulfonylimide ion of the above chemical formula (1) can form a salt with a cation, and may be added as a perfluoroalkylsulfonylimide salt to the electrolytic solution in the electrolytic polymerization method. The cation that forms a salt with the perfluoroalkylsulfonylimide may be composed of one element, such as Li + , or may be composed of a plurality of elements. The cation is not particularly limited as long as it can form a perfluoroalkylsulfonylimide ion as a monovalent cation and can be dissociated in the electrolytic solution.
また、ダイヤフラムが複層構造を有する場合において、ダイヤフラムの全面に導電性高分子膜の層と他の層との積層構造を有している必要が無く、ポンプ室内の流体を透過することのない層を有していれば、形状の中心付近に空間部を備えた導電性高分子膜でも良い。 Further, when the diaphragm has a multilayer structure, it is not necessary to have a laminated structure of the conductive polymer film layer and other layers on the entire surface of the diaphragm, and the fluid in the pump chamber does not permeate. As long as it has a layer, a conductive polymer film having a space near the center of the shape may be used.
また、本発明のダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムを同一面上に並列で複数設けても良い。また前記ダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムをポンプ内に積み重ね状に設置しても良い。前記のようにダイヤフラムをポンプ内に複数設ける際には、ダイヤフラムを同一面上に並列で複数備えたダイヤフラムユニットを形成しても良い。また、本発明のダイヤフラムポンプにおいては、前記ダイヤフラムユニットを並列に複数備えること、または前記ダイヤフラムユニットを積み重ね状に複数備えても良い。 In the diaphragm pump of the present invention, a plurality of diaphragms may be provided in parallel on the same surface. The diaphragm pump may be installed in a stack in the pump. As described above, when a plurality of diaphragms are provided in the pump, a diaphragm unit including a plurality of diaphragms arranged in parallel on the same surface may be formed. In the diaphragm pump of the present invention, a plurality of the diaphragm units may be provided in parallel, or a plurality of the diaphragm units may be provided in a stacked manner.
図10は、前記ダイヤフラムユニットの一実施態様例の正面図である。ダイヤフラムユニット71は、円形孔の開口部に形成された導電性高分子膜73を多数備えた金属枠体72を備えている。また、金属枠体72の裏側にも同一形状の72’を備えている。金属枠体72には電圧印加用のタブ部74が形成されている。金属枠体72’も、同様にタブ部が形成されている。また、孔73には、導電性高分子膜が孔73の開口部を覆うように形成されている。図11は、図10のダイヤフラムユニットのA−A断面図である。図12は、図11の断面図における部分拡大図である。
FIG. 10 is a front view of an embodiment of the diaphragm unit. The
図12において、金属枠体72の円形孔の開口部に形成された導電性高分子膜77は、金属枠体72’の円形孔の開口部に形成された導電性高分子膜77’と絶縁体75を介して、凸部が向かい合うように対面している。上述した図1または図2のダイヤフラムの様に伸縮駆動することができる。また、金属枠体72と金属枠体72’との間に多孔質体76を配置することにより、金属枠体間に間隔を形成することが可能となり、導電性高分子膜77、77’を断面円弧状に維持することができる。また、前記金属枠体72、72’に電圧を印加することにより、各金属枠体における各ダイヤフラムに電圧を印加することができるので、複数のダイヤフラムの駆動を容易に制御することができる。なお、導電性高分子膜77と導電性高分子膜77’との間には電解液が封入されていることが好ましい。前記電解液が導電性高分子膜間に存在することにより、導電性高分子膜77、77’が作用電極と対極との関係となり、図1または図2に示したような伸縮駆動を容易にすることができる。また、前記絶縁体は、導電性高分子膜77と導電性高分子膜77’とが直接に接することを防止するために、各孔にそれぞれ配置されているが、導電性高分子膜77と導電性高分子膜77’とが接しなければ、配置されてなくても良い。
In FIG. 12, the
金属枠体72,72’に形成された導電性高分子膜は、特に形成方法が限定されるものではない。例えば、金属枠体を作用電極とし、該金属枠体に背板を当てて、該金属枠体の孔を該背板で塞いだ状態で電解重合をすることにより、該金属枠体の孔を覆う導電性高分子膜は、容易に形成することができる。このような電解重合方法により形成された導電性高分子膜は、前記金属枠体を一面に覆う膜となるが、孔においては、ダイヤフラムとしての導電性高分子膜は円形となる。同一のスペース内に多数の小さなダイヤフラムを形成できるので、各孔に形成された導電性高分子膜が伸縮駆動することにより、大きな吐出圧を得ることができ、しかも、複数のダイヤフラムポンプが並列に形成されるので、前記ダイヤフラムユニットを用いたダイヤフラムは、大きな流量を吐出することもできる。 The method for forming the conductive polymer film formed on the metal frames 72, 72 'is not particularly limited. For example, a metal frame is used as a working electrode, a back plate is applied to the metal frame, and the hole of the metal frame is formed by electrolytic polymerization in a state where the hole of the metal frame is closed with the back plate. The covering conductive polymer film can be easily formed. The conductive polymer film formed by such an electrolytic polymerization method is a film that covers the metal frame on one side, but the conductive polymer film as a diaphragm is circular in the hole. Since many small diaphragms can be formed in the same space, the conductive polymer film formed in each hole can be expanded and contracted to obtain a large discharge pressure, and a plurality of diaphragm pumps can be connected in parallel. Since it is formed, the diaphragm using the diaphragm unit can discharge a large flow rate.
図13は、前記ダイヤフラムユニットを用いたダイヤフラムポンプの一実施態様例における斜視図である。図14は、図13のダイヤフラムポンプにおけるB−B断面図である。図15は、図14の断面図における吸入口付近における部分拡大断面図である。図16は図14の断面図における吐出口付近の部分拡大断面図である。 FIG. 13 is a perspective view of an embodiment of a diaphragm pump using the diaphragm unit. 14 is a cross-sectional view taken along the line B-B in the diaphragm pump of FIG. 15 is a partially enlarged cross-sectional view in the vicinity of the suction port in the cross-sectional view of FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional view of the vicinity of the discharge port in the cross-sectional view of FIG.
図13において、ダイヤフラムポンプ81は、蓋体82と底体83により筐体が形成されている。その筐体内部に、前記ダイヤフラムユニットが収納されている。前記蓋体には、吸入口84,84’と吐出口85、85’が設けられている。また、電圧印加用の端子86,86’も、外部電源と接続できるように、ダイヤフラムポンプ81に備えている。ダイヤフラムポンプ81においては、吸入口84からポンプ内に吸入された流体が吐出口85から吐出されるように、吸入口84と吐出口85とが設けられている。また、ダイヤフラムポンプ81においては、吸入口84’からポンプ内に吸入された流体が吐出口85’から吐出されるように、吸入口84’と吐出口85’とも設けられている。
In FIG. 13, the
図14のB−B断面図に示すように、前記ダイヤフラムポンプ81には、3つのダイヤフラムユニットが備えられている。図15に示すように、3つのダイヤフラムユニット87、88、89は、間隔が設けられ、流路90、91、92、93が形成されている。流路90と流路92は、吸入口側の端部にシール体94、95が設けられて、吸入用のバルブ96に流体が流れないようにされている。また、図16に示すように、流路91と流路93は、吐出口側の端部にシール体97、98が設けられて、吐出用のバルブ99に流体が流れないようにされている。流路91と流路93とは、バルブ96を介して吸入口84と通じ、且つ、吐出口84付近に設けられたバルブを介して吐出口84’と通じている。同様に、流路90と流路92とは、吸入口85’付近に設けられたバルブを介して吸入口85’と通じ、且つ、吐出口85付近に設けられたバルブ99を介して吐出口85と通じている。
As shown in the BB cross-sectional view of FIG. 14, the
図15及び図16において、ダイヤフラムユニット87及び89の図下側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット88の図上側のダイヤフラムが伸張して、流体が吸入口84からバルブ96を介して、流路91、93を通って、ダイヤフラムユニット87とダイヤフラムユニット88との間の空間、並びに底体83とダイヤフラムユニット89との間の空間に流入することができる。また、この流入と同時に、ダイヤフラムユニット87及び89の図上側のダイヤフラム、並びにダイヤフラムユニット88の図下側のダイヤフラムが収縮することにより、ダイヤフラムユニット87と88との間の空間に存在する流体、並びに、ダイヤフラムユニット88と蓋体82との間の空間に存在する流体流体が90、92を通り、バルブ99を介して、吐出口85から吐出することができる。このように、ダイヤフラムユニット87とダイヤフラムユニット88とにおいて、互いに対面する導電性高分子膜は、伸張と収縮とが、同位相となるように駆動される。同様に、ダイヤフラムユニット88とダイヤフラムユニット89とにおいても。互いに対面する導電性高分子膜は、伸張と収縮とが、同位相となるように駆動される。
15 and 16, the diaphragms on the lower side of the
つまり、図14〜16に例示したダイヤフラムポンプの実施態様例では、ダイヤフラムユニット87及び89の図下側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット88の図上側のダイヤフラムを伸張させて、吸入口84からの流体の吸入が生じ、ダイヤフラムユニット87及び89の図下側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット88の図上側のダイヤフラムを収縮させることで、吸入口84から吸入された流体の吐出が、吐出口85’より生じる。同様に、ダイヤフラムユニット87及び89の図上側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット88の図下側のダイヤフラムを伸張させて、吸入口84からの流体の吸入が生じ、ダイヤフラムユニット87及び89の図上側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット88の図下側のダイヤフラムを収縮させることで、吸入口84から吸入された流体の吐出が、吐出口85より生じる。なお、各ダイヤフラムユニットの導電性高分子膜の伸張と収縮とは、各ダイヤフラムユニットの金属枠体に電圧を印加することにより、上述のように生じることができる。
That is, in the embodiment examples of the diaphragm pump illustrated in FIGS. 14 to 16, the diaphragms on the lower side of the
本発明のポンプは、上記のような構造であり、導電性高分子が化学的なメカニズムにより駆動するので、ポンプの駆動が低電圧で可能であり、しかも無音であって、さらに、装置構成も簡単で小型化も容易である。しかも、金属部品はほとんど使用していないので軽量化も容易である。 The pump of the present invention has the structure as described above, and the conductive polymer is driven by a chemical mechanism. Therefore, the pump can be driven at a low voltage, and is silent. Simple and easy to downsize. Moreover, since almost no metal parts are used, the weight can be easily reduced.
図4は、本発明のポンプの第三の実施態様例の縦断面図である。図5は、図4のポンプの断面図である。また、図6は、図5のポンプを駆動させた状態を示す縦断面図である。本発明のポンプであるチューブポンプ40は、チューブ状の導電性高分子成型品41を備え、その内側に棒状の芯材42を備えている。前記芯材の外面はセパレータで覆われ、セパレータ43とチューブ状導電性高分子41の管の内面との間に、流路44が形成されている。流路44を通過する流体を電解液とし、芯材42を通電可能な金属線とした場合には、チューブポンプ40は、芯材とチューブ状導電性高分子とに電圧を印加することで、電解液中に導電性高分子成型品中のドーパントイオンを放出して収縮し、チューブ状導電性高分子成形品が内側方向に変形するので、図5に示すように流路を塞ぐことができる。この、チューブポンプは、電圧を印加する部分をチューブポンプの長さ方向の一方向に徐々に移動させることにより、チューブ状導電性高分子成型品とセパレータとが接することにより流路がふさがれた部分が徐々に長さ方向の一方向に移動するので、流路内の流体を圧送することができる。なお、チューブ状導電性高分子成型品に電圧が印加された部分を、チューブポンプの長さ方向の一方向に、徐々に移動させる方法としては、導電性高分子の有する電気抵抗を利用して、チューブ状導電性高分子成型品の長さ方向に一定間隔となるようにリード線を取付けて、電圧を印加するリード線を、順次、隣接したリード線に移していく方法で容易に行うことができる。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the pump of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of the pump of FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state where the pump of FIG. 5 is driven. A
図4乃至図6に記載のチューブポンプは、芯材が電極として機能し、該芯材の外側にセパレータを備えているが、本発明のチューブポンプは、このような構成に限定されるものではない。たとえば、本発明のチューブポンプの別の実施態様例としては、芯材とチューブ状導電性高分子成型品の管との間に流体の流路を有し、チューブ状導電性高分子成型品上に電解質層を備え、さらに該電解質層上に電極層を備えた構造を示すことができる。前記電極層を対極とし、前記導電性高分子成型品を作用極として電圧を印加することにより、図6に示した駆動と同様な駆動をすることができる。 In the tube pump shown in FIGS. 4 to 6, the core material functions as an electrode, and a separator is provided outside the core material. However, the tube pump of the present invention is not limited to such a configuration. Absent. For example, as another embodiment of the tube pump of the present invention, a fluid flow path is provided between the core material and the tube of the tube-shaped conductive polymer molded product. A structure in which an electrolyte layer is provided and an electrode layer is further provided on the electrolyte layer can be shown. By applying a voltage using the electrode layer as a counter electrode and the conductive polymer molded article as a working electrode, the same drive as shown in FIG. 6 can be performed.
本発明のチューブポンプは、上記のような構造であり、導電性高分子が化学的なメカニズムにより駆動するので、ポンプの駆動が低電圧で可能であり、しかも無音であって、さらに、装置構成も簡単で小型化も容易である。しかも、金属部品はほとんど使用していないので軽量化も容易である。なお、前記導電性高分子成型品は、前記導電性高分子成型品が、電解重合法による導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含み、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも1つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び/又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、前記電解液中にトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む導電性高分子の製造方法により得られた前記導電性高分子を含むことが、3%以上の伸縮を容易に得ることができるために、好ましい。特に、前記導電性高分子成型品は、電解重合法を用いた導電性高分子の製造方法であって、該電解重合法が、アニオンとして、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式(2)
(CnF(2n+1)SO2)(CmF(2m+1)SO2)N- (2)
(ここで、n及びmは任意の整数。)
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含むことが、16%以上の電解伸縮を生じることができるので、好ましい。
The tube pump of the present invention has the structure as described above, and the conductive polymer is driven by a chemical mechanism, so that the pump can be driven at a low voltage and is silent, and further, the device configuration It is also easy to downsize. Moreover, since almost no metal parts are used, the weight can be easily reduced. The conductive polymer molded product includes the conductive polymer obtained by the method for producing a conductive polymer by an electrolytic polymerization method, and the electrolytic polymerization method includes an ether bond. Using an electrolyte containing an organic compound and / or a halogenated hydrocarbon containing at least one bond or functional group among ester bond, carbonate bond, hydroxyl group, nitro group, sulfone group and nitrile group as a solvent, 3% or more of the conductive polymer obtained by the method for producing a conductive polymer containing a trifluoromethanesulfonate ion and / or an anion containing a plurality of fluorine atoms with respect to the central atom in the electrolytic solution. Since expansion and contraction can be easily obtained, it is preferable. In particular, the conductive polymer molded product is a method for producing a conductive polymer using an electrolytic polymerization method, and the electrolytic polymerization method includes the trifluoromethanesulfonate ion and / or the central atom as an anion. On the other hand, instead of an anion containing a plurality of fluorine atoms, chemical formula (2)
(C n F (2n + 1) SO 2 ) (C m F (2m + 1) SO 2 ) N − (2)
(Here, n and m are arbitrary integers.)
Including a conductive polymer obtained by a method for producing a conductive polymer using an electrolytic solution containing a perfluoroalkylsulfonylimide ion represented by the formula can cause an electrolytic expansion and contraction of 16% or more, preferable.
図7は、本発明のポンプにおける第四の実施態様例の縦断面図である。図8は、図7のポンプが駆動した状態の縦断面図である。本発明のポンプであるベローズポンプ51は、ポンプ室52の壁部53がバネとしての機能も備えるベローズにより形成され、壁部53と接合する底部54と上部55とを備える。ベローズポンプ51は、上部55と底部54とに接続されるように、線状の導電性高分子成型品である駆動用素子56を備える。また、図7のポンプ51は、吸入口57の付近に吸入弁581を備え、吐出口59付近に吐出口582を備えている。吸入弁581により吸入口からの流体の吐出が防止され、吐出弁582により吐出口からの流体の吸入が防止される。また、吸入口及び/または吐出口の付近に、吸入用管や吐出用管等を装着するための部材を適宜取付けても良い。また、吸入弁及び吐出弁は、材質が特に限定されるものではなく、公知の金属製弁や樹脂製弁を用いることができ、筐体との接合も接着等の公知の方法を用いることができる。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the pump of the present invention. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state in which the pump of FIG. 7 is driven. The bellows pump 51 which is a pump of the present invention is formed by a bellows in which a
図7のベローズポンプ51は、例えば、ポンプ室52へ吸入および吐出する流体を電解液とし、線状の導電性高分子成型品である駆動用素子56にリード線を取付けて作用電極として電圧を印加し、更にポンプ室52に対極を設け電圧を印加することで、線状の導電性高分子成型品の伸縮運動とバネとしての機能も備えるベローズの伸縮運動とにより駆動することができる。図8は、図7のベローズポンプが収縮した状態を示す縦断面図である。図7の状態において、導電性高分子の線状体である駆動用素子56が電圧印加により伸張し、バネ機能を備えたベローズの伸張する力によってベローズポンプ51が伸張する。ベローズポンプ51が伸張することで、流体がポンプ室52内に吸入される。次いで、駆動用素子56に対して、図7の状態において印加した電圧と逆電圧を印加することで、ポンプ51を収縮させて図8の状態とする。図8の状態において、導電性高分子の線状体である駆動用素子56が電圧印加により収縮して、バネ機能を備えたベローズを縮めて、ポンプ室52が収縮される。ポンプ室52が収縮されることで、ポンプ室52内の流体が吐出口から吐出される。なお、ベローズである壁部は、ベローズポンプを伸縮するためにバネ機能を備えていれば特に限定されるものではないが、例えば、金属製ベローズ、樹脂製ベローズ、ゴム製ベローズを用いることができ、内側に保護層を備えたベローズも用いることができる。
The bellows pump 51 shown in FIG. 7 uses, for example, a fluid sucked and discharged into the
また、本発明のベローズポンプは、吐出する流体が電解液であることが、電解質層を設ける必要が無いことから好ましい。前記流体が電解液である場合においては、前記金属製ベローズが耐久性のために耐腐食性を有することが好ましい。 In the bellows pump of the present invention, it is preferable that the fluid to be discharged is an electrolytic solution because it is not necessary to provide an electrolyte layer. When the fluid is an electrolytic solution, the metal bellows preferably has corrosion resistance for durability.
本発明のベローズポンプは、図8と図7の状態を繰り返すことで運動して、ポンプ機能を果たす。本発明のベローズポンプは、上記のような構造であり、導電性高分子が化学的なメカニズムにより駆動するので、ポンプの駆動が低電圧で可能であり、しかも無音であって、さらに、装置構成も簡単で小型化も容易である。しかも、金属部品はほとんど使用していないので軽量化も容易である。 The bellows pump of the present invention exercises by repeating the states shown in FIGS. 8 and 7 and performs a pump function. The bellows pump of the present invention has the above-described structure, and the conductive polymer is driven by a chemical mechanism. Therefore, the pump can be driven at a low voltage, and is silent. It is also easy to downsize. Moreover, since almost no metal parts are used, the weight can be easily reduced.
また、図9は、上記ベローズポンプのポンプ室52の内部に金属製のコイル状バネを備えた実施態様例の縦断面図である。図9のベローズポンプ51’は、図8のベローズポンプ51の構成に加えて、コイル状バネ60を備えることにより、吐出する流体を電解液とした場合にコイル状バネが対極として機能することができ、しかもベローズポンプ51’がコイル状バネにより伸張することができる。駆動素子である線状導電性高分子成型品が電圧印加により収縮した際においては、ベローズポンプ51’が収縮され、コイル状バネも収縮される。線状導電性高分子成型品が逆電圧の印加により伸張する際においては、ベローズである壁部が樹脂製ベローズ等のバネ機能を有しないベローズであっても、当該コイル状バネの反発力でベローズポンプ51’が伸張をすることができる。つまり、本発明のベローズポンプは、吐出する流体を電解液とし、ポンプ室の内部に金属製のコイル状バネを備えたベローズポンプであることが、前記コイル状バネが対極として機能することができ、ベローズポンプの伸縮、即ち流体の吸入・吐出をよりスムースに行うことができるので、好ましい。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of an embodiment in which a metal coil spring is provided inside the
本発明のベローズポンプの駆動用素子は、前記ポンプ室の上部と底部とに接続されるのであるが、前記ポンプ室の上部との接続部分から前記ポンプ室の上部と底部とに接続部分までが駆動用素子である必要はない。前記上部から前記底部までの長さの半分程度が駆動用素子であっても良く、前記ポンプ室の上部及び底部とに接続用部材を介して接続されても良い。 The drive element for the bellows pump of the present invention is connected to the upper and bottom portions of the pump chamber, and extends from the connection portion with the upper portion of the pump chamber to the connection portion between the upper and lower portions of the pump chamber. It is not necessary to be a driving element. About half of the length from the top to the bottom may be a driving element, and may be connected to the top and bottom of the pump chamber via a connecting member.
また、前記駆動用素子は、導電性高分子成型品であり、ベローズを収縮及び伸張させることができれば、形状が特に限定されるものではないが、ポンプ室の上部と底部との接続が容易であることから、前記導電性高分子成型品の形状が線状、柱状、帯状、または筒状のいずれかの形状であることが好ましい。また、前記駆動用素子は、該駆動用素子がこれらの形状である場合には、導電性高分子成形品の長軸が前記ポンプ室の伸縮方向と一致するように設けられることが、力の効率が良いために好ましい。前記導電性高分子成型品に正極性電圧と負極性電圧とを交互に印加して、電解伸縮運動をさせることで、前記駆動用素子を駆動させて、前記ベローズポンプを駆動することができる。なお、前記導電性高分子成型品は、前記導電性高分子成型品が、電解重合法による導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含み、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも1つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び/又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、前記電解液中にトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む導電性高分子の製造方法により得られた前記導電性高分子を含むことが、3%以上の伸縮を容易に得ることができるために、好ましい。特に、前記導電性高分子成型品は、電解重合法を用いた導電性高分子の製造方法であって、該電解重合法が、アニオンとして、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び/または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式(3)
(CnF(2n+1)SO2)(CmF(2m+1)SO2)N- (3)
(ここで、n及びmは任意の整数。)
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含むことが、16%以上の電解伸縮を生じることができるので、好ましい。
The driving element is a conductive polymer molded product, and the shape is not particularly limited as long as the bellows can be contracted and expanded, but the connection between the top and bottom of the pump chamber is easy. Therefore, it is preferable that the shape of the conductive polymer molded product is any of a linear shape, a columnar shape, a strip shape, or a cylindrical shape. In addition, when the driving element has these shapes, the driving element may be provided so that the long axis of the conductive polymer molded product coincides with the expansion / contraction direction of the pump chamber. It is preferable because of its high efficiency. The bellows pump can be driven by driving the driving element by alternately applying a positive voltage and a negative voltage to the conductive polymer molded article to cause an electrolytic expansion and contraction motion. The conductive polymer molded product includes the conductive polymer obtained by the method for producing a conductive polymer by an electrolytic polymerization method, and the electrolytic polymerization method includes an ether bond. Using an electrolyte containing an organic compound and / or a halogenated hydrocarbon containing at least one bond or functional group among ester bond, carbonate bond, hydroxyl group, nitro group, sulfone group and nitrile group as a solvent, 3% or more of the conductive polymer obtained by the method for producing a conductive polymer containing a trifluoromethanesulfonate ion and / or an anion containing a plurality of fluorine atoms with respect to the central atom in the electrolytic solution. Since expansion and contraction can be easily obtained, it is preferable. In particular, the conductive polymer molded product is a method for producing a conductive polymer using an electrolytic polymerization method, and the electrolytic polymerization method includes the trifluoromethanesulfonate ion and / or the central atom as an anion. On the other hand, instead of an anion containing a plurality of fluorine atoms, chemical formula (3)
(C n F (2n + 1) SO 2 ) (C m F (2m + 1) SO 2 ) N − (3)
(Here, n and m are arbitrary integers.)
Including a conductive polymer obtained by a method for producing a conductive polymer using an electrolytic solution containing a perfluoroalkylsulfonylimide ion represented by the formula can cause an electrolytic expansion and contraction of 16% or more, preferable.
本発明のポンプは、小型化が可能であり、軽量で、数V程度以下の低電圧で駆動し、しかも無音で駆動することができるので、発熱素子の冷却用ポンプ、血液搬送手段、試薬ディスペンサー、燃料電池におけるメタノールに代表される原料の供給用ポンプ並びに生体内埋め込み用ポンプに好適に用いることができる。前記生体内埋め込み用ポンプにつていは、本発明のポンプは、1Hzで駆動することができるために脈拍に近い拍動をすることができるので、人間若しくは動物用の人工心臓として好適に用いることができる。 The pump of the present invention can be reduced in size, is lightweight, can be driven at a low voltage of about several volts or less, and can be driven silently. Therefore, the heat generating element cooling pump, blood transporting means, and reagent dispenser The fuel cell can be suitably used for a feed pump for raw materials represented by methanol and a pump for implantation in a living body. As for the in-vivo implantable pump, since the pump of the present invention can be driven at 1 Hz and can pulsate close to a pulse, it is preferably used as an artificial heart for humans or animals. Can do.
特に、本発明のポンプは、導電性高分子成型品を用い、該導電性高分子成型品の電気化学的反応により駆動するので、コンピュータにおけるCPUなどの発熱素子を冷却する装置における冷媒を循環させるためのポンプに用いた場合には、冷媒が発熱素子により暖められて熱を有することにより、電気化学的な反応が進行しやすくなるので、より好適に発熱素子の冷却用ポンプに用いることができる。 In particular, since the pump of the present invention uses a conductive polymer molded product and is driven by an electrochemical reaction of the conductive polymer molded product, the refrigerant in a device for cooling a heating element such as a CPU in a computer is circulated. When the refrigerant is used in a pump for the purpose, since the refrigerant is warmed by the heating element and has heat, an electrochemical reaction is likely to proceed. Therefore, the refrigerant can be more suitably used as a cooling pump for the heating element. .
また、本発明のポンプは、インクジェットプリンタに代表されるインクを用いたプリンタにおけるインクカートリッジに用いることができる。本発明のポンプは、前記インクカートリッジに設置することにより、インク吐出用若しくはインク供給用のポンプとして用いることができる。例えば、本発明のポンプを前記インクカートリッジのインク吐出用ポンプに用い、前記ポンプをフレキシブルな管を介してプリンタヘッドと接続することで、本発明のポンプを備えたインクカートリッジを用いたプリンタは、プリンタヘッドを小型化できるので、小型の印字機構を備えた携帯用プリンタとして好適に用いることができる。また、本発明のポンプを備えた前記インクカートリッジは、そのポンプの部品数が少なくて、ポンプの構造も簡単であることから、使い捨てとすることが容易に可能である。本発明のポンプを備えた前記インクカートリッジは、使い捨てとした場合には、インクの液漏れ等の心配が無く、ポンプの寿命を気にすることがないので、さらに好適に用いることができる。 The pump of the present invention can be used for an ink cartridge in a printer using ink typified by an ink jet printer. The pump of the present invention can be used as an ink discharge pump or an ink supply pump by being installed in the ink cartridge. For example, a printer using an ink cartridge having the pump of the present invention by using the pump of the present invention as an ink discharge pump of the ink cartridge and connecting the pump to a printer head via a flexible pipe, Since the printer head can be reduced in size, it can be suitably used as a portable printer having a small printing mechanism. In addition, the ink cartridge provided with the pump of the present invention has a small number of pump parts and the structure of the pump is simple, so that it can be easily made disposable. When the ink cartridge provided with the pump of the present invention is disposable, there is no worry about ink leakage and the like, and the life of the pump is not considered, so that the ink cartridge can be used more suitably.
1、1’ ダイヤフラムポンプ
2、2’ 筐体
3、3’ ダイヤフラム
4、4’ ダイヤフラム
5、5’ 壁面
6 接続部材
7、7’ 第一ポンプ室
8、8’ 第二ポンプ室
9、9’ 空間部
10、10’ リード
11、11’ 吸入口
121、123 吸入弁
122、124 吐出弁
13、13’ 吐出口
21 ダイヤフラムポンプ
22 筐体
23 ダイヤフラム
24 壁面
25 ポンプ室
26 バネ部材
27 電極
28、28’ リード線
29 空間部
30 吸入口
311 吸入弁
312 吐出弁
32 吐出口
40 チューブポンプ
41 チューブ状導電性高分子
42 芯材
43 セパレータ
44 流路
51 ベローズポンプ
52 ポンプ室
53 壁部
54 底部
55 上部
56 駆動用素子
57 吸入口
581 吸入弁
582 吐出弁
59 吐出口
60 コイル状バネ
71 ダイヤフラムユニット
72、72’ 金属枠体
73 孔
76 多孔質体
81 ダイヤフラムポンプ
82 蓋体
83 底体
84、84’ 吸入口
85、85’ 吐出口
86、86’ 端子
87、88,89 ダイヤフラムユニット
90、91 流路
92、93 流路
94、95 シール体
96、99 バルブ
97、98 シール体
DESCRIPTION OF
Claims (16)
ポンプ室の少なくとも一部を構成するダイヤフラムが前記駆動用素子を含み、
前記ダイヤフラムを複数備え、各ダイヤフラムがそれぞれ別のポンプ室の一部を構成し、
一のダイヤフラムの膜面が、他のダイヤフラムの膜面に直接又は接続部材を介して接続された、ダイヤフラムポンプ。 Driving unit for controlling the discharge of inhalation and / or fluid of the fluid, a diaphragm pump including a driving element comprising a conductive polymer molded article,
A diaphragm constituting at least a part of the pump chamber includes the driving element,
A plurality of the diaphragms, each diaphragm constitutes a part of a separate pump chamber,
A diaphragm pump in which a membrane surface of one diaphragm is connected to a membrane surface of another diaphragm directly or via a connecting member .
(CnF(2n+1)SO2)(CmF(2m+1)SO2)N- (1)
(ここで、n及びmは任意の整数。)
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法によりより得られた導電性高分子を含む請求項1から5のいずれか1項に記載のダイヤフラムポンプ。 The conductive polymer molded article is a method for producing a conductive polymer using an electrolytic polymerization method, wherein the electrolytic polymerization method is used as an anion to the trifluoromethanesulfonic acid ion and / or the central atom. Instead of an anion containing multiple fluorine atoms, chemical formula (1)
(C n F (2n + 1) SO 2 ) (C m F (2m + 1) SO 2 ) N − (1)
(Here, n and m are arbitrary integers.)
The diaphragm pump of any one of Claim 1 to 5 containing the conductive polymer obtained by the manufacturing method of the conductive polymer using the electrolyte solution containing perfluoroalkyl sulfonylimide ion represented by these .
前記導電性高分子成型品に正極性電圧と負極性電圧とを交互に印加して、電解伸縮運動をさせることにより、前記駆動用素子を駆動させ、該ポンプを駆動するダイヤフラムポンプの駆動方法。 A driving method of the diaphragm pump according to any one of claims 1 to 6 ,
A driving method of a diaphragm pump, in which a positive voltage and a negative voltage are alternately applied to the conductive polymer molded product to cause electrolytic expansion and contraction, thereby driving the driving element and driving the pump.
各ポンプ室の少なくとも一部を構成するダイヤフラムを備え、
該ダイヤフラムが導電性高分子膜を備え、
2以上のダイヤフラムが面する閉空間に電解液が満たされ、
各ダイヤフラムがダイヤフラムを挟んで該閉空間の反対側にポンプ室をそれぞれ備え、各ダイヤフラムが導電性高分子膜を該電解液に接するようにそれぞれ含むダイヤフラムポンプ。 A diaphragm pump having two or more pump chambers,
Including a diaphragm constituting at least a part of each pump chamber;
The diaphragm includes a conductive polymer film,
The electrolyte is filled in a closed space facing two or more diaphragms,
A diaphragm pump in which each diaphragm includes a pump chamber on the opposite side of the closed space across the diaphragm, and each diaphragm includes a conductive polymer film in contact with the electrolyte.
(CnF(2n+1)SO2)(CmF(2m+1)SO2)N- (1)
(ここで、n及びmは任意の整数。)
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含む請求項8または請求項9に記載のダイヤフラムポンプ。 The conductive polymer molded article is a method for producing a conductive polymer using an electrolytic polymerization method, wherein the electrolytic polymerization method is used as an anion to the trifluoromethanesulfonic acid ion and / or the central atom. Instead of an anion containing multiple fluorine atoms, chemical formula (1)
(C n F (2n + 1) SO 2 ) (C m F (2m + 1) SO 2 ) N − (1)
(Here, n and m are arbitrary integers.)
The diaphragm pump of Claim 8 or 9 containing the conductive polymer obtained by the manufacturing method of the conductive polymer using the electrolyte solution containing perfluoroalkyl sulfonylimide ion represented by these.
一方のダイヤフラムの駆動と他方のダイヤフラムの駆動とが吸入−吐出周期における逆位相となるように、一方の導電性高分子膜に印加される電圧の逆電圧が他方の導電性高分子膜に印加されるように電圧を印加し、
それぞれの印加電圧の極性を正負交互に印加することで連続的に駆動させるダイヤフラムポンプの駆動方法。 A driving method of a diaphragm pump according to claim 8 ,
The reverse voltage of the voltage applied to one conductive polymer film is applied to the other conductive polymer film so that the driving of one diaphragm and the driving of the other diaphragm are in opposite phases in the suction-discharge cycle Apply the voltage as
A driving method of a diaphragm pump in which the polarity of each applied voltage is continuously applied by alternately applying positive and negative polarities.
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