JP3407050B2 - 電気粘性流体 - Google Patents
電気粘性流体Info
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- JP3407050B2 JP3407050B2 JP5235795A JP5235795A JP3407050B2 JP 3407050 B2 JP3407050 B2 JP 3407050B2 JP 5235795 A JP5235795 A JP 5235795A JP 5235795 A JP5235795 A JP 5235795A JP 3407050 B2 JP3407050 B2 JP 3407050B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、微粒子を電気絶縁性
油に分散した懸濁液において電圧の制御によりその粘性
を変化させうる電気粘性流体に関し、更に詳細にはクラ
ッチ・バルブ・ダンパー・振動吸収体・アクチュエータ
として利用され得る電気粘性流体に関するものである。
油に分散した懸濁液において電圧の制御によりその粘性
を変化させうる電気粘性流体に関し、更に詳細にはクラ
ッチ・バルブ・ダンパー・振動吸収体・アクチュエータ
として利用され得る電気粘性流体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】セルロースやイオン交換樹脂、シリカゲ
ルなどの含水系粒子を利用した電気粘性流体は水が存在
するために、温度が上昇すると電気分解やイオンの解離
が生じて著しい電流の上昇をもたらす。この電流の上昇
は分散媒の劣化を促進し、剪断応力の経時的な低下をも
たらすという問題がある。
ルなどの含水系粒子を利用した電気粘性流体は水が存在
するために、温度が上昇すると電気分解やイオンの解離
が生じて著しい電流の上昇をもたらす。この電流の上昇
は分散媒の劣化を促進し、剪断応力の経時的な低下をも
たらすという問題がある。
【0003】一方、非水系の固体粒子を利用した電気粘
性流体は、含水系粒子を利用したものと比較して同一の
電界におかれた場合に得られる剪断応力が低いので、分
散濃度を高くする必要がある。しかし分散濃度を高める
と、電界非印加時の粘度が高くなって基底状態の流動性
に乏しくなるので、電圧を印加した際の粘度上昇の度合
いが小さなものとなってしまう。また、分散濃度を高く
すると、電流密度が大きく消費電力が大きくなる。
性流体は、含水系粒子を利用したものと比較して同一の
電界におかれた場合に得られる剪断応力が低いので、分
散濃度を高くする必要がある。しかし分散濃度を高める
と、電界非印加時の粘度が高くなって基底状態の流動性
に乏しくなるので、電圧を印加した際の粘度上昇の度合
いが小さなものとなってしまう。また、分散濃度を高く
すると、電流密度が大きく消費電力が大きくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
基底粘度を低く保ち良好な分散安定性を与え、非水系材
料の特徴である熱安定性に優れ、十分な電気粘性効果を
発現する電気粘性流体を提供しようとするものである。
基底粘度を低く保ち良好な分散安定性を与え、非水系材
料の特徴である熱安定性に優れ、十分な電気粘性効果を
発現する電気粘性流体を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明では次のような技術的手段を講じている。
この発明では次のような技術的手段を講じている。
【0006】この発明の電気粘性流体は、ポリエーテル
及びカルボン酸を側鎖に含有するオルガノポリシロキサ
ンを、1価又は2価の金属を含む塩基で中和した高分子
固体電解質により、多孔性高分子微粒子を被覆して成る
高分子複合微粒子を、電気絶縁性液体に分散して成るこ
とを特徴とする。
及びカルボン酸を側鎖に含有するオルガノポリシロキサ
ンを、1価又は2価の金属を含む塩基で中和した高分子
固体電解質により、多孔性高分子微粒子を被覆して成る
高分子複合微粒子を、電気絶縁性液体に分散して成るこ
とを特徴とする。
【0007】また、高分子固体電解質が、下記一般式
【0008】
【化1】
【0009】(式中、R1はアルキル基、R2、R3はア
ルキレン基、Pは塩基により中和された芳香族カルボン
酸基である。lは0又は正の整数であり、m、nは正の
整数である。)で表される化合物であることとして実施
することもできる。
ルキレン基、Pは塩基により中和された芳香族カルボン
酸基である。lは0又は正の整数であり、m、nは正の
整数である。)で表される化合物であることとして実施
することもできる。
【0010】また、被覆される多孔性高分子微粒子が、
不飽和ポリエステルで架橋された球状高分子であって、
細孔及び比重が調節されたものであることとして実施す
ることもできる。
不飽和ポリエステルで架橋された球状高分子であって、
細孔及び比重が調節されたものであることとして実施す
ることもできる。
【0011】また、電気絶縁性液体が、ジオルガノポリ
シロキサン油であることとして実施することもできる。
シロキサン油であることとして実施することもできる。
【0012】
【作用】この発明は、以下のような作用を有する。
【0013】この発明の電気粘性流体は、高分子固体電
解質を多孔性高分子微粒子に被覆して成る高分子複合微
粒子を、電気絶縁性液体に分散させており、非水系材料
としての特徴を有している。よって、基底粘度が低いと
共に大きい電気粘性効果を有するので、電圧を印加した
際に大きな粘度上昇を示し熱的にも安定である。
解質を多孔性高分子微粒子に被覆して成る高分子複合微
粒子を、電気絶縁性液体に分散させており、非水系材料
としての特徴を有している。よって、基底粘度が低いと
共に大きい電気粘性効果を有するので、電圧を印加した
際に大きな粘度上昇を示し熱的にも安定である。
【0014】高分子固体電解質として、例えば下記一般
式
式
【0015】
【化1】
【0016】(式中、R1はアルキル基、R2、R3はア
ルキレン基、Pは塩基により中和された芳香族カルボン
酸基である。lは0又は正の整数であり、m、nは正の
整数である。)で表される化合物を用いると好適に実施
することができる。
ルキレン基、Pは塩基により中和された芳香族カルボン
酸基である。lは0又は正の整数であり、m、nは正の
整数である。)で表される化合物を用いると好適に実施
することができる。
【0017】また、被覆される多孔性高分子微粒子は、
細孔及び比重が調節された不飽和ポリエステルで架橋さ
れた球状高分子を用いると、分散安定性と摩耗特性とが
より良好となる。
細孔及び比重が調節された不飽和ポリエステルで架橋さ
れた球状高分子を用いると、分散安定性と摩耗特性とが
より良好となる。
【0018】
【実施例】この実施例の電気粘性流体では、高分子固体
電解質は側鎖にポリエーテル成分を含有しており、この
ポリエーテル成分によりイオン伝導させることができ
る。また、高分子固体電解質によって多孔性高分子微粒
子を被覆することにより、微細な高分子固体電解質を微
粒子化している。
電解質は側鎖にポリエーテル成分を含有しており、この
ポリエーテル成分によりイオン伝導させることができ
る。また、高分子固体電解質によって多孔性高分子微粒
子を被覆することにより、微細な高分子固体電解質を微
粒子化している。
【0019】以下、この発明の構成をより具体的な実施
例により説明する。 (実施例1) 攪拌機・還流冷却器・温度計・窒素導入管を備えた50
0mlの4口フラスコを用い、側鎖のメチル基の一部が
ポリエーテルによって変成された水酸基末端ポリジメチ
ルシロキサンポリマー(1)100gに、無水トリメリ
ット酸24gを水酸基と無水環のモル数が等しくなるよ
うに仕込み、160℃の溶融状態で攪拌しながら90分
間反応を行ない、側鎖にポリエーテル及びカルボン酸を
含有する液状の変成ポリジメチルシロキサンポリマー
(2)を得た。
例により説明する。 (実施例1) 攪拌機・還流冷却器・温度計・窒素導入管を備えた50
0mlの4口フラスコを用い、側鎖のメチル基の一部が
ポリエーテルによって変成された水酸基末端ポリジメチ
ルシロキサンポリマー(1)100gに、無水トリメリ
ット酸24gを水酸基と無水環のモル数が等しくなるよ
うに仕込み、160℃の溶融状態で攪拌しながら90分
間反応を行ない、側鎖にポリエーテル及びカルボン酸を
含有する液状の変成ポリジメチルシロキサンポリマー
(2)を得た。
【0020】前記ポリマー(2)10gを取り、テトラ
ヒドロフラン(THF)120gに溶解した。一方、ポ
リマー(2)中のCOOH基と当量の水酸化リチウム
を、THF40mlと水60mlの混合溶媒に溶解し、
ポリマー(2)溶液を攪拌しながら水酸化リチウム溶液
を滴下して、高分子固体電解質を得た。赤外吸収分光光
度計により塩構造(−COOLi+)が形成されている
ことを確認した。
ヒドロフラン(THF)120gに溶解した。一方、ポ
リマー(2)中のCOOH基と当量の水酸化リチウム
を、THF40mlと水60mlの混合溶媒に溶解し、
ポリマー(2)溶液を攪拌しながら水酸化リチウム溶液
を滴下して、高分子固体電解質を得た。赤外吸収分光光
度計により塩構造(−COOLi+)が形成されている
ことを確認した。
【0021】そして、多孔質不飽和ポリエステル微粒子
(平均分子径20μm、(株)白石中央研究所製)50
gを上記高分子固体電解質溶液に加えて24時間振盪さ
せエバポレーターにより減圧し溶媒を除去し、表面を被
覆した。乾燥後乳鉢で粉砕し、さらに真空乾燥機で10
0℃×24時間乾燥後、直ちに20重量%の濃度でジメ
チルシロキサン油(信越シリコーン社製KF−96−1
0cs)に均一に分散させ、この分散液を電気粘性流体
とした。
(平均分子径20μm、(株)白石中央研究所製)50
gを上記高分子固体電解質溶液に加えて24時間振盪さ
せエバポレーターにより減圧し溶媒を除去し、表面を被
覆した。乾燥後乳鉢で粉砕し、さらに真空乾燥機で10
0℃×24時間乾燥後、直ちに20重量%の濃度でジメ
チルシロキサン油(信越シリコーン社製KF−96−1
0cs)に均一に分散させ、この分散液を電気粘性流体
とした。
【0022】次に、上記のようにした得た電気粘性流体
の分散安定性、電気粘性特性、摩耗性などについて評価
した。 分散安定性この電気粘性流体を室温で放置し
粒子が沈降し始めるまでの時間を観察した結果5〜6日
を要し、分散安定性は比較的良好であった。 電気粘
性特性この電気粘性流体を共軸回転粘度計にいれ、内径
40mmのステンレス製カップに試験液を入れ、外径3
8mm長さ60mmのロータを沈めて、剪断速度500
/秒まで0から線形に変化させ、20℃において直流電
場3KV/mm印加前後の粘度と剪断応力を測定し、さ
らに電場印加時の電流密度を測定した。
の分散安定性、電気粘性特性、摩耗性などについて評価
した。 分散安定性この電気粘性流体を室温で放置し
粒子が沈降し始めるまでの時間を観察した結果5〜6日
を要し、分散安定性は比較的良好であった。 電気粘
性特性この電気粘性流体を共軸回転粘度計にいれ、内径
40mmのステンレス製カップに試験液を入れ、外径3
8mm長さ60mmのロータを沈めて、剪断速度500
/秒まで0から線形に変化させ、20℃において直流電
場3KV/mm印加前後の粘度と剪断応力を測定し、さ
らに電場印加時の電流密度を測定した。
【0023】また0KVの粘度から、3KVの粘度倍率
を算出した。 摩耗性 電気粘性流体を満たしたままカップを剪断速度300/
秒で24時間回転を続けた後ステンレスロータを肉眼で
確認し、表面の傷で摩耗性を測定した。 (実施例2) 実施例1で得られた電気粘性流体を90℃に加温し、実
施例1と同様な方法で90℃時の電気粘性特性その他の
特性を測定した。 (実施例3) 実施例1における水酸化リチウム量を当量に対して、
1.2倍量に増量した以外は実施例1と同様の方法によ
り電気粘性特性等を測定した。 (実施例4) 実施例1における水酸化リチウムの代わりに、水酸化ナ
トリウムに変えた以外は実施例1と同様の方法により電
気粘性特性等を測定した。 (実施例5) 実施例1における水酸化リチウムの代わりに、4/5当
量と1/5当量の水酸化カルシウムに変えた以外は実施
例1と同様の方法により電気粘性特性等を測定した。 (比較例1) 上記ポリマー(1)7.52gと無水トリメリット2.
48gを取り、テトラヒドロフランに溶解し、実施例1
と同様の方法により水酸化リチウムでLi塩とし、ポリ
マー(1)とトリメリット酸Li塩の混合物を多孔質不
飽和ポリエステル微粒子に同様な方法で被覆し電気粘性
特性等を測定した。この比較例1のものはポリマー
(1)とトリメリット酸Li塩の混合物を用いたもので
ある。 (比較例2) 実施例1におけるポリマー(2)の代わりに、ポリエチ
レングリコール(分子量10,000)の変えた以外は
実施例1と同様の方法により電気粘性特性等を測定し
た。 (比較例3) 実施例1におけるポリマー(2)の代わりに、スチレン
/無水マレイン酸(1/1)の共重合体に変えた以外は
実施例1と同様の方法により電気粘性特性等を測定し
た。 (比較例4) TiO2(粒子径0.02〜0.05μm)を10重量
%の濃度でジメチルシロキサン油(信越シリコーン社
製、KF−96−10cs)に均一に分散させ、この分
散液を電気粘性流体とし、実施例1と同様の方法により
電気粘性特性等を測定した。
を算出した。 摩耗性 電気粘性流体を満たしたままカップを剪断速度300/
秒で24時間回転を続けた後ステンレスロータを肉眼で
確認し、表面の傷で摩耗性を測定した。 (実施例2) 実施例1で得られた電気粘性流体を90℃に加温し、実
施例1と同様な方法で90℃時の電気粘性特性その他の
特性を測定した。 (実施例3) 実施例1における水酸化リチウム量を当量に対して、
1.2倍量に増量した以外は実施例1と同様の方法によ
り電気粘性特性等を測定した。 (実施例4) 実施例1における水酸化リチウムの代わりに、水酸化ナ
トリウムに変えた以外は実施例1と同様の方法により電
気粘性特性等を測定した。 (実施例5) 実施例1における水酸化リチウムの代わりに、4/5当
量と1/5当量の水酸化カルシウムに変えた以外は実施
例1と同様の方法により電気粘性特性等を測定した。 (比較例1) 上記ポリマー(1)7.52gと無水トリメリット2.
48gを取り、テトラヒドロフランに溶解し、実施例1
と同様の方法により水酸化リチウムでLi塩とし、ポリ
マー(1)とトリメリット酸Li塩の混合物を多孔質不
飽和ポリエステル微粒子に同様な方法で被覆し電気粘性
特性等を測定した。この比較例1のものはポリマー
(1)とトリメリット酸Li塩の混合物を用いたもので
ある。 (比較例2) 実施例1におけるポリマー(2)の代わりに、ポリエチ
レングリコール(分子量10,000)の変えた以外は
実施例1と同様の方法により電気粘性特性等を測定し
た。 (比較例3) 実施例1におけるポリマー(2)の代わりに、スチレン
/無水マレイン酸(1/1)の共重合体に変えた以外は
実施例1と同様の方法により電気粘性特性等を測定し
た。 (比較例4) TiO2(粒子径0.02〜0.05μm)を10重量
%の濃度でジメチルシロキサン油(信越シリコーン社
製、KF−96−10cs)に均一に分散させ、この分
散液を電気粘性流体とし、実施例1と同様の方法により
電気粘性特性等を測定した。
【0024】表1に、実施例と比較例の「金属の種類」
「測定温度」「基底粘度」、3KV印加時のせん断速度
500/Sの「応力」「粘度倍率」「電流密度」、「分
散安定性」「摩耗性」の各データを示す。なお、表中の
基底粘度(CPS)と3KV印加時の応力(Pa)との
関係は、CPS/2=Paである。
「測定温度」「基底粘度」、3KV印加時のせん断速度
500/Sの「応力」「粘度倍率」「電流密度」、「分
散安定性」「摩耗性」の各データを示す。なお、表中の
基底粘度(CPS)と3KV印加時の応力(Pa)との
関係は、CPS/2=Paである。
【0025】この表に示されるように、各実施例のもの
は一般的な非水系の電気粘性流体と比較すると基底粘度
が低く、また各実施例のものは比較例のものと比較する
と分散安定性に優れ、熱安定性に優れ(実施例2参
照)、十分な電気粘性効果(粘度倍率)を発現してい
る。
は一般的な非水系の電気粘性流体と比較すると基底粘度
が低く、また各実施例のものは比較例のものと比較する
と分散安定性に優れ、熱安定性に優れ(実施例2参
照)、十分な電気粘性効果(粘度倍率)を発現してい
る。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】この発明は上述のような構成であり、次
の効果を有する。
の効果を有する。
【0028】基底粘度を低く保ち良好な分散安定性を与
え、非水系材料の特徴である熱安定性に優れ、十分な電
気粘性効果を発現する電気粘性流体を提供することがで
きる。
え、非水系材料の特徴である熱安定性に優れ、十分な電
気粘性効果を発現する電気粘性流体を提供することがで
きる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI
// F16D 35/00 631 F16D 35/00 631D
(C10M 157/10 C10M 145:22
145:22 155:02
155:02) C10M 139:04
(C10M 161/00 107:50
139:04 C10N 10:02
145:22) 10:04
(C10M 169/04 20:06 A
107:50 30:04
139:04 30:06
145:22 40:14
155:02)
C10N 10:02
10:04
20:06
30:04
30:06
40:14
(56)参考文献 特開 平5−140578(JP,A)
特開 平5−140580(JP,A)
特開 平1−266191(JP,A)
特開 平3−255193(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
C10M 155/02
C10M 107/50
C10M 139/04
C10M 145/22
C10M 157/10
C10M 161/00
C10M 169/04
C10N 10:02 - 10:04
C10N 20:06
C10N 30:04 - 30:06
C10N 40:14
F16D 35/00
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリエーテル及びカルボン酸を側鎖に含
有するオルガノポリシロキサンを、1価又は2価の金属
を含む塩基で中和した高分子固体電解質により、多孔性
高分子微粒子を被覆して成る高分子複合微粒子を、電気
絶縁性液体に分散して成ることを特徴とする電気粘性流
体。 - 【請求項2】 高分子固体電解質が、下記一般式 【化1】 (式中、R1はアルキル基、R2、R3はアルキレン基、
Pは塩基により中和された芳香族カルボン酸基である。
lは0又は正の整数であり、m、nは正の整数であ
る。)で表される化合物である請求項1記載の電気粘性
流体。 - 【請求項3】 被覆される多孔性高分子微粒子が、不飽
和ポリエステルで架橋された球状高分子であって、細孔
及び比重が調節されたものである請求項1又は2記載の
電気粘性流体。 - 【請求項4】 電気絶縁性液体が、ジオルガノポリシロ
キサン油である請求項1乃至3のいずれかに記載の電気
粘性流体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5235795A JP3407050B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 電気粘性流体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5235795A JP3407050B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 電気粘性流体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08245975A JPH08245975A (ja) | 1996-09-24 |
JP3407050B2 true JP3407050B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=12912566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5235795A Expired - Fee Related JP3407050B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 電気粘性流体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3407050B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1089025C (zh) * | 1999-09-30 | 2002-08-14 | 陶德华 | 一种电流变液的制备方法 |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP5235795A patent/JP3407050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08245975A (ja) | 1996-09-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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