JP3353926B2 - 防振装置 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、防振装置に関する。よ
り詳しくは、ストラットマウント、エンジンマウント、
ショックアブソーバなどの自動車部品、電子天秤、レー
ザー顕微鏡、トンネル顕微鏡などの防振マット、各種燃
料ポンプや循環ポンプの振動防止材などに好適に使用で
きる防振装置に関する。
り詳しくは、ストラットマウント、エンジンマウント、
ショックアブソーバなどの自動車部品、電子天秤、レー
ザー顕微鏡、トンネル顕微鏡などの防振マット、各種燃
料ポンプや循環ポンプの振動防止材などに好適に使用で
きる防振装置に関する。
【０００２】即ち、本発明の防振装置は、弾性可変材料
に対して瞬間的にあるいは一定の時間内に弾性率を変化
させることにより、予測し難い、あるいは予測可能な振
動や衝撃等を制御する防振装置に関する。
に対して瞬間的にあるいは一定の時間内に弾性率を変化
させることにより、予測し難い、あるいは予測可能な振
動や衝撃等を制御する防振装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】本明細書において弾性率可変材料とは、
外部電場の作用により弾性率を速やかに変化できる機能
を有する高分子材料をいう。すなわち、弾性率可変材料
は、負荷される電気エネルギーを、力学エネルギーに変
換し材料の弾性率を可逆的に変えることができる材料を
いう。このため、弾性率可変材料は、外部振動などのエ
ネルギーを吸収または制振することが可能である。
外部電場の作用により弾性率を速やかに変化できる機能
を有する高分子材料をいう。すなわち、弾性率可変材料
は、負荷される電気エネルギーを、力学エネルギーに変
換し材料の弾性率を可逆的に変えることができる材料を
いう。このため、弾性率可変材料は、外部振動などのエ
ネルギーを吸収または制振することが可能である。
【０００４】自動車にかかる振動は、大きく分けて凹凸
のひどい路面における低周波の大きな振動と、高速走行
における高周波の微小振動とがある。これらの振動を抑
制または吸収して車輌の乗り心地を快適にし、また操縦
安定性を向上させることが望まれている。車輌の走行状
態に応じて振動吸収能力を変化させ得る材料を用いた自
動車部品、たとえば、筒状防振ブッシュ（特開平４−１
０７３３４号公報）が提案されている。また、振動吸収
能力を変化させ得る材料として電場の作用により弾性率
が変化する弾性率可変材料（特開平１−２２７８１７号
公報）の提案がある。磁場の作用により弾性率を変化さ
せる材料も提案されている（特願平３−２０８４７４
号）。これらの弾性率可変材料は粒子分散型高分子材料
であって、電磁場の作用により分散粒子が分極および粒
子間の双極子−双極子相互作用に基づく結合が生まれる
ことにより弾性率が増加するものである。また、電場の
作用により粘性を増加する懸濁液（電気粘性流体）（た
とえば特開昭６１−２１６２０２号公報、特開平１−１
３９６３９号公報）も知られている。この電気粘性流体
も、分散した微粒子間に外部電場の作用により結合力が
生まれることにより見かけ上弾性率が増加する。したが
って、上記の車輌用防振ブッシュだけではなく、ストラ
ットマウント、エンジンマウントやショックアブソーバ
などへも使用できるとされている。
のひどい路面における低周波の大きな振動と、高速走行
における高周波の微小振動とがある。これらの振動を抑
制または吸収して車輌の乗り心地を快適にし、また操縦
安定性を向上させることが望まれている。車輌の走行状
態に応じて振動吸収能力を変化させ得る材料を用いた自
動車部品、たとえば、筒状防振ブッシュ（特開平４−１
０７３３４号公報）が提案されている。また、振動吸収
能力を変化させ得る材料として電場の作用により弾性率
が変化する弾性率可変材料（特開平１−２２７８１７号
公報）の提案がある。磁場の作用により弾性率を変化さ
せる材料も提案されている（特願平３−２０８４７４
号）。これらの弾性率可変材料は粒子分散型高分子材料
であって、電磁場の作用により分散粒子が分極および粒
子間の双極子−双極子相互作用に基づく結合が生まれる
ことにより弾性率が増加するものである。また、電場の
作用により粘性を増加する懸濁液（電気粘性流体）（た
とえば特開昭６１−２１６２０２号公報、特開平１−１
３９６３９号公報）も知られている。この電気粘性流体
も、分散した微粒子間に外部電場の作用により結合力が
生まれることにより見かけ上弾性率が増加する。したが
って、上記の車輌用防振ブッシュだけではなく、ストラ
ットマウント、エンジンマウントやショックアブソーバ
などへも使用できるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の電場で誘起され
る粒子分散型弾性率可変材料や、電気粘性流体の弾性率
変化には、電極間隔で通常１ｍｍ当たり１〜５ｋＶの高
電圧が必要とされている。ところが自動車のバッテリー
は、通常１２Ｖあるいは２４Ｖであって、１〜５ｋＶの
電圧を発生させるには高価な高電圧発生装置が必要とな
り、コスト高につながる問題がある。また磁場誘起弾性
率可変材料には電磁石などが必要であり、部品の構造を
複雑にするだけではなく部品への材料の組付けに多大な
手間を要するという問題がある。
る粒子分散型弾性率可変材料や、電気粘性流体の弾性率
変化には、電極間隔で通常１ｍｍ当たり１〜５ｋＶの高
電圧が必要とされている。ところが自動車のバッテリー
は、通常１２Ｖあるいは２４Ｖであって、１〜５ｋＶの
電圧を発生させるには高価な高電圧発生装置が必要とな
り、コスト高につながる問題がある。また磁場誘起弾性
率可変材料には電磁石などが必要であり、部品の構造を
複雑にするだけではなく部品への材料の組付けに多大な
手間を要するという問題がある。
【０００６】また、上記の弾性率可変材料は、電圧印加
などにより硬くなる方向に弾性率が変化するが、防振材
料の使用状態を考えると常時は硬く、必要により軟化さ
せるものであることが望ましい場合もある。本発明は、
上記の事情に鑑みてなされたもので、弾性率を加える電
気エネルギーの大きさに応じてコントロールできる高分
子材料である弾性可変材料を開発し、外部温度と電場の
大きさの連動により材料の特性を制御することで防振作
用を発揮できる防振装置を提供することを目的とすもの
である。
などにより硬くなる方向に弾性率が変化するが、防振材
料の使用状態を考えると常時は硬く、必要により軟化さ
せるものであることが望ましい場合もある。本発明は、
上記の事情に鑑みてなされたもので、弾性率を加える電
気エネルギーの大きさに応じてコントロールできる高分
子材料である弾性可変材料を開発し、外部温度と電場の
大きさの連動により材料の特性を制御することで防振作
用を発揮できる防振装置を提供することを目的とすもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の防振装置は防振
手段と電場変動手段とを有する。防振手段は、炭素数４
〜１２のアルキル側鎖を１〜３個もつ、チオフェン分子
またはピロール分子を構成単位とする重合体と、該重合
体に対して０．５〜２０重量％のハロゲン、プロトン酸
及び遷移金属ハロゲン化物から選ばれる少なくとも１種
の添加物と、をもつ弾性率可変材料をもつ。電場変動手
段は、該防振手段に印加する電場を変動させる手段であ
る。前記弾性可変材料に含まれる重合体は、ベンゼン分
子、チオフェン分子、ピロール分子、セレノフェン分
子、テルロフェン分子、フラン分子及びビニル基のいず
れかをもつコモノマーが共重合されていることが好まし
い。
手段と電場変動手段とを有する。防振手段は、炭素数４
〜１２のアルキル側鎖を１〜３個もつ、チオフェン分子
またはピロール分子を構成単位とする重合体と、該重合
体に対して０．５〜２０重量％のハロゲン、プロトン酸
及び遷移金属ハロゲン化物から選ばれる少なくとも１種
の添加物と、をもつ弾性率可変材料をもつ。電場変動手
段は、該防振手段に印加する電場を変動させる手段であ
る。前記弾性可変材料に含まれる重合体は、ベンゼン分
子、チオフェン分子、ピロール分子、セレノフェン分
子、テルロフェン分子、フラン分子及びビニル基のいず
れかをもつコモノマーが共重合されていることが好まし
い。
【０００８】前記弾性率可変材料は、複素環式化合物の
チオフェン分子またはピロール分子に特定の長さの鎖状
のアルキル基が結合した化合物が主構成単位を形成して
いる重合体に対して、上記の添加物の少なくとも１種が
吸着された高分子材料である。そして前記弾性率可変材
料における重合体は、ベンゼン分子、チオフェン分子、
ピロール分子、セレノフェン分子、テルロフェン分子、
フラン分子及びビニル基（以下、「ベンゼン等」と称す
る）のいずれかをもつコモノマーが共重合されているこ
とが好ましい。ここで、ベンゼン等をもつコモノマーは
置換基を有しても良い。好ましい置換基としてはベンゼ
ン等をもつコモノマーに対して共役二重結合を形成でき
るものが挙げられる。例えば、チオフェン分子、ビニル
基、フェニル基（以下、「チオフェン分子等」と称す
る）及びこれらの組み合わせ（すなわち、チオフェン分
子等が更にチオフェン分子、ビニル基、フェニル基等で
一部乃至は全部置換されている基）である。更にこれら
置換基はアルキル基等で置換されても良い。
チオフェン分子またはピロール分子に特定の長さの鎖状
のアルキル基が結合した化合物が主構成単位を形成して
いる重合体に対して、上記の添加物の少なくとも１種が
吸着された高分子材料である。そして前記弾性率可変材
料における重合体は、ベンゼン分子、チオフェン分子、
ピロール分子、セレノフェン分子、テルロフェン分子、
フラン分子及びビニル基（以下、「ベンゼン等」と称す
る）のいずれかをもつコモノマーが共重合されているこ
とが好ましい。ここで、ベンゼン等をもつコモノマーは
置換基を有しても良い。好ましい置換基としてはベンゼ
ン等をもつコモノマーに対して共役二重結合を形成でき
るものが挙げられる。例えば、チオフェン分子、ビニル
基、フェニル基（以下、「チオフェン分子等」と称す
る）及びこれらの組み合わせ（すなわち、チオフェン分
子等が更にチオフェン分子、ビニル基、フェニル基等で
一部乃至は全部置換されている基）である。更にこれら
置換基はアルキル基等で置換されても良い。
【０００９】更に、前記弾性可変材料に含まれる重合体
は、ゴムまたは樹脂に分散させることができる。ゴム又
は樹脂としては、シリコンゴム、ポリイソプレン、ポリ
スチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエステル、ナ
イロンが例示できる。この重合体は、たとえば、ポリ
（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−アルキルピロ
ール）およびポリ（３−アルキルチエニレンビニレ
ン）、ポリ（３−アルキルチエニレンフェニレン）、ポ
リ（３−アルキルチエニレンアルコキシフェニレン）等
が挙げられる。さらに、共重合成分として３位に炭素数
が３以下のアルキル基、メトキシ基、メチルチオ基、炭
素数２から４のアルキルスルホン酸基やアルキルカルボ
ン酸基、ハロゲンが結合したチオフェン、ピロール、ま
たは、１位にメチル基をもつＮ−メチルピロール等を使
用することもできる。
は、ゴムまたは樹脂に分散させることができる。ゴム又
は樹脂としては、シリコンゴム、ポリイソプレン、ポリ
スチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエステル、ナ
イロンが例示できる。この重合体は、たとえば、ポリ
（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−アルキルピロ
ール）およびポリ（３−アルキルチエニレンビニレ
ン）、ポリ（３−アルキルチエニレンフェニレン）、ポ
リ（３−アルキルチエニレンアルコキシフェニレン）等
が挙げられる。さらに、共重合成分として３位に炭素数
が３以下のアルキル基、メトキシ基、メチルチオ基、炭
素数２から４のアルキルスルホン酸基やアルキルカルボ
ン酸基、ハロゲンが結合したチオフェン、ピロール、ま
たは、１位にメチル基をもつＮ−メチルピロール等を使
用することもできる。
【００１０】複素環式化合物（チオフェン分子及びピロ
ール分子）に共重合する上記の化合物の量は、複素環式
化合物に対して等モル量以下であれば、材料の弾性率可
変性を失うことはない。チオフェン、ピロールに結合し
たアルキル基としては、たとえばブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、
デシル基、ドデシル基などが鎖状のものが使用できる。
ール分子）に共重合する上記の化合物の量は、複素環式
化合物に対して等モル量以下であれば、材料の弾性率可
変性を失うことはない。チオフェン、ピロールに結合し
たアルキル基としては、たとえばブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、
デシル基、ドデシル基などが鎖状のものが使用できる。
【００１１】この重合体には、添加剤が吸着されてい
る。添加剤としては、たとえば、沃素や臭素の様なハロ
ゲン、塩酸、硫酸、過塩素酸などのプロトン酸、五フッ
化燐や、三フッ化硼素などのルイス酸、塩化第二鉄、五
塩化モリブデンなどの遷移金属ハロゲン化物がよく、特
に臭素、沃素などの単体ハロゲンが好ましい。添加剤の
重合体への吸着量としては０．５〜２０重量％、より好
ましくは０．５〜１５重量％である。吸着量が２０重量
％を超えると添加剤が材料表面に折出する場合があるの
で好ましくない。
る。添加剤としては、たとえば、沃素や臭素の様なハロ
ゲン、塩酸、硫酸、過塩素酸などのプロトン酸、五フッ
化燐や、三フッ化硼素などのルイス酸、塩化第二鉄、五
塩化モリブデンなどの遷移金属ハロゲン化物がよく、特
に臭素、沃素などの単体ハロゲンが好ましい。添加剤の
重合体への吸着量としては０．５〜２０重量％、より好
ましくは０．５〜１５重量％である。吸着量が２０重量
％を超えると添加剤が材料表面に折出する場合があるの
で好ましくない。
【００１２】この添加剤が吸着された重合体は、電場の
作用により弾性率を著しく低下させることができる。こ
れは弾性率可変材料が、重合した複素環式化合物の主鎖
分子を緻密に充填した構造と、複素環式化合物の側鎖に
結合した柔軟なアルキル基と、さらに添加剤のハロゲン
などが重合体のπ電子群に配位して構成されている。こ
の構成が、外部からの電気エネルギーにより添加剤と重
合体との結合状態が変わり、側鎖のアルキル基などの変
位が可能な構造となり、重合体の弾性率を低下させて柔
らかくしているのではないかと考えられる。その結果、
重合体のガラス転移温度が低下して制振作用を発揮する
ことができる。
作用により弾性率を著しく低下させることができる。こ
れは弾性率可変材料が、重合した複素環式化合物の主鎖
分子を緻密に充填した構造と、複素環式化合物の側鎖に
結合した柔軟なアルキル基と、さらに添加剤のハロゲン
などが重合体のπ電子群に配位して構成されている。こ
の構成が、外部からの電気エネルギーにより添加剤と重
合体との結合状態が変わり、側鎖のアルキル基などの変
位が可能な構造となり、重合体の弾性率を低下させて柔
らかくしているのではないかと考えられる。その結果、
重合体のガラス転移温度が低下して制振作用を発揮する
ことができる。
【００１３】この重合体は、ブタジエンゴム、イソプレ
ンゴム、シリコーンゴム、それらを溶媒などで膨潤させ
たゲル、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ
カーボネート、ナイロンなどの汎用樹脂に分散させたポ
リマーブレンド物、ポリマーアロイなどとして利用する
ことができる。上記のポリマーブレンド物、ポリマーア
ロイ物中の弾性率可変材料の添加量は２０％以上であれ
ば上記の弾性率を変化させることができ、樹脂中に重合
体が均一に分散したブレンド物であればよい。
ンゴム、シリコーンゴム、それらを溶媒などで膨潤させ
たゲル、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ
カーボネート、ナイロンなどの汎用樹脂に分散させたポ
リマーブレンド物、ポリマーアロイなどとして利用する
ことができる。上記のポリマーブレンド物、ポリマーア
ロイ物中の弾性率可変材料の添加量は２０％以上であれ
ば上記の弾性率を変化させることができ、樹脂中に重合
体が均一に分散したブレンド物であればよい。
【００１４】弾性率可変材料の弾性率変化は、１ｍｍ当
たり２Ｖ以上の直流電圧およびそれと同じ振幅をもつ１
ｋＨｚ以下の交流電圧において誘起される。 電場印加
による弾性率の低下機構は現在のところ定かではない
が、電場の作用により添加剤とチオフェン環、ピロール
環との相互作用が弱められリジッドで緻密に充填された
構造が弛み、その結果、それらの複素環式化合物に結合
したアルキル基の運動性が高まって材料が可塑化され弾
性率が低下すると考えられる。
たり２Ｖ以上の直流電圧およびそれと同じ振幅をもつ１
ｋＨｚ以下の交流電圧において誘起される。 電場印加
による弾性率の低下機構は現在のところ定かではない
が、電場の作用により添加剤とチオフェン環、ピロール
環との相互作用が弱められリジッドで緻密に充填された
構造が弛み、その結果、それらの複素環式化合物に結合
したアルキル基の運動性が高まって材料が可塑化され弾
性率が低下すると考えられる。
【００１５】
【作用】本発明の防振装置における防振手段がもつ弾性
率可変材料は、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ
（３−アルキルピロール）などの重合体にハロゲン、プ
ロトン酸、遷移金属ハロゲン化物などの添加物が吸着さ
れている。この弾性率可変材料は、驚くべきことに非常
に低い電場の作用で弾性率を著しく低下させ、かつ電場
を除くと弾性率が元の値に戻るだけでなく、電場の連続
的な印加に対しても弾性率の変化量が変わらず特性が低
下しない。そして、従来の弾性可変材料の多くが電場の
印加により硬くなるのと異なり、逆に材料が柔らかくな
る。したがって、制振材料として有用である。さらに汎
用樹脂などに分散させて、材料の弾性率を変化させるこ
とができる。
率可変材料は、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ
（３−アルキルピロール）などの重合体にハロゲン、プ
ロトン酸、遷移金属ハロゲン化物などの添加物が吸着さ
れている。この弾性率可変材料は、驚くべきことに非常
に低い電場の作用で弾性率を著しく低下させ、かつ電場
を除くと弾性率が元の値に戻るだけでなく、電場の連続
的な印加に対しても弾性率の変化量が変わらず特性が低
下しない。そして、従来の弾性可変材料の多くが電場の
印加により硬くなるのと異なり、逆に材料が柔らかくな
る。したがって、制振材料として有用である。さらに汎
用樹脂などに分散させて、材料の弾性率を変化させるこ
とができる。
【００１６】また、−５０℃から１２０℃の広範囲の温
度においても加えられる電気エネルギーに応答して弾性
率を低下させ、材料のガラス転移温度も電場強度に応じ
て大きく低下させることができる。従って、電場変動手
段により、防振手段に対して加える電場を適正に変動さ
せることで、防振手段の弾性率を制御することが可能と
なって、振動等の外力に対して防振手段の特性を適正に
制御できる。このときに防振手段に印加する電場の大き
さは非常に小さくできるので、電場変動手段の構成とし
て簡便なものを採用できる。
度においても加えられる電気エネルギーに応答して弾性
率を低下させ、材料のガラス転移温度も電場強度に応じ
て大きく低下させることができる。従って、電場変動手
段により、防振手段に対して加える電場を適正に変動さ
せることで、防振手段の弾性率を制御することが可能と
なって、振動等の外力に対して防振手段の特性を適正に
制御できる。このときに防振手段に印加する電場の大き
さは非常に小さくできるので、電場変動手段の構成とし
て簡便なものを採用できる。
【００１７】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。本発
明の防振装置に用いる弾性率可変材料に関する性能評価
は、以下のようにおこなった。各実施例で作製した防振
手段としての弾性率可変材料を短冊状に切り出し、電場
変動手段を取り付けた。電場変動手段としては、その短
冊の両端に銀ペーストを塗って電極とし、その短冊を粘
弾性スペクトロメータ（岩本製作所製）にセットした。
電極間隔１ｍｍあたり５〜１５０Ｖの電圧下、周波数１
０Ｈｚの引張り動的歪みを与えて貯蔵弾性率Ｅ’を測定
し、電場印加前のＥ’と比較することにより弾性率の変
化を調べた。 （実施例１） ３−ヘキシルチオフェン２３ｇを２９ｇの塩化第二鉄を
触媒として１５０ｍｌのクロロホルム中で２５℃で１０
時間酸化カップリング反応させて結晶性のポリ（３−ヘ
キシルチオフェン）を得た。このポリ（３−ヘキシルチ
オフェン）は、微量の塩化第二鉄（添加剤相当）を０．
２２重量％含む分子量６４，０００の重合体であった。
この材料を上記の評価法において１５０Ｖ／ｍｍの直流
電場を印加したところ、室温で貯蔵弾性率Ｅ’が３４０
ＭＰａから１４８ＭＰａへと低下した。すなわち、材料
の弾性率が低下して柔らかくなった。 （実施例２） 実施例１で得たポリ（３−ヘキシルチオフェン）を９９
％硫酸中に数秒浸漬して取り出し、８０℃で風乾して１
％程度の硫酸を添加剤としてポリ（３−ヘキシルチオフ
ェン）に吸着させた。この材料を上記の評価法において
５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したところ、室温で貯蔵
弾性率Ｅ’が３０３ＭＰａから６７．９ＭＰａへと低下
した。すなわち、材料の弾性率が低下して柔らかくなっ
た。 （実施例３） 実施例１で得たポリ（３−ヘキシルチオフェン）を室温
にて臭素蒸気下において、重合体に臭素を添加剤として
８．８％吸着させた。この材料に上記の評価法において
５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したところ、室温で貯蔵
弾性率Ｅ’が３１２ＭＰａから１４９ＭＰａへと低下し
た。すなわち、材料の弾性率が低下して柔らかくなっ
た。 （実施例４） 実施例１で得たポリ（３−ヘキシルチオフェン）を８０
℃の沃素蒸気下において沃素を８．７％吸着させた。こ
の材料に室温にて５Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したとこ
ろ、室温で貯蔵弾性率Ｅ’が３１２ＭＰａから２１２Ｍ
Ｐａへ、また、１０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加した場
合、室温でＥ’が５９．８ＭＰａへと低下した。すなわ
ち、材料の弾性率が低下して柔らかくなった。 （実施例５） 実施例４の沃素を吸着したポリ（３−ヘキシルチオフェ
ン）に、印加電場を変え１０Ｖ／ｍｍの振幅の１Ｈｚな
らびに５００Ｈｚの交流電場を印加したところ、室温で
貯蔵弾性率Ｅ’が３１９ＭＰａからそれぞれ１５１ＭＰ
ａと２３９ＭＰａへと低下した。すなわち、材料の弾性
率が低下して柔らかくなった。 （実施例６） 実施例４の弾性率可変材料のＥ’の温度分散（−２０℃
〜＋１００℃）を測定したところ、いずれの温度におい
ても直流電場によりＥ’の低下が認められた。結果を図
１に示す。図１に示すように、材料のガラス転移温度は
印加前が５２℃で、電場で１０Ｖ／ｍｍの印加で４２℃
にまで下がり、１５Ｖ／ｍｍで３６℃まで低下している
ように印加する電場の強さに応じて低下している。
明の防振装置に用いる弾性率可変材料に関する性能評価
は、以下のようにおこなった。各実施例で作製した防振
手段としての弾性率可変材料を短冊状に切り出し、電場
変動手段を取り付けた。電場変動手段としては、その短
冊の両端に銀ペーストを塗って電極とし、その短冊を粘
弾性スペクトロメータ（岩本製作所製）にセットした。
電極間隔１ｍｍあたり５〜１５０Ｖの電圧下、周波数１
０Ｈｚの引張り動的歪みを与えて貯蔵弾性率Ｅ’を測定
し、電場印加前のＥ’と比較することにより弾性率の変
化を調べた。 （実施例１） ３−ヘキシルチオフェン２３ｇを２９ｇの塩化第二鉄を
触媒として１５０ｍｌのクロロホルム中で２５℃で１０
時間酸化カップリング反応させて結晶性のポリ（３−ヘ
キシルチオフェン）を得た。このポリ（３−ヘキシルチ
オフェン）は、微量の塩化第二鉄（添加剤相当）を０．
２２重量％含む分子量６４，０００の重合体であった。
この材料を上記の評価法において１５０Ｖ／ｍｍの直流
電場を印加したところ、室温で貯蔵弾性率Ｅ’が３４０
ＭＰａから１４８ＭＰａへと低下した。すなわち、材料
の弾性率が低下して柔らかくなった。 （実施例２） 実施例１で得たポリ（３−ヘキシルチオフェン）を９９
％硫酸中に数秒浸漬して取り出し、８０℃で風乾して１
％程度の硫酸を添加剤としてポリ（３−ヘキシルチオフ
ェン）に吸着させた。この材料を上記の評価法において
５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したところ、室温で貯蔵
弾性率Ｅ’が３０３ＭＰａから６７．９ＭＰａへと低下
した。すなわち、材料の弾性率が低下して柔らかくなっ
た。 （実施例３） 実施例１で得たポリ（３−ヘキシルチオフェン）を室温
にて臭素蒸気下において、重合体に臭素を添加剤として
８．８％吸着させた。この材料に上記の評価法において
５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したところ、室温で貯蔵
弾性率Ｅ’が３１２ＭＰａから１４９ＭＰａへと低下し
た。すなわち、材料の弾性率が低下して柔らかくなっ
た。 （実施例４） 実施例１で得たポリ（３−ヘキシルチオフェン）を８０
℃の沃素蒸気下において沃素を８．７％吸着させた。こ
の材料に室温にて５Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したとこ
ろ、室温で貯蔵弾性率Ｅ’が３１２ＭＰａから２１２Ｍ
Ｐａへ、また、１０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加した場
合、室温でＥ’が５９．８ＭＰａへと低下した。すなわ
ち、材料の弾性率が低下して柔らかくなった。 （実施例５） 実施例４の沃素を吸着したポリ（３−ヘキシルチオフェ
ン）に、印加電場を変え１０Ｖ／ｍｍの振幅の１Ｈｚな
らびに５００Ｈｚの交流電場を印加したところ、室温で
貯蔵弾性率Ｅ’が３１９ＭＰａからそれぞれ１５１ＭＰ
ａと２３９ＭＰａへと低下した。すなわち、材料の弾性
率が低下して柔らかくなった。 （実施例６） 実施例４の弾性率可変材料のＥ’の温度分散（−２０℃
〜＋１００℃）を測定したところ、いずれの温度におい
ても直流電場によりＥ’の低下が認められた。結果を図
１に示す。図１に示すように、材料のガラス転移温度は
印加前が５２℃で、電場で１０Ｖ／ｍｍの印加で４２℃
にまで下がり、１５Ｖ／ｍｍで３６℃まで低下している
ように印加する電場の強さに応じて低下している。
【００１８】したがって、周囲の環境に関係なく弾性率
を変化させることができる。 （実施例７）３−オクチルチオフェン２０ｇを３２ｇの
塩化第２鉄を触媒としてクロロホルム中で２５℃で酸化
カップリング重合をおこなって重合体（分子量４３，０
００）を得た。この重合体は、微量の塩化第２鉄を含む
ポリ（３−オクチルチオフェン）であった。この材料を
８０℃の沃素蒸気中に放置して６重量％の沃素を重合体
に吸着させた。この材料に上記の方法により１５Ｖ／ｍ
ｍの直流電流を印加したところ、室温にて貯蔵弾性率
Ｅ’が１８０ＭＰａから１０５ＭＰａへと低下した。す
なわち、材料の弾性率が低下して柔らかくなった。 （実施例８）３−ヘキシルチオフェンと３−メチルチオ
フェンとを３：１の割合とした他は実施例７と同様の条
件で塩化第２鉄を触媒としてクロロホルム中で酸化カッ
プリングさせて共重合体を合成した。この共重合体を８
０℃の沃素蒸気中において沃素を２．７％吸着させた。
この材料に上記の方法により１０Ｖ／ｍｍの直流電場を
印加したところ、室温にて貯蔵弾性率Ｅ’が４１２ＭＰ
ａから３３８ＭＰａへと低下した。すなわち、材料の弾
性率が低下して柔らかくなった。 （実施例９）３−デシルピロールとＮ−メチルピロール
を４：１の割合で５塩化モリブデンを触媒としてクロロ
ホルム中で酸化カップリングさせて共重合体を得た。こ
の共重合体を８０℃にて沃素蒸気中において沃素を８％
吸着させた。この材料に５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加
したところ、室温にて貯蔵弾性率Ｅ’が４５０ＭＰａか
ら４１０ＭＰａへと低下した。すなわち、材料の弾性率
が低下して柔らかくなった。 （実施例１０）沃素を１０％吸着した直径３００μｍ程
度の粒状のポリ（３−ヘキシルチオフェン）（実施例１
で作製した）を、市販の２液反応型シリコーンゲル（東
レダウコーニング社製 ＳＥ１８８６）の反応溶液中に
重量で４０％分散させた後、８０℃で１週間放置して反
応溶液を固めて４０％のポリ（３−ヘキシルチオフェ
ン）を分散させたシリコン樹脂のポリマーブレンド体を
得た。この材料に１００Ｖ／ｍｍの直流電場を印加した
ところ、室温にて圧縮時の貯蔵弾性率Ｅ’が２０ＭＰａ
から１５ＭＰａへと低下した。すなわち、材料の弾性率
が低下して柔らかくなった。 （実施例１１）ポリ（３−ヘキシルチオフェン）とポリ
メタクリル酸メチル（三菱瓦斯アクリペット）を１：１
の割合でクロロホルム中に溶解させて均一溶液にした
後、クロロホルムを除去して複合材料を得た。この複合
材料を８０℃にて沃素蒸気中において沃素を６％吸着さ
せた。この材料に５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したと
ころ、室温にて貯蔵弾性率Ｅ’が６５０ＭＰａから４８
０ＭＰａへと低下した。すなわち、ポリ（３−ヘキシル
チオフェン）を汎用樹脂のポリメタクリル酸メチルにポ
リマーブレンドした場合でも同様に弾性率が低下して柔
らかくなった。 （実施例１２）ポリ（３−ドデシルチオフェン）とポリ
スチレン（三井東圧化学工業株式会社製 トーポレック
ス５５０）を１：４の割合でクロロホルム中に溶解させ
て均一溶液にした後、クロロホルムを除去してポリマー
ブレンドの複合材料を得た。この複合材料を８０℃にて
沃素蒸気中において沃素を５％吸着させた。この材料に
５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したところ、室温にて貯
蔵弾性率Ｅ’が８３６ＭＰａから７７８ＭＰａへと低下
した。すなわち、ポリ（３−ドデシルチオフェン）を汎
用樹脂のポリスチレン中に分散させても材料は、弾性率
が低下して柔らかくなった。 （実施例１３）３−ヘキシルチオフェン（１０ｇ）とテ
トラブチルアンモニウムテトラフルオロほう酸（２ｇ）
をニトロベンゼン２００ｍｌ中に溶解させ、これを１ｍ
Ａ／ｃｍ2 の条件で定電流電解重合して分子量８１，０
００の非晶性のポリ（３−ヘキシルチオフェン）を得
た。これを８０℃のよう素蒸気下に放置してよう素を１
４．８ｗｔ％吸着させた。これに８．７Ｖ／ｍｍの直流
電圧を印加したところ、−５０℃で貯蔵弾性率が１６３
０ＭＰａから１４１０ＭＰａ、室温において８２８ＭＰ
ａから８７ＭＰａへとそれぞれ低下した。 （比較例１）市販の２液反応型シリコーンゴムの反応液
２０ｇに１１．２％の水分を吸着させた直径５０μｍの
ポリメタクリル酸コバルト粒子９．５ｇを混合して作製
した。このシリコーンゴムの平板に２．５ｋｖ／ｍｍの
電圧を印加したところ、圧縮の貯蔵弾性率が室温で５．
４ＭＰａから１０．６ＭＰａへと増加した。すなわち、
材料の弾性率が増加して硬くなった。 （比較例２）比較例１の反応液２０ｇに、ベンゼンを塩
化アルミニウムと塩化銅の存在下で重合させて得た。ポ
リ−ｐ−フェニレン４．２ｇた。このポリ−ｐ−フェニ
レンを混合しシリコーンゴムの平板に２ｋＶ／ｍｍの電
圧を印加したところ、室温で圧縮の貯蔵弾性率が２ＭＰ
ａから４ＭＰａへと変化した。すなわち、材料の弾性率
が増加して硬くなった。 （比較例３）ジブロムチオフェンをグリニヤール反応さ
せて得たポリチオフェンに臭素７％吸着させた粒子２．
２ｇを比較例１の反応液１０ｇに混合した後加熱するこ
とによりシリコーンゴムを得た。これに２．５ｋＶ／ｍ
ｍの電場を印加したところ、室温にて圧縮の貯蔵弾性率
が３．２ＭＰａから５．１ＭＰａへと変化した。すなわ
ち、材料の弾性率が増加して硬くなった。
を変化させることができる。 （実施例７）３−オクチルチオフェン２０ｇを３２ｇの
塩化第２鉄を触媒としてクロロホルム中で２５℃で酸化
カップリング重合をおこなって重合体（分子量４３，０
００）を得た。この重合体は、微量の塩化第２鉄を含む
ポリ（３−オクチルチオフェン）であった。この材料を
８０℃の沃素蒸気中に放置して６重量％の沃素を重合体
に吸着させた。この材料に上記の方法により１５Ｖ／ｍ
ｍの直流電流を印加したところ、室温にて貯蔵弾性率
Ｅ’が１８０ＭＰａから１０５ＭＰａへと低下した。す
なわち、材料の弾性率が低下して柔らかくなった。 （実施例８）３−ヘキシルチオフェンと３−メチルチオ
フェンとを３：１の割合とした他は実施例７と同様の条
件で塩化第２鉄を触媒としてクロロホルム中で酸化カッ
プリングさせて共重合体を合成した。この共重合体を８
０℃の沃素蒸気中において沃素を２．７％吸着させた。
この材料に上記の方法により１０Ｖ／ｍｍの直流電場を
印加したところ、室温にて貯蔵弾性率Ｅ’が４１２ＭＰ
ａから３３８ＭＰａへと低下した。すなわち、材料の弾
性率が低下して柔らかくなった。 （実施例９）３−デシルピロールとＮ−メチルピロール
を４：１の割合で５塩化モリブデンを触媒としてクロロ
ホルム中で酸化カップリングさせて共重合体を得た。こ
の共重合体を８０℃にて沃素蒸気中において沃素を８％
吸着させた。この材料に５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加
したところ、室温にて貯蔵弾性率Ｅ’が４５０ＭＰａか
ら４１０ＭＰａへと低下した。すなわち、材料の弾性率
が低下して柔らかくなった。 （実施例１０）沃素を１０％吸着した直径３００μｍ程
度の粒状のポリ（３−ヘキシルチオフェン）（実施例１
で作製した）を、市販の２液反応型シリコーンゲル（東
レダウコーニング社製 ＳＥ１８８６）の反応溶液中に
重量で４０％分散させた後、８０℃で１週間放置して反
応溶液を固めて４０％のポリ（３−ヘキシルチオフェ
ン）を分散させたシリコン樹脂のポリマーブレンド体を
得た。この材料に１００Ｖ／ｍｍの直流電場を印加した
ところ、室温にて圧縮時の貯蔵弾性率Ｅ’が２０ＭＰａ
から１５ＭＰａへと低下した。すなわち、材料の弾性率
が低下して柔らかくなった。 （実施例１１）ポリ（３−ヘキシルチオフェン）とポリ
メタクリル酸メチル（三菱瓦斯アクリペット）を１：１
の割合でクロロホルム中に溶解させて均一溶液にした
後、クロロホルムを除去して複合材料を得た。この複合
材料を８０℃にて沃素蒸気中において沃素を６％吸着さ
せた。この材料に５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したと
ころ、室温にて貯蔵弾性率Ｅ’が６５０ＭＰａから４８
０ＭＰａへと低下した。すなわち、ポリ（３−ヘキシル
チオフェン）を汎用樹脂のポリメタクリル酸メチルにポ
リマーブレンドした場合でも同様に弾性率が低下して柔
らかくなった。 （実施例１２）ポリ（３−ドデシルチオフェン）とポリ
スチレン（三井東圧化学工業株式会社製 トーポレック
ス５５０）を１：４の割合でクロロホルム中に溶解させ
て均一溶液にした後、クロロホルムを除去してポリマー
ブレンドの複合材料を得た。この複合材料を８０℃にて
沃素蒸気中において沃素を５％吸着させた。この材料に
５０Ｖ／ｍｍの直流電場を印加したところ、室温にて貯
蔵弾性率Ｅ’が８３６ＭＰａから７７８ＭＰａへと低下
した。すなわち、ポリ（３−ドデシルチオフェン）を汎
用樹脂のポリスチレン中に分散させても材料は、弾性率
が低下して柔らかくなった。 （実施例１３）３−ヘキシルチオフェン（１０ｇ）とテ
トラブチルアンモニウムテトラフルオロほう酸（２ｇ）
をニトロベンゼン２００ｍｌ中に溶解させ、これを１ｍ
Ａ／ｃｍ2 の条件で定電流電解重合して分子量８１，０
００の非晶性のポリ（３−ヘキシルチオフェン）を得
た。これを８０℃のよう素蒸気下に放置してよう素を１
４．８ｗｔ％吸着させた。これに８．７Ｖ／ｍｍの直流
電圧を印加したところ、−５０℃で貯蔵弾性率が１６３
０ＭＰａから１４１０ＭＰａ、室温において８２８ＭＰ
ａから８７ＭＰａへとそれぞれ低下した。 （比較例１）市販の２液反応型シリコーンゴムの反応液
２０ｇに１１．２％の水分を吸着させた直径５０μｍの
ポリメタクリル酸コバルト粒子９．５ｇを混合して作製
した。このシリコーンゴムの平板に２．５ｋｖ／ｍｍの
電圧を印加したところ、圧縮の貯蔵弾性率が室温で５．
４ＭＰａから１０．６ＭＰａへと増加した。すなわち、
材料の弾性率が増加して硬くなった。 （比較例２）比較例１の反応液２０ｇに、ベンゼンを塩
化アルミニウムと塩化銅の存在下で重合させて得た。ポ
リ−ｐ−フェニレン４．２ｇた。このポリ−ｐ−フェニ
レンを混合しシリコーンゴムの平板に２ｋＶ／ｍｍの電
圧を印加したところ、室温で圧縮の貯蔵弾性率が２ＭＰ
ａから４ＭＰａへと変化した。すなわち、材料の弾性率
が増加して硬くなった。 （比較例３）ジブロムチオフェンをグリニヤール反応さ
せて得たポリチオフェンに臭素７％吸着させた粒子２．
２ｇを比較例１の反応液１０ｇに混合した後加熱するこ
とによりシリコーンゴムを得た。これに２．５ｋＶ／ｍ
ｍの電場を印加したところ、室温にて圧縮の貯蔵弾性率
が３．２ＭＰａから５．１ＭＰａへと変化した。すなわ
ち、材料の弾性率が増加して硬くなった。
【００１９】上記の如く、本発明にかかる実施例１〜１
２の弾性率可変材料は、比較例１〜３に比べて５〜１５
０Ｖ／ｍｍという低い電場により弾性率を大きく低下さ
せる、優れた性能を有する。さらに、汎用樹脂に分散さ
せることにより、樹脂の弾性率を低下させることができ
る。
２の弾性率可変材料は、比較例１〜３に比べて５〜１５
０Ｖ／ｍｍという低い電場により弾性率を大きく低下さ
せる、優れた性能を有する。さらに、汎用樹脂に分散さ
せることにより、樹脂の弾性率を低下させることができ
る。
【００２０】
【発明の効果】本発明の防振装置は、防振手段に用いら
れる弾性率可変材料が、５〜１５０Ｖ／ｍｍという低い
電場により弾性率を大きく低下して柔らかくできるの
で、電場変動手段を簡便な構成とすることが可能とな
る。また、電場の印加を止めると元に戻るという特性を
有する。この現象は環境条件によって左右されない。さ
らに、弾性可変材料は汎用樹脂に分散させることによ
り、樹脂の弾性率を低下させることもできる。
れる弾性率可変材料が、５〜１５０Ｖ／ｍｍという低い
電場により弾性率を大きく低下して柔らかくできるの
で、電場変動手段を簡便な構成とすることが可能とな
る。また、電場の印加を止めると元に戻るという特性を
有する。この現象は環境条件によって左右されない。さ
らに、弾性可変材料は汎用樹脂に分散させることによ
り、樹脂の弾性率を低下させることもできる。
【図１】 この図は、実施例６の弾性率可変材料に印加
した電場の強さとガラス転移温度の関係を示すグラフで
ある。
した電場の強さとガラス転移温度の関係を示すグラフで
ある。
フロントページの続き (72)発明者 倉内 紀雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平１−173506（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−264642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−220517（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−36254（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−266970（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 1/00 - 101/16 C08K 3/00 - 13/08 F16F 7/00 - 7/14
Claims (3)
- 【請求項１】 炭素数４〜１２のアルキル側鎖を１〜３
個もつ、チオフェン分子またはピロール分子を構成単位
とする重合体と、 該重合体に対して０．５〜２０重量％のハロゲン、プロ
トン酸及び遷移金属ハロゲン化物から選ばれる少なくと
も１種の添加物と、 をもつ 弾性率可変材料をもつ防振手段と、 該防振手段に印加する電場を変動させる電場変動手段
と、を有する防振装置。 - 【請求項２】 前記重合体は、ベンゼン分子、チオフェ
ン分子、ピロール分子、セレノフェン分子、テルロフェ
ン分子、フラン分子及びビニル基のいずれかをもつコモ
ノマーが共重合されている請求項１に記載の防振装置。 - 【請求項３】 前記重合体は、ゴムまたは樹脂に分散さ
れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の防振
装置。」
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP34587592A JP3353926B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 防振装置 |
| US08/320,524 US5486560A (en) | 1992-12-25 | 1994-10-11 | Variable-modulus material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34587592A JP3353926B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 防振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06192580A JPH06192580A (ja) | 1994-07-12 |
| JP3353926B2 true JP3353926B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=18379587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34587592A Expired - Fee Related JP3353926B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 防振装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5486560A (ja) |
| JP (1) | JP3353926B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19726729A1 (de) * | 1997-06-24 | 1999-01-07 | Continental Ag | Kautschukmischung |
| KR100685944B1 (ko) * | 2000-12-05 | 2007-02-23 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 광배향성 물질 및 이를 이용한 액정표시소자 |
| US7375951B2 (en) * | 2006-07-07 | 2008-05-20 | Lutron Electronics Co., Inc. | Load control device having a split enclosure |
| EP2537874B1 (en) | 2006-07-21 | 2021-05-19 | Nissan Chemical Corporation | Sulfonation of conducting polymers and oled, photovoltaic, and esd devices |
| JP2011213843A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 新規導電性ポリマーおよびその製造方法 |
| JP2016048277A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 株式会社リコー | 電気粘着力発現部材を有するベルト駆動ローラ及びそれを用いたベルト駆動装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4072411A (en) * | 1976-05-03 | 1978-02-07 | Eastman Kodak Company | Display device having image sense reversal capability |
| DE3147476A1 (de) * | 1981-12-01 | 1983-07-14 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Dotierte polymere organische leiter und verfahren zu ihrer herstellung |
| GB2169608B (en) * | 1984-12-28 | 1988-02-24 | Hoechst Gosei Kk | Process for producting electrically conductive composite polymer article |
| US4687589A (en) * | 1985-02-06 | 1987-08-18 | Hermann Block | Electronheological fluids |
| DE3804520A1 (de) * | 1988-02-13 | 1989-08-24 | Hoechst Ag | Elektrisch leitende polymere und ihre herstellung |
| JPH05247255A (ja) * | 1991-10-28 | 1993-09-24 | Bridgestone Corp | 電気応答性弾性体 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34587592A patent/JP3353926B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-11 US US08/320,524 patent/US5486560A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06192580A (ja) | 1994-07-12 |
| US5486560A (en) | 1996-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |