JPH047398A - 電気粘性流体 - 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、振動吸収体、動力伝達装置、圧力変換装置等
に利用される電気粘性流体に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電気粘性流体としては、液相、分散相及び分散助
剤からなるものが知られている（特開昭６３−１７６１
４４号公報等）。液相としては、シリコーンオイル等の
非電導性の疎水性液体が使用され、分散相としてはシリ
カゲル等の含水性ケイ酸塩等の親水性の粒子が使用され
る。また、分散助剤としては、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、アミン誘導体、窒素含有高分子界面活性剤、アミノ
変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイ
ル等が使用されている。

この電気粘性流体は、通常の状態では一般の水系溶液と
同様にニュートン流体としての挙動を示すが、電圧を印
加すると印加電圧に応じて粘度が上昇するという電気粘
性効果を発揮する。この粘度の上昇率は印加電圧の大き
さにほぼ比例し、しかも応答性が良いため各種制御機器
への利用が検討されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の電気粘性流体は、時間が経つにつ
れて液相と分散相とがそれらの比重差等の原因に基づい
て分離してくるという問題点があった。また、低粘度の
電気粘性流体を必要とする場合に、液相を低粘度化する
と引火点が下がり取扱いが難しくなるという問題点があ
った。さらに、使用中に水分が溶解した場合、著しく電
気粘性効果が低下するという問題点があった。

本発明の目的は、液相と分散相とが経時的に分離するこ
となく、低粘度化しても引火点が下がることなく取扱い
が安全で、しかも水によって電気粘性効果が低下しない
電気粘性流体を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明では完全にフッ素
化された液体よりなる液相と、含水性のケイ酸塩よりな
る分散相とを含有し、前記分散相の割合が５〜１５重量
％であるという手段を採用している。

次に、上記本発明の各構成要件について説明する。

液相を構成する完全にフッ素化された液体は、非導電性
で疎水性の不活性な液体であって、例えば炭素数６〜８
のフッ素化炭素（Ｃ８Ｆ１４〜Ｃ８Ｆ１ｇ）等が使用さ
れる。

分散相を構成する含水性のケイ酸塩は、表面に水を吸着
し、又は構造中に水を包含し得るものであり、例えばシ
リカゲル（ＳｉＯ２・ｎＨ２０）　、ゼオライト、ケイ
酸アルミニウム等が使用される。この分散相の占める割
合は、５〜１５重量％の範囲である。分散相が５重量％
未満の場合には十分な電気粘性効果が得られず、１５重
量％を越えると粘度が上昇して流動性が低下するので不
適当である。

〔作用〕

上記手段を採用したことにより、液相を構成する完全に
フッ素化された液体の比重が分散相を構成する含水性の
ケイ酸塩の比重に近いので、含水性のケイ酸塩が時間の
経過とともに分離して沈澱するおそれがなく、分散相は
液相中で均一に分散された状態で安定に存在し、また完
全にフッ素化された液体が低粘度で、引火性がないので
、電気粘性流体を安全に取扱うことができ、しかも完全
にフッ素化された液体は水の溶解度が小さいので、電気
粘性流体の優れた電気粘性効果が安定した状態で発揮さ
れる。

〔実施例〕

以下に本発明を具体化した実施例を比較例と対比して説
明する。

（１）電気粘性流体の調製 液相として完全にフッ素化した不活性液体（Ｃ６Ｆ１４
〜ＣａＦ＋ｓの混合物、住友スリーエム社製の商品名フ
ロリナートＦＣ４３）を９０重量％と分散相としてシリ
カゲル１０重量％を混合して電気粘性流体を調製した。

なお、上記完全にフッ素化した不活性液体の物性を、ト
リクロロトリフルオロエタンＣＣＣｌ１ｚ　ＦＣＣＩＦ
ｔ　）及び下記構造を有するパーフルオロアルキルポリ
エーテルの物性と比較して表−１に示す。

表−１ 表−１から完全フッ素化不活性液体は比重がシリカゲル
（比重２．２〜２．３）に比較的近く、引火性がなく、
低粘度で、水の溶解度か小さく、しかも体積抵抗が大き
く絶縁性も良いことがわかる。

それに対し、トリクロロトリフルオロエタンは引火性は
ないが、比重が小さく、水の溶解度が太きい。また、パ
ーフルオロアルキルポリエーテルは、比重が大きく、引
火性がなく、水の溶解度も小さいが、粘度が非常に高い
。

（２）電気粘性流体の物性の評価 ■印加電圧を変えた場合の粘度及び剪断応力の測定 回転粘度計を用い、１４ｍｍの直径を有する内部回転円
筒体の電極の表面積を６　ｃｒｌ、電極間の間隙を１　
ｍｍとし、剪断速度を７０８−’として測定した。

実施例１〜４として、印加電圧を０〜３　ＫＶ／ｍｍま
で変化させたときの粘度と剪断応力の値を表−２に示す
。

■経時変化による分離状態の測定 試験管に高さ５０ｍｍまで前記電気粘性流体を入れて４
８時間室温で放置し、上澄み部の長さを測定し、実施例
５とした。また、前記電気粘性流体において完全フッ素
化した不活性液体に代えて、粘度５センチストークスの
シリコーンオイルを使用した場合について上澄み部の長
さを測定し、比較例１とした。それらの結果を表−３に
示す。

表−３ 表−３から実施例５では上澄み部の長さが短いのに対し
、従来のシリコーンオイルを使用した場合（比較例１）
では上澄み部の長さが元の長さの１／２まで達し、分離
しやすいことがわかる。

■分散相の固形分量及び印加電圧を変えた場合の物性の
測定 実施例６〜８及び比較例２においては、前記実施例１〜
４と同様に液相としてフロリナートＦＣ４３を用い、分
散相としてシリカゲルを用い、シリカゲルの固形分量を
変化させた。また、比較例３では液相として前記したト
リクロロトリフルオロエタン（ダイキン工業株式会社製
の商品名ダイフロン５−３）を用い、比較例４では前記
したパーフルオロアルキルポリエーテル（デュポン社製
商品名ＫＲＹＴＯＸ１５０６、平均分子量２４００）を
用いた。そして、印加電圧がＯＫＶのときの電気粘性流
体の物性を表−４に示し、３ＫＶのときの電気粘性流体
の物性を表−５に示す。

なお、表−４における粘度の評価は次の意味を表す。

○：電気粘性流体を使用した防振ゴム等の特性が変化し
ないことを示す。

△：電気粘性流体を使用した防振ゴム等の特性が多少変
化することを示す。

また、表−５における電流密度の評価は次の意味を表す
。

○：自己発熱が生じない良好な状態を示す。

△：自己発熱が生じたことを示す。

同じく表−５における電気粘性効果の評価は次の意味を
表す。

○：電気粘性効果が十分に発揮されていることを示す。

△：電気粘性効果が低いことを示す。

さらに、電気粘性効果の倍率は、ＯＫＶ時の応力（Ｐａ
）に対する３ＫＶ時の応力（Ｐａ）の比率である。

上記表−４及び表−５中の比較例２の粘度の測定不可は
、電気粘性流体が液状とならなかったので、測定できな
かったことを示す。

表−４及び表−５の結果から、実施例６〜８では電気粘
性効果が１０倍以上と優れており、従来のように分散助
剤を使用することなく、電気粘性流体として使用するこ
とができる。それに対し、分散相を構成するシリカゲル
が２０重量％以上と多過ぎる場合（比較例２）には電気
粘性流体が液状とならず、トリクロロトリフルオロエタ
ンを用いた場合（比較例３）には電気粘性効果が４，６
倍と低く、パーフルオロアルキルポリエーテルを用いた
場合（比較例４）には電気粘性効果が７．９倍という低
い値であり、電気粘性効果が不十分であることがわかる
。

〔発明の効果〕

本発明の電気粘性流体は、分散相が液相から経時的に分
離するおそれが少なく、低粘度化しても引火点が下がる
ことなく取扱いが安全で、しかも水によって電気粘性効
果が低下しないという効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、完全にフッ素化された液体よりなる液相と、含水性
   のケイ酸塩よりなる分散相とを含有し、前記分散相の割
   合が５〜１５重量％である電気粘性流体。