JPH0532993A - 電気粘性流体 - Google Patents
電気粘性流体Info
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- JPH0532993A JPH0532993A JP19217391A JP19217391A JPH0532993A JP H0532993 A JPH0532993 A JP H0532993A JP 19217391 A JP19217391 A JP 19217391A JP 19217391 A JP19217391 A JP 19217391A JP H0532993 A JPH0532993 A JP H0532993A
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- Japan
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- fluid
- acid
- fine particles
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- electrorheological fluid
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明の電気粘性流体は、電気絶縁性流体に
固体微粒子を分散してなり、該固体微粒子は、比重が電
気絶縁性流体と同等かそれ以上で、かつその表面に水酸
基を有し、該水酸基がシランカップリング剤を介して親
水性基として水酸基及び／又は−ＮＨ基を有する非イオ
ン性界面活性剤と共有結合したものであることを特徴と
する。 【効果】 本発明の電気粘性流体は、応答性、再現性、
耐久性、増粘効果に優れると共に、特に分散性、保存安
定性に優れるものである。
固体微粒子を分散してなり、該固体微粒子は、比重が電
気絶縁性流体と同等かそれ以上で、かつその表面に水酸
基を有し、該水酸基がシランカップリング剤を介して親
水性基として水酸基及び／又は−ＮＨ基を有する非イオ
ン性界面活性剤と共有結合したものであることを特徴と
する。 【効果】 本発明の電気粘性流体は、応答性、再現性、
耐久性、増粘効果に優れると共に、特に分散性、保存安
定性に優れるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧印加により粘度を
制御しうる電気粘性流体に関し、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、表示素子等の電気的制御に利用できる
電気粘性流体に関し、特に分散性の改良された電気粘性
流体に関する。
制御しうる電気粘性流体に関し、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、表示素子等の電気的制御に利用できる
電気粘性流体に関し、特に分散性の改良された電気粘性
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（ Electro-RheologicalFluid、Electrovi
scous Fluid、）は古くから知られている（Duff，A.W.P
hysical Review Vol ，4 ，No.1(1896)23）。電気粘性
流体に関する当初の研究は、液体のみの系に注目したも
のであり、効果も不充分なものであるが、その後固体分
散系の電気粘性流体の研究に移り、かなりの電気粘性効
果が得られるようになった。
電気粘性流体（ Electro-RheologicalFluid、Electrovi
scous Fluid、）は古くから知られている（Duff，A.W.P
hysical Review Vol ，4 ，No.1(1896)23）。電気粘性
流体に関する当初の研究は、液体のみの系に注目したも
のであり、効果も不充分なものであるが、その後固体分
散系の電気粘性流体の研究に移り、かなりの電気粘性効
果が得られるようになった。
【０００３】電気粘性流体における増粘効果（ＥＲ効
果）の発現メカニズムとしては、例えば Klassは、電気
粘性流体中の分散質である各粒子は電場内で二層構造の
誘電分極（Induced Polarization ofthe Double Laye
r）を生じ、これが主因であるとしている（ Klass，D.
L.，et al.，J.of Applied Physics，Vol.38，No1(196
7)67）。これを電気二重層（electric double layer ）
から説明すると、分散質（シリカゲル等）の周囲に吸着
したイオンは、Ｅ（電場）＝０の時は分散質の外表面に
均一に配置しているが、Ｅ（電場）＝有限値の時はイオ
ン分布に片寄りが生じ、各粒子は電場内で相互に静電気
作用を及ぼし合うようになる。このようにして電極間に
おいて各粒子がブリッジ（架橋）を形成し、応力に対し
て剪断抵抗力を発現、即ちＥＲ効果を発現するようにな
る。
果）の発現メカニズムとしては、例えば Klassは、電気
粘性流体中の分散質である各粒子は電場内で二層構造の
誘電分極（Induced Polarization ofthe Double Laye
r）を生じ、これが主因であるとしている（ Klass，D.
L.，et al.，J.of Applied Physics，Vol.38，No1(196
7)67）。これを電気二重層（electric double layer ）
から説明すると、分散質（シリカゲル等）の周囲に吸着
したイオンは、Ｅ（電場）＝０の時は分散質の外表面に
均一に配置しているが、Ｅ（電場）＝有限値の時はイオ
ン分布に片寄りが生じ、各粒子は電場内で相互に静電気
作用を及ぼし合うようになる。このようにして電極間に
おいて各粒子がブリッジ（架橋）を形成し、応力に対し
て剪断抵抗力を発現、即ちＥＲ効果を発現するようにな
る。
【０００４】又、Winslow はパラフィンとシリカゲル粉
末、それに系を僅かに電導性にするために水を使用した
電気粘性流体を提案した（ Winslow，W.M.，J.of Appli
ed Physics，Vol.20(1949)1137）。この Winslowの研究
により電気粘性流体のもつ電気粘性効果は Winslow効果
と呼ばれている。
末、それに系を僅かに電導性にするために水を使用した
電気粘性流体を提案した（ Winslow，W.M.，J.of Appli
ed Physics，Vol.20(1949)1137）。この Winslowの研究
により電気粘性流体のもつ電気粘性効果は Winslow効果
と呼ばれている。
【０００５】このような固体分散系の電気粘性流体にお
ける電気絶縁性流体としては、基油の比重が通常０．７
８〜０．９２（１５℃）であるのに対して、固体粒子、
例えばシリカゲル粉末の比重は約２．２であり、その比
重差が大きく、分散剤を使用するとしても、沈降性が高
いために、動作作動時での電気粘性効果の変動、または
経時的劣化を生じ、ＥＲ効果にとって好ましくない。
ける電気絶縁性流体としては、基油の比重が通常０．７
８〜０．９２（１５℃）であるのに対して、固体粒子、
例えばシリカゲル粉末の比重は約２．２であり、その比
重差が大きく、分散剤を使用するとしても、沈降性が高
いために、動作作動時での電気粘性効果の変動、または
経時的劣化を生じ、ＥＲ効果にとって好ましくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、分散質であ
るシリカ微粒子自体に分散性を付与することにより、よ
り分散性に優れた電気粘性流体の提供を課題とする。
るシリカ微粒子自体に分散性を付与することにより、よ
り分散性に優れた電気粘性流体の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の電気粘性流体
は、電気絶縁性流体に固体微粒子を分散してなり、該固
体微粒子は、比重が電気絶縁性流体と同等かそれ以上
で、かつその表面に水酸基を有し、該水酸基がシランカ
ップリング剤を介して親水性基として水酸基及び／又は
−ＮＨ基を有する非イオン性界面活性剤と共有結合した
ものであることを特徴とする。
は、電気絶縁性流体に固体微粒子を分散してなり、該固
体微粒子は、比重が電気絶縁性流体と同等かそれ以上
で、かつその表面に水酸基を有し、該水酸基がシランカ
ップリング剤を介して親水性基として水酸基及び／又は
−ＮＨ基を有する非イオン性界面活性剤と共有結合した
ものであることを特徴とする。
【０００８】以下、本発明における電気絶縁性流体につ
いて説明する。
いて説明する。
【０００９】電気絶縁性流体としては特に限定はされな
いが、例えば鉱油、合成潤滑油があり、具体的にはパラ
フィン系鉱油、ナフテン系鉱油、またポリ- α- オレフ
ィン、ポリアルキレングリコール、シリコーン、エステ
ル、ジエステル、ポリオールエステル、燐酸エステル、
珪素化合物、弗素油、アルキルベンゼン、アルキルジフ
ェニルエーテル、アルキルビフェニル、アルキルナフタ
レン、ポリフェニルエーテル、合成炭化水素等のオイル
があげられ、粘度範囲は40℃において5 〜300cStのもの
が使用できる。
いが、例えば鉱油、合成潤滑油があり、具体的にはパラ
フィン系鉱油、ナフテン系鉱油、またポリ- α- オレフ
ィン、ポリアルキレングリコール、シリコーン、エステ
ル、ジエステル、ポリオールエステル、燐酸エステル、
珪素化合物、弗素油、アルキルベンゼン、アルキルジフ
ェニルエーテル、アルキルビフェニル、アルキルナフタ
レン、ポリフェニルエーテル、合成炭化水素等のオイル
があげられ、粘度範囲は40℃において5 〜300cStのもの
が使用できる。
【００１０】固体粒子は比重が電気絶縁性流体と同等か
それ以上であり、その表面に水酸基を有するもので、具
体的にはシリカゲル、ゼオライト等が挙げられる。
それ以上であり、その表面に水酸基を有するもので、具
体的にはシリカゲル、ゼオライト等が挙げられる。
【００１１】例えばシリカゲル微粒子としては、比重
２．２（１５℃）、粒径が０．０１〜２００μｍ、表面
積が１００〜７００m2/g（ＢＥＴ法）、シラノール基密
度が１〜１０ SiOH/100 Å2 のものを使用することがで
きる。
２．２（１５℃）、粒径が０．０１〜２００μｍ、表面
積が１００〜７００m2/g（ＢＥＴ法）、シラノール基密
度が１〜１０ SiOH/100 Å2 のものを使用することがで
きる。
【００１２】次に、固体粒子表面に共有結合する非イオ
ン性界面活性剤としては、親水性基として水酸基及び／
又は−ＮＨ基を有することが必要であり、具体的にはポ
リアルケニルコハク酸イミド、コハク酸エステル、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン
アルキルアリールエーテル、また水酸基を有する多価ア
ルコールの脂肪酸エステル等が挙げられる。
ン性界面活性剤としては、親水性基として水酸基及び／
又は−ＮＨ基を有することが必要であり、具体的にはポ
リアルケニルコハク酸イミド、コハク酸エステル、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン
アルキルアリールエーテル、また水酸基を有する多価ア
ルコールの脂肪酸エステル等が挙げられる。
【００１３】ポリアルケニルコハク酸イミドとしては、
下記一般式（１）で示されるモノ型コハク酸イミドが使
用される。
下記一般式（１）で示されるモノ型コハク酸イミドが使
用される。
【００１４】
【化１】
【００１５】（式中、Ｒ1は炭素数３０以上のオレフィ
ンオリゴマー基、Ｒ2 はＣ2 〜Ｃ4 のアルキレン基を示
し、ｍは１〜１０の整数を示す。） コハク酸イミドを構成し、Ｒ1で示されるポリオレフィ
ン重合体は、炭素数３０以上、好ましくは炭素数４０〜
４００でその平均分子量が５００〜５，０００であれば
よく、その製造に使用されるオレフィンとしては、例え
ばエチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン、
１−ヘキセン、２−メチルペンテン−１、１−オクテン
等の炭素数２〜８のα−オレフィンを使用することがで
きる。ポリオレフィン重合体は好ましくはポリプロピレ
ン、ポリイソブチレンである。
ンオリゴマー基、Ｒ2 はＣ2 〜Ｃ4 のアルキレン基を示
し、ｍは１〜１０の整数を示す。） コハク酸イミドを構成し、Ｒ1で示されるポリオレフィ
ン重合体は、炭素数３０以上、好ましくは炭素数４０〜
４００でその平均分子量が５００〜５，０００であれば
よく、その製造に使用されるオレフィンとしては、例え
ばエチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン、
１−ヘキセン、２−メチルペンテン−１、１−オクテン
等の炭素数２〜８のα−オレフィンを使用することがで
きる。ポリオレフィン重合体は好ましくはポリプロピレ
ン、ポリイソブチレンである。
【００１６】又、ポリアルキレンポリアミンとしては、
上記各式における繰り返し単位数ｍが１〜１０に相当す
るものを使用するとよく、ポリエチレンポリアミン、ポ
リプロピレンポリアミン、ポリブチレンポリアミン等が
挙げられ、特にポリエチレンポリアミンが好ましい。
上記各式における繰り返し単位数ｍが１〜１０に相当す
るものを使用するとよく、ポリエチレンポリアミン、ポ
リプロピレンポリアミン、ポリブチレンポリアミン等が
挙げられ、特にポリエチレンポリアミンが好ましい。
【００１７】このようにして調製される分散質は、電気
粘性流体全体で０．１wt ％〜５０wt％の割合で使用さ
れる。
粘性流体全体で０．１wt ％〜５０wt％の割合で使用さ
れる。
【００１８】本発明における分散質を調製するには、例
えばシリカ微粒子とシランカップリング剤とを溶媒中で
混合して、シリカ微粒子におけるシラノール基にシラン
カップリング剤を結合させ、更に還流条件下で上記反応
生成物とポリアルケニルコハク酸イミドを反応させるこ
とにより、シランカップリング剤を介してポリアルケニ
ルコハク酸イミドをシリカ微粒子に結合させることがで
きる。
えばシリカ微粒子とシランカップリング剤とを溶媒中で
混合して、シリカ微粒子におけるシラノール基にシラン
カップリング剤を結合させ、更に還流条件下で上記反応
生成物とポリアルケニルコハク酸イミドを反応させるこ
とにより、シランカップリング剤を介してポリアルケニ
ルコハク酸イミドをシリカ微粒子に結合させることがで
きる。
【００１９】このようなシランカップリング剤としては
γ−クロルプロピル・トリメトキシシラン、β−（３，
４−エポキシシクロヘキシル）エチル・トリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピル・トリメトキシシラ
ン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が
適している。
γ−クロルプロピル・トリメトキシシラン、β−（３，
４−エポキシシクロヘキシル）エチル・トリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピル・トリメトキシシラ
ン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が
適している。
【００２０】本発明の電気粘性流体には、分極促進剤と
して、例えば多価アルコール又はその部分誘導体を添加
するとよい。
して、例えば多価アルコール又はその部分誘導体を添加
するとよい。
【００２１】多価アルコールとしては、二価アルコー
ル、三価アルコール、例えばエチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエ
チレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリ
ン、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオ
ール、ヘキサンジオール等を挙げることができる。
ル、三価アルコール、例えばエチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエ
チレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリ
ン、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオ
ール、ヘキサンジオール等を挙げることができる。
【００２２】又、多価アルコールの部分誘導体として
は、少なくとも１つの水酸基を有する多価アルコールの
部分誘導体であり、上記多価アルコールの末端水酸基の
内の幾つかがメチル基、エチル基、プロピル基、アルキ
ル置換フェニル基（フェニル基に置換されたアルキル基
の炭素数は１〜２５）等により置換された部分エーテル
類、またその末端水酸基の内の幾つかが酢酸、プロピオ
ン酸、酪酸等によりエステル化された部分エステル類が
挙げられる。
は、少なくとも１つの水酸基を有する多価アルコールの
部分誘導体であり、上記多価アルコールの末端水酸基の
内の幾つかがメチル基、エチル基、プロピル基、アルキ
ル置換フェニル基（フェニル基に置換されたアルキル基
の炭素数は１〜２５）等により置換された部分エーテル
類、またその末端水酸基の内の幾つかが酢酸、プロピオ
ン酸、酪酸等によりエステル化された部分エステル類が
挙げられる。
【００２３】これらの多価アルコール又はその部分誘導
体は、通常分散質に対して１wt％〜１００wt％、特に好
ましくは２wt％〜８０wt％使用するとよい。添加量が１
wt％未満であるとＥＲ効果が少なく、又１００wt％を越
えると電流が流れやすくなるので好ましくない。尚、こ
の多価アルコール類と共にＥＲ効果を阻害しない程度に
水を使用してもよいことは勿論である。
体は、通常分散質に対して１wt％〜１００wt％、特に好
ましくは２wt％〜８０wt％使用するとよい。添加量が１
wt％未満であるとＥＲ効果が少なく、又１００wt％を越
えると電流が流れやすくなるので好ましくない。尚、こ
の多価アルコール類と共にＥＲ効果を阻害しない程度に
水を使用してもよいことは勿論である。
【００２４】又、更に酸、塩、又は塩基成分を添加して
もよい。このような酸成分としては硫酸、塩酸、硝酸、
過塩素酸、クロム酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸、或は
酢酸、ギ酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、
シュウ酸、マロン酸等の有機酸が使用される。
もよい。このような酸成分としては硫酸、塩酸、硝酸、
過塩素酸、クロム酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸、或は
酢酸、ギ酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、
シュウ酸、マロン酸等の有機酸が使用される。
【００２５】塩としては、金属又は塩基性基（Ｎ
Ｈ4 + 、Ｎ2 Ｈ5 + 等）と酸基からなる化合物であり、
これらはいずれでも使用することができる。中でも多価
アルコール、多価アルコール部分誘導体の系に溶解して
解離するもの、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属
のハロゲン化物などの典型的なイオン結晶を形成するも
の、あるいは有機酸のアルカリ金属塩などが好ましい。
この種の塩として、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、Ｍｇ
Ｃｌ2 、ＣａＣｌ2 、ＢａＣｌ2 、ＬｉＢｒ、ＮａＢ
ｒ、ＫＢｒ、ＭｇＢｒ2 、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、Ａｇ
ＮＯ3 、Ｃａ( ＮＯ3 )2、ＮａＮＯ2 、ＮＨ4 ＮＯ3 、
Ｋ2 ＳＯ4 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＨＳＯ4 、（ＮＨ4 ）
2 ＳＯ4 あるいはギ酸、酢酸、シュウ酸、コハク酸など
のアルカリ酸金属塩がある。
Ｈ4 + 、Ｎ2 Ｈ5 + 等）と酸基からなる化合物であり、
これらはいずれでも使用することができる。中でも多価
アルコール、多価アルコール部分誘導体の系に溶解して
解離するもの、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属
のハロゲン化物などの典型的なイオン結晶を形成するも
の、あるいは有機酸のアルカリ金属塩などが好ましい。
この種の塩として、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、Ｍｇ
Ｃｌ2 、ＣａＣｌ2 、ＢａＣｌ2 、ＬｉＢｒ、ＮａＢ
ｒ、ＫＢｒ、ＭｇＢｒ2 、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、Ａｇ
ＮＯ3 、Ｃａ( ＮＯ3 )2、ＮａＮＯ2 、ＮＨ4 ＮＯ3 、
Ｋ2 ＳＯ4 、Ｎａ2 ＳＯ4 、ＮａＨＳＯ4 、（ＮＨ4 ）
2 ＳＯ4 あるいはギ酸、酢酸、シュウ酸、コハク酸など
のアルカリ酸金属塩がある。
【００２６】塩基としてはアルカリ金属或いはアルカリ
土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アミン類
などであり、多価アルコール、多価アルコール部分誘導
体、或いは多価アルコール及び／又は多価アルコール部
分誘導体と水の系に溶解して解離するものが好ましい。
この種の塩基として、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）
2 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＮａＨＣＯ3 、Ｋ3 ＰＯ4 、Ｎａ3
ＰＯ4 、アニリン、アルキルアミン、エタノールアミン
などがある。尚、前記した塩と塩基を併用することもで
きる。
土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アミン類
などであり、多価アルコール、多価アルコール部分誘導
体、或いは多価アルコール及び／又は多価アルコール部
分誘導体と水の系に溶解して解離するものが好ましい。
この種の塩基として、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）
2 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＮａＨＣＯ3 、Ｋ3 ＰＯ4 、Ｎａ3
ＰＯ4 、アニリン、アルキルアミン、エタノールアミン
などがある。尚、前記した塩と塩基を併用することもで
きる。
【００２７】酸、塩、塩基類は、分極効果を増大させる
ことができるものであるが、多価アルコール及び／又は
多価アルコール部分誘導体と組合せ使用することによ
り、より分極効果を増大させることができるものであ
り、電気粘性流体全体で0.01wt％〜5wt％の割合で使用
するとよい。0.01wt％未満であるとＥＲ効果が少なく、
また5wt ％を越えると通電しやすくなり、消費電力が増
大するので好ましくない。又、本発明の電気粘性流体に
酸、塩、又は塩基成分を添加する場合には、多価アルコ
ールの部分エステル化物が加水分解しないものであるこ
とが必要である。
ことができるものであるが、多価アルコール及び／又は
多価アルコール部分誘導体と組合せ使用することによ
り、より分極効果を増大させることができるものであ
り、電気粘性流体全体で0.01wt％〜5wt％の割合で使用
するとよい。0.01wt％未満であるとＥＲ効果が少なく、
また5wt ％を越えると通電しやすくなり、消費電力が増
大するので好ましくない。又、本発明の電気粘性流体に
酸、塩、又は塩基成分を添加する場合には、多価アルコ
ールの部分エステル化物が加水分解しないものであるこ
とが必要である。
【００２８】本発明の電気粘性流体には、必要に応じて
他の添加剤として酸化防止剤、腐食防止剤、摩耗防止
剤、極圧剤、消泡剤等を添加される。
他の添加剤として酸化防止剤、腐食防止剤、摩耗防止
剤、極圧剤、消泡剤等を添加される。
【００２９】酸化防止剤は、電気絶縁性液体の酸化防止
と共に、分極促進剤である多価アルコール、多価アルコ
ール部分誘導体等の酸化を防止することを目的とするも
のである。
と共に、分極促進剤である多価アルコール、多価アルコ
ール部分誘導体等の酸化を防止することを目的とするも
のである。
【００３０】酸化防止剤としては、分極促進剤、分散質
等に不活性なものを使用するとよく、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0.01〜10
wt％、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。
等に不活性なものを使用するとよく、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0.01〜10
wt％、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。
【００３１】また、腐食防止剤を添加してもよいが、分
極促進剤、分散質等に不活性なものを使用するとよく、
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。
極促進剤、分散質等に不活性なものを使用するとよく、
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。
【００３２】
【作用】電気粘性流体において、例えばシリカ微粒子を
電気絶縁性流体中に分散させる場合、通常、分散剤を使
用している。このような電気粘性流体においては、シリ
カ微粒子に分散剤が物理吸着し、その吸着した分散剤同
士の反発作用により分散効果を生じるものと推察されて
いるが、その分散安定性は悪く、シリカ微粒子の沈降に
より電気粘性効果を低下させる原因となっている。
電気絶縁性流体中に分散させる場合、通常、分散剤を使
用している。このような電気粘性流体においては、シリ
カ微粒子に分散剤が物理吸着し、その吸着した分散剤同
士の反発作用により分散効果を生じるものと推察されて
いるが、その分散安定性は悪く、シリカ微粒子の沈降に
より電気粘性効果を低下させる原因となっている。
【００３３】本発明における分散質は、比重が電気絶縁
流体と同等かそれ以上であり、その表面に水酸基を有す
るもので、これに親水性基として水酸基及び／又は−Ｎ
Ｈ基を有する非イオン性界面活性剤を共有結合させたも
のであるので、安定した分散性を得ることができるもの
である。
流体と同等かそれ以上であり、その表面に水酸基を有す
るもので、これに親水性基として水酸基及び／又は−Ｎ
Ｈ基を有する非イオン性界面活性剤を共有結合させたも
のであるので、安定した分散性を得ることができるもの
である。
【００３４】以下、本発明を実施例に基づいて説明す
る。
る。
【００３５】
【実施例１】 （分散質の調製）シリカ微粒子（粒径１．４μｍ）１０
ｇ、水２０ｍｌ、ジオキサン２００ｍｌの混合系をボー
ルミルで６０時間混合した後、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン１０ｍｌを添加し、更に１２時間
混合した。
ｇ、水２０ｍｌ、ジオキサン２００ｍｌの混合系をボー
ルミルで６０時間混合した後、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン１０ｍｌを添加し、更に１２時間
混合した。
【００３６】シリカ微粒子を遠心分離（ 14000rpm 、60
min)後、ジオキサン３００ｍｌ中に添加し、ボールミル
で５時間混合し、その後、ジオキサン１００ｍｌを３０
分で留去した。
min)後、ジオキサン３００ｍｌ中に添加し、ボールミル
で５時間混合し、その後、ジオキサン１００ｍｌを３０
分で留去した。
【００３７】残留系にポリアルケニルコハク酸イミドを
６０ｇ、ジオキサン１００ｍｌを添加し、１０時間還流
させた。
６０ｇ、ジオキサン１００ｍｌを添加し、１０時間還流
させた。
【００３８】還流後、トルエン中に分散させ、遠心分離
して未反応のポリアルケニルコハク酸イミドを除去し、
１２時間静置して沈降物を除去し、その上澄み液を減圧
下、７０℃で１２時間乾燥させ、ポリアルケニルコハク
酸イミドを結合した固体微粒子１２ｇを得た。転化率は
７６％。
して未反応のポリアルケニルコハク酸イミドを除去し、
１２時間静置して沈降物を除去し、その上澄み液を減圧
下、７０℃で１２時間乾燥させ、ポリアルケニルコハク
酸イミドを結合した固体微粒子１２ｇを得た。転化率は
７６％。
【００３９】このシリカ微粒子をＩＲ、燃焼ＴＣＤ検出
法等により分析し、シリカ微粒子にポリアルケニルコハ
ク酸イミドが結合していることを確認した。
法等により分析し、シリカ微粒子にポリアルケニルコハ
ク酸イミドが結合していることを確認した。
【００４０】（電気粘性流体の調製）下記組成の電気粘
性流体を調整し、試料油１（粘度４０cSt （４０℃））
とした。
性流体を調整し、試料油１（粘度４０cSt （４０℃））
とした。
【００４１】 (1) アルキルベンゼン（粘度２５cSt （４０℃）、比重０．８８） ・・・・ ９２．５重量部 (2) 上記で調製した分散質 ・・・・ ５．５重量部 (3) トリエチレングリコール ・・・・ ２．０重量部
【００４２】
【比較例１】下記組成の電気粘性流体〔粘度４０cSt
（４０℃）〕を調整し、比較油１とした。
（４０℃）〕を調整し、比較油１とした。
【００４３】 (1) アルキルベンゼン（粘度２５cSt （４０℃）、比重０．８８） ・・・・ ８９．０重量部 (2) シリカゲル（粒径１．４μｍ） ・・・・ ４．０重量部 (3) トリエチレングリコール ・・・・ ２．０重量部 (4) コハク酸イミド ・・・・ ５．０重量部 試料油１、比較油１をそれぞれよく攪拌した後、内径
１３mm、高さ１０cmの試験管にそれぞれ１２．５ｇ入
れ、多孔質固体粒子の沈降量を測定した。
１３mm、高さ１０cmの試験管にそれぞれ１２．５ｇ入
れ、多孔質固体粒子の沈降量を測定した。
【００４４】その結果を、横軸を経過日数、縦軸を沈降
物の高さ（mm）にし図１に示す。
物の高さ（mm）にし図１に示す。
【００４５】図からわかるように、本発明の電気粘性流
体は沈降量が極めて低く、分散性に優れるものであるこ
とがわかる。
体は沈降量が極めて低く、分散性に優れるものであるこ
とがわかる。
【００４６】上記で調製した試料油１、比較油につい
て、４０℃と９０℃で、電圧の印加が可能な回転粘度計
を用いて、以下の項目について測定し、電気粘性流体と
しての評価を行った。
て、４０℃と９０℃で、電圧の印加が可能な回転粘度計
を用いて、以下の項目について測定し、電気粘性流体と
しての評価を行った。
【００４７】・応答性−交流電場を０(V/m) から2.0 ×
106 (V/m) に変化させた時に、何秒で粘度が安定するか
により評価。
106 (V/m) に変化させた時に、何秒で粘度が安定するか
により評価。
【００４８】・再現性−交流電場を０(V/m) →2.0 ×10
6 (V/m) →０(V/m) のサイクルを繰り返した時、電場1.
4 ×106 ( V/m)の時の粘度の変動割合により評価。
6 (V/m) →０(V/m) のサイクルを繰り返した時、電場1.
4 ×106 ( V/m)の時の粘度の変動割合により評価。
【００４９】・耐久性−交流電場を2.0 ×106 (V/m)で
一定させた時、経時的な粘度の変化量（％）（測定時間
５０時間）で評価。（粘度低下は多孔質固体粒子の沈降
量が多いために生じる。） ・増粘効果−電場０(V/m) 時と比較して、交流電場を1.
4 ×106 (V/m) とした時の粘度の倍率で評価。
一定させた時、経時的な粘度の変化量（％）（測定時間
５０時間）で評価。（粘度低下は多孔質固体粒子の沈降
量が多いために生じる。） ・増粘効果−電場０(V/m) 時と比較して、交流電場を1.
4 ×106 (V/m) とした時の粘度の倍率で評価。
【００５０】
【表１】
【００５１】表からわかるように、本発明の電気粘性流
体は、応答性、再現性、耐久性、増粘効果において比較
油と遜色がないことがわかる。
体は、応答性、再現性、耐久性、増粘効果において比較
油と遜色がないことがわかる。
【００５２】
【発明の効果】本発明の電気粘性流体は、応答性、再現
性、耐久性、増粘効果に優れると共に、特に分散性、保
存安定性に優れるものである。
性、耐久性、増粘効果に優れると共に、特に分散性、保
存安定性に優れるものである。
【図１】 本発明の電気粘性流体の分散安定性を示す図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 125:26 139:04 133:56） Ｃ１０Ｎ 40:14
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電気絶縁性流体に固体微粒子を分散して
なり、該固体微粒子は、比重が電気絶縁性流体と同等か
それ以上で、かつその表面に水酸基を有し、該水酸基が
シランカップリング剤を介して親水性基として水酸基及
び／又は−ＮＨ基を有する非イオン性界面活性剤と共有
結合したものである電気粘性流体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19217391A JPH0532993A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 電気粘性流体 |
| PCT/JP1992/000973 WO1993003124A1 (en) | 1991-07-31 | 1992-07-31 | Electroviscous fluid |
| EP19920916525 EP0555487A4 (en) | 1991-07-31 | 1992-07-31 | Electroviscous fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19217391A JPH0532993A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 電気粘性流体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0532993A true JPH0532993A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16286898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19217391A Pending JPH0532993A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 電気粘性流体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0532993A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995009221A1 (fr) * | 1993-09-28 | 1995-04-06 | Tonen Corporation | Fluide electrovisqueux |
| US9190232B2 (en) | 2011-09-07 | 2015-11-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Tank-type circuit breaker |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19217391A patent/JPH0532993A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995009221A1 (fr) * | 1993-09-28 | 1995-04-06 | Tonen Corporation | Fluide electrovisqueux |
| US9190232B2 (en) | 2011-09-07 | 2015-11-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Tank-type circuit breaker |
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