JP2920196B2 - Electric field responsive fluid - Google Patents
Electric field responsive fluidInfo
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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、電場を印加することにより固化し又は粘度
を増加を示す流体に関し、詳しくは、粒子とその粒子を
懸濁又は分散させる電気絶縁性液体とからなるウインズ
ロー効果を有する電場応答性液体に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to fluids that solidify or increase viscosity upon application of an electric field, and more particularly, to particles and electrical insulation that suspends or disperses the particles. The present invention relates to an electric field responsive liquid having a Winslow effect, comprising an ionic liquid.
電気絶縁性媒体中に固体微粒子を分散させた液体を用
い、これに外部電界を与えると液体の粘度が著しく増大
する現象がみられるが、これはウインズロー効果として
知られている。そして、この現象はクラッチ衝撃吸収器
(ダンパー)、油圧制御機器、プリンター、振動素子な
どへの応用が期待され、一部は実用化されている。When a liquid in which solid fine particles are dispersed in an electrically insulating medium is used and an external electric field is applied thereto, a phenomenon that the viscosity of the liquid is significantly increased is observed. This phenomenon is known as a Winslow effect. This phenomenon is expected to be applied to clutch shock absorbers (dampers), hydraulic control devices, printers, vibrating elements, and the like, and some of them have been put to practical use.
かかる現象を示す液体(電場応答性流体)の改良を提
案するものは幾つかなされており、代表的な事例をあげ
れば、でんぷん、小麦粉、石膏、カーボン、石灰石等
の親水性粉体を鉱油、オリーブ油、トランス油等の絶縁
性油に懸濁された特定の流体に電場を印加することによ
り粘度を上昇させる(USP2417850)、粒子として強酸
性陽イオン交換樹脂又は強塩基性イオン交換樹脂を用い
る、即ち、解離可能なアニオン基又はカチオン基を有す
る高分子重合体を用いる(特公昭52−30273号公報)、
導電性粒子を電気絶縁性薄膜で被覆した誘電体微粒子
を電気絶縁性油状媒体に分散させたものを用いる(特開
昭64−6093号公報)、粒子として有機固体粒子の表面
に導電性薄膜層、電気絶縁性薄膜層を積層したものを用
いる(特開昭63−97694号公報)、粒子として炭素数
が4〜30のアルキル基をもつ四級アンモニウム塩を含む
重合体を用いる(特公昭60−31211号公報)などであ
る、 だが、これらの電場応答性液体においては、次のよう
な問題点が残されている。Several proposals have been made to improve liquids exhibiting such a phenomenon (electrically responsive fluid). Representative examples include the use of hydrophilic powders such as starch, flour, gypsum, carbon, and limestone in mineral oil, The viscosity is increased by applying an electric field to a specific fluid suspended in an insulating oil such as olive oil or transformer oil (USP2417850), using a strongly acidic cation exchange resin or a strongly basic ion exchange resin as particles. That is, a polymer having a dissociable anionic group or cationic group is used (Japanese Patent Publication No. 52-30273).
Use is made by dispersing dielectric fine particles in which conductive particles are coated with an electrically insulating thin film in an electrically insulating oily medium (Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-6093). And a polymer containing a quaternary ammonium salt having an alkyl group having 4 to 30 carbon atoms as particles (Japanese Patent Publication No. Sho 60-97694). However, these electric field-responsive liquids have the following problems.
即ち、前記では、デンプン、小麦粉等を粒子とした
電場応答流体は得られる剪断力が小さいため、実用に供
するには装置を大型化しなければならなかったり、印加
電圧を高電圧にしなければならなかたり、といった問題
がある。That is, in the above, since the electric field responsive fluid containing particles of starch, flour or the like has a small obtained shearing force, it is necessary to increase the size of the apparatus or to increase the applied voltage to be put to practical use. Problem.
前記では、イオン交換樹脂を用いた流体においては
比較的大きな剪断力が得られるが、粒子の比重が比較的
高いため、ハロゲン元素を含むような安全面から好まし
くない液体化合物を絶縁性液体として用いないと、粒子
の沈降を防止することが出来ない。In the above, a relatively large shearing force is obtained in the fluid using the ion exchange resin, but since the specific gravity of the particles is relatively high, a liquid compound containing a halogen element, which is not preferable from a safety point of view, is used as the insulating liquid. Otherwise, sedimentation of the particles cannot be prevented.
前記では、導電性粒子を絶縁層で被覆した粒子を用
いており、導電性粒子としてアルミニウム等の金属を用
いると粒子の比重が著しく大きくなり、粒子の沈降が急
速に生じるようになる。また、このような流体では必ず
しも大きな剪断力が得られないばかりか、電界を印加す
ると異常に大きな電流が流れたり、粒子が片側の電極に
凝集してしまったりする。In the above, particles in which conductive particles are coated with an insulating layer are used. When a metal such as aluminum is used as the conductive particles, the specific gravity of the particles becomes extremely large, and the particles settle rapidly. In addition, such a fluid does not always provide a large shear force, and when an electric field is applied, an abnormally large current flows or particles are aggregated on one electrode.
前記では、有機固体粒子に導電性層、絶縁性層を順
次積層した粒子が用いられているが、必ずしも大きな剪
断力が得られるとは限らない。また、前記と同様に、
時として異常電流が流れたり、電極への凝集が生じる。In the above, particles in which a conductive layer and an insulating layer are sequentially laminated on organic solid particles are used, but a large shear force is not always obtained. Also, as above,
Occasionally, an abnormal current flows or aggregation on the electrodes occurs.
前記では、前記と同様、長期に放置しておくと粒
子が沈降してしまう。In the above, similarly to the above, particles are settled if left for a long time.
本発明は上記のような問題点を解消し、加えて低電界
においても十分大きな剪断力が得られ、長期間放置して
も粒子の沈降の生じることがなく、更には、安全衛生面
で満足しうる電場応答性流体を提供するものである。The present invention solves the above-mentioned problems, and in addition, provides a sufficiently large shearing force even in a low electric field, does not cause sedimentation of particles even when left for a long time, and is further satisfactory in terms of safety and health. To provide a field-responsive fluid.
〔課題を解決するための手段〕 本発明の電場応答性流体は、1グラム当り2.0ミリ当
量以下の四級アンモニウム基を有するポリスチレン架橋
物の誘導体からなる粒子がリン酸エステル、グリコール
酸エステル、クエン酸エステル、グリコール誘導体及び
ジエチレングリコールエステルより選ばれる化合物を主
体した液媒体中に懸濁又は分散されてなることを特徴と
している。[Means for Solving the Problems] The electric field responsive fluid of the present invention is characterized in that particles comprising a derivative of a crosslinked polystyrene having a quaternary ammonium group of 2.0 meq or less per gram are phosphate esters, glycolate esters, citrates. It is characterized by being suspended or dispersed in a liquid medium mainly containing a compound selected from acid esters, glycol derivatives and diethylene glycol esters.
ちなみに、本発明者らは電場応答性流体についていろ
いろ検討を重ねた結果、液倍倍中に(好ましくは、特定
の溶媒中)に分散ないし懸濁される粒子として、1グラ
ム当り2.0ミリ当量以下の四級アンモニウム基を有する
ポリスチレン架橋物の誘導体からなるものが用いられた
場合には、前記の課題が達成しうることを確めた。本発
明はこれによりなされたものである。By the way, the present inventors have conducted various studies on the field-responsive fluid, and as a result, as particles dispersed or suspended in liquid-fold (preferably, in a specific solvent), less than 2.0 meq. It has been confirmed that the above-mentioned problem can be achieved when a derivative of a crosslinked polystyrene having a quaternary ammonium group is used. The present invention has been made by this.
以下に本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
本発明の電場応答性流体における粒子は、前記のとお
り、1グラム当り2.0ミリ当量以下好ましくは1.3ミリ当
量以下の四級アンモニウム基を有するポリスチレン架橋
物の誘導体よりなり、粒径0.1〜100μm好ましくは1〜
30μmの大きさのものである。The particles in the field-responsive fluid of the present invention are, as described above, a derivative of a crosslinked polystyrene having a quaternary ammonium group of 2.0 meq or less, preferably 1.3 meq or less per gram, and a particle size of 0.1 to 100 μm, preferably 1 to
It has a size of 30 μm.
こうした粒子は、スチレンを出発原料とし、これに例
えばジビニルベンゼンのような架橋剤の存在下で加熱撹
拌して架橋されたスチレン重合体とし、これにアルデヒ
ド及びハロゲン化水素を反応させた後、アルキルアミン
と反応せしめることにより、四級アンモニウム基を有す
るポリスチレン架橋物誘導体として得ることができる。These particles are obtained by using styrene as a starting material, heating and stirring in the presence of a cross-linking agent such as divinylbenzene to form a cross-linked styrene polymer, which is reacted with an aldehyde and a hydrogen halide, and then alkylated. By reacting with an amine, a crosslinked polystyrene derivative having a quaternary ammonium group can be obtained.
本発明に係る粒子の代りに酸型の基を有する重合体を
粒子として用いると、粒子の沈降が生じ易いという欠点
があるが、同一の剪断力を得るのに高い電界を必要とす
る欠点もある。塩基型の例えば第1アミン、第2アミン
及び/又は第3アミンの基を含む重合体を粒子として用
いる場合にも沈降が生じ易い。また、四級アンモニウム
基を有するポリスチレン架橋重合物の誘導体を粒子とし
て用いる時には、重合体中の四級アンモニウム基の当量
が1グラム当り2.0ミリ当量を越えると、その粒子の比
重が大きくなり沈降を防止することが困難になる。更
に、1グラム当りの当量が2.0ミリを越えると流体に電
界を印加した時に流れる電流値が高くなり、流体に印加
できる電界の限界値が低くなってしまい、得られる剪断
力は小さくなる。When a polymer having an acid type group is used as particles instead of the particles according to the present invention, there is a disadvantage that sedimentation of the particles easily occurs, but also a disadvantage that a high electric field is required to obtain the same shearing force. is there. Even when a polymer containing a basic type, for example, a primary amine, a secondary amine and / or a tertiary amine group is used as particles, sedimentation easily occurs. When using a derivative of a crosslinked polystyrene polymer having a quaternary ammonium group as particles, if the equivalent of the quaternary ammonium group in the polymer exceeds 2.0 milliequivalents per gram, the specific gravity of the particles increases and sedimentation occurs. It becomes difficult to prevent. Further, when the equivalent weight per gram exceeds 2.0 mm, the value of the current flowing when an electric field is applied to the fluid increases, and the limit value of the electric field that can be applied to the fluid decreases, and the obtained shearing force decreases.
一方、こうした特定の粒子を分散ないし懸濁せしめる
液媒体(電気絶縁性液体)としては、リン酸エステル、
グリコール酸エステル、クエン酸エステル、グリコール
誘導体、ジエチレングリコールエステル及びフタル酸エ
ステルから選ばれる1種又は多種の混合物が用いられ
る。これらのうちでも、特に、リン酸エステル、グリコ
ール酸エステル、クエン酸エステル、グリコール誘導
体、ジエチレングリコールエステルの使用が好ましい。On the other hand, the liquid medium (electrically insulating liquid) for dispersing or suspending such specific particles includes phosphate esters,
One or more mixtures selected from glycolic acid esters, citric acid esters, glycol derivatives, diethylene glycol esters and phthalic acid esters are used. Among these, phosphoric acid esters, glycolic acid esters, citric acid esters, glycol derivatives, and diethylene glycol esters are particularly preferred.
ここで、リン酸エステルの具体例としては、リン酸ト
リクレシル、リン酸トリフェニル、リン酸フェニル−o
−キセニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリキ
シレニルなどがあげられる。グリコール酸エステルの具
体例としては、エチレンフタリルエチレングリコレー
ト、メチルフタリルエチレングリコレート、ブチルフタ
リルブチルグリコレートなどがあげられる。クエン酸エ
ステルの具体例としては、クエン酸トリエチル、アセチ
ルクエン酸トリエチルなどがあげられる。ゲルコール誘
導体の具体例としては、グリセリントリアセテート、グ
リセリントリブチレートなどがあれられる。ジエチレン
グリコールエステルの具体例としては、ジエチレングリ
コールベンゾエートなどがあげられる。Here, specific examples of the phosphate ester include tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, and phenyl-o-phosphate.
-Xenyl, cresyl diphenyl phosphate, trixylenyl phosphate and the like. Specific examples of glycolic acid esters include ethylene phthalyl ethylene glycolate, methyl phthalyl ethylene glycolate, butyl phthalyl butyl glycolate and the like. Specific examples of the citrate include triethyl citrate, acetyl triethyl citrate and the like. Specific examples of the gelcol derivative include glycerin triacetate and glycerin tributyrate. Specific examples of diethylene glycol esters include diethylene glycol benzoate.
本発明における液媒体はこれら化合物が液媒体全体の
70重量%以上の量で占められれば、他の電気絶縁性液体
(脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、高級脂肪酸
類、シリコーンオイル類など)を加えることができる。In the liquid medium of the present invention, these compounds are contained in the entire liquid medium.
If occupied in an amount of 70% by weight or more, other electrically insulating liquids (aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, higher fatty acids, silicone oils, etc.) can be added.
また、本発明の電場応答性流体においては、液媒体
(電気絶縁性液体)中に特定の粒子が安定して懸濁又は
分散しているが、その懸濁又は分散状態がより一層安定
させるために、界面活性剤を添加することが望ましい。Further, in the electric field responsive fluid of the present invention, specific particles are stably suspended or dispersed in a liquid medium (electrically insulating liquid). In addition, it is desirable to add a surfactant.
そうした界面活性剤としては、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニ
ルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル
類、ポリオキシエチレンアルキルソルビタンエステル
類、ポリオキシエチレンアルキルアミン類、グリセリン
脂肪類エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、プロ
ピレングリコール脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレ
ングリコール脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性
剤;アルキル硫酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル硫酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
酢酸塩類、アルキルベンゼンスルフォン酸塩類、N−ア
シルアミノ酸塩類、アルキルスルホコハク酸塩類、アル
キルリン酸塩類等の陰イオン系界面活性剤;ベンザルコ
ニウム塩類などの第四級アミン類等の陽イオン系界面活
性剤;パーフルオロアルキルリン酸エステル類、パーフ
ルオロアルキルカルボン酸塩類、パーフルオロアルキル
ベタイン類等のフッ素系界面活性剤などがあげられる。Such surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene alkyl sorbitan esters, polyoxyethylene alkyl amines, glycerin fatty esters, Nonionic surfactants such as sorbitan fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters, and polyoxyethylene glycol fatty acid esters; alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl ether acetates, alkylbenzene sulfonates , N-acylamino acid salts, anionic surfactants such as alkylsulfosuccinates and alkylphosphates; quaternary such as benzalkonium salts Cationic surfactants such as amine compounds, perfluoroalkyl phosphoric acid esters, perfluoroalkyl carboxylic acid salts, and fluorine-based surfactants such as perfluoroalkyl betaines and the like.
これら界面活性剤は、必要に応じて、単独又は二種以
上が併用されて電場応答性流体中に存在せしめられる
が、その添加量は流体全体の10重量%以下くらいであ
る。These surfactants may be used alone or in combination of two or more, if necessary, in the field-responsive fluid. The amount of these surfactants is about 10% by weight or less of the whole fluid.
本発明の電場応答性液体は、前記のように、いろいろ
な分野において使用ないし応用されうるが、プリンター
等のインクとして用いる場合には、染料や顔料を添加し
て液媒体又は粒子を着色せしめる。As described above, the electric field responsive liquid of the present invention can be used or applied in various fields, but when used as an ink for a printer or the like, a dye or pigment is added to color a liquid medium or particles.
これらの色剤の中で本発明のようなカチオン性の粒子
を用いる場合には、カラーインデックスにおいて酸性染
料、直接染料に分類されるアニオン性の染料で粒子を染
色することが滲みのない画像を形成する上で好ましい。
このような着色された電場応答性流体を用いて画像を形
成する方法はUSP4,014,693号等に開示されている。上記
の好ましい染料の例としては次のものが挙げられる。When using cationic particles as in the present invention among these coloring agents, dyeing the particles with an anionic dye classified as an acid dye or a direct dye in the color index provides an image without bleeding. It is preferable in forming.
A method of forming an image using such a colored electro-responsive fluid is disclosed in US Pat. No. 4,014,693. Examples of the preferred dyes include the following.
C.I.アシッドイエロー17,23,38,42,44,79,142 C.I.ダイレクトイエロー1,12,24,26,33,44,50,86,14
2,144 C.I.フードイエロー3,4 C.I.アシッドレッド1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,5
2,82,85,87,89,92,97,106,111,114,115,134,186,249,25
4,289 C.I.ダイレクトレッド1,4,9,13,17,20,28,31,39,80,8
1,83,89,225,227 C.I.フードレッド7,9,14 C.I.ダイレクトオレンジ26,29,62,102 C.I.アシッドブルー9,29,45,80,92,249 C.I.ダイレクトブルー1,2,6,15,22,25,71,76,78,86,8
7,90,98,163,165,202 C.I.フードブルー1,2 C.I.アシッドブラック1,2,7,24,26,94 C.I.ダイレクトブラック19,22,32,38,51,56,71,74,7
5,77,154 C.I.フードブラック2 これらの染料の多くは−SO3Na、COONa等のアニオン基
を一染料分子中に2個以上有する。このため、本発明の
粒子に良く染着する一方、このような多価のアニオン基
を有する染料が結合した四級アンモニウム基は電界印加
時にアニオン基が移動しにくいため、剪断力の低下を生
じ易い。従って、このような染料を用いる時には粒子中
の四級アンモニウム基の当量を本発明の範囲内において
大きい値に設定することが好ましい。CI Acid Yellow 17,23,38,42,44,79,142 CI Direct Yellow 1,12,24,26,33,44,50,86,14
2,144 CI Food Yellow 3,4 CI Acid Red 1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,5
2,82,85,87,89,92,97,106,111,114,115,134,186,249,25
4,289 CI Direct Red 1,4,9,13,17,20,28,31,39,80,8
1,83,89,225,227 CI Food Red 7,9,14 CI Direct Orange 26,29,62,102 CI Acid Blue 9,29,45,80,92,249 CI Direct Blue 1,2,6,15,22,25,71, 76,78,86,8
7,90,98,163,165,202 CI Food Blue 1,2 CI Acid Black 1,2,7,24,26,94 CI Direct Black 19,22,32,38,51,56,71,74,7
5,77,154 CI Food Black 2 Many of these dyes have -SO 3 Na, 2 or more to one in the dye molecule anionic group such as COONa. For this reason, the quaternary ammonium group to which the dye having a polyvalent anion group binds while the dye of the present invention is well dyed has a low shear force because the anion group hardly moves when an electric field is applied. easy. Therefore, when such a dye is used, it is preferable to set the equivalent of the quaternary ammonium group in the particles to a large value within the range of the present invention.
なお、電場応答性流体においては、粒子が適当な水分
量を保有させておくのが一般的であるが、本発明に係る
粒子のように、四級アンモニウム基のごとき強解離性の
基を有する粒子を用いるときには、敢えて、粒子に水分
を含有させなくとも、粒子製造時にカウンターイオンの
種類や量を選択せしめるようにすればよい。In addition, in the field-responsive fluid, it is general that the particles have an appropriate amount of water, but have a strongly dissociating group such as a quaternary ammonium group as in the particles according to the present invention. When the particles are used, the type and amount of the counter ion may be selected during the production of the particles without intentionally including moisture in the particles.
次に実施例及び比較例を示す。ここでの部は重量基準
である。Next, examples and comparative examples will be described. Parts here are by weight.
実施例1 スチレン 96.5部 ジビニルベンゼン 3.5部 アルキルベンゼンスルホン酸 1.5部 過硫酸カリウム 0.2部 を300部の純水に加えて撹拌した後、加熱して架橋され
たスチレンの重合体を得た。架橋重合体にパラホルムア
ルデヒドおよび塩化水素を反応させてクロルメチル化ポ
リスチレンとした後、トリメチルアミンと反応させて四
級アンモニウム基を有するポリカチオン性の重合体を得
た。この重合体を希塩酸で洗浄した後、純水で洗浄し、
更に、懸濁液をスプレー・ドライ法により乾燥し60℃で
真空乾燥を行ない、カウンターイオンを塩素イオンとす
る第4級アンモニウム基を有する重合体の非含水物を得
た。この粒子の平均粒径は約0.6μm、四級アンモニウ
ム基は0.75ミリ当量/gであった。Example 1 96.5 parts of styrene 3.5 parts of divinylbenzene 1.5 parts of alkylbenzenesulfonic acid 0.2 part of potassium persulfate was added to 300 parts of pure water, stirred, and then heated to obtain a crosslinked styrene polymer. The crosslinked polymer was reacted with paraformaldehyde and hydrogen chloride to form chloromethylated polystyrene, and then reacted with trimethylamine to obtain a polycationic polymer having a quaternary ammonium group. After washing the polymer with dilute hydrochloric acid, washing with pure water,
Further, the suspension was dried by a spray-dry method and vacuum-dried at 60 ° C. to obtain a non-hydrated polymer having a quaternary ammonium group having a counter ion as a chloride ion. The average particle size of the particles was about 0.6 μm, and the number of quaternary ammonium groups was 0.75 meq / g.
得られた粒子を下記の処方で調合し撹拌、超音波分散
することにより電気応答性の流体を得た。The obtained particles were blended according to the following formulation, stirred, and ultrasonically dispersed to obtain an electrically responsive fluid.
粒子 25部 リン酸トリキシレニル 73.7部 灯油 1.3部 この流体を同軸二重円筒型の粘度計に入れ、内外円筒間
に直流電圧を印加した状態で、外側電極に回転力を与
え、内側電極と外側電極との間にすべりが生じる時のト
ルクを測定し、このトルクと有効電極面積とから剪断力
を計出した。結果は5KV/mmの電界において、35gf/cm2で
あった。Particles 25 parts Trixylenyl phosphate 73.7 parts Kerosene 1.3 parts Put this fluid into a coaxial double cylinder type viscometer, apply a DC voltage between the inner and outer cylinders, apply a rotational force to the outer electrodes, and apply the rotational force to the inner and outer electrodes. The torque at the time of occurrence of a slip was measured, and the shearing force was calculated from this torque and the effective electrode area. The result was 35 gf / cm 2 at an electric field of 5 KV / mm.
この流体の沈降性を測定するために、栓付のガラス製
試験管内に流体を入れ、室温にて3か月間の放置を行な
ったが、まったく粒子の沈降は観察されなかった。In order to measure the sedimentation of the fluid, the fluid was placed in a glass test tube with a stopper and allowed to stand at room temperature for 3 months, but no sedimentation of particles was observed.
比較例1 実施例1で得られた乾燥後の粒子を下記処方で実施例
1と同様に撹拌、分散して流体を得、これを試験した。Comparative Example 1 The dried particles obtained in Example 1 were stirred and dispersed in the following formulation in the same manner as in Example 1 to obtain a fluid, which was tested.
粒子 25部 トリメリット酸トリオクチル 75部 得られた剪断力は37gf/cm2で実施例1とほぼ同等であっ
たが、2日間の放置により粒子は完全に沈降してしまっ
ていた。Particles 25 parts Trioctyl trimellitate 75 parts The obtained shearing force was 37 gf / cm 2 , which was almost the same as that of Example 1. However, the particles were completely settled after standing for 2 days.
比較例2 クロルメチル化の反応時間を長くした以外は、実施例
1と同様の操作により、四級アンモニウム基が2.2ミリ
当量/gの重合体を得た。この粒子を用いて実施例1と同
様の処方の流体を同様の操作により得、試験を行なっ
た。得られた流体は約1.5KV/mmの電界の印加により放電
を生じてしまい、放電する電界よりわずかに低い電界に
おいて得られる剪断力も12gf/cm2と低いものであった。
また、沈降性試験においても1週間の配置により完全に
沈降してしまった。Comparative Example 2 A polymer having a quaternary ammonium group of 2.2 meq / g was obtained in the same manner as in Example 1, except that the reaction time for chloromethylation was lengthened. Using these particles, a fluid having the same formulation as in Example 1 was obtained by the same operation, and a test was conducted. The obtained fluid caused discharge by application of an electric field of about 1.5 KV / mm, and the shear force obtained in an electric field slightly lower than the electric field to be discharged was as low as 12 gf / cm 2 .
In addition, in the sedimentation test, sedimentation completely occurred after one week of arrangement.
比較例3 液媒体をトリメリット酸トリオクチルにした以外は実
施例2と同様に粒子、流体を作製・調製し、これを試験
した。得られた剪断力は6KV/mmにおいて35gf/cm2であり
実施例2とほぼ等しかったが、1週間の放置により粒子
は完全に沈降した。Comparative Example 3 Particles and a fluid were prepared and prepared in the same manner as in Example 2 except that the liquid medium was trioctyl trimellitate, and this was tested. The obtained shearing force was 35 gf / cm 2 at 6 KV / mm, which was almost the same as that of Example 2. However, the particles completely settled after one week of standing.
比較例4 ジメチルオクチルアミンの代りにフタル酸ジオクチル
を用いた以外は実施例2と同様に粒子、流体を作製・調
製し、これを試験した。得られた剪断力は6KV/mmにおい
て30gf/cm2であり実施例2とほぼ等しかったが、比較例
3と同様に1週間の放置で粒子は完全に沈降した。Comparative Example 4 Particles and a fluid were prepared and prepared in the same manner as in Example 2 except that dioctyl phthalate was used instead of dimethyloctylamine, and this was tested. The obtained shearing force was 30 gf / cm 2 at 6 KV / mm, which was almost the same as that of Example 2. However, as in Comparative Example 3, the particles completely settled after being left for one week.
比較例5 トリメチルアミンの代りにジメチルオクチルアミンを
用いる以外は比較例2と同様にして四級アンモニウム基
が2.2ミリ当量/gの架橋重合体を得た。この粒子を実施
例2の粒子の代りに用いた以外は実施例2と同様にして
流体を調製し、これの試験を行なった。得られた流体は
約2.0KV/mmの電解で放電を生じた。放電する電界よりも
わずかに低い電界において得られる剪断力も14gf/cm2と
低いものであった。また、1週間の放置により粒子は完
全に沈降した。Comparative Example 5 A crosslinked polymer having a quaternary ammonium group of 2.2 meq / g was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that dimethyloctylamine was used instead of trimethylamine. A fluid was prepared and tested in the same manner as in Example 2 except that the particles were used in place of the particles of Example 2. The resulting fluid produced a discharge at an electrolysis of about 2.0 KV / mm. The shear force obtained in an electric field slightly lower than the electric field to be discharged was as low as 14 gf / cm 2 . In addition, the particles completely settled after being left for one week.
実施例2 実施例1において、クロルメチル化の反応時間を短か
くし、トリメチルアミンの代りにトリエチルアミンを用
いた以外は同様の操作を行なって、四級アンモニウム基
が0.3ミリ当量/gの架橋重合体を得た。この粒子を用い
て下記処方の流体を実施例1と同様に調製し試験した。Example 2 A crosslinked polymer having a quaternary ammonium group of 0.3 meq / g was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction time of chloromethylation was shortened and triethylamine was used instead of trimethylamine. Was. Using the particles, a fluid having the following formulation was prepared and tested in the same manner as in Example 1.
粒子 25部 ジエチレングリコールジベンゾエート 68部 シリコーンオイル 7部 得られた剪断力は7KV/mmの電界において35gf/cm2であ
り、3カ月間の放置においても粒子の沈降は全くなかっ
た。Particles 25 parts Diethylene glycol dibenzoate 68 parts Silicone oil 7 parts The obtained shearing force was 35 gf / cm 2 in an electric field of 7 KV / mm, and there was no sedimentation of the particles even after standing for 3 months.
実施例3 クロルメチル化の反応時間を長くした以外は実施例1
と同様の操作を行なって四級アンモニウム基が1.6ミリ
当量/gの粒子を得た。ダイレクトブルー86 1gを10mlの
水に溶融した水溶液中に先に得られた粒子10gを入れて
染料を吸着させた。染料された粒子を水洗し、乾燥して
着色粒子を得た。続いて、下記処方の流体を実施例1と
同様に調製し試験した。Example 3 Example 1 except that the reaction time for chloromethylation was increased.
By performing the same operation as described above, particles having a quaternary ammonium group of 1.6 meq / g were obtained. 10 g of the particles obtained above was placed in an aqueous solution in which 1 g of Direct Blue 86 was dissolved in 10 ml of water to adsorb the dye. The dyed particles were washed with water and dried to obtain colored particles. Subsequently, a fluid having the following formulation was prepared and tested in the same manner as in Example 1.
着色粒子 25部 メチルフタリルエチルグリコレート 74部 クエン酸トリエチル 1部 得られた剪断力は、4KV/mmにおいて28gf/cm2であった。
また、この流体は3か月間放置しても粒子の沈降は観察
されなかった。Colored particles 25 parts Methylphthalylethyl glycolate 74 parts Triethyl citrate 1 part The obtained shear force was 28 gf / cm 2 at 4 KV / mm.
In addition, no sedimentation of particles was observed when the fluid was left for 3 months.
本発明の電場応答性流体によれば下記のような効果が
もたらされる。According to the electric field responsive fluid of the present invention, the following effects can be obtained.
(1)四級アンモニウムイオンを含有する重合体架橋物
を粒子として用いるため、比較的低い電界においても大
きな剪断力が得られると同時に、イオン密度を2.0ミリ
当量/g以下に保つことにより電界の印加による放電の防
止、粒子の低比重化が達成できる。(1) Since a polymer crosslinked product containing quaternary ammonium ions is used as particles, a large shearing force can be obtained even at a relatively low electric field, and at the same time, the ion density can be maintained at 2.0 meq / g or less. Prevention of discharge by application and reduction of specific gravity of particles can be achieved.
(2)比較的に完全性、安定性があり、電気抵抗が高
く、かつ比重が大きい液媒体と低比重の粒子とを組合せ
たことにより、流体の長期保存による粒子の沈降の防止
と、信頼性、安全性の向上が可能となる。(2) The combination of a liquid medium having relatively high integrity, high electrical resistance, high specific gravity, and low specific gravity, prevents particles from settling due to long-term storage of the fluid, and ensures reliability. And safety can be improved.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10N 40:14 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 105/74,105/36 C10M 105/38,107/42 C10N 40:14 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI C10N 40:14 (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) C10M 105 / 74,105 / 36 C10M 105 / 38,107 / 42 C10N 40: 14
Claims (2)
モニウム基を有するポリスチレン架橋物の誘導体からな
る粒子がリン酸エステル、グルコール酸エステル、クエ
ン酸エステル、グリコール誘導体及びジエチレングリコ
ールエステルより選ばれる化合物を主体とした液媒体中
に懸濁又は分散されていることを特徴とする電場応答性
流体。1. A particle comprising a derivative of a crosslinked polystyrene having a quaternary ammonium group of not more than 2.0 meq / g is a compound selected from phosphate esters, glycolates, citrates, glycol derivatives and diethylene glycol esters. An electro-responsive fluid which is suspended or dispersed in a liquid medium mainly used.
ル、リン酸トリフェニル、リン酸フェニル−o−キセニ
ル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリキシレニ
ル、グリコール酸エステルがエチルフタリルエチルグル
コレート、メチルフタリルエチルグルコレート、ブチル
フタリルブチルグリコレート、クエン酸エステルがクエ
ン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、グリコ
ール誘導体がグリセリントリアセテート、グリセリント
リブチレート、ジエチレングリコールエステルがジエチ
レングリコールベンゾエートの中からそれぞれ選ばれる
化合物である請求項1に記載の電場応答性流体。2. The phosphoric acid ester is tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, phenyl-o-xenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, trixylenyl phosphate, and glycolic acid ester is ethylphthalylethyl glucorate, methyl Phthalyl ethyl glucorate, butyl phthalyl butyl glycolate, citrate ester is triethyl citrate, acetyl citrate triethyl, glycol derivative is glycerin triacetate, glycerin tributyrate, diethylene glycol ester is a compound each selected from diethylene glycol benzoate An electroactive fluid according to claim 1.
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---|---|---|---|
JP32030389A JP2920196B2 (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Electric field responsive fluid |
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JP32030389A JP2920196B2 (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Electric field responsive fluid |
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JP3352759B2 (en) * | 1993-06-16 | 2002-12-03 | 日本メクトロン株式会社 | Manufacturing method of electrorheological fluid |
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- 1989-12-07 JP JP32030389A patent/JP2920196B2/en not_active Expired - Fee Related
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