JPH05287291A - 電気粘性流体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】電気粘性効果が大きく、電力消費が小さく、か
つ分散相の沈降が少なく、安定性に優れた電気粘性流体
の提供。 【構成】平均粒子径４〜５０ｎｍのコロイダルシリカ粒
子が結合した偏平大粒子シリカゾルの乾燥粉末で且つア
ルミニウム化合物及びジルコニウム化合物からなる群よ
り選ばれる化合物をその酸化物換算で０．１〜５重量％
並びに水分を１〜１０重量％含有する平均粒子径０．０
１〜１００μｍの粒子よりなる分散相を１００重量部中
１〜６０重量部及び室温における粘度０．６５〜１００
０センチトークス（ｃＳｔ）の電気絶縁油よりなる液相
を１００重量部中４０〜９９重量部含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電圧の印加によって粘
性を増大する電気粘性流体と、その製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電気粘性流体は、疎水性で非導電性の油
の中に微細に分割した親水性の固体が分散している懸濁
液で、十分に強い電場の作用の下で極めて速やかに、し
かも可逆的に粘度が増加する流体である。

【０００３】粘度を変化させるためには直流の電場だけ
でなく交流の電場も使用することができ、必要な電流は
非常に小さく、少ない電力によって強力な力を与えるの
で、例えば、クラッチ、バルブ、ショックアブソーバ
ー、バイブレーター、各種防振ゴム、アクツエーター、
ロボットアーム、制振材などの装置や部品を制御するた
めの構成要素として、電気粘性流体は検討されてきた。

【０００４】電気粘性流体の分散相としてはUSP3,047,5
07号明細書に多くの物質が提案されており、その中で好
適な物質としてシリカゲルが挙げられている。又、分散
媒体としてはシリコーンオイルのような電気絶縁油が用
いられる。しかし、分散相としてシリカゲルを用いた電
気粘性流体は電気粘性効果が小さく、長期に保存すると
分散相であるシリカ粒子が沈降し、沈降物の再分散が不
可能となるので、実用のためには不十分なものであっ
た。

【０００５】また、電気粘性効果の改良を目的として、
特開昭５３−９３１８６号明細書に分散相微粒子として
ポリアクリル酸リチウムが提案されたが、この電気粘性
効果には粒子が多量の水を含有しているか或は意図的に
含有させることが不可欠であり、そのため水による過度
の導電性が避けられず、消費電力の点で不利である。

【０００６】特開昭６２−９５３９７号明細書には表面
上のＡｌ／Ｓｉ原子比が０．１５〜０．８０で、１〜２
５重量％の水分を有する珪酸アルミニウムを分散相とし
て用いる電気粘性流体が開示されている。しかし、この
組成の珪酸アルミニウムは親水性で、粉体中に多量の水
を含んでいる。したがって、電気粘性効果は大きいもの
の、その水により過度の導電性が生じるため、この電気
粘性流体も消費電力の点で不利である。

【０００７】さらにUSP4,744,914号明細書（特開昭６３
−１８５８１２）には、上記の水の問題点を解決すべ
く、一般式：M_(X/n)[(AlO₂)_X(SiO₂)_y]・wH₂O （式中Ｍは
平均電価数ｎの金属陽イオンまたは金属陽イオンの混合
物、ｘおよびｙは整数であり、ｘに対するｙの比は約１
〜約５であり、そしてｗは不定である）で、吸着水を実
質的に含まない結晶化ゼオライトを分散相として用いる
電界反応性流体が開示されている。吸着水を除く手段と
して、同明細書中には、非導電性流体および粒状結晶化
ゼオライトを、使用中こうむるであろう温度よりも高い
温度のもとで十分なガス抜きと水分除去するに必要な時
間処理することが記載されている。しかし結晶化ゼオラ
イトは水分の存在下で大きな電気粘性効果を発現するた
め、上記のような十分な水分除去をした場合、電気粘性
効果の低下は避けられない。また、もともと含水量の多
い親水性の結晶化ゼオライトを水分除去処理をすると、
ゼオライト粒子表面が非常に活性となり、二次凝集を形
成し易くなる。そして、凝集により二次粒子径が大きく
なるため沈降が速くなり、その結果分散相と液相が短時
間で分離する問題が生じる。さらに、上記電界反応性流
体が大気中に放置されると、電気絶縁油を介して分散相
である結晶化ゼオライト粒子が水を再吸着し、電気粘性
効果及び電流特性の十分な安定性が得られない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気粘性効
果が大きく、電力消費が小さく、かつ分散相の沈降が少
なく、安定性に優れた電気粘性流体の開発を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
重ねた結果、平均粒子径４〜５０ｎｍのコロイダルシリ
カ粒子が結合した偏平大粒子シリカゾルの乾燥粉末で且
つアルミニウム化合物及びジルコニウム化合物からなる
群より選ばれる１種又は２種以上の化合物をその酸化物
換算で０．１〜５重量％並びに水分を１〜１０重量％含
有する平均粒子径０．０１〜１００μｍの粒子よりなる
分散相を１００重量部中１〜６０重量部及び室温におけ
る粘度０．６５〜１０００センチトークス（ｃＳｔ）の
電気絶縁油よりなる液相を１００重量部中４０〜９９重
量部含有することを特徴とする電気粘性流体によって上
記の課題を解決した。

【００１０】このような偏平大粒子シリカゾルを製造す
る方法として、米国特許第２８０１９０２号明細書に記
載されているような粒子径５〜１００ｎｍの負帯電球状
コロイダルシリカのゾルに陽イオン界面活性剤を加えた
後加熱する方法、特開昭６２−２７８１１４号公報に記
載されている、アルミナ、チタニア、ジルコニア、トリ
アなどで被覆された正帯電のコロイダルシリカのゾルに
陰イオン界面活性剤を加えた後加熱する方法などがある
が、界面活性剤を含まず、加熱過程を必要としない点か
ら下記の製造法が好ましい。

【００１１】本発明における偏平大粒子シリカゾルは、
酸性水性の負帯電シリカゾルに、アルミニウムの塩基性
塩及びジルコニウムの塩基性塩からなる群より選ばれる
１種又は２種以上の金属塩基性塩の水溶液を、この塩を
構成する金属の酸化物として上記シリカゾル中のSiO₂に
対し０．０１〜１０重量％量、好ましくは０．１〜５重
量％量混合することにより得られる正帯電のシリカゾル
をSiO₂として１００重量部と、平均粒子径４〜５０ｎｍ
の負帯電シリカの酸性水性ゾルをSiO₂として１０〜２０
０重量部混合することにより得られる。

【００１２】金属塩基性塩として、はチタン、錫、イン
ジウム、セリウム等の塩基性塩も用い得るが、特にアル
ミニウムの塩基性塩またはジルコニウムの塩基性塩が好
ましく、その例としてはAl(OH)₂Cl 、Al₂(OH)₅Clなどの
塩基性塩化アルミニウム、Al(OH)₂(CH₃COO)・1/3H₃BO₃な
どの塩基性酢酸アルミニウム、Al₂(OH)₅NO₃ 、Al(OH)(N
O₃)₂などの塩基性硝酸アルミニウム、Al(OH)₂(HCOO) な
どの塩基性蟻酸アルミニウム、ZrOCl₂・8H₂O 等のオキシ
塩化ジルコニウム、ZrO(NO₃)₂・nH₂O等のオキシ硝酸ジル
コニウム、ZrO(CH₃COO)₂等のオキシ酢酸ジルコニウム等
が挙げられ、特に好ましい例としてはAl₂(OH)₅Clが挙げ
られる。これら金属塩基性塩は、２種以上混合して用い
てもよく、その水溶液としては、通常１〜５０重量％程
度のものが好ましい。

【００１３】平均粒子径４〜５０ｎｍの負帯電シリカの
酸性水性ゾルは公知の方法で容易に製造され、そのコロ
イダルシリカ粒子の形状としては、球状、非球状のいず
れでも良いが、球状のものが好ましい。好ましい例とし
ては、平均粒子径４〜５０ｎｍの球状コロイダルシリカ
のアルカリ性水性ゾルを水素型陽イオン交換樹脂で処理
することにより得られるpH２〜５、SiO₂２〜５０重量％
程度の安定な酸性水性ゾルが挙げられる。さらに好まし
くは、SiO₂濃度５〜３０重量％、平均粒子径７〜２０ｎ
ｍ、ｐＨ２〜５の水性ゾルが挙げられる。

【００１４】本発明において上記塩基性塩と混合される
酸性水性の負帯電シリカゾルとしては、上記平均粒子径
４〜５０ｎｍの負帯電シリカの酸性水性シリカゾルの
他、本発明の方法により得られた偏平大粒子シリカゾル
も用いることができる。特に、この酸性水性の負帯電シ
リカゾルとして、本発明の方法により得られた偏平大粒
子シリカゾルを繰り返し用いるときは、粒子径がさらに
拡大された偏平大粒子シリカゾルを得ることができる。

【００１５】正帯電のシリカゾルは公知の方法により製
造することができ、上記酸性水性の負帯電シリカゾルに
上記塩基性塩の水溶液をこの塩の金属の酸化物、すなわ
ち、Al₂O₃ 、ZrO₂又はこの両者として、上記酸性水性の
負帯電シリカゾル中のSiO₂に対し、０．０１〜１０重量
％量、好ましくは０．１〜５重量％量混合することによ
り得られる。この混合は、常温〜１００℃で行うことが
できるが、強撹拌下常温で行うのが好ましい。

【００１６】偏平大粒子シリカゾルは、上記正帯電のシ
リカゾルをSiO₂として１００重量部と、上記平均粒子径
４〜５０ｎｍの負帯電シリカの酸性水性ゾルをSiO₂とし
て１０〜２００重量部混合することにより得られる。こ
の場合も、常温〜１００℃程度、好ましくは強撹拌下常
温で行うことができる。そして混合液のｐＨが４〜７を
示す範囲で行うのが好ましい。このｐＨを４〜７に調整
することは、上記正帯電のシリカゾルにあらかじめアル
カリ性物質を加えておくか、あるいは、上記正帯電のシ
リカゾルと上記平均粒子径４〜５０ｎｍの負帯電シリカ
の酸性水性シリカゾルとの混合直後にアルカリ性物質を
加えることにより行うことができる。

【００１７】使用するアルカリ性物質としては、リチウ
ム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等ア
ルカリ金属水酸化物；アルミン酸ナトリウム、亜鉛酸ナ
トリウムなどのナトリウム塩；水酸化アンモニウム、水
溶性第４級アンモニウム水酸化物、水酸化グアニジン；
エチルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−プロピルアミ
ン等水溶性のアルキルアミン；モノエタノールアミン、
トリエタノールアミン等水溶性アルカノールアミン；ベ
ンジルアミン、ピペリジン等が例示される。これらアル
カリ性物質は水溶液として用いるのが好ましく、２０重
量％以下の濃度が良い。これらアルカリ性物質をM₂O
（但し、Ｍはアルカリ金属原子、アンモニウム基、第４
級アンモニウム基またはアミン分子を表す。）で表すと
き、この加えられるアルカリ性物質の量は、上記粒子径
４〜５０ｎｍの負帯電シリカの酸性水性シリカゾルのSi
O₂に対し、 M₂O／SiO₂として０．００５〜５重量％程度
である。

【００１８】上記の如くして正帯電のシリカゾルと平均
粒子径４〜５０ｎｍの負帯電シリカの酸性水性ゾルとの
混合により生じた偏平なコロイダルシリカゾルは負に帯
電しているから、これを再び上記正帯電のシリカゾルを
造るための原料として用いることができる。このように
して、本発明の方法による偏平大粒子シリカゾルを数回
繰り返して用いることにより、厚みは原料シリカゾルの
コロイダルシリカの径５〜５０ｎｍにほぼ等しいか、若
干それより厚いが平面方向の径は１００〜１０００ｎｍ
程度の大きさの偏平な形状のシリカゾルを得ることがで
きる。この粒子は、動的光散乱法により測定すると、平
均粒子径２００〜６００ｎｍである。

【００１９】上記の方法により得られた偏平大粒子シリ
カゾルに、さらにアルカリ性物質を加えることにより、
ｐＨ７〜１２の安定なアルカリ性水性の偏平大粒子シリ
カゾルを得ることができる。また、このようにして得ら
れた偏平大粒子シリカゾルを水素型陽イオン交換樹脂で
処理し、さらに水酸基型陰イオン交換樹脂で処理するこ
とにより、ｐＨ２〜４の安定な酸性水性の偏平大粒子シ
リカゾルを得ることができる。

【００２０】上記の偏平大粒子シリカゾルは、SiO₂濃度
２〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％の水性ゾ
ルとして得られる。濃度の薄いゾルからは、これを蒸発
法、限外濾過法などで濃縮することにより高濃度のゾル
を得ることができる。また、上記本発明による水性ゾ
ル、特に酸性水性ゾルの媒体の水を、親水性有機溶媒で
置換することにより、オルガノシリカゾルを得ることが
できる。この置換方法としては、蒸溜法、限外濾過法な
どが挙げられ、また、親水性有機溶媒の例としては、メ
タノール、エタノール、イソプロパノール、ジメチルホ
ルムアミド、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセトアミド、エチル
セロソルブ、エチレングリコールなどが挙げられる。

【００２１】更に、上記水性ゾルに、前記アルミニウム
の塩基性塩、ジルコニウムの塩基性塩を加えることによ
り、正帯電の偏平大粒子シリカゾルを得ることができ
る。

【００２２】上記のようにして得られたシリカの偏平大
粒子を含む水性ゾルやオルガノゾルの媒体である水や有
機溶媒を、スプレードライヤー法、常圧乾燥、真空乾燥
などで取り除き、粉末にした後、含水量を調整し、電気
絶縁性油に分散させる方法、水性ゾルやオルガノゾルの
媒体の水や有機溶媒を蒸溜、限外濾過法などで溶媒置換
を繰り返し、最終的に電気絶縁性油に溶媒置換すること
によりシリカ粒子を電気絶縁性油に分散させる方法など
により電気粘性流体を得ることができる。

【００２３】このようなゾルの媒体である水や有機溶媒
を取り除く乾燥などの過程でシリカ粒子が二次凝集を形
成し、さらに大きな粒子を形成することがあるが、ボー
ルミル、サンドミルなど最終的に分散相粒子を電気絶縁
性油に均一に分散させる過程で所望の粒子径まで解砕す
ることが望ましい。

【００２４】このようにして得られた偏平大粒子シリカ
ゾルの乾燥粉末であるシリカ粒子の電気粘性流体の分散
相として適当な平均粒子径は０．１〜１００μｍであ
り、好ましくは０．５〜１０μｍの範囲である。０．１
μｍ未満では電場のない状態で初期粘度が著しく大きく
なりデバイスに適用できない。また１００μｍを越える
と沈降が早くなり流体の分散相としての十分な安定性が
得られない。

【００２５】偏平大粒子シリカゾルの乾燥粉末であるシ
リカ粒子の電気粘性流体の分散相として適当な水分含有
量は１〜１０重量％、好ましくは３〜５重量％の範囲
で、１重量％未満では大きな電気粘性効果が得られず、
１０重量％を越えると水分による導電性のため消費電力
が大きくなる。

【００２６】液相を構成する電気絶縁油としては、炭化
水素油、エステル系油、ハロゲン化炭化水素油やシリコ
ーン油などを例示することができる。これらは単独で用
いることができ、また２種以上を併用することもでき
る。これらの電気絶縁油の中でもポリジメチルシロキサ
ンやポリメチルフェニルシロキサンなどのシリコーン油
が、ゴム状の弾性を有する材料と直接接触する状態でも
使用できるという点で優れている。

【００２７】電気絶縁油の粘度は２５℃において０．６
５〜１０００センチストークス（ｃＳｔ）、好ましくは
５〜５０ｃＳｔの粘度を有するものを用いる。液相の粘
度が低すぎると揮発分が多くなり、また電気粘性効果に
よる粘度変化が小さくなる。一方、液相の粘度が高すぎ
ると流体の粘度が高くなり、高すぎるとデバイスの要求
特性に合致しない。適度に低粘度の気絶縁油を液相とす
ることによって分散相を効率よく懸濁させることができ
る。

【００２８】本発明の電気粘性流体を構成する分散相と
液相の割合は、偏平大粒子シリカゾルの乾燥粉末である
シリカ粒子からなる分散相の含有量が１〜６０重量％、
好ましくは１０〜４０重量％で、前記電気絶縁油からな
る液相の含有量が４０〜９９重量％、好ましくは６０〜
９０重量％である。分散相の量が１重量％未満では電気
粘性効果が小さく、６０重量％を越えると電場がない時
の初期粘度が著しく大きくなる。

【００２９】電気粘性流体中のアルカリ物質はＭ₂ Ｏ
（Ｍ：アルカリ金属、アミン、第４級アンモニウム等）
として０．００５〜５．０重量％、好ましくは０．０２
〜１．０重量％、酸（塩酸、硝酸、ギ酸、シュウ酸等）
は０．００５〜５．０重量％、好ましくは０．０２〜
１．０重量％である。また、本発明の電気粘性流体には
本発明の効果を損なわない範囲で他の分散相や界面活性
剤、分散剤、無機塩等の添加剤を配合することもでき
る。

【００３０】以下、実施例により本発明を更に詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例になんら限定されるも
のではない。

【００３１】

【実施例１】平均粒子径（ＢＥＴ法による測定値）１
２．５ｎｍの酸性水性の負帯電シリカゾル（日産化学工
業（株）製スノーテック−Ｏ：比重１．１２７，ｐＨ
２．８，粘度２．０ｃＰ，ＳｉＯ₂ 含有量２０．２重量
％）１３００ｇと水７９０ｇの混合液に、塩基性塩化ア
ルミニウム水溶液（多木化学（株）製タキバイン：比重
１．３５，ｐＨ４．０，粘度５０ｃＰ，Ａｌ₂ Ｏ₃ 換算
のＡｌ含有量２３．０重量％，Ｃｌ含有量８．０重量
％）２６ｇ（ＳｉＯ₂ に対するＡｌ₂ Ｏ₃ の重量割合は
２．３重量％）及び１０％ＮａＯＨ水溶液１７．６ｇを
添加して得た正帯電のシリカゾルに、上記負帯電シリカ
ゾル１２００ｇ（正帯電シリカゾルのＳｉＯ₂１００重
量部に対する負帯電シリカゾルのＳｉＯ₂ の割合は９
２．３重量部）を添加し、次いで１０％ＮａＯＨ水溶液
２７．８ｇを添加することにより平均粒子径１２．５ｎ
ｍのコロイダルシリカ粒子が平面方向に結合した負帯電
の偏平大粒子シリカゾルを得た。

【００３２】このゾルは比重１．０９１，ｐＨ７．６
４，粘度２．８ｃＰ，ＳｉＯ₂ 含有量１５．０重量％，
Ａｌ₂ Ｏ₃ 換算Ａｌ含有量０．１７８重量％，Ｎａ₂ Ｏ
含有量０．１０５重量％，Ｃｌ含有量０．０６１８重量
％，平均粒子径０．３０５μｍであった。

【００３３】このゾルをスプレードライヤーで乾燥し、
シリカの乾燥粉末を得た。この乾燥粉末は平均粒子径
４．０μｍ，ＳｉＯ₂ 含有量９５．５重量％，Ａｌ₂ Ｏ
₃ 換算のＡｌ含有量１．１３重量％，Ｎａ₂ Ｏ含有量
０．６６重量％，Ｃｌ含有量０．３９重量％，水分含有
量２．３４重量％であった。

【００３４】この乾燥粉末１０２．３ｇ（２５．６重量
部）を２５℃における粘度１０ｃＳｔのシリコーン油
（東芝シリコーン（株）製ＴＳＦ−４５１−１０）２９
７．６ｇ（７４．４重量部）に分散した後、サンドグラ
インダーにて１時間撹拌し実施例１の電気粘性流体を得
た。この電気粘性流体における分散相の平均粒子径（遠
心沈降法による測定値）は１．４μｍであった。

【００３５】

【実施例２】実施例１で使用したのと同じ負帯電シリカ
ゾル１３００ｇと水１４８０ｇの混合液に、実施例１で
使用したのと同じ塩基性塩化アルミニウム水溶液１９．
１ｇ（ＳｉＯ₂ に対するＡｌ₂ Ｏ₃ の重量割合は１．７
重量％）及びアルミン酸ソーダ水溶液（日本軽金属
（株）製ＳＡ−２０：Ａｌ₂ Ｏ₃ 換算Ａｌ含有量２０重
量％，Ｎａ₂ Ｏ含有量１８．２重量％）の水稀釈液（Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 換算Ａｌ含有量２．０重量％）４０ｇを添加し
て得た正帯電のシリカゾルに上記負帯電のシリカゾル１
０００ｇ（正帯電シリカゾルのＳｉＯ₂ １００重量部に
対する負帯電シリカゾルのＳｉＯ₂ の割合は７６．９重
量部）を添加し、ついで上記アルミン酸ソーダ水溶液の
水稀釈液４０ｇを添加することにより平均粒子径１２．
５ｎｍのコロイダルシリカ粒子が平面方向に結合した負
帯電の偏平大粒子シリカゾルを得た。

【００３６】このゾルは比重１．０６１，ｐＨ５．７，
粘度４．５ｃＰ，ＳｉＯ₂ 含有量１２．０重量％，Ａｌ
₂ Ｏ₃ 換算のＡｌ含有量０．１５５重量％，Ｎａ₂ Ｏ含
有量０．０３７６重量％，Ｃｌ含有量０．０３９５重量
％、平均粒子径０．３５０μｍであった。

【００３７】このゾルをスプレードライヤーで乾燥し、
シリカの乾燥粉末を得た。この乾燥粉末は平均粒子径
３．９μｍ，ＳｉＯ₂ 含有量９４．９重量％，Ａｌ₂ Ｏ
₃ 換算のＡｌ含有量１．２３重量％，Ｎａ₂ Ｏ含有量
０．３０重量％，Ｃｌ含有量０．３１重量％，水分含有
量３．２９重量％であった。

【００３８】この乾燥粉末８２．７ｇ（２０．７重量
部）を実施例１で使用したものと同じシリコーン油３１
７．７ｇ（７９．３重量部）に分散した後、実施例１と
同様に処理して実施例２の電気粘性流体を得た。この電
気粘性流体における分散相の平均粒子径（遠心沈降法に
よる測定値）は１．５１μｍであった。

【００３９】

【実施例３】実施例２と同様にして得られた偏平大粒子
シリカゾルの乾燥粉末８２．７ｇ（２０．７重量部）に
水０．３６ｇを滴下し良く混合したもの（水分３．７１
重量％）を実施例１で用いたものと同じシリコーン油３
１７．３ｇ（７９．３重量部）に分散した後、実施例１
と同様に処理して実施例３の電気粘性流体を得た。この
電気粘性流体における分散相の平均粒子径（遠心沈降法
による測定値）は１．５０μｍであった。

【００４０】

【実施例４】平均粒子径（ＢＥＴ法による）８．０ｎｍ
の酸性水性の負帯電シリカゾル（日産化学工業（株）製
スノーテック−Ｏ：比重１．１２８，ｐＨ２．７，粘度
２．８ｃＰ，ＳｉＯ₂ ２０．２重量％）１２００ｇと水
２０８０ｇの混合液に実施例１で用いたのと同じ塩基性
塩化アルミニウム水溶液３６．５ｇ（ＳｉＯ₂ に対する
Ａｌ₂ Ｏ₃ の重量割合は３．５重量％）及び１０％Ｎａ
ＯＨ水溶液２３．４ｇを添加して得た正帯電のシリカゾ
ルに上記負帯電のシリカゾル１４００ｇ（正帯電シリカ
ゾルのＳｉＯ₂ １００重量部に対する負帯電シリカゾル
のＳｉＯ₂ の割合は１１６．７重量部）を添加し、次い
で１０％ＮａＯＨ水溶液３０．６ｇを添加することによ
り平均粒子径８．０ｎｍのコロイダルシリカ粒子が平面
方向に結合した負帯電の偏平大粒子シリカゾルを得た。

【００４１】このゾルは比重１．０５４，ｐＨ７．０
４，粘度４．２ｃＰ，ＳｉＯ₂ 含有量１１．０重量％，
Ａｌ₂ Ｏ₃ 換算Ａｌ含有量０．１７６重量％，Ｎａ₂ Ｏ
含有量０．０８７７重量％，Ｃｌ含有量０．０６１２重
量％，平均粒子径０．３８０μｍであった。

【００４２】このゾルをスプレードライヤーで乾燥し、
シリカの乾燥粉末を得た。この乾燥粉末は平均粒子径
４．６μｍ，ＳｉＯ₂ ９４．０重量％，Ａｌ₂ Ｏ₃ 換算
のＡｌ含有量１．５０重量％，Ｎａ₂ Ｏ含有量０．７５
重量％，Ｃｌ含有量０．５２重量％，水分含有量３．２
０重量％であった。

【００４３】この乾燥粉末８２．６ｇ（２０．７重量
部）を実施例１で使用したものと同じシリコーン油３１
７．４ｇ（７９．３重量部）に分散した後、実施例１と
同様に処理して実施例４の電気粘性流体を得た。この電
気粘性流体における分散相の平均粒子径（遠心沈降法に
よる測定値）は１．２３μｍであった。

【００４４】

【比較例１】シリカゲル（日本シリカ（株）製：ニブシ
ルＶＮ−３）の水分量を６重量％に調節したもの１３重
量部を、液相成分である２５℃における粘度２０ｃＳｔ
のシリコーン油（東芝シリコーン（株）製ＴＳＦ−４５
１−２０）８７重量部に分散、懸濁させて比較例１の電
気粘性流体を得た。

【００４５】

【比較例２】平均粒子径１μｍ、Ｓｉ／Ａｌの原子比
２．５（水分含有量２０重量％）のＮａ−Ｙ型結晶化ゼ
オライト粒子（触媒化成工業（株）製）３０重量部を液
相成分である２５℃における粘度２０ｃＳｔのシリコー
ン油（東芝シリコーン（株）製ＴＳＦ−４５１−２０）
７０重量部に良く分散し、懸濁液として比較例２の電気
粘性流体を得た。

【００４６】

【比較例３】平均粒子径１μｍ、Ｓｉ／Ａｌの原子比１
の３Ａ型結晶化ゼオライト粒子（ユニオン昭和（株）
製）を真空下、２７５℃で１０時間乾燥した後、真空中
で１５時間冷却し室温まで戻した。このとき粒子の水分
保有量は０．０２重量％であった。この乾燥粒子４０重
量部を実施例１で使用したものと同じシリコーン油６０
重量部に良く分散し、懸濁液として比較例３の電気粘性
流体を得た。

【００４７】

【比較例４】実施例１で使用したのと同じ負帯電シリカ
ゾルをスプレードライヤーで乾燥しシリカゾルの乾燥粉
末を得た。この乾燥粉末は平均粒子径４．０μｍ，Ｓｉ
Ｏ₂９７．７５重量％，水分２．２５重量％であった。

【００４８】この乾燥粉末２０重量部を実施例１で使用
したものと同じシリコーン油８０重量部に良く分散し懸
濁液として比較例４の電気粘性流体を得た。この電気粘
性流体における分散相の平均粒子径（遠心沈降法による
測定値）は１．５μｍであった。

【００４９】実施例１〜４及び比較例１〜４で得られた
各電気粘性流体について、電気粘性効果の測定を行っ
た。電気粘性効果は二重円筒型回転粘度計を使用して、
内外円筒間に０〜２ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加した時
の剪断速度３６６ｓｅｃ^-1、温度２５℃の剪断力で評価
し、同時に内外円筒間に流れる電流を測定した。表１に
電圧をかけない場合の剪断力Ｔ₀ 、電圧２ｋＶ／ｍｍを
印加した時の剪断力Ｔ、ダイナミックレンジ（Ｔ−Ｔ₀)
／Ｔ₀ 及び電圧２ｋＶ／ｍｍを印加した時の電流密度を
示す。

【表１】

【００５０】また、実施例１〜４及び比較例２〜４の各
電気粘性流体については沈降安定性の評価も行った。沈
降安定性は内径１４ｍｍ、長さ１６５ｍｍの試験管に各
電気粘性流体を容積Ｖ₀ 入れ、垂直に立てて５０日間放
置した後、沈降相の容積Ｖを測定し、沈降安定性の指標
として第１表に沈降容積比（％）＝（Ｖ／Ｖ₀)×１００
の値を示した。沈降容積比の値は大きい程沈降が遅く、
分散安定性が良いことを表している。

【００５１】表１に示されるように、本発明による偏平
大粒子シリカゾルの乾燥粉末を分散相とする実施例１〜
４で得られた各電気粘性流体は電気粘性効果が大きく、
消費電力が小さく、沈降容積比が大きく安定性が良い。

【００５２】これに対して、シリカゲル分散相を用いた
比較例１の電気粘性流体は電気粘性効果が小さいし、水
分含有量の多い結晶化ゼオライトを用いた比較例２の電
気粘性流体は電気粘性効果は非常に大きいが、消費電力
が極めて大きい。

【００５３】一方、結晶化ゼオライト粒子を乾燥して水
分を除去した粒子を用いた比較例３の電気粘性流体は水
分の除去により消費電力は小さくなるものの、電気粘性
効果が小さくなり、また沈降容積比が小さく安定性に欠
ける。

【００５４】さらに、アルミニウム化合物を含まないシ
リカゾルを出発原料として用いた比較例４の電気粘性流
体は沈降容積比が小さいばかりでなく、応答性が悪いと
言う問題もあった。

【００５５】

【発明の効果】電気粘性効果が大きく、電力消費が小さ
く、且つ分散相粒子の沈降容積比が大きく安定性に優れ
た電気粘性流体が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 125:20） Ｃ１０Ｎ 10:06 10:08 20:02 20:06 Ｚ 8217−4Ｈ 40:14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒子径４〜５０ｎｍのコロイダルシ
   リカ粒子が結合した偏平大粒子シリカゾルの乾燥粉末で
   且つアルミニウム化合物及びジルコニウム化合物からな
   る群より選ばれる１種又は２種以上の化合物をその酸化
   物換算で０．１〜５重量％並びに水分を１〜１０重量％
   含有する平均粒子径０．０１〜１００μｍの粒子よりな
   る分散相を１００重量部中１〜６０重量部及び室温にお
   ける粘度０．６５〜１０００センチトークス（ｃＳｔ）
   の電気絶縁油よりなる液相を１００重量部中４０〜９９
   重量部含有することを特徴とする電気粘性流体。
2. 【請求項２】 酸性水性の負帯電シリカゾルに、アルミ
   ニウムの塩基性塩及びジルコニウムの塩基性塩からなる
   群より選ばれる１種又は２種以上の金属塩基性塩の水溶
   液を、この塩を構成する金属の酸化物として上記シリカ
   ゾル中のSiO₂に対し０．０１〜１０重量％量混合するこ
   とにより得られる正帯電のシリカゾルをSiO₂として１０
   ０重量部と、平均粒子径４〜５０ｎｍの負帯電シリカの
   酸性水性ゾルをSiO₂として１０〜２００重量部混合する
   ことによって得られる平均粒子径４〜５０ｎｍのコロイ
   ダルシリカ粒子が結合した偏平大粒子シリカゾルの乾燥
   粉末で且つアルミニウム化合物及びジルコニウム化合物
   からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物をそ
   の酸化物換算で０．１〜５重量％並びに水分を１〜１０
   重量％含有する平均粒子径０．０１〜１００μｍの粉末
   粒子１〜６０重量％量を、室温における粘度０．６５〜
   １０００センチトークス（ｃＳｔ）の電気絶縁油４０〜
   ９９重量％量に均一に分散することを特徴とする電気粘
   性流体の製造方法。