JP2855354B2 - 電気粘性流体 - Google Patents
電気粘性流体Info
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- JP2855354B2 JP2855354B2 JP4717790A JP4717790A JP2855354B2 JP 2855354 B2 JP2855354 B2 JP 2855354B2 JP 4717790 A JP4717790 A JP 4717790A JP 4717790 A JP4717790 A JP 4717790A JP 2855354 B2 JP2855354 B2 JP 2855354B2
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- Japan
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- electrorheological
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- chloride
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Description
【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は電圧の印加によって粘性を増大する電気粘性
流体に関するものである。
流体に関するものである。
［従来の技術］ 電気粘性流体は、疎水性で非導電性の油の中に微細に
分割した親水性の固体が分散している懸濁液で、十分に
強い電場の作用の下で極めて速やかに、しかも可逆的に
流体の粘度が増加し、プラスチックまたは固体の状態と
なるものである。
分割した親水性の固体が分散している懸濁液で、十分に
強い電場の作用の下で極めて速やかに、しかも可逆的に
流体の粘度が増加し、プラスチックまたは固体の状態と
なるものである。
粘度を変化させるためには直流の電場だけではなく交
流の電場も使用することができ、必要な電流は非常に小
さく、少ない電力によって強力な力を与えるので、例え
ば、クラッチ、水圧弁、ショックアブソーバー、バイブ
レーター、防振ゴム、或いはワークピースを正常な位置
に保持するシステムを制御するための電気−機械のイン
ターフェイス等における構成要素として使用することが
できる。
流の電場も使用することができ、必要な電流は非常に小
さく、少ない電力によって強力な力を与えるので、例え
ば、クラッチ、水圧弁、ショックアブソーバー、バイブ
レーター、防振ゴム、或いはワークピースを正常な位置
に保持するシステムを制御するための電気−機械のイン
ターフェイス等における構成要素として使用することが
できる。
従来、電気粘性流体の構成要素の一つである分散相固
体粒子としては、表面から水を吸収させ微細化させたセ
ルロース、デンプン、シリカゲル、イオン交換樹脂、ポ
リアクリル酸リチウム等を、また他の構成要素である液
相としてはPCB、セバシン酸ブチル、トランス油、塩化
パラフィン、シリコーン油等を使用したものが知られて
いるが実用性に乏しく、実用価値のある極めて高性能か
つ安定性の高い電気粘性流体はいまだに存在しない。
体粒子としては、表面から水を吸収させ微細化させたセ
ルロース、デンプン、シリカゲル、イオン交換樹脂、ポ
リアクリル酸リチウム等を、また他の構成要素である液
相としてはPCB、セバシン酸ブチル、トランス油、塩化
パラフィン、シリコーン油等を使用したものが知られて
いるが実用性に乏しく、実用価値のある極めて高性能か
つ安定性の高い電気粘性流体はいまだに存在しない。
実用的な電気粘性流体に要求される特性としては、大
きな電気粘性効果を示し、電場がかかった時の消費電力
が少なく、かつ電場の印加および除去に瞬時に応答する
ことである。
きな電気粘性効果を示し、電場がかかった時の消費電力
が少なく、かつ電場の印加および除去に瞬時に応答する
ことである。
しかしながら前記のような電気粘性効果の発現のため
に水を吸収させた分散相では水分量の増加にしたがって
粒子間を流れる電流も同時に増えてしまうため電力消費
の点で大きな問題があった。特にこの傾向は高温になる
につれて強まり、従来の分散相を用いた電気粘性流体の
使用温度の上限は70〜80℃程度で、それ以上の高温で使
用すると電流が過剰に流れてしまい消費電力が非常に高
くなるとともに電気粘性効果の発現力や応答性の低下等
が時間とともに起こり、自転車のエンジンルーム等、高
温環境下で使用する構成要素への応用は不可能であっ
た。
に水を吸収させた分散相では水分量の増加にしたがって
粒子間を流れる電流も同時に増えてしまうため電力消費
の点で大きな問題があった。特にこの傾向は高温になる
につれて強まり、従来の分散相を用いた電気粘性流体の
使用温度の上限は70〜80℃程度で、それ以上の高温で使
用すると電流が過剰に流れてしまい消費電力が非常に高
くなるとともに電気粘性効果の発現力や応答性の低下等
が時間とともに起こり、自転車のエンジンルーム等、高
温環境下で使用する構成要素への応用は不可能であっ
た。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、高温で高い電気粘性効果を示すが、電力消
費が少ない電気粘性流体の開発を目的としたものであ
る。
費が少ない電気粘性流体の開発を目的としたものであ
る。
ロ．発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明の電気粘性流体は、電気絶縁性層状構造物質の
層間に導電層が挿入されて平面多層構造を形成している
平均粒径0.01〜100ミクロンの複合粒子１〜60重量％の
分散相と、室温における粘度0.65〜500センチストーク
ス（cSt）の電気絶縁油40〜99重量％の液相とから構成
されていることを特徴とする。
層間に導電層が挿入されて平面多層構造を形成している
平均粒径0.01〜100ミクロンの複合粒子１〜60重量％の
分散相と、室温における粘度0.65〜500センチストーク
ス（cSt）の電気絶縁油40〜99重量％の液相とから構成
されていることを特徴とする。
複合粒子において導電層を形成する物質の導電率は10
-6S・cm-1以上、好ましくは10-4S・cm-1以上が良い。導
電率が10-6S・cm-1未満だと電荷担体の濃度が小さいた
めに大きな電気粘性効果が得られないし、電場印加及び
除去の際の応答性が悪くなる。
-6S・cm-1以上、好ましくは10-4S・cm-1以上が良い。導
電率が10-6S・cm-1未満だと電荷担体の濃度が小さいた
めに大きな電気粘性効果が得られないし、電場印加及び
除去の際の応答性が悪くなる。
その候補物質としては、金属材料や、金属酸化物、金
属炭化物、金属窒化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物等
のセラミック材料、炭素材料、導電性高分子等の有機材
料の中で前記導電率の範囲に入るものであればあらゆる
物質を挙げることができる。また、導電層を形成する物
質は電子伝導体でもイオン伝導体でも何れでも良いが、
導電率の温度依存性が小さい点で電子伝導体が好まし。
さらに導電層は連続層であって不連続層であっても良い
が、消費電力が小さくなる点で不連続層が好ましい。
属炭化物、金属窒化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物等
のセラミック材料、炭素材料、導電性高分子等の有機材
料の中で前記導電率の範囲に入るものであればあらゆる
物質を挙げることができる。また、導電層を形成する物
質は電子伝導体でもイオン伝導体でも何れでも良いが、
導電率の温度依存性が小さい点で電子伝導体が好まし。
さらに導電層は連続層であって不連続層であっても良い
が、消費電力が小さくなる点で不連続層が好ましい。
電気絶縁性層状構造物質の導電率は10-8S・cm-1以
下、好ましくは10-10S・cm-1以下が良い。10-8S・cm-1
を越えると消費電力が大きくなり、電気粘性流体の分散
相としては不利である。
下、好ましくは10-10S・cm-1以下が良い。10-8S・cm-1
を越えると消費電力が大きくなり、電気粘性流体の分散
相としては不利である。
その候補物質としては、金属酸化物、金属窒化物、ガ
ラス、等のセラミック材料や、ポリマー等の有機材料、
シリコーン樹脂等の無機高分子材料の中で前記導電率の
範囲に入るものであればあらゆる物質を挙げることがで
きる。
ラス、等のセラミック材料や、ポリマー等の有機材料、
シリコーン樹脂等の無機高分子材料の中で前記導電率の
範囲に入るものであればあらゆる物質を挙げることがで
きる。
電気絶縁性層状構造物質の層間に導電層が挿入された
複合粒子は平面多層構造になる。また、層の配列は導電
層と電気絶縁性物質層が交互あるいは規則性をもって配
列してても良いし、ランダム配列でも良い。さらに、全
層数は５層以上であり、最外層は電気絶縁性物質層であ
ることが好ましい。
複合粒子は平面多層構造になる。また、層の配列は導電
層と電気絶縁性物質層が交互あるいは規則性をもって配
列してても良いし、ランダム配列でも良い。さらに、全
層数は５層以上であり、最外層は電気絶縁性物質層であ
ることが好ましい。
電気絶縁性層状構造物質の層間に導電層を挿入して平
面多層構造を形成する手段としては、電気絶縁性層状構
造物質の層間に残炭率の大きな有機化合物を挿入させた
後炭化して導電層を形成したり、直接導電性化合物を挿
入して導電層を形成したりすることにより経済的にミク
ロな平面多層構造を形成できるが、その中でも実用性の
点で層状粘土鉱物等の電気絶縁層状構造物質の層間に残
炭率の大きな有機化合物を挿入させた後炭化して導電層
を形成する方法がより好ましい。
面多層構造を形成する手段としては、電気絶縁性層状構
造物質の層間に残炭率の大きな有機化合物を挿入させた
後炭化して導電層を形成したり、直接導電性化合物を挿
入して導電層を形成したりすることにより経済的にミク
ロな平面多層構造を形成できるが、その中でも実用性の
点で層状粘土鉱物等の電気絶縁層状構造物質の層間に残
炭率の大きな有機化合物を挿入させた後炭化して導電層
を形成する方法がより好ましい。
以下にこの手法について述べるが、これらは本発明の
主旨をなんら限定するものではない。
主旨をなんら限定するものではない。
電気絶縁性層状構造物質として層状粘土鉱物を用いる
場合、その層状粘土鉱物としては、カオリナイト、ディ
ッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライ
ト、クリソタイル、パイロフイライト、スクメタイト
（スクメタイトは同型置換により、さらにモンモリロナ
イト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘ
クトライト、そしてソーゴナイトに分類され、さらに、
モンモリロナイトは交換性陽イオンの種類によりベント
ナイト、酸性白土に分類される。）、白雲母、マーガラ
イト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィ
ライト、そして緑泥石等の層状アルミノケイ酸塩や、α
−Na2Si2O5、β−Na2Si2O5、KHSi2O5、NaHSi2O5・3H
2O、Na2Si4O9・5H2O、Na2Si8O17・xH2O、Na2Si14O29・x
H2O、Na2Si20O41・xH2O、H2Si2O5、H2Si4O9・xH2O、H2S
i8O17・xH2O、H2Si14O29・xH2O、そしてH2Si20O41・xH2
O等の層状ポリケイ酸塩、他種々が挙げられる。
場合、その層状粘土鉱物としては、カオリナイト、ディ
ッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライ
ト、クリソタイル、パイロフイライト、スクメタイト
（スクメタイトは同型置換により、さらにモンモリロナ
イト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘ
クトライト、そしてソーゴナイトに分類され、さらに、
モンモリロナイトは交換性陽イオンの種類によりベント
ナイト、酸性白土に分類される。）、白雲母、マーガラ
イト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィ
ライト、そして緑泥石等の層状アルミノケイ酸塩や、α
−Na2Si2O5、β−Na2Si2O5、KHSi2O5、NaHSi2O5・3H
2O、Na2Si4O9・5H2O、Na2Si8O17・xH2O、Na2Si14O29・x
H2O、Na2Si20O41・xH2O、H2Si2O5、H2Si4O9・xH2O、H2S
i8O17・xH2O、H2Si14O29・xH2O、そしてH2Si20O41・xH2
O等の層状ポリケイ酸塩、他種々が挙げられる。
層状構造物質の層間に挿入する残炭率の大きな有機化
合物としては、極限酸素指数（LOI）が18以上の有機化
合物であれば熱可塑性ポリマーでも熱硬化性ポリマーで
も良く、また処理方法を選択すればLOIが18以上のポリ
マーを生成するモノマーもしくはオリゴマーでも用いる
ことができる。
合物としては、極限酸素指数（LOI）が18以上の有機化
合物であれば熱可塑性ポリマーでも熱硬化性ポリマーで
も良く、また処理方法を選択すればLOIが18以上のポリ
マーを生成するモノマーもしくはオリゴマーでも用いる
ことができる。
ここで、LOIについて簡単に述べる。有機化合物の中
には不活性ガス下の高温度で熱処理すると、炭化物を生
成する化合物がある。炭化物を生成する有機化合物の熱
処理を不活性ガス中で行うと一般に500℃まで重量減少
が大きく、600℃以降は徐々に重量減少は小さくなって
ゆく。800℃以上においても極僅かの重量減少が認めら
れるが、600℃までの変化に比べると小さい。故に、不
活性ガス下850℃の熱処理における炭化物の生成する割
合を残炭率と定義する。この残炭率は有機化合物の燃焼
性とも関係付けられ、難燃性の試験法である極限酸素指
数法（LOI法）との関係が次のように求められている。
（ポリマーの難燃化、西沢仁著、大成社刊） LOI＝17.5＋0.4×CR 上式において、LOIとは酸素ガスと窒素ガスの混合ガ
スにおける酸素濃度であり、CRは残炭率を重量％で表し
た値である。即ち、LOIが17.5以上の化合物であれば、
不活性ガス下で熱処理したときに炭化物を生成すること
が知られている。
には不活性ガス下の高温度で熱処理すると、炭化物を生
成する化合物がある。炭化物を生成する有機化合物の熱
処理を不活性ガス中で行うと一般に500℃まで重量減少
が大きく、600℃以降は徐々に重量減少は小さくなって
ゆく。800℃以上においても極僅かの重量減少が認めら
れるが、600℃までの変化に比べると小さい。故に、不
活性ガス下850℃の熱処理における炭化物の生成する割
合を残炭率と定義する。この残炭率は有機化合物の燃焼
性とも関係付けられ、難燃性の試験法である極限酸素指
数法（LOI法）との関係が次のように求められている。
（ポリマーの難燃化、西沢仁著、大成社刊） LOI＝17.5＋0.4×CR 上式において、LOIとは酸素ガスと窒素ガスの混合ガ
スにおける酸素濃度であり、CRは残炭率を重量％で表し
た値である。即ち、LOIが17.5以上の化合物であれば、
不活性ガス下で熱処理したときに炭化物を生成すること
が知られている。
不活性ガス下の熱処理により炭化物を生成する有機化
合物の例を挙げればセルロース等の天然高分子、ポリウ
レタン、メタクリル樹脂、ポリスチレン、ナイロン、ポ
リプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニ
ル、フッ素樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、フラン樹脂、等
の合成高分子、あるいはタール、ピッチ等の芳香族多環
式化合物を挙げることができる。また、処理方法を選別
すればこれらの高分子を生成するモノマー、オリゴマー
を用いることができる。
合物の例を挙げればセルロース等の天然高分子、ポリウ
レタン、メタクリル樹脂、ポリスチレン、ナイロン、ポ
リプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニ
ル、フッ素樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、フラン樹脂、等
の合成高分子、あるいはタール、ピッチ等の芳香族多環
式化合物を挙げることができる。また、処理方法を選別
すればこれらの高分子を生成するモノマー、オリゴマー
を用いることができる。
層状粘土鉱物等の電気絶縁性層状構造物質の層間に残
炭率の大きな有機化合物を挿入させる手段としては、電
気絶縁性層状構造物質を該有機化合物の溶液に浸漬する
か、残炭率の大きな有機化合物を生成するモノマー又は
オリゴマーに浸漬したのち該モノマー又はオリゴマーを
重合させるなどの方法がある。
炭率の大きな有機化合物を挿入させる手段としては、電
気絶縁性層状構造物質を該有機化合物の溶液に浸漬する
か、残炭率の大きな有機化合物を生成するモノマー又は
オリゴマーに浸漬したのち該モノマー又はオリゴマーを
重合させるなどの方法がある。
更に、これらの有機化合物を層状粘土鉱物の層間に挿
入することが困難な場合は、シクロデキストリン等に包
接した形で挿入することもできる。残炭率を大きくする
目的で、層間には該有機化合物とともに第四級アンモニ
ウム塩が共存していても良い。第四級アンモニウム塩と
してはアルキル−トリメチルアンモニウムクロライド、
アルキル−トリメチルアンモニウムブロマイド、アルキ
ル−ジメチル−エチルマンモニウムクロライド、アルキ
ル−ジメチル−エチルアンモニウムブロマイド、メチル
−ドデシル−ベンジルトリメチルアンモニウムクロライ
ド等のアルキル第四級アンモニウム塩（アルキル基の炭
素数10〜18が好ましい）や、トリメチル−ドデシル−チ
オメチルアンモニウムクロライド、ジメチル−オキシエ
チル−ドデシル−チオメチルアンモニウムクロライド、
メチル−ジエチル−オクチル−チオエチルアンモニウム
アイオダイド、トリメチル−デシル−メチル−アミノエ
チルアンモニウムブロマイド、ドデシル−メチル−アミ
ノエチル−トリメチルアンモニウムアイオダイド等の炭
素以外の元素を有するアルキル第四級アンモニウム塩を
用いても良いし、またアルキル−ジメチル−ベンジルア
ンモニウムクロライド、アルキル−ジメチル−３・４−
ジクロロベンジルアンモニウムクロライド、ジメチル−
フェニル−ベンジルアンモニウムクロライド、ミリスト
−アミド−プロピル−ジメチル−ベンジルアンモニウム
クロライド、ジイソブチル−フェノキシ−エトキシエチ
ル−ジメチル−ベンジルアンモニウムクロライド、ジイ
ソブチル−クレゾキシ−エトキシ−エチル−ジメチル−
ベンジルアンモニウムクロライド等のアルキル・ベンジ
ル第四級アンモニウム塩（アルキル基の炭素数10〜18が
好ましい）や、更には１−ヘキサデシル−ピリジニウム
クロライド、ラウリル−コラミノ−ホルミル−メチル−
ピリジニウムクロライド、２−ドデシル−イソキノリニ
ウムブロマイド、２−トリデシル−１−（２−ヒドロキ
シエチル）−ベンジル−イミダゾリニウムクロライド、
ジメチル−ツボクラリンクロライド等の窒素環を有する
第四級アンモニウムなどがあるが、それらに限られたも
のではない。
入することが困難な場合は、シクロデキストリン等に包
接した形で挿入することもできる。残炭率を大きくする
目的で、層間には該有機化合物とともに第四級アンモニ
ウム塩が共存していても良い。第四級アンモニウム塩と
してはアルキル−トリメチルアンモニウムクロライド、
アルキル−トリメチルアンモニウムブロマイド、アルキ
ル−ジメチル−エチルマンモニウムクロライド、アルキ
ル−ジメチル−エチルアンモニウムブロマイド、メチル
−ドデシル−ベンジルトリメチルアンモニウムクロライ
ド等のアルキル第四級アンモニウム塩（アルキル基の炭
素数10〜18が好ましい）や、トリメチル−ドデシル−チ
オメチルアンモニウムクロライド、ジメチル−オキシエ
チル−ドデシル−チオメチルアンモニウムクロライド、
メチル−ジエチル−オクチル−チオエチルアンモニウム
アイオダイド、トリメチル−デシル−メチル−アミノエ
チルアンモニウムブロマイド、ドデシル−メチル−アミ
ノエチル−トリメチルアンモニウムアイオダイド等の炭
素以外の元素を有するアルキル第四級アンモニウム塩を
用いても良いし、またアルキル−ジメチル−ベンジルア
ンモニウムクロライド、アルキル−ジメチル−３・４−
ジクロロベンジルアンモニウムクロライド、ジメチル−
フェニル−ベンジルアンモニウムクロライド、ミリスト
−アミド−プロピル−ジメチル−ベンジルアンモニウム
クロライド、ジイソブチル−フェノキシ−エトキシエチ
ル−ジメチル−ベンジルアンモニウムクロライド、ジイ
ソブチル−クレゾキシ−エトキシ−エチル−ジメチル−
ベンジルアンモニウムクロライド等のアルキル・ベンジ
ル第四級アンモニウム塩（アルキル基の炭素数10〜18が
好ましい）や、更には１−ヘキサデシル−ピリジニウム
クロライド、ラウリル−コラミノ−ホルミル−メチル−
ピリジニウムクロライド、２−ドデシル−イソキノリニ
ウムブロマイド、２−トリデシル−１−（２−ヒドロキ
シエチル）−ベンジル−イミダゾリニウムクロライド、
ジメチル−ツボクラリンクロライド等の窒素環を有する
第四級アンモニウムなどがあるが、それらに限られたも
のではない。
このようにして得られた多層構造複合粒子は水分によ
らない粒子自身の分極作用によって電気粘性効果を示す
ため、該複合粒子を分散相とすることによって高温で消
費電力が少なく、且つ電気粘性効果を長時間維持できる
電気粘性流体を得ることができる。
らない粒子自身の分極作用によって電気粘性効果を示す
ため、該複合粒子を分散相とすることによって高温で消
費電力が少なく、且つ電気粘性効果を長時間維持できる
電気粘性流体を得ることができる。
電気粘性液体の分散相として適当な該多層構造複合粒
子の平均粒径は0.01〜100ミクロン好ましくは0.3〜５ミ
クロンの範囲で、0.01ミクロン未満では電場のない状態
で初期粘度が著しく大きくなって電気粘性効果による粘
度変化が小さく、また100ミクロンを越えると電気粘性
流体の分散相としての十分な安定性が得られない。
子の平均粒径は0.01〜100ミクロン好ましくは0.3〜５ミ
クロンの範囲で、0.01ミクロン未満では電場のない状態
で初期粘度が著しく大きくなって電気粘性効果による粘
度変化が小さく、また100ミクロンを越えると電気粘性
流体の分散相としての十分な安定性が得られない。
液相を構成する電気絶縁油としては、炭化水素油、エ
ステル油、芳香族系油、シリコーン油やホスファゼン油
などを例示することが出来る。これらは単独で用いるこ
とができ、また二種以上を併用することもできる。これ
らの電気絶縁油のなかでもポリジメチルシロキサンやポ
リメチルフェニルシロキサンなどのシリコーン油は、ゴ
ム状の弾性を有する材料と直接接触する状態でも使用で
きるという点で優れているし、またホスファゼン油は比
重が比較的大きいため沈降防止性の点で優れている。
ステル油、芳香族系油、シリコーン油やホスファゼン油
などを例示することが出来る。これらは単独で用いるこ
とができ、また二種以上を併用することもできる。これ
らの電気絶縁油のなかでもポリジメチルシロキサンやポ
リメチルフェニルシロキサンなどのシリコーン油は、ゴ
ム状の弾性を有する材料と直接接触する状態でも使用で
きるという点で優れているし、またホスファゼン油は比
重が比較的大きいため沈降防止性の点で優れている。
電気絶縁油の粘度は25℃において0.65〜500センチス
トークス（cSt）であり、好ましくは10〜50cStの粘度を
有するものを用いる。液相の粘度が低すぎると揮発分が
多くなり電気粘性効果による粘度変化が小さくなる。ま
た適度に低粘度の電気絶縁油を液相とすることによって
分散相を効率良く懸濁させることができる。
トークス（cSt）であり、好ましくは10〜50cStの粘度を
有するものを用いる。液相の粘度が低すぎると揮発分が
多くなり電気粘性効果による粘度変化が小さくなる。ま
た適度に低粘度の電気絶縁油を液相とすることによって
分散相を効率良く懸濁させることができる。
本発明の電気粘性流体を構成する分散相と液相の割合
は、前記多層構造複合粒子から成る分散相の含有量が１
〜60重量％、好ましくは20〜50重量％であり、前記電気
絶縁油からなる液相の含有量が40〜99重量％、好ましく
は50〜80重量％である。分散相の量が１重量％未満では
電気粘性効果が小さく、60重量％を越えると電場がない
時の初期粘度が著しく大きくなる。
は、前記多層構造複合粒子から成る分散相の含有量が１
〜60重量％、好ましくは20〜50重量％であり、前記電気
絶縁油からなる液相の含有量が40〜99重量％、好ましく
は50〜80重量％である。分散相の量が１重量％未満では
電気粘性効果が小さく、60重量％を越えると電場がない
時の初期粘度が著しく大きくなる。
また、本発明の電気粘性流体は本発明の効果を損なわ
ない範囲で他の分散相や界面活性剤、分散剤、無機塩等
の添加剤を配合することもできる。
ない範囲で他の分散相や界面活性剤、分散剤、無機塩等
の添加剤を配合することもできる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
［実施例１］ 平均粒径2.5ミクロンのモンモリロナイト系の層状粘
土鉱物粉末（水澤化学工業（株）製Silton LP−１）100
gをベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロラ
イド（東京化成工業（株）製）の0.05mol/l水溶液に加
え24時間放置した後、濾過、洗浄、乾燥して第四級アン
モニウム塩層間化合物粉末を得た。さらにこの粉末80g
をアクリロニトリル（関東化学工業（株）製）500mlに
浸漬し室温で30時間放置することによって層間にアクリ
ロニトリルを挿入させた。その後50℃で30時間加熱処理
することによって層状粘土鉱物層間のアクリロニトリル
を重合させポリアクリロニトリルとした。そしてこれを
濾過、洗浄、乾燥して第四級アンモニウム塩・ポリアク
リロニトリル層間化合物粉末を得た。この粉末を窒素ガ
ス雰囲気中600℃で３時間（昇温速度５℃／分）炭化処
理することによって炭素／層状粘土鉱物多層構造複合粉
末を得た。この粉末は層状粘土鉱物の層間に炭素が挿入
された多層構造を有するものであることは、Ｘ線回折測
定により確認された。この粉末25重量％を、液相成分で
ある25℃における粘度10cStのシリコーン油（東芝シリ
コーン（株）製TSF−451−10）75重量％に良く分散し、
懸濁液として電気粘性流体を得た。
土鉱物粉末（水澤化学工業（株）製Silton LP−１）100
gをベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロラ
イド（東京化成工業（株）製）の0.05mol/l水溶液に加
え24時間放置した後、濾過、洗浄、乾燥して第四級アン
モニウム塩層間化合物粉末を得た。さらにこの粉末80g
をアクリロニトリル（関東化学工業（株）製）500mlに
浸漬し室温で30時間放置することによって層間にアクリ
ロニトリルを挿入させた。その後50℃で30時間加熱処理
することによって層状粘土鉱物層間のアクリロニトリル
を重合させポリアクリロニトリルとした。そしてこれを
濾過、洗浄、乾燥して第四級アンモニウム塩・ポリアク
リロニトリル層間化合物粉末を得た。この粉末を窒素ガ
ス雰囲気中600℃で３時間（昇温速度５℃／分）炭化処
理することによって炭素／層状粘土鉱物多層構造複合粉
末を得た。この粉末は層状粘土鉱物の層間に炭素が挿入
された多層構造を有するものであることは、Ｘ線回折測
定により確認された。この粉末25重量％を、液相成分で
ある25℃における粘度10cStのシリコーン油（東芝シリ
コーン（株）製TSF−451−10）75重量％に良く分散し、
懸濁液として電気粘性流体を得た。
［実施例２］ 実施例１と同様にして第四級アンモニウム塩・ポリア
クリロニトリル層間化合物粉末を得た。この粉末を空気
中220℃で30時間加熱処理した後窒素ガス雰囲気中600℃
で３時間（昇温速度５℃／分）炭化処理することによっ
て炭素／層状粘土鉱物多層構造複合粉末を得た。この粉
末25重量％を、液相成分である25℃における粘度10cSt
のシリコーン油（東芝シリコーン（株）製TSF−451−1
0）75重量％に良く分散し、懸濁液として電気粘性流体
を得た。
クリロニトリル層間化合物粉末を得た。この粉末を空気
中220℃で30時間加熱処理した後窒素ガス雰囲気中600℃
で３時間（昇温速度５℃／分）炭化処理することによっ
て炭素／層状粘土鉱物多層構造複合粉末を得た。この粉
末25重量％を、液相成分である25℃における粘度10cSt
のシリコーン油（東芝シリコーン（株）製TSF−451−1
0）75重量％に良く分散し、懸濁液として電気粘性流体
を得た。
実施例１、２で得られた各電気粘性液体について電気
粘性効果の測定を行った。電気粘性効果は二重円筒型回
転粘度計を使用して、内外円筒間に０〜2kV/mmの直流電
圧を印加した時の剪断速度366sec-1、温度25℃および10
0℃の剪断力で評価し、同時に内外円筒間に流れる電流
を測定した。
粘性効果の測定を行った。電気粘性効果は二重円筒型回
転粘度計を使用して、内外円筒間に０〜2kV/mmの直流電
圧を印加した時の剪断速度366sec-1、温度25℃および10
0℃の剪断力で評価し、同時に内外円筒間に流れる電流
を測定した。
第１表に電圧をかけない場合の剪断力To、電圧2kV/mm
を印加した時の剪断力Ｔ、その差Ｔ−To、および電圧2k
V/mmを印加した時の電流密度を示す。
を印加した時の剪断力Ｔ、その差Ｔ−To、および電圧2k
V/mmを印加した時の電流密度を示す。
第１表に示されるように実施例１、２で得られた炭素
／層状粘土鉱物積層構造複合粉末を分散相とする各電気
粘性液体は高温（140℃）でも安定した電気粘性効果を
示し、消費電力も小さい。25℃の値と比較しても、電気
粘性効果（Ｔ−To）は大きく、消費電力（電流密度は僅
かに上昇しているだけである。
／層状粘土鉱物積層構造複合粉末を分散相とする各電気
粘性液体は高温（140℃）でも安定した電気粘性効果を
示し、消費電力も小さい。25℃の値と比較しても、電気
粘性効果（Ｔ−To）は大きく、消費電力（電流密度は僅
かに上昇しているだけである。
［発明の効果］ 高温で大きな電気粘性効果を示し、かつ電力消費が小
さい電気粘性液体が得られる。
さい電気粘性液体が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 40:14 60:00 (56)参考文献 特開 平１−164823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−97694（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−93898（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10M 125/30 C10M 149/08 C10M 107/50 C10N 40:14 C10N 60:00 C10N 20:02 C10N 20:06
Claims (1)
- 【請求項１】電気絶縁性層状構造物質の層間に導電層が
挿入されて平面多層構造を形成している平均粒径0.01〜
100ミクロンの複合粒子１〜60重量％の分散相と、室温
における粘度0.65〜500センチストークス（cSt）の電気
絶縁油40〜99重量％の液相とから構成されていることを
特徴とする電気粘性流体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4717790A JP2855354B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 電気粘性流体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4717790A JP2855354B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 電気粘性流体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03252498A JPH03252498A (ja) | 1991-11-11 |
| JP2855354B2 true JP2855354B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=12767796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4717790A Expired - Lifetime JP2855354B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 電気粘性流体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2855354B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2534169B2 (ja) * | 1991-07-11 | 1996-09-11 | 株式会社コロイドリサーチ | 電気レオロジ―流体組成物 |
-
1990
- 1990-03-01 JP JP4717790A patent/JP2855354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03252498A (ja) | 1991-11-11 |
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