JP3095868B2 - Electrorheological fluid composition - Google Patents

Electrorheological fluid composition

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JP3095868B2
JP3095868B2 JP7754092A JP7754092A JP3095868B2 JP 3095868 B2 JP3095868 B2 JP 3095868B2 JP 7754092 A JP7754092 A JP 7754092A JP 7754092 A JP7754092 A JP 7754092A JP 3095868 B2 JP3095868 B2 JP 3095868B2
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龍司 相澤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電気粘性流体組成物に関
するものである。更に詳しくは、比較的弱い電場を印加
することによっても大きいなせん断応力を発生し、その
際に流れる電流密度が小さく、かつ発生したせん断応力
および電流密度の経時安定性に優れた電気粘性流体組成
物に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electrorheological fluid composition. More specifically, an electrorheological fluid composition that generates a large shear stress even when a relatively weak electric field is applied, the current density flowing at that time is small, and the generated shear stress and the current density have excellent stability over time. It is about things.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気粘性流体とは、例えば電気絶縁性分
散媒中に誘電体からなる分散相粒子を分散して得られ、
そのレオロジー的或いは流れ性質が電場変化を加えるこ
とにより粘塑性型の性質に変わる流体であり、一般に外
部電場を印加した際に粘度が著しく上昇し大きいせん断
応力を誘起する、いわゆるウィンズロー効果を示す流体
として知られている。このウィンズロー効果は応答性が
速いという特徴を有することから、電気粘性流体はクラ
ッチ、ブレーキ、エンジンマウント、ダンパ、バルブ、
ショックアブソーバ、アクチュエータ等の各種デバイス
や電気粘性流体インクジェット等への応用が試みられて
いる。
2. Description of the Related Art An electrorheological fluid is obtained by, for example, dispersing dispersed phase particles made of a dielectric in an electrically insulating dispersion medium.
A fluid whose rheological or flow properties change to a viscoplastic type property by applying an electric field change.In general, when an external electric field is applied, the viscosity significantly increases and a large shear stress is induced, so-called Winslow effect Also known as fluid. Since this Winslow effect has the characteristic of quick response, the electrorheological fluid is used for clutches, brakes, engine mounts, dampers, valves,
Applications to various devices such as shock absorbers and actuators and electrorheological fluid ink jets have been attempted.

【0003】電気粘性流体は、分散相粒子、電気絶縁性
分散媒および必要に応じて加えられる分散剤からなる組
成物であり、例えばシリコーンオイル、塩化ジフェニ
ル、トランス油等の電気絶縁性分散媒中にセルロース、
でんぷん、シリカゲル、イオン交換樹脂、ゼオライト等
といった分散相粒子を分散したものが知られている。
[0003] An electrorheological fluid is a composition comprising dispersed phase particles, an electrically insulating dispersion medium and a dispersant added as required. For example, an electrorheological fluid such as silicone oil, diphenyl chloride, or trans oil is used. To cellulose,
What disperse | distributed the disperse phase particle | grains, such as a starch, a silica gel, an ion exchange resin, and zeolite, is known.

【0004】しかしながら、未だ実用化されている電気
粘性流体はなく、現在もなお、電気粘性流体に電場を印
加した際に得られるせん断応力値やその際の電流密度お
よびこれらの経時安定性の改良に関する研究開発が活発
に行われている。例えば分散相粒子に関する研究開発で
は、ポリ(アセン−キノン)等の有機半導体粒子を分散
相粒子として用いる流体(特開昭61−216202号
公報)、有機固体粒子を中心としてその表面に導電性薄
膜層および電気絶縁性薄膜層が形成された3層構造から
なる誘電体粒子を分散相粒子として用いる流体(特開昭
63−97694号公報)、樹脂中にカーボンブラック
等の導電体粒子が分散されてなる誘電体粒子を分散相粒
子として用いる流体(特開平1−236291号公報)
等が提案されている。
[0004] However, no electrorheological fluid has been put into practical use yet, and even today, the shear stress value obtained when an electric field is applied to the electrorheological fluid, the current density at that time, and the improvement of their temporal stability are improved. Active research and development is ongoing. For example, in research and development relating to dispersed phase particles, a fluid using organic semiconductor particles such as poly (acene-quinone) as dispersed phase particles (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-216202), a conductive thin film mainly on organic solid particles, Fluid (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-97694) using dielectric particles having a three-layer structure having a layer and an electrically insulating thin film layer as dispersed phase particles, and conductive particles such as carbon black dispersed in a resin. Using dispersed dielectric particles as dispersed phase particles (JP-A-1-236291)
Etc. have been proposed.

【0005】ところが、電気絶縁性分散媒については、
そのようなせん断応力や電流密度およびそれらの経時安
定性の改良を目的とした研究開発はこれまで提案されて
おらず、分散媒の分散媒の比重を大きくすることで分散
相粒子との比重差を小さくし分散相粒子の沈降を防ぐと
いう視点からの研究がなされているに過ぎなかった。
However, regarding the electrically insulating dispersion medium,
Research and development aimed at improving such shear stress, current density and their temporal stability have not been proposed so far, and by increasing the specific gravity of the dispersion medium of the dispersion medium, the specific gravity difference with the dispersed phase particles is increased. Research has only been conducted from the viewpoint of reducing the particle size and preventing sedimentation of the dispersed phase particles.

【0006】一方、電気粘性流体の電気絶縁性分散媒と
して一般に用いられるシリコーンオイルは、電場を印加
した際に発生するせん断応力値やその際に流れる電流密
度およびこれらの経時安定性について検討を行ったとこ
ろ、せん断応力値および電流密度の経時安定性に関する
特性が必ずしも十分なものでなく、それらの特性に優れ
た電気粘性流体を与える分散媒が要望されている。
On the other hand, for silicone oil, which is generally used as an electrically insulating dispersion medium for an electrorheological fluid, the value of the shear stress generated when an electric field is applied, the current density flowing at that time, and the stability over time are studied. However, the properties relating to the temporal stability of the shear stress value and the current density are not always sufficient, and a dispersion medium that provides an electrorheological fluid excellent in those properties has been demanded.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気絶縁性
分散媒に関する前記要望に答えるものである。すなわ
ち、本発明の目的は、電場を印加することで大きなせん
断応力を発生し、その際に流れる電流密度が小さく、か
つ発生したせん断応力および電流密度の経時安定性に優
れた電気粘性流体組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention addresses the above need for an electrically insulating dispersion medium. That is, an object of the present invention is to generate an electro-rheological fluid composition which generates a large shear stress by applying an electric field, the current density flowing at that time is small, and the generated shear stress and the current density have excellent stability over time. Is to provide.

【0008】しかも本発明は、樹脂やゴムを侵さず引火
点が高く難燃性であるといったシリコーンオイルを分散
媒としてなる電気粘性流体の優れた性質を何ら損なうこ
となく、前記した特性を飛躍的に向上させた電気粘性流
体組成物を提供するものである。
Further, the present invention dramatically improves the above-mentioned properties without impairing the excellent properties of an electrorheological fluid using silicone oil as a dispersion medium, which does not attack resins and rubbers and has a high flash point and is flame-retardant. It is intended to provide an electrorheological fluid composition which has been improved.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、分散相粒子と
電気絶縁性分散媒とからなる電気粘性流体組成物におい
て、電気絶縁性分散媒としてシリコーンオイル(A)7
5〜99重量%および下記の炭化水素化合物(B)1〜
25重量%を必須成分として含み必要に応じてその他の
電気絶縁性化合物(C)を加えてなる混合分散媒を用い
てなる電気粘性流体組成物に関するものである。
According to the present invention, there is provided an electrorheological fluid composition comprising dispersed phase particles and an electrically insulating dispersion medium, wherein silicone oil (A) 7 is used as the electrically insulating dispersion medium.
5 to 99% by weight and the following hydrocarbon compounds (B)
The present invention relates to an electrorheological fluid composition using a mixed dispersion medium containing 25% by weight as an essential component and optionally adding another electrically insulating compound (C).

【0010】[0010]

【作用】本発明で用いられるシリコーンオイル(A)と
しては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェ
ニルシリコーンオイル、フロロシリコーンオイル等を挙
げることができるが、25℃での動粘度が100cSt
以下のシリコーンオイルであることが好ましい。
The silicone oil (A) used in the present invention includes, for example, dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, fluorosilicone oil and the like. The kinematic viscosity at 25 ° C. is 100 cSt.
The following silicone oils are preferred.

【0011】本発明で用いられる炭化水素化合物(B)
としては、水素原子および炭素原子のみから構成されて
おり、芳香族二重結合、アルケン類二重結合、アルキン
類三重結合等のいわゆるsp,sp2 混成軌道を形成す
る炭素間結合を分子中に少なくとも1個有し且つシリコ
ーンオイル(A)に溶解して混合分散媒を形成するもの
であ、例えば1−デセン、1−ドデセン等の長鎖アル
ケン類;ジフェニルメタン、1,2−ジフェニルエタ
ン、メチルビフェニル、エチルビフェニル;ヘキシルベ
ンゼン、ドデシルベンゼン、ドデシルナフタレン等の長
鎖アルキル芳香族炭化水素類;ポリブテン、ポリブタジ
エン、ポリα−オレフィン等の分子内に不飽和結合を有
する炭化水素系重合体等を必須成分として挙げることが
でき、これらの中から1種または2種以上選んで用いる
ことができる。
The hydrocarbon compound (B) used in the present invention
Is composed of only a hydrogen atom and a carbon atom, and a carbon-carbon bond forming a so-called sp, sp 2 hybrid orbital, such as an aromatic double bond, an alkene double bond, or an alkyne triple bond, is contained in a molecule. all SANYO to form a mixed dispersion medium by dissolving at least one has and silicone oil (a), for example 1-decene, long chain alkenes such as 1-dodecene; diphenylmethane, 1,2-diphenylethane, Methyl biphenyl, ethyl biphenyl; long-chain alkyl aromatic hydrocarbons such as hexylbenzene, dodecylbenzene, dodecylnaphthalene; hydrocarbon polymers having an unsaturated bond in a molecule such as polybutene, polybutadiene, and poly-α-olefin; It can be mentioned as an essential component, and one or more of these can be selected and used.

【0012】本発明で用いられる混合分散媒におけるシ
リコーンオイル(A)および炭化水素化合物(B)の配
合割合は、シリコーンオイル(A)75〜99重量%お
よび炭化水素化合物(B)1〜25重量%の割合であ
り、特に好ましくはシリコーンオイル(A)85〜95
重量%および炭化水素化合物(B)5〜15重量%の割
合である。炭化水素化合物(B)の使用量が1重量%未
満では、せん断応力や電流密度およびそれらの経時安定
性に関する特性に優れた電気粘性流体が得られない。ま
た25重量%を越える割合で多量に使用しても前記した
特性の改良は認められず、逆に引火点の低下を招き、電
気粘性流体の実用上問題となることがある。
The mixing ratio of the silicone oil (A) and the hydrocarbon compound (B) in the mixed dispersion medium used in the present invention is 75 to 99% by weight of the silicone oil (A) and 1 to 25% by weight of the hydrocarbon compound (B). %, Particularly preferably silicone oil (A) 85-95.
% By weight and 5 to 15% by weight of the hydrocarbon compound (B). If the amount of the hydrocarbon compound (B) used is less than 1% by weight, an electrorheological fluid excellent in properties relating to shear stress, current density, and their temporal stability cannot be obtained. Even when used in a large amount at a proportion exceeding 25% by weight, the above-mentioned properties are not improved, and on the contrary, the flash point is lowered, which may cause a practical problem of the electrorheological fluid.

【0013】本発明における混合分散媒には、シリコー
ンオイル(A)および炭化水素化合物(B)以外の電気
絶縁性化合物(C)を配合することができ、その構成割
合は混合分散媒中24重量%以下であることが好まし
い。このようなその他の化合物(C)としては、例え
ば、ドデカン、流動パラフィン等の脂肪族炭化水素;ク
ロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロナフタレン、ク
ロロデカン等のハロゲン化炭化水素;ポリアルキレング
リコール、ポリオールエステル、ジエステル、ポリフェ
ニルエステル、燐酸エステル等を挙げることができる。
In the mixed dispersion medium of the present invention, an electrically insulating compound (C) other than the silicone oil (A) and the hydrocarbon compound (B) can be blended. % Is preferable. Examples of such other compounds (C) include aliphatic hydrocarbons such as dodecane and liquid paraffin; halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene, bromobenzene, chloronaphthalene and chlorodecane; polyalkylene glycols, polyol esters, diesters, Examples thereof include polyphenyl esters and phosphoric esters.

【0014】本発明におけるシリコーンオイル(A)お
よび炭化水素化合物(B)を必須成分としてなる混合分
散媒には、必要に応じて酸化防止剤、金属腐食防止剤、
流動点降下剤等を加えることができるが、混合分散媒の
25℃での動粘度が100cSt以下で引火点が150
℃以上となるように調製することが好ましい。混合分散
媒の動粘度が100cStを越えると、前記した特性の
バランスを欠いた電気粘性流体となることがある。
The mixed dispersion medium comprising the silicone oil (A) and the hydrocarbon compound (B) as essential components in the present invention may optionally contain an antioxidant, a metal corrosion inhibitor,
A pour point depressant or the like can be added, but the kinematic viscosity at 25 ° C. of the mixed dispersion medium is 100 cSt or less and the flash point is 150
It is preferable that the temperature be adjusted to not less than ° C. If the kinematic viscosity of the mixed dispersion medium exceeds 100 cSt, an electrorheological fluid may be obtained which lacks the balance of the above-described characteristics.

【0015】本発明で使用することのできる分散相粒子
とは、電気粘性効果の発現に直接関与する誘電体粒子で
ある。このような誘電体粒子としては、例えばデンプ
ン、セルロース、イオン交換樹脂、スルホン酸基含有ポ
リスチレン系重合体粒子などの親水性基を有する有機物
粒子;シリカ、アルミナ等の親水性無機物粒子;有機固
体粒子を中心としてその表面に導電性薄膜層を形成し、
更に電気絶縁性薄膜層の形成された3層構造からなる粒
子、アルミニウムなどの導電体粒子の表面に薄膜絶縁膜
を形成した粒子、樹脂中にカーボンブラック等の導電体
粒子が分散されてなる粒子などの複合体粒子;ポリ(ア
セン−キノン)等の有機半導体粒子;チタン酸バリウ
ム、酒石酸リチウム等の強誘電体粒子等が挙げられる。
上記した誘電体粒子の中でも、電場を印加した際に得ら
れるせん断応力値が大きいこと、その際に流れる電流密
度が小さいことおよびこれらの経時安定性に優れている
ことから、スルホン酸基含有ポリスチレン系重合体粒子
の使用が好ましい。
The dispersed phase particles that can be used in the present invention are dielectric particles that directly contribute to the development of the electrorheological effect. Examples of such dielectric particles include organic particles having a hydrophilic group such as starch, cellulose, ion exchange resin, and sulfonic acid group-containing polystyrene-based polymer particles; hydrophilic inorganic particles such as silica and alumina; and organic solid particles. A conductive thin film layer is formed on the surface around
Further, particles having a three-layer structure in which an electrically insulating thin film layer is formed, particles in which a thin film insulating film is formed on the surface of conductive particles such as aluminum, and particles in which conductive particles such as carbon black are dispersed in a resin. Composite semiconductor particles; organic semiconductor particles such as poly (acene-quinone); and ferroelectric particles such as barium titanate and lithium tartrate.
Among the above-mentioned dielectric particles, the sulfonic acid group-containing polystyrene has a large shear stress value obtained when an electric field is applied, a low current density flowing at that time, and excellent stability over time. The use of polymer particles is preferred.

【0016】分散相粒子の形状および平均粒子径は、球
状あるいは楕円球状で1〜50μmであることが好まし
い。分散相粒子の形状が球状あるいは楕円球状以外の形
状の場合には、調製された電気粘性流体組成物に電場を
印加した際に大きなせん断応力が得られないという問題
点や電場を印加し続けた状態での経時安定性が乏しくな
るという問題点が起こることがある。また分散相粒子の
平均粒子径が1μm未満の場合には、調製された電気粘
性流体組成物に電場を印加した際に大きなせん断応力が
得られないという問題点が起こり、50μmを超える場
合には、調製された電気粘性流体組成物にある一定の電
場を印加した際に得られるせん断応力値が不規則とな
り、安定しにくいという問題点が起こることがある。
The shape and the average particle size of the dispersed phase particles are preferably spherical or elliptical spherical and 1 to 50 μm. In the case where the shape of the dispersed phase particles is other than spherical or elliptical spherical, the problem that a large shear stress cannot be obtained when an electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition or the electric field was continuously applied. There may be a problem that the stability over time in the state is poor. When the average particle diameter of the dispersed phase particles is less than 1 μm, a problem occurs that a large shear stress cannot be obtained when an electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition. In addition, when a certain electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition, a shear stress value obtained becomes irregular, which may cause a problem that stability is difficult.

【0017】本発明の電気粘性流体組成物は、分散相粒
子を前記した混合分散媒中に分散させてなり、組成物中
における分散相粒子と混合分散媒との配合割合は、前者
100重量部に対し、後者50〜500重量部であるこ
とが好ましい。分散媒の量が500重量部を越える場
合、調製された電気粘性流体組成物に電場を印加した際
に得られるせん断応力が十分に大きくならないことがあ
る。また、分散媒の量が50重量部未満の場合、調製さ
れた組成物自体の流動性が低下して、電気粘性流体とし
ての使用が難しくなることがある。
The electrorheological fluid composition of the present invention is obtained by dispersing dispersed phase particles in the mixed dispersion medium described above, and the mixing ratio of the dispersed phase particles to the mixed dispersion medium in the composition is 100 parts by weight of the former. In contrast, the latter is preferably 50 to 500 parts by weight. When the amount of the dispersion medium exceeds 500 parts by weight, the shear stress obtained when an electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition may not be sufficiently large. In addition, when the amount of the dispersion medium is less than 50 parts by weight, the fluidity of the prepared composition itself is reduced, and it may be difficult to use the composition as an electrorheological fluid.

【0018】本発明では、分散相粒子の混合分散媒への
分散性向上や電気粘性流体組成物の粘度調節あるいはせ
ん断応力向上のために、例えば界面活性剤、高分子分散
剤、高分子増粘剤等の各種添加剤を組成物中に添加する
ことができる。
In the present invention, for example, a surfactant, a polymer dispersant, and a polymer thickener may be used to improve the dispersibility of the dispersed phase particles in the mixed dispersion medium, to adjust the viscosity of the electrorheological fluid composition, or to increase the shear stress. Various additives such as agents can be added to the composition.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明の範囲がこれら実施例のみに限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited only to these examples.

【0020】[0020]

【参考例1】撹拌機、還流冷却機および温度計を備えた
3リットルの四つ口セパラブルフラスコに水1.2リッ
トルを仕込み、そこへポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル硫酸エステル塩(第一工業製薬(株)製、ハ
イテノールN−08)1.8gを分散した後、更にスチ
レン284g、工業用ジビニルベンゼン(和光純薬工業
(株)製、ジビニルベンゼン55重量%、エチルスチレ
ン35重量%等の混合物)16gおよびアゾビスイソブ
チロニトリル5gからなる混合物を加えた。その後、分
散機を用いて4000rpmの撹拌速度でフラスコ内の
内容物を分散させ粒径規制を行った。次いで65℃で2
時間重合した後、さらに重合温度を90℃まで昇温し6
時間加熱した。反応終了後、得られた固形物を濾別し水
で洗浄することなく、熱風乾燥器を用いて80℃で12
時間乾燥し、球状の重合架橋体{以下、これを重合架橋
体(1)という。}291gを得た。
Reference Example 1 1.2 liters of water was charged into a 3 liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, and polyoxyethylene nonyl phenyl ether sulfate (Daiichi Kogyo) After dispersing 1.8 g of Hytenol N-08 (manufactured by Pharmaceutical Co., Ltd.), 284 g of styrene and industrial divinylbenzene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 55 wt% of divinylbenzene, 35 wt% of ethylstyrene, etc.) A mixture consisting of 16 g) and 5 g of azobisisobutyronitrile was added. Thereafter, the contents in the flask were dispersed at a stirring speed of 4000 rpm using a disperser to control the particle size. Then 2 at 65 ° C
After polymerization for an hour, the polymerization temperature was further raised to 90 ° C.
Heated for hours. After completion of the reaction, the obtained solid was filtered and washed with water at 80 ° C. for 12 hours without washing with water.
After drying for a time, the spherical crosslinked polymer (hereinafter referred to as "polymerized crosslinked polymer (1)"). } 291 g were obtained.

【0021】撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた
2リットルの四つ口セパラブルフラスコに重合架橋体
(1)50gを仕込み、反応容器を氷浴で0℃に冷却し
た。そこへ発煙硫酸500gを加え、均一な分散液とし
た。このまま12時間撹拌した後、氷浴を取り外し、8
0℃で3時間加熱・撹拌し、スルホン化反応を行った。
その後、反応混合物を0℃の水中に注ぎ、濾別した後、
水で洗浄した。得られた固形物を10重量%水酸化ナト
リウム水溶液310mlで中和した後、水で十分に洗浄
した。次いで、真空乾燥機を用いて、80℃で10時間
乾燥し、102gの球状のスルホン化重合体からなる分
散相粒子{以下、これを分散相粒子(1)という。}を
得た。
A 2-liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, thermometer and dropping funnel was charged with 50 g of the crosslinked polymer (1), and the reaction vessel was cooled to 0 ° C. in an ice bath. 500 g of fuming sulfuric acid was added thereto to obtain a uniform dispersion. After stirring for 12 hours in this state, the ice bath was removed and 8
The mixture was heated and stirred at 0 ° C. for 3 hours to carry out a sulfonation reaction.
Thereafter, the reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered,
Washed with water. The obtained solid was neutralized with a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution (310 ml), and then sufficiently washed with water. Next, it is dried at 80 ° C. for 10 hours using a vacuum drier, and the dispersed phase particles composed of 102 g of a spherical sulfonated polymer are hereinafter referred to as dispersed phase particles (1). I got}.

【0022】得られた分散相粒子(1)の平均粒子径を
粒度分布測定装置を用いて測定したところ、20μmで
あった。分散相粒子(1)のイオン交換容量を中和滴定
法および元素分析法により定量したところ、中和滴定法
では5.5mg当量/g、元素分析法では5.6mg当
量/gであった。分散相粒子(1)中の含水量をカール
フィッシャー水分計を用いて測定したところ、2.4重
量部であった。
The average particle size of the obtained dispersed phase particles (1) was measured using a particle size distribution analyzer, and was found to be 20 μm. When the ion exchange capacity of the dispersed phase particles (1) was quantified by neutralization titration and elemental analysis, it was 5.5 mg equivalent / g by neutralization titration and 5.6 mg equivalent / g by elemental analysis. The water content in the dispersed phase particles (1) was measured using a Karl Fischer moisture meter, and was 2.4 parts by weight.

【0023】[0023]

【参考例2】撹拌機、還流冷却機および温度計を備えた
3リットルの四つ口セパラブルフラスコに水1.2リッ
トルを仕込み、そこへポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル硫酸エステル塩(第一工業製薬(株)製、ハ
イテノールN−08)1.8gを分散した後、更にアク
リル酸エチル280g、工業用ジビニルベンゼン(和光
純薬工業(株)製、ジビニルベンゼン55重量%、エチ
ルスチレン35重量%等の混合物)20gおよび過酸化
ベンゾイル10gからなる混合物を加えた。その後、4
000rpmの撹拌速度でフラスコ内の内容物を分散さ
せ、75℃で1時間重合した。さらに重合温度を95℃
まで昇温し4時間加熱した。得られた固形物を濾別し、
十分に水洗した後、熱風乾燥器を用いて80℃で12時
間乾燥し、球状の重合架橋体(2)286gを得た。
Reference Example 2 1.2 liters of water was charged into a 3 liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, and polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate (Daiichi Kogyo) After dispersing 1.8 g of Hytenol N-08 (manufactured by Pharmaceutical Co., Ltd.), 280 g of ethyl acrylate, industrial divinylbenzene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 55% by weight of divinylbenzene, 35% by weight of ethylstyrene) % Of a mixture) and 10 g of benzoyl peroxide. Then 4
The contents in the flask were dispersed at a stirring speed of 000 rpm, and polymerized at 75 ° C. for 1 hour. Further, the polymerization temperature is 95 ° C.
And heated for 4 hours. The solid obtained is filtered off,
After sufficiently washing with water, the resultant was dried at 80 ° C. for 12 hours using a hot-air drier to obtain 286 g of a spherical polymer crosslinked product (2).

【0024】撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた
2リットルの四つ口セパラブルフラスコに重合架橋体
(2)50gを仕込み、予め水酸化ナトリウム60gを
溶かしたエタノール1リットルを加えて均一な分散液と
した。次いで、還流温度に昇温し反応混合物を還流しな
がら6時間加熱・撹拌し、加水分解反応を行った。その
後、反応混合物を0℃の水中に注ぎ、濾別した後、水で
洗浄した。次いで、真空乾燥機を用いて、80℃で10
時間乾燥し、球状のポリアクリル酸ナトリウム重合体か
らなる分散相粒子{以下、これを分散相粒子(2)とい
う}を得た。
In a 2-liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel, 50 g of the crosslinked polymer (2) was charged, and 1 liter of ethanol in which 60 g of sodium hydroxide was previously dissolved was added. A dispersion was obtained. Next, the temperature was raised to the reflux temperature, and the reaction mixture was heated and stirred for 6 hours while refluxing, thereby performing a hydrolysis reaction. Thereafter, the reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered, and washed with water. Next, 10 seconds at 80 ° C. using a vacuum dryer.
After drying for a time, dispersed phase particles composed of a spherical sodium polyacrylate polymer (hereinafter referred to as dispersed phase particles (2)) were obtained.

【0025】得られた分散相粒子(2)の平均粒子径を
粒度分布測定装置を用いて測定したところ、15μmで
あった。ポリアクリル酸ナトリウム粒子中のイオン交換
容量を中和滴定法および元素分析法により定量したとこ
ろ、中和滴定法9.8mg当量/g、元素分析法では
9.7mg当量/gであった。分散相粒子(2)中の含
水量をカールフィッシャー水分計を用いて測定したとこ
ろ7.5重量部であった。
When the average particle size of the obtained dispersed phase particles (2) was measured by using a particle size distribution analyzer, it was 15 μm. When the ion exchange capacity in the sodium polyacrylate particles was determined by neutralization titration and elemental analysis, it was 9.8 mg equivalent / g by neutralization titration and 9.7 mg equivalent / g by elemental analysis. When the water content in the dispersed phase particles (2) was measured using a Karl Fischer moisture meter, it was 7.5 parts by weight.

【0026】[0026]

【実施例1】参考例1で得られた分散相粒子(1)30
重量部をジメチルシリコーンオイル(信越化学(株)製
KF96−20cS)63重量部およびドデシルベンゼ
ン7重量部からなる25℃における動粘度18cStの
混合分散媒中に分散し、本発明の電気粘性流体組成物
(1){以下、これを流体組成物(1)という}を調製
した。
Example 1 Dispersed phase particles (1) 30 obtained in Reference Example 1
Parts by weight of a dimethyl silicone oil (KF96-20cS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 63 parts by weight of dodecylbenzene in a mixed dispersion medium having a kinematic viscosity of 18 cSt at 25 ° C. A product (1) {hereinafter referred to as a fluid composition (1)} was prepared.

【0027】[0027]

【実施例2】参考例1で得られた分散相粒子(1)30
重量部をジメチルシリコーンオイル(信越化学(株)製
KF96−50cS)65重量部およびp−エチルビフ
ェニル5重量部からなる25℃における動粘度43cS
tの混合分散媒中に分散し、本発明の電気粘性流体組成
物(2){以下、これを流体組成物(2)という}を調
製した。
Example 2 Dispersed phase particles (1) 30 obtained in Reference Example 1
A kinetic viscosity at 25 ° C of 43 cS consisting of 65 parts by weight of dimethyl silicone oil (KF96-50cS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 5 parts by weight of p-ethylbiphenyl was used.
The dispersion was dispersed in the mixed dispersion medium of Example 1 to prepare an electrorheological fluid composition (2) of the present invention {hereinafter referred to as a fluid composition (2)}.

【0028】[0028]

【実施例3】参考例1で得られた分散相粒子(1)30
重量部をジメチルシリコーンオイル(信越化学(株)製
KF96−50cS)60重量部、メチルフェニルシリ
コーンオイル(信越化学(株)製KF−54)3重量
部、1−ドデセン7重量部からなる25℃における動粘
度50cStの混合分散媒中に分散し、本発明の電気粘
性流体組成物(3){以下、これを流体組成物(3)と
いう}を調製した。
Example 3 Dispersed phase particles (1) 30 obtained in Reference Example 1
25 parts by weight of 60 parts by weight of dimethyl silicone oil (KF96-50cS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 3 parts by weight of methylphenyl silicone oil (KF-54 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and 7 parts by weight of 1-dodecene Was dispersed in a mixed dispersion medium having a kinematic viscosity of 50 cSt to prepare an electrorheological fluid composition (3) of the present invention {hereinafter referred to as a fluid composition (3)}.

【0029】[0029]

【実施例4】参考例2で得られた分散相粒子(2)30
重量部をジメチルシリコーンオイル(信越化学(株)製
KF96−20cS)63重量部、ドデシルベンゼン5
重量部および1,2−ジフェニルエタン2重量部からな
る25℃における動粘度18cStの混合分散媒中に分
散し、本発明の電気粘性流体組成物(4){以下、これ
を流体組成物(4)という}を調製した。
Example 4 Dispersed phase particles (2) 30 obtained in Reference Example 2
63 parts by weight of dimethyl silicone oil (KF96-20cS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 5 parts by weight of dodecylbenzene 5
The electrorheological fluid composition (4) of the present invention was dispersed in a mixed dispersion medium having a kinematic viscosity of 18 cSt at 25 ° C. consisting of 2 parts by weight of 1,2-diphenylethane and 2 parts by weight of 1,2-diphenylethane. ) Was prepared.

【0030】[0030]

【実施例5】参考例2で得られた分散相粒子(2)30
重量部をジメチルシリコーンオイル(信越化学(株)製
KF96−20cS)65重量部およびポリブテン(日
本石油化学(株)製LV−10)5重量部からなる25
℃における動粘度16cStの混合分散媒中に分散し、
本発明の電気粘性流体組成物(5){以下、これを流体
組成物(5)という}を調製した。
Example 5 Dispersed phase particles (2) 30 obtained in Reference Example 2
25 parts by weight of 65 parts by weight of dimethyl silicone oil (KF96-20cS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 5 parts by weight of polybutene (LV-10 manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.)
Dispersed in a mixed dispersion medium having a kinematic viscosity at 16 ° C. of 16 cSt,
An electrorheological fluid composition (5) of the present invention (hereinafter referred to as a fluid composition (5)) was prepared.

【0031】[0031]

【比較例1】参考例1で得られた分散相粒子(1)30
重量部をジメチルシリコーンオイル(信越化学(株)製
KF96−20cS)70重量部中に分散し、比較用の
電気粘性流体組成物(1){以下、これを比較流体組成
物(1)という}を調製した。
Comparative Example 1 Dispersed phase particles (1) 30 obtained in Reference Example 1
Parts by weight were dispersed in 70 parts by weight of dimethyl silicone oil (KF96-20cS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and an electrorheological fluid composition for comparison (1) {hereinafter referred to as a comparative fluid composition (1)}. Was prepared.

【0032】[0032]

【比較例2】参考例1で得られた分散相粒子(1)30
重量部をジメチルシリコーンオイル(信越化学(株)製
KF96−50cS)70重量部中に分散し、比較用の
電気粘性流体組成物(2){以下、これを比較流体組成
物(2)という}を調製した。
Comparative Example 2 Dispersed Phase Particles (1) 30 Obtained in Reference Example 1
Parts by weight were dispersed in 70 parts by weight of dimethyl silicone oil (KF96-50cS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and a comparative electrorheological fluid composition (2) (hereinafter referred to as a comparative fluid composition (2)) was used. Was prepared.

【0033】[0033]

【比較例3】参考例1で得られた分散相粒子(2)30
重量部をジメチルシリコーンオイル(信越化学(株)製
KF96−20cS)65重量部およびドデカン5重量
部からなる25℃における動粘度19cStの混合分散
媒中に分散し、比較用の電気粘性流体組成物(3){以
下、これを比較流体組成物(3)という}を調製した。
Comparative Example 3 Dispersed phase particles (2) 30 obtained in Reference Example 1
An electrorheological fluid composition for comparison was prepared by dispersing a part by weight of a dimethyl silicone oil (KF96-20cS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 65 parts by weight and 5 parts by weight of dodecane in a mixed dispersion medium having a kinematic viscosity of 19 cSt at 25 ° C. (3) Hereinafter, {this is referred to as comparative fluid composition (3)} was prepared.

【0034】[0034]

【実施例6】実施例1〜5および比較例1〜3で得られ
た流体組成物(1)〜(5)および比較流体組成物
(1)〜(3)の各々を共軸電場付回転粘度計に入れ、
内/外筒間隙1.0mm、せん断速度400s~1、温度
25℃の条件で交流の外部電場5000V/mm(周波
数:60Hz)を印加した時のせん断応力値(初期値)
およびその際に流れる電流密度(初期値)を測定した。
Example 6 Each of the fluid compositions (1) to (5) and comparative fluid compositions (1) to (3) obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 was rotated with a coaxial electric field. Put in the viscometer,
Shear stress value (initial value) when an external AC electric field of 5000 V / mm (frequency: 60 Hz) is applied under the conditions of an inner / outer cylinder gap of 1.0 mm, a shear rate of 400 s- 1 and a temperature of 25 ° C.
The current density (initial value) flowing at that time was measured.

【0035】また、5000V/mmの外部電場を印加
した状態で、粘度計を25℃にて3日間連続運転を行っ
た後のせん断応力値(3日後値)および電流密度(3日
後値)を測定し、流体組成物の経時安定性を調べた。
The shear stress value (value after 3 days) and the current density (value after 3 days) after continuous operation of the viscometer at 25 ° C. for 3 days with an external electric field of 5000 V / mm were applied. The fluid composition was measured to determine the stability over time.

【0036】それらの結果を表1に示した。The results are shown in Table 1.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】電気粘性流体は、比較的弱い電場で印加し
た際に得られるせん断応力値が大きいというせん断応力
特性に優れたものほど、またそのときに流れる電流密度
が小さいという電流特性に優れたものほど好ましく、せ
ん断応力特性と電流特性が共に優れたものが特に好まし
い。そこでせん断応力特性と電流特性を同時に評価して
優劣を判断するパラメータとして、一定の電場に印加し
た際に得られるせん断応力値とそのときに流れる電流密
度の比、すなわち(せん断応力値)/(電流密度){以
下、この値をZ値という。}が有効である。つまりせん
断応力特性と電流特性が共に優れた電気粘性流体組成物
ではZ値が大きくなる。
An electrorheological fluid is a fluid having excellent shear stress characteristics such that the shear stress value obtained when a relatively weak electric field is applied is large, and the current characteristics such that the current density flowing at that time is small are excellent. It is particularly preferable that both the shear stress characteristic and the current characteristic are excellent. Therefore, as a parameter for judging superiority by simultaneously evaluating the shear stress characteristic and the current characteristic, a ratio of a shear stress value obtained when a constant electric field is applied to a current density flowing at that time, that is, (shear stress value) / ( This value is hereinafter referred to as Z value. } Is effective. That is, an electrorheological fluid composition having both excellent shear stress characteristics and current characteristics has a large Z value.

【0039】流体組成物(1)〜(5)および比較流体
組成物(1)〜(3)の各々に5000V/mm の電
場を印加した際に観測されたせん断応力値と電流密度か
ら求められた各々の流体組成物のZ値の初期値および3
日後値を表1に示した。
Each of the fluid compositions (1) to (5) and the comparative fluid compositions (1) to (3) was determined from the shear stress value and the current density observed when an electric field of 5000 V / mm was applied. Initial value of Z value of each fluid composition and 3
The values after day are shown in Table 1.

【0040】表1から明らかなように、本発明の流体組
成物(1)〜(5)は、比較的弱い電場の印加によって
も大きなせん断応力が得られ、その際に流れる電流密度
が小さいという電流特性に優れかつ発生したせん断応力
および電流密度の経時安定性に非常に優れていた。ま
た、本発明の流体組成物(1)〜(3)は、初期におい
てZ値が2.9以上であり、かつ3日後においてもZ値
は2.9以上であり、せん断応力特性と電流特性の均衡
の経時安定性にも優れた電気粘性流体組成物であること
がわかった。
As apparent from Table 1, the fluid compositions (1) to (5) of the present invention can obtain a large shear stress even when a relatively weak electric field is applied, and the current density flowing at that time is small. The current characteristics were excellent and the shear stress and the current density generated over time were very excellent in stability. In addition, the fluid compositions (1) to (3) of the present invention have a Z value of 2.9 or more at the initial stage, and a Z value of 2.9 or more even after 3 days. It was found that the composition was an electrorheological fluid composition which was also excellent in the stability over time of the balance.

【0041】一方、比較流体組成物(1)〜(3)は、
せん断応力および電流密度の経時安定性において、本発
明の流体組成物に比べて劣っていた。
On the other hand, the comparative fluid compositions (1) to (3)
The stability over time of the shear stress and the current density was inferior to the fluid composition of the present invention.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明は、比較的弱い電場を印加したと
きにでも大きなせん断応力が得られ且つ発生したせん断
応力を長期にわたって維持するという経時安定性に優れ
た電気粘性流体組成物を提供するものであり、こうして
製造された電気粘性流体組成物は、クラッチ、ダンパ
ー、ブレーキ、ショックアブソーバー等へ有効に利用で
きる。
According to the present invention, there is provided an electrorheological fluid composition excellent in stability over time, which can provide a large shear stress even when a relatively weak electric field is applied and maintain the generated shear stress for a long period of time. The electrorheological fluid composition thus produced can be effectively used for clutches, dampers, brakes, shock absorbers and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C10M 107:08 151:02) C10N 20:00 20:02 20:06 40:14 (56)参考文献 特開 平3−35095(JP,A) 特開 平4−28793(JP,A) 特開 平1−275699(JP,A) 特開 平3−84093(JP,A) 特開 昭51−104598(JP,A) 特開 昭54−22600(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10M 107/50 C10M 105/02 - 105/06 C10M 107/08 - 107/10 C10M 151/00 - 151/04 C10N 40:14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C10M 107: 08 151: 02) C10N 20:00 20:02 20:06 40:14 (56) References JP-A-3-35095 JP-A-4-28793 (JP, A) JP-A-1-275699 (JP, A) JP-A-3-84093 (JP, A) JP-A-51-104598 (JP, A) 54-22600 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C10M 107/50 C10M 105/02-105/06 C10M 107/08-107/10 C10M 151/00 -151/04 C10N 40:14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】分散相粒子と電気絶縁性分散媒とからなる
電気粘性流体組成物において、電気絶縁性分散媒として
シリコーンオイル(A)75〜99重量%および炭化水
素化合物(B)1〜25重量%を必須成分として含み必
要に応じてその他の電気絶縁性化合物(C)を加えてな
る混合分散媒を用いてなり、 炭化水素化合物(B)は、長鎖アルケン類、長鎖アルキ
ル芳香族炭化水素類およびポリα−オレフィンからなる
群より選択された少なくとも一つであ る電気粘性流体組
成物。
In an electrorheological fluid composition comprising dispersed phase particles and an electrically insulating dispersion medium, 75 to 99% by weight of silicone oil (A) and 1 to 25 hydrocarbon compounds (B) are used as the electrically insulating dispersion medium. wt% Ri name using a mixed dispersion medium comprising in addition other electrically insulating compound (C) optionally comprises, as essential components, a hydrocarbon compound (B), long-chain alkenes, long-chain alkyl
Consisting of aromatic hydrocarbons and poly-α-olefins
At least one Der Ru electrorheological fluid composition selected from the group.
【請求項2】分散相粒子と電気絶縁性分散媒とからなる
電気粘性流体組成物において、電気絶縁性分散媒として
シリコーンオイル(A)75〜99重量%および炭化水
素化合物(B)1〜25重量%を必須成分として含み必
要に応じてその他の電気絶縁性化合物(C)を加えてな
る混合分散媒を用いてなり、 炭化水素化合物(B)は、1−ドデセン、p−エチルビ
フェニル、1,2−ジフェニルエタン、ドデシルベンゼ
ンおよびポリブテンからなる群より選択された少なくと
も一つである 電気粘性流体組成物。
2. A method comprising: disperse phase particles and an electrically insulating dispersion medium.
In an electrorheological fluid composition, as an electrically insulating dispersion medium
75-99% by weight of silicone oil (A) and hydrocarbon
Element compound (B) must be contained as an essential component in an amount of 1 to 25% by weight.
Add other electrically insulating compounds (C) as necessary.
And a hydrocarbon compound (B) containing 1-dodecene and p-ethylbicarbonate.
Phenyl, 1,2-diphenylethane, dodecylbenze
And at least one selected from the group consisting of
An electrorheological fluid composition.
【請求項3】分散相粒子がスルホン酸基含有ポリスチレ
ン系重合体粒子である請求項1または2記載の電気粘性
流体組成物。
3. The electrorheological fluid composition according to claim 1, wherein the dispersed phase particles are sulfonic acid group-containing polystyrene polymer particles.
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