JP2605373B2 - 機能性流体の製造法 - Google Patents
機能性流体の製造法Info
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- JP2605373B2 JP2605373B2 JP63207268A JP20726888A JP2605373B2 JP 2605373 B2 JP2605373 B2 JP 2605373B2 JP 63207268 A JP63207268 A JP 63207268A JP 20726888 A JP20726888 A JP 20726888A JP 2605373 B2 JP2605373 B2 JP 2605373B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機能性流体の製造法に関する。更に詳しく
は、電界をかけることにより見掛上の粘度を増加させる
ことのできる機能性流体の製造法に関する。
は、電界をかけることにより見掛上の粘度を増加させる
ことのできる機能性流体の製造法に関する。
電界を印加すると著しくレオロジカルな性状が変化す
る流体は、ウィンズロ効果として1947年に米国において
発見され、その後改良が加えられ、ER流体として知られ
るに至った。かかるER流体は、例えば次のような組合せ
の分散微粒子と分散媒とからなり、これに約２〜4KV/mm
の電圧を印加すると固化し、電界を解除すると直ちに元
の流体に戻るという性質を示している。
る流体は、ウィンズロ効果として1947年に米国において
発見され、その後改良が加えられ、ER流体として知られ
るに至った。かかるER流体は、例えば次のような組合せ
の分散微粒子と分散媒とからなり、これに約２〜4KV/mm
の電圧を印加すると固化し、電界を解除すると直ちに元
の流体に戻るという性質を示している。
特開昭51−33783号公報： 酸性基および顕著な量の水を吸着する開構造を有する
固体微粒子状多価アルコール（グルコース単量体の重合
体）および非導電性油性ビヒクル 特開昭58−501178号公報： 親水性有機質固体およびジアリール誘導体疎水性液体 特開昭58−179259号公報： フェノール−ホルムアルデヒドポリマー含水粒子およ
び非導電性疎水性油性媒質 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術に係るER流体は、次のような問題点を有
している。
固体微粒子状多価アルコール（グルコース単量体の重合
体）および非導電性油性ビヒクル 特開昭58−501178号公報： 親水性有機質固体およびジアリール誘導体疎水性液体 特開昭58−179259号公報： フェノール−ホルムアルデヒドポリマー含水粒子およ
び非導電性疎水性油性媒質 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術に係るER流体は、次のような問題点を有
している。
（１）分散微粒子が有機質重合体であるために耐熱性の
点で劣っている （２）電界下での粘度増加は、電気浸透現象により微粒
子の細孔から表面に滲出した水分による粒子同志の橋架
けによるものであるが、実用上からはそれ以上の粘度増
加が望まれている 本発明は、電界をかけた際の見掛け粘度の増加率の向
上ならびに耐熱性の向上を図った機能性流体の製造法を
提供することにある。
点で劣っている （２）電界下での粘度増加は、電気浸透現象により微粒
子の細孔から表面に滲出した水分による粒子同志の橋架
けによるものであるが、実用上からはそれ以上の粘度増
加が望まれている 本発明は、電界をかけた際の見掛け粘度の増加率の向
上ならびに耐熱性の向上を図った機能性流体の製造法を
提供することにある。
かかる目的を達成させる機能性流体の製造は、偏平な
フレーク状無機層状物質を炭素数６〜18の１級アルキル
アミンの水溶液と室温条件下で撹拌処理し、無機層状物
質の層間陽イオンの20〜80％を１級アルキルアミンで置
換した後、絶縁油中に分散せしめることによって行われ
る。
フレーク状無機層状物質を炭素数６〜18の１級アルキル
アミンの水溶液と室温条件下で撹拌処理し、無機層状物
質の層間陽イオンの20〜80％を１級アルキルアミンで置
換した後、絶縁油中に分散せしめることによって行われ
る。
分散微粒子として用いられる偏平なフレーク状無機層
状物質としては、一般に次のような膨潤性粘土鉱物であ
って、好ましくはフレークの平均直径：厚さ比が100以
上のものが用いられる。
状物質としては、一般に次のような膨潤性粘土鉱物であ
って、好ましくはフレークの平均直径：厚さ比が100以
上のものが用いられる。
モンモリロナイト Na1/3Al5/3Mg1/3（Si4O10）（OH）２ ナトリウムテニオライト NaMg2Li（Si4O10）F2 リチウムテニオライト LiMg2Li（Si4O10）F2 ナトリウムヘクトライト Na1/3Mg8/3Li1/3（Si4O10）F2 Na1/3Mg8/3Li1/3（Si4O10）（OH）２ Na2/3Mg7/3Li2/3（Si4O10）F2 Na2/3Mg7/3Li2/3（Si4O10）（OH）２ リチウムヘクトライト Li1/3Mg8/3Li1/3（Si4O10）F2 Li1/3Mg8/3Li1/3（Si4O10）（OH）２ Li2/3Mg8/3Li2/3（Si4O10）F2 Li2/3Mg8/3Li2/3（Si4O10）（OH）２ サポナイト （Si8-nAln）（Mg6-mAlm）O2（OH）４・Na （Si8-nAln）（Mg6-mAlm）O2F4・Na これらの内、代表的なモンモリロナイトについて説明
すると、これは天然に産出する鉱物を精製して得られ、
その基本構造は、SiO4四面体が２次元的に連なった層の
間にAl、Mgを中心としてＯ、OHが配位した八面体が挟ま
れたものであって、これを一層と呼んでおり、各層の間
にはNaイオンが存在しており、モンモリロナイト塊を水
中に投入するとNaイオンの周囲に水分子が水和し、層間
に劈開（層状物質が層間で剥れること）が起り、厚さ約
10Å程度のフレーク状粒子が水中に分散したゾルとな
る。このような陽イオンを利用して界面活性剤であるア
ルキルアミンを吸着させ、それを乾燥させた後絶縁油中
に分散せしめる。
すると、これは天然に産出する鉱物を精製して得られ、
その基本構造は、SiO4四面体が２次元的に連なった層の
間にAl、Mgを中心としてＯ、OHが配位した八面体が挟ま
れたものであって、これを一層と呼んでおり、各層の間
にはNaイオンが存在しており、モンモリロナイト塊を水
中に投入するとNaイオンの周囲に水分子が水和し、層間
に劈開（層状物質が層間で剥れること）が起り、厚さ約
10Å程度のフレーク状粒子が水中に分散したゾルとな
る。このような陽イオンを利用して界面活性剤であるア
ルキルアミンを吸着させ、それを乾燥させた後絶縁油中
に分散せしめる。
１級アルキルアミンとしては、例えば C2H2n+1NH2 C2H2n+1NH2・HCl で示されるもの（n:6〜18）、具体的にはドデシルアミ
ン、ドデシルアンモニウムクロライド、オクタデシルア
ンモニウムクロライドなどが用いられる。
ン、ドデシルアンモニウムクロライド、オクタデシルア
ンモニウムクロライドなどが用いられる。
これらのアルキルアミンの水溶液を用いての処理は、
層状物質の水溶液中にアルキルアミン水溶液を、層間陽
イオンに対するアルキルアミンのモル比が1.2以上にな
る迄添加し、室温条件下で約10〜180分間程度攪拌する
ことにより行われる。この後、一旦ガラスフィルターで
ロ過、水洗した後、再び水中で飽和する迄膨潤処理し、
ガラスフィルターでロ過して、それを約30〜40℃の温度
で乾燥させる。
層状物質の水溶液中にアルキルアミン水溶液を、層間陽
イオンに対するアルキルアミンのモル比が1.2以上にな
る迄添加し、室温条件下で約10〜180分間程度攪拌する
ことにより行われる。この後、一旦ガラスフィルターで
ロ過、水洗した後、再び水中で飽和する迄膨潤処理し、
ガラスフィルターでロ過して、それを約30〜40℃の温度
で乾燥させる。
このようにしてアルキルアミン水溶液で処理した偏平
なフレーク状無機層状物質は、石油系、リン酸エステル
系、脂肪酸エステル系などの絶縁油中に、約10〜80重量
％の濃度で分散せしめる。
なフレーク状無機層状物質は、石油系、リン酸エステル
系、脂肪酸エステル系などの絶縁油中に、約10〜80重量
％の濃度で分散せしめる。
モンモリロナイトの層間Naイオンの一部（約80〜20
％）をアルキルアミンで置換して親油性化すると同時
に、残りのNaイオン（約20〜80％）に水和した水も残し
ておく。このアルキルアミンによる置換割合が約20％以
下では、活性剤の吸着量が少なすぎて油中での分散安定
性が悪くなり、一方約80％以上の割合で置換すると、層
間Naイオンの量が少なすぎて層間に取り込まれる水和水
の量が不足するようになる。
％）をアルキルアミンで置換して親油性化すると同時
に、残りのNaイオン（約20〜80％）に水和した水も残し
ておく。このアルキルアミンによる置換割合が約20％以
下では、活性剤の吸着量が少なすぎて油中での分散安定
性が悪くなり、一方約80％以上の割合で置換すると、層
間Naイオンの量が少なすぎて層間に取り込まれる水和水
の量が不足するようになる。
これを絶縁油中に分散させ、形成されたゾルに一定の
せん断力がかかった状態で、約約２〜4KV/mm程度の電界
電圧を印加すると、吸着水の橋架けによる粘度増加と、
それによる低せん断速度でのチキソトロピー特性とが加
わり、ゾルは高い粘度を示すようになる。なお、印加電
圧を高くする程粘性は大きくなるものの、あまり高くし
すぎると絶縁破壊を起すようになる。
せん断力がかかった状態で、約約２〜4KV/mm程度の電界
電圧を印加すると、吸着水の橋架けによる粘度増加と、
それによる低せん断速度でのチキソトロピー特性とが加
わり、ゾルは高い粘度を示すようになる。なお、印加電
圧を高くする程粘性は大きくなるものの、あまり高くし
すぎると絶縁破壊を起すようになる。
電界を解除すると、橋架けは失われてせん断速度が上
り、チキソトロピーにより見掛け粘度も減少する。この
ようにして、電界のON−OFFにより粘性の大きな増減を
可逆的に行なうことができ、粘性クラッチなどへの応用
が図られる。
り、チキソトロピーにより見掛け粘度も減少する。この
ようにして、電界のON−OFFにより粘性の大きな増減を
可逆的に行なうことができ、粘性クラッチなどへの応用
が図られる。
本発明に係る機能性流体は、せん断速度の増加に伴な
い、見掛け粘度が著しく減少する性質（チキソトロピ
ー）を有するゲルであり、これを電界下での見掛け粘度
増加と組合せることにより、高性能の流体とすることが
できる。
い、見掛け粘度が著しく減少する性質（チキソトロピ
ー）を有するゲルであり、これを電界下での見掛け粘度
増加と組合せることにより、高性能の流体とすることが
できる。
例えば、それを粘性クラッチに用いた場合、伝達可能
なトルクは最大40N・ｍであったものが60N・ｍと、約1.
5倍程度の粘度上昇をもたらしている。また、それの耐
熱性も、従来技術によるものが約80℃程度であり、分散
微粒子が有機質物質であったことの制限があったのに対
し、本発明のものは約150℃と大幅な上昇がみられる。
更に、分散微粒子の分散濃度を低くすることもできるの
で、空転トルクも少なくすることができるという効果を
も奏する。
なトルクは最大40N・ｍであったものが60N・ｍと、約1.
5倍程度の粘度上昇をもたらしている。また、それの耐
熱性も、従来技術によるものが約80℃程度であり、分散
微粒子が有機質物質であったことの制限があったのに対
し、本発明のものは約150℃と大幅な上昇がみられる。
更に、分散微粒子の分散濃度を低くすることもできるの
で、空転トルクも少なくすることができるという効果を
も奏する。
こうした効果以外にも、分散微粒子として化学的に合
成された膨潤性粘土鉱物を用いた場合には、それの組成
を厳密に管理できるので、活性剤吸収量を制御し易くな
り、流体の性能を引き出す上で有効であるという利点も
みられる。
成された膨潤性粘土鉱物を用いた場合には、それの組成
を厳密に管理できるので、活性剤吸収量を制御し易くな
り、流体の性能を引き出す上で有効であるという利点も
みられる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１ モンモリロナイト（クニミネ工業製品クニピアＧ）
に、その層間Naイオンに対してモル比1.2のドデシルア
ミンを水溶液（濃度25mM/水40ml）として加え、室温で1
20分間スターラーで攪拌した後、＃２ガラスフィルター
でロ過、水洗した。その後、再び、水中で飽和する迄で
膨潤処理し、＃２ガラスフィルターでロ過して40℃で乾
燥させ、モンモリロナイトの層間Naイオンの約80％をド
デシルアミンと交換させた（原子吸光分析法により確
認）。
に、その層間Naイオンに対してモル比1.2のドデシルア
ミンを水溶液（濃度25mM/水40ml）として加え、室温で1
20分間スターラーで攪拌した後、＃２ガラスフィルター
でロ過、水洗した。その後、再び、水中で飽和する迄で
膨潤処理し、＃２ガラスフィルターでロ過して40℃で乾
燥させ、モンモリロナイトの層間Naイオンの約80％をド
デシルアミンと交換させた（原子吸光分析法により確
認）。
これを潤滑油（三井石油化学製品IPZ）中に10重量％
の濃度で分散させた分散液中に、２枚の平行銅板（寸法
10×10mm、間隔3mm）を挿入し、5000Vの直流電圧を印加
して引き上げると、２枚の銅板間でゾルが固化している
のが観察された。
の濃度で分散させた分散液中に、２枚の平行銅板（寸法
10×10mm、間隔3mm）を挿入し、5000Vの直流電圧を印加
して引き上げると、２枚の銅板間でゾルが固化している
のが観察された。
実施例２ 実施例１において、モンモリロナイトの代りにナトリ
ウム・四けい素雲母NaMg2.5（Si4O10）F2（トピー工業
製品ダイモナイト）を用いると、層間Naイオンの約60％
がドデシルアミンによって変換され、同様の銅板間ゾル
の固化が観察された。
ウム・四けい素雲母NaMg2.5（Si4O10）F2（トピー工業
製品ダイモナイト）を用いると、層間Naイオンの約60％
がドデシルアミンによって変換され、同様の銅板間ゾル
の固化が観察された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 10:02 10:04 10:06 20:06 30:02 30:08 40:14 60:00
Claims (1)
- 【請求項１】偏平なフレーク状無機層状物質を炭素数６
〜18の１級アルキルアミンの水溶液と室温条件下で撹拌
処理し、無機層状物質の層間陽イオンの20〜80％を１級
アルキルアミンで置換した後、絶縁油中に分散せしめる
ことを特徴とする機能性流体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63207268A JP2605373B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 機能性流体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63207268A JP2605373B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 機能性流体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255792A JPH0255792A (ja) | 1990-02-26 |
| JP2605373B2 true JP2605373B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16536982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63207268A Expired - Lifetime JP2605373B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 機能性流体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605373B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2862548B2 (ja) * | 1989-01-31 | 1999-03-03 | 大塚化学株式会社 | 電界応答性流体組成物 |
| US5252239A (en) * | 1991-04-15 | 1993-10-12 | General Motors Corporation | ER fluids having chemically defoliated vermiculite treated with an alkyl ammonium halide and methods of making and using the same |
| US5122293A (en) * | 1991-04-15 | 1992-06-16 | General Motors Corporation | Method of activating and deactivating an electrorheological response at constant alternating current |
| DE69200136T2 (de) * | 1991-04-15 | 1994-09-08 | Gen Motors Corp | Elektrorheologische Flüssigkeiten und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung. |
| DE69200135T2 (de) * | 1991-04-15 | 1994-09-01 | Gen Motors Corp | Elektrorheologische Flüssigkeiten und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung. |
| US5122292A (en) * | 1991-04-15 | 1992-06-16 | General Motors Corporation | Methods of varying the frequency to produce predetermined electrorheological responses |
| JP2009038419A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nec Personal Products Co Ltd | リモートコントローラ、及び、電子機器システム |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5427365B2 (ja) * | 1972-05-01 | 1979-09-10 | ||
| GB1592271A (en) * | 1977-03-23 | 1981-07-01 | Exxon Research Engineering Co | Overtreated higher dialkyl dimethyl ammonium clay gellants and their use in greases |
| JPS6050235B2 (ja) * | 1978-06-27 | 1985-11-07 | 中央油化株式会社 | 潤滑グリ−ス組成物 |
| JPS6283108A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-16 | サザン クレイ プロダクツ、インク． | 高ゲル化性オルガノクレ−の製造方法 |
| US4664820A (en) * | 1985-10-28 | 1987-05-12 | Nl Industries, Inc. | Preactivated organophilic clay gellant lubricating grease thickened with preactivated organophilic clay gellant and process for preparing preactivated organophilic clay gellants |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP63207268A patent/JP2605373B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255792A (ja) | 1990-02-26 |
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