JPH02206692A - Ｅｒ流体用粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＥＲ流体用粒子に関する。更に詳しくは、低
電場で高速応答性を有しかつ電力消費の少ないＥＲ流体
を与えるための粒子状物に関する。

〔従来の技術〕

電界を印加すると著しくレオロジカルな性状が変化する
流体は、ウィンズロ効果として１９４７年に米国におい
て発見され、その後改良が加えられ、ＥＲ流体として知
られるに至った。

かかるＥＲ効果は、油中の電解質粒子の外側の電気二重
層が、電場により形成する双極子の配向によって生ずる
と一般に考えられている。実際に、イオン交換樹脂を油
中に分散させたものでは、その含水量が増す程応答が良
く、弱電場で早く粘度が増加することが確認されている
。しかしながら、含水量が増すと、弱い電場で印加した
ときに絶縁破壊を生じてしまい、また温度変化にも弱く
、暗電流による電力消費も多いなどの問題点を有してい
る。

こうした問題点を解決するために、次のような解決方法
が提案されている。

（１）応答性を良くするためには、粒子中のイオン移動
速度を早くしかつ移動量を増す必要があり、そのために
は低分子の極性溶媒を用いることが現実的である。その
場合、ＥＲ流体は動力伝達に用いられ、高温になること
が予想さ右、るので、高沸点物を選択する必要がある。

（２）低分子の溶媒を用いることにより、イオンの移動
速度および移動量が増すと、暗電流による電力消費と発
熱ならびに絶縁破壊の危険性がそれぞれ増加するので、
印加電場を強くすることができず、そのため結果として
ＥＲ効果は小さくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記解決方法にみられる新たな問題点
を克服し、低電場で高速応答性を有しかつ電力消費の少
ないＥＲ流体を与えるための粒子状物を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる目的を達成せしめる本発明のＥＲＲ体用粒子は、
無機塩電解質物質の非プロトン性極性溶媒溶液を含浸さ
せたイオン交換樹脂中和塩粒子を高分子膜で被覆してな
る。

無機塩電解質物質としては、ハロゲン化水素酸、過ハロ
ゲン化酸素酸、ハロゲン化酸素酸、亜ハロゲン化酸素酸
１次亜ハロゲン化酸素酸、四ハロゲン化ホウ素酸、六ハ
ロゲン化リン酸、三ハロゲン化メタスルホン酸、チオシ
アン酸、硝酸、硫酸、リン酸、炭酸などのアルカリ金属
塩、アンモニウム塩、更には有機カルボン酸塩、有機ス
ルホン酸塩、各種オニウム塩、第４アンモニウム塩など
が用いられ、好ましくは過塩素酸リチウムなどの過塩素
酸塩、ベンジルピリジニウムクロライドなどの第４アン
モニウム塩、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸リ
チウムなどのチオシアン酸塩、ヨウ化ナトリウムなどの
ハロゲン化水素酸塩が用いられる。

これらの無機塩電解質物質は、例えばエチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート、ヘキサメチルホスホル
アミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド
、ジエチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドンなどの非プロ
トン性極性溶媒中に、一般に約１〜７０重量％の濃度、
好ましくは過飽和状態にある濃度で溶解させた溶液とし
て用いられる。

この無機塩電解質物質の非プロトン性極性溶媒溶液中に
、乾燥させたイオン交換樹脂中和塩粒子を浸漬すること
により、イオン交換樹脂中和塩に対し約０．０１〜２０
重量％、好ましくは約０．１〜１５重量％の無機塩電解
質物質を溶液として含浸させる。

イオン交換樹脂中和塩としては、強酸１強塩基、弱酸、
弱塩基のいずれの型のものでも用いることができ、それ
のイオン交換基は非プロトン性極性溶媒、被覆高分子膜
、ＥＲ流流体形成粉劣化させないため中和された形で用
いられ、その中和する対イオンはどのようなものであっ
てもよい、ただし。

ＥＲＲ体用に用いられる場合には、粒子間および粒子自
身にもせん断力が加わるため、架橋されていることが望
ましい。

イオン交換樹脂中和塩は、摩砕するなどした粒子状物と
して用いられ、その粒径については小さい方がイオンの
移動距離が短く、応答性が良いとされているが、製造時
の作業性、高分子膜被覆によるマイクロカプセル化の際
の技術上の問題などから、一般に約０．５μ１１〜５＋
ａｍ、好ましくは約５〜５００μｍの粒子が用いられる
。

無機塩電解質物質溶液を含浸させたイオン交換樹脂中和
塩粒子の高分子膜被覆は、マイクロカプセル化が比較的
容易なポリイソプレン、ポリエチレン、ポリプロピレン
などを膜形成材料として用い、これをシクロヘキサン、
トルエン、クロロホルムなどの非極性溶媒に溶解し、そ
の溶液中に前記含浸粒子を加え、約７０〜８０℃の温度
で超音波分散し、その後温度を下げて相分離を促してマ
イクロカプセル化することによって行われる。被覆され
た粒子は、沈降もしくは遠心分離によって分離され、洗
浄、乾燥後、架橋が必要なものについては架橋する。

このようにして得られた高分子膜で被覆された無機塩電
解質物質溶液含浸イオン交換樹脂中和塩粒子は、　ＥＲ
Ｒ体用粒子としてシリコーン油、スピンドル油、トラン
ス油、塩化パラフィンなどの絶縁性の高い油中に分散さ
せてＥＲ流体を形成させる。

〔発明の効果〕

本発明に係るＥＲＲ体用粒子を用いてＥＲ流体を調製し
た場合、調製されたＥＲ流体は良好な絶縁性能を有して
おり、その結果高電圧印加を可能とし、また高いせん断
応力をも有している。更に、応答速度の点でも、このＥ
Ｒ流体はすぐれている。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１ イオン交換樹脂中和塩粒子として、スルホン酸ナトリウ
ム塩型イオン交換樹脂（三菱化成製品ＤＩＡＩＯＮ　５
ＫＩＢ）をアルミナボールミルで摩砕し、平均粒径を約
２０μｍとした粒子であって、十分に乾燥したものを用
いた。

このイオン交換樹脂中和塩粒子１００ｇを、５重量％チ
オシアン酸ナトリウムのプロピレンカーボネート溶液１
０ｇ中に浸漬して、含浸させた。これを、３重量％ポリ
イソプレン（分子量約３万）のシクロヘキサン溶液３Ｑ
中に、８０℃で超音波分散させた後。

そのまま常温迄冷却し、マイクロカプセル化した。

生成したマイクロカプセルは、それを口過した後常温で
シクロヘキサンで洗浄し、乾燥したつその後、イオウの
飽和メタノール溶液ＩＣ中に超音波分散し、４０℃で２
時間マイクロカプセル膜を架橋させ、口過、メタノール
洗浄して乾燥させた。

このようにして得られた架橋ポリイソプレン膜で被覆さ
れたチオシアン酸ナトリウム溶液含浸イオン交換樹脂中
和塩粒子（１００ｇ）を、シリコーン油（トーレシリコ
ン製品５Ｈ２００，１，００センチストークス）１００
ｇ中に分散させてＥＲ流体をＩＩＩＩＬ、このＥＲ流体
について電場に対するせん断路力（せん断速度２００ｍ
１ｌ／ｌｌｌｌｌ−８時）および暗電流密度（極間５＋
ｍｍ）を測定した。得られた結果は、第１図のグラフに
示される。なお、カッコで指示したものは比較例（マイ
クロカプセル化しないもの）であり、またＸは絶縁破壊
を示している。

実施例２ イオン交換樹脂中和塩粒子として、アニオン交換樹脂（
ローム・アンド・バー入社製品アンバーライトＩＲＡ−
４５）のアニオン交換基を塩酸塩としたものをアルミナ
ボールミルで摩砕し、平均粒径を約５０μｍとした粒子
であって、十分に乾燥したものを用いた。

このイオン交換樹脂中和塩粒子１００ｇに、５重量％ヨ
ウ化ナトリウムのへキサメチルホスホルアミド溶液１０
ｇを含浸させ、これを３重量％低密度ポリエチレン（分
子量約７万）のシクロヘキサン溶液３Ｑ中に、８０℃で
超音波分散させた後、そのまま常温迄冷却し、マイクロ
カプセル化して５口過、シクロヘキサン洗浄、乾燥を行
った。

このようにして得られたポリエチレン膜で被覆されたヨ
ウ化ナトリウム溶液含浸イオン交換樹脂中和塩粒子を用
い、実施例１と同様にしてＥＲ流体の調製および測定を
行った。得られた結果は、第２図のグラフに示される。

以上の結果から、マイクロカプセル化した無機塩電解質
物質溶液含浸イオン交換樹脂中和塩粒子は、マイクロカ
プセル化しないものと比較して、良好な絶縁性能を有し
ており、そのため高電圧印加が可能であること、また高
いせん断路力が得られることが分る。更に、応答性につ
いても、手持ちのトルクメータの応答速度１０ＩＩ−８
ｅｃよりも速い応答が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は、それぞれ実施例１〜２における測定結果
を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、無機塩電解質物質の非プロトン性極性溶媒溶液を含
   浸させたイオン交換樹脂中和塩粒子を高分子膜で被覆し
   てなるＥＲ流体用粒子。