JPH05179279A - 電気粘性流体 - Google Patents

電気粘性流体

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JPH05179279A
JPH05179279A JP34492491A JP34492491A JPH05179279A JP H05179279 A JPH05179279 A JP H05179279A JP 34492491 A JP34492491 A JP 34492491A JP 34492491 A JP34492491 A JP 34492491A JP H05179279 A JPH05179279 A JP H05179279A
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JP
Japan
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liquid crystal
electro
viscous fluid
type
nematic liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP34492491A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Kanbara
誠 神原
Hirotaka Tomizawa
広隆 富沢
Tetsuo Miyamoto
哲夫 宮本
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
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Priority to DE69220478T priority patent/DE69220478T2/de
Priority to US08/030,022 priority patent/US5387370A/en
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の電気粘性流体は、正の誘電異方性を
示すネマティック液晶物質を主成分とすることを特徴と
する。 【効果】 本発明の電気粘性流体は、n型ネマティック
液晶に比して、増粘効果に優れ、可変減衰ダンパ、エン
ジンマウント、軸受ダンパ、クラッチ、バルブ、ショッ
クアブソーバー等の電気的制御に有用な電気粘性流体で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可変減衰ダンパ、エン
ジンマウント、軸受ダンパ、クラッチ、バルブ、ショッ
クアブソーバー等の機械装置を電気的に制御しうる電気
粘性流体に関する。
【0002】
【従来の技術】電圧の印加により流体の粘度が変化する
電気粘性流体は古くから知られている。電気粘性流体
は、当初は液体のみの系に注目したものであったが、そ
の後、固体分散系の電気粘性流体がウインズロー等によ
り開発されている。
【0003】このような電気粘性流体は、通常、鉱油、
合成油等の電気絶縁性流体に固体粒子、分極剤等を分散
したものであり、その効果の発現のためには電気絶縁性
流体中に固体粒子を均一に分散させておくことが必要で
あるが、分散剤を使用しても固体粒子が沈澱しやすく、
そのため電気粘性効果の低下や性状の不安定さ、また機
械各部における閉塞といった問題が生じやすく、また機
械各部の摩擦摩耗の問題、また室温以下の低温における
電気粘性効果が小さいという問題がある。
【0004】従来、アゾメチン系液晶が電場の存在下で
電気粘性効果を有することが報告されている( Jpn.J.A
ppl.Phys.17(1978)P1525)が、本発明者等は可変減衰ダ
ンパ、エンジンマウント、軸受ダンパ、クラッチ、バル
ブ、ショックアブソーバー等の機械装置用電気粘性流体
としての液晶の適用を検討する中で、アゾメチン系液晶
はその電気粘性効果が小さく、また大気と接触すると更
にその効果が低下し、機械装置用として使用しえないこ
とが判明した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、単独物質で
より電気粘性効果の高い電気粘性流体の提供を課題とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電気粘性流体
は、正の誘電異方性を示すネマティック液晶物質を主成
分とする。
【0007】本発明において使用しうる液晶は、構造式
中にアゾメチン結合(−CH=N−結合)を有しない液
晶物質であって、下記(1)式及び(2)式で表される
液晶である。
【0008】
【化1】
【0009】
【化2】
【0010】−C≡C−、−N=N−(トランス型)、
−COO−、−(CH2 n −、−CH2 O−、−R′
−、−COS−、−CH=C(CN)−、−CH=C
(Cl)−、−COCH2 −、−O−(CH2 2 −O
−、−CH=CH−COO−、−COO−C6 5 −C
OO−、X、Yは、−C6 5 、−NHCOCH3 、−
CN、−OR、−NO2 、−F、−Cl、−Br、−N
2 、−R、H、−OCOR、−COOH、−CHO、
−NCS、−N3 、−NH2 、−CH2 CH(Cl)C
N、−C(CH3 )=NOH、−COR、−C≡CH、
−CH2 COOH、−NCO、−R′CN、−R′C
l、−R* 、−ROR* 、−OCOOR、Rは、Cn
2n+1、C2 5 −CH(CH3 )−CH2 −、C2 5
−CH(CH3 )−CH2 O−、C2 5 −CH(CH
3 )−C3 6 −、R′は、Cn 2n、R* は、光学活
性アルキル基であり、Z、Z′はシアノ基、弗素原子、
塩素原子、沃素原子、臭素原子、ニトロ基、メチル基を
表わし、R、R′におけるnは1〜20の整数、R*
おける炭素数はR、R′と同じである。
【0011】式(1)、(2)で表される液晶として、
例えば下記構造式のものが挙げられる。
【0012】
【化3】
【0013】
【化4】
【0014】
【化5】
【0015】上記例示における(3)はアゾ系、(4)
はアゾキシ系、(5)は安息香酸フェニルエステル系、
(6)はシアノビフェニル系、(7)はシアノターフェ
ニル系、(8)はシクロヘキシルカルボン酸フェニルエ
ステル系、(9)はフェニルシクロヘキサン系、(1
0)はビフェニルシクロヘキサン系、(11)はフェニ
ルピリミジン系、(12)はフェニルジオキサン系、
(13)はシクロヘキシルシクロヘキサンエステル系、
(14)はシクロヘキシルエタン系、(15)はシクロ
ヘキセン系、(16)はアルキルアルコキシトラン系、
(17)はアルキルシクロヘキシルアルコキシトラン
系、(18)はアルケニル系、(19)は2,3−ジフ
ルオロフェニレン系、(20)はシクロヘキシルシクロ
ヘキサン系、(21)はビシクロオクタン系、(22)
はキューバン系、(23)はジシアノハイドロキノン
系、(24)はシアノチオフェニルエステル系液晶であ
り、式中、X、Y、R、R′は上記式(1)(2)にお
けるX、Y、R、R′と同義である。
【0016】ネマティック液晶化合物は、単独又は混合
物において常温で液体と同様の流動性を示し、かつ優れ
た電気粘性効果を示すので、従来の固体粒子を含有する
電気粘性流体のように沈澱の問題は生じないものであ
り、また、耐摩擦摩耗性にしても通常の潤滑油より優れ
るものである。ネマティック液晶の中で液晶の配向ベク
トルに平行な方向での誘電率ε‖と、液晶の配向ベクト
ルに垂直な方向の誘電率ε⊥との差Δε即ち、 Δε=ε‖−ε⊥ が正のものはp型ネマティック液晶と称せられ、電気粘
性効果に優れ、好ましくはΔε>5のものが電気粘性効
果に優れることを見出した。
【0017】上記液晶物質は、単独でも又混合して使用
してもよい。このましくは、液晶特性を向上させるため
に各種液晶物質は混合して使用される。
【0018】本発明の電気粘性流体には、上記液晶に添
加剤として酸化防止剤及び/又は金属腐食防止剤が添加
されるとよい。
【0019】酸化防止剤としては、慣用されるフェノー
ル系、アミン系酸化防止剤を使用することができ、具体
的にはフェノール系としては2・6−ジ−t−ブチルパ
ラクレゾール、4・4’−メチレンビス(2・6−ジ−
t−ブチルフェノール)、2・6−ジ−t−ブチルフェ
ノール等、またアミン系としてはジオクチルジフェニル
アミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルジフ
ェニルアミン、N−ニトロソジフェニルアミン等を使用
することができ、電気粘性流体全体に対して0.01〜10wt
%、好ましくは 0.1〜2.0wt %使用することができ、0.
01wt%より少ないと酸化防止効果がなく、また10wt%を
越えると色相悪化、濁りの発生、スラッジの発生、粘調
性の増大等の問題がある。
【0020】また、腐食防止剤を添加してもよく、具体
的には窒素化合物ではベンゾトリアゾールおよびその誘
導体、イミダゾリン、ピリミジン誘導体等、イオウ及び
窒素を含む化合物では、1.3.4-チアジアゾールポリスル
フィド、1.3.4-チアジアゾリル-2.5- ビスジアルキルジ
チオカルバメート、2-( アルキルジチオ) ベンゾイミダ
ゾール等、その他、β-(o−カルボキシベンジルチオ)
プロピオンニトリルまたはプロピオン酸等を使用するこ
とができ、電気粘性流体全体に対して 0.001〜10wt%好
ましくは0.01〜1.0wt %使用するとよい。0.001wt %よ
り少ないと腐食防止効果がなく、また10wt%を越えると
色相悪化、濁りの発生、スラッジの発生、粘調性の増大
等の問題がある。
【0021】また、更にジベンジルスルフィド、ジブチ
ルスルフィド、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル等
の慣用の耐摩擦摩耗防止剤を添加してもよく、また、極
圧剤、消泡剤等を添加してもよい。
【0022】
【作用及び発明の効果】液晶は異方性があり、液体であ
りながら結晶性を有し、電場の存在下でその双極子モー
メントのために一定方向に配向し、その粒子の並びのた
めにレオロジー的変化を生じて見かけの粘度が増加する
ことが知られている。また電場の存在下では、両電極間
を通過するような流れに対して抵抗が生じると共に静電
引力で各分子が引きつけられる結果、より強い抵抗を生
じ、これが粘度増加につながるものと考えられている。
また、従来の鉱油等からなる電気粘性流体は、常温以下
の低温において電気粘性効果が著しく低下するが、液晶
を電気粘性流体として使用すると、低温でも電気粘性効
果が維持されるために、極めてその適用温度範囲を広げ
ることができる。
【0023】本発明者等は、n型ネマティック液晶に比
して、p型ネマティック液晶を使用すると増粘効果に優
れた電気粘性流体となしえることを見出した。その詳細
な理由は不明であるが、p型ネマティック液晶は、配向
ベクトルに平行な方向での誘電率が大きいために、電場
を印加するとその分子配列の度合がn型ネマティック液
晶のそれに比して強くなり、電極間での液晶の流れに対
してより大きい抵抗性を示し、これが粘度増加につなが
るものと考えられる。
【0024】以下、本発明の実施例を示す。
【0025】
【実施例1】ネマティック液晶〔商品名、RDX−40
69、ロディック社製、Δε=20.0、粘度56cP
(20℃)〕を電気粘性流体とした。
【0026】
【実施例2】ネマティック液晶〔商品名、DOX−20
58、ロディック社製、Δε=14.6、粘度53.7
cP(20℃)〕を電気粘性流体とした。
【0027】
【実施例3】ネマティック液晶〔商品名、DOX−70
05、ロディック社製、Δε=6.3、粘度23.2c
P(20℃)〕を電気粘性流体とした。
【0028】
【実施例4】ネマティック液晶〔商品名、NEM133
(N)富士色素社製、Δε=10.0、粘度50cP
(20℃)〕を電気粘性流体とした。
【0029】
【比較例1】ネマティック液晶4′−メトキシベンジリ
デン−4−n−ブチルアニリン(MBBA、Δε=−
0.7、粘度35cP(20℃)〕を電気粘性流体とし
た。
【0030】
【比較例2】下記構造式のネマティック液晶からなる液
晶混合物
【0031】
【化1】
【0032】(Δε=−1.3、粘度18cP(20
℃)〕を電気粘性流体とした。
【0033】上記、各サンプルについて、40℃で、電
圧の印加が可能な回転粘度計を用い、増粘効果を測定す
ることにより電気粘性流体としての評価を行なった。
【0034】増粘効果は、剪断速度600sec.-1におい
て、電場0(V/m) 時での粘度に対する交流電場2.0×
106 (V/m) での粘度の倍率により比較した。
【0035】結果を下表に示す。
【0036】
【表1】
【0037】本発明の電気粘性流体は、比較例に比べ、
増粘効果に優れることがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正の誘電異方性を示すネマティック液晶
    物質を主成分とする電気粘性流体。
JP34492491A 1991-07-24 1991-12-26 電気粘性流体 Pending JPH05179279A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34492491A JPH05179279A (ja) 1991-12-26 1991-12-26 電気粘性流体
EP92916174A EP0567649B1 (en) 1991-07-24 1992-07-24 Electroviscous fluid
PCT/JP1992/000944 WO1993002166A1 (fr) 1991-07-24 1992-07-24 Fluide electrovisqueux
DE69220478T DE69220478T2 (de) 1991-07-24 1992-07-24 Elektroviskose Flüssigkeit
US08/030,022 US5387370A (en) 1991-07-24 1992-07-24 Electroviscous fluid

Applications Claiming Priority (1)

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JP34492491A JPH05179279A (ja) 1991-12-26 1991-12-26 電気粘性流体

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JP (1) JPH05179279A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07150164A (ja) * 1993-11-30 1995-06-13 Agency Of Ind Science & Technol 電気粘性流体
JPH08245976A (ja) * 1995-03-13 1996-09-24 Nitta Ind Corp アクチュエータ用作動流体

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JPH07150164A (ja) * 1993-11-30 1995-06-13 Agency Of Ind Science & Technol 電気粘性流体
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