JPH0551592A - Electroviscous fluid - Google Patents

Electroviscous fluid

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Publication number
JPH0551592A
JPH0551592A JP240891A JP240891A JPH0551592A JP H0551592 A JPH0551592 A JP H0551592A JP 240891 A JP240891 A JP 240891A JP 240891 A JP240891 A JP 240891A JP H0551592 A JPH0551592 A JP H0551592A
Authority
JP
Japan
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fluid
polyhydric alcohol
electroviscous fluid
acid
polyoxyethylene
Prior art date
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Pending
Application number
JP240891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Arai
新井克矢
Makoto Kanbara
神原誠
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0551592A publication Critical patent/JPH0551592A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prepare an electroviscous fluid excellent in storage stability as well as in the response properties, reproducibility, durability, and thickening effect over a wide temp. range including a high-temp. region by mixing a substance having a specified HLB value into a specific electroviscous fluid. CONSTITUTION:A substance having an BLB value of 2-30 is mixed into an electroviscous fluid which comprises an electric insulating fluid (e.g. a paraffin oil or a synthetic hydrocarbon), porous solid particles (e.g. a silica or alumina gel), and a polyhydric alcohol (e.g. ethylene glycol or glycerol) and/or a partial deriv. of a polyhydric alcohol having at least one hydroxyl group (e. g. a partial ether prepd. by substituting some of terminal hydroxyl groups of the polyhydric alcohol with methyl groups). The prepd. electroviscous fluid is excellent in storage stability as well as in the response properties. reproducibility. durability, and thickening effect and useful for, e.g. a control unit utilizing viscosity change.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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
電気粘性流体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrorheological fluid whose viscosity can be controlled by applying a voltage, and is used for electrical control of variable damping dampers, engine mounts, bearing dampers, clutches, valves, shock absorbers, display elements and the like. The present invention relates to an electrorheological fluid.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Electro-Rheological Fluid (Electro-Rheological Fluid) whose viscosity changes with the application of voltage
Scous Fluid,) has been known for a long time (Duff, AWP
hysical Review Vol, 4, No.1 (1896) 23). Initial research on electrorheological fluids focused on liquid-only systems, and the effect was inadequate, but after that, we moved to research on electrorheological fluids in solid dispersion systems, and obtained a considerable electrorheological effect. Came to be.

【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。
As a mechanism for producing a thickening effect (ER effect) in an electrorheological fluid, for example, Klass shows that each particle, which is a dispersoid in the electrorheological fluid, has a two-layered dielectric polarization in the electric field. Laye
r), which is the main cause (Klass, D.
L., et al., J. of Applied Physics, Vol.38, No1 (196
7) 67). This is an electric double layer
The ion adsorbed around the dispersoid (such as silica gel) is evenly arranged on the outer surface of the dispersoid when E (electric field) = 0, but when E (electric field) = finite value Causes a bias in the ion distribution, and each particle exerts an electrostatic action on each other in the electric field. In this way, each particle forms a bridge (crosslink) between the electrodes, and a shear resistance force against stress, that is, an ER effect is developed.

【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。
Winslow has also proposed an electrorheological fluid using paraffin and silica gel powder and water to make the system slightly conductive (Winslow, WM, J. of Appli.
ed Physics, Vol.20 (1949) 1137). According to this Winslow study, the electrorheological effect of electrorheological fluid is called the Winslow effect.

【0005】このような固体分散系のER流体におい
て、ER効果の発現メカニズムに配慮しつつ、ER流体
の粘度特性を向上させる観点、安定性を向上させる観点
から、例えば、強誘電体粉体と少量の水分を吸着させた
二酸化珪素系微粉体を用いるもの(特開昭53−175
85号)、又分極剤である水に代えて多価アルコールを
使用し、高温領域でのER効果を高めるもの等が開発さ
れている。
In such a solid dispersion type ER fluid, from the viewpoint of improving the viscosity characteristics and stability of the ER fluid while considering the mechanism of expression of the ER effect, for example, a ferroelectric powder is used. Using a silicon dioxide-based fine powder adsorbing a small amount of water (Japanese Patent Laid-Open No. 53-175).
No. 85), a polyhydric alcohol is used in place of water which is a polarizing agent, and the ER effect in a high temperature region is enhanced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多価ア
ルコールは電気絶縁性流体への溶解性が悪く、しかも多
価アルコールと電気絶縁性流体とは比重差があり、例え
ばコハク酸イミド等の分散剤を併用しても多価アルコー
ルが沈降することから、多価アルコールを添加したER
流体においては、そのER流体としての性能や保存安定
性を改良する必要があることがわかった。
However, the polyhydric alcohol has poor solubility in an electrically insulating fluid, and there is a difference in specific gravity between the polyhydric alcohol and the electrically insulating fluid. For example, a dispersant such as succinimide is used. Since polyhydric alcohol precipitates even when used together, ER with polyhydric alcohol added
It has been found that it is necessary to improve the performance and storage stability of the fluid as an ER fluid.

【0007】本発明は、多価アルコールの沈降性を軽減
し、ER効果を安定して維持しうるER流体の提供を課
題とする。
An object of the present invention is to provide an ER fluid which can reduce the sedimentation property of polyhydric alcohol and stably maintain the ER effect.

【0008】[0008]

【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、多孔質固体粒子、及び多価アルコ
ール及び/又は少なくとも1つの水酸基を有する該多価
アルコールの部分誘導体からなる電気粘性流体に、HL
B値が2〜30である物質を配合することを特徴とす
る。
The electrorheological fluid of the present invention comprises an electrically insulating fluid, porous solid particles, and a polyhydric alcohol and / or a partial derivative of the polyhydric alcohol having at least one hydroxyl group. HL for viscous fluids
It is characterized by blending a substance having a B value of 2 to 30.

【0009】電気絶縁性流体としては、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、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、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、弗素化合物、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る。
これらの電気絶縁性流体の粘度範囲は40℃において5cSt
〜300cStのものが使用できる。
Examples of the electrically insulating fluid include mineral oils and synthetic lubricating oils, and specifically, paraffinic mineral oils, naphthenic mineral oils, poly-α-olefins, polyalkylene glycols, silicones, diesters, polyol esters, and phosphoric acid esters. Oils such as silicon compounds, fluorine compounds, polyphenyl ethers, and synthetic hydrocarbons can be used.
The viscosity range of these electrically insulating fluids is 5 cSt at 40 ° C.
It can be used up to 300 cSt.

【0010】また、多孔質固体粒子は慣用のものが使用
され、例えばシリカゲル、含水性樹脂、ケイソウ土、ア
ルミナ、シリカ- アルミナ、ゼオライト、イオン交換樹
脂、セルロース等を使用できる。これら多孔質固体粒子
は、通常粒径10nm〜 200μmのものが、ER流体全体で
0.1wt%〜50wt%の割合で使用される。0.1wt %未満で
はER効果が少なく、また 50 wt%を越えると分散性が
悪くなるので好ましくない。
Conventional porous solid particles are used, and for example, silica gel, hydrous resin, diatomaceous earth, alumina, silica-alumina, zeolite, ion exchange resin, cellulose and the like can be used. These porous solid particles, which usually have a particle size of 10 nm to 200 μm, are
It is used in a proportion of 0.1 wt% to 50 wt%. If it is less than 0.1 wt%, the ER effect is small, and if it exceeds 50 wt%, the dispersibility is deteriorated, which is not preferable.

【0011】次に、分極促進剤である多価アルコール又
はその部分誘導体について説明する。
Next, the polyhydric alcohol or its partial derivative which is a polarization promoting agent will be described.

【0012】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。
Examples of the polyhydric alcohol include dihydric alcohols and trihydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, propanediol, butanediol, pentanediol and hexanediol. be able to.

【0013】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。
The partial derivative of polyhydric alcohol is a partial derivative of polyhydric alcohol having at least one hydroxyl group, and some of the terminal hydroxyl groups of the above polyhydric alcohol are methyl group, ethyl group and propyl group. , Partial ethers substituted with an alkyl-substituted phenyl group (the number of carbon atoms of the alkyl group substituted with a phenyl group is 1 to 25), etc., and some of the terminal hydroxyl groups are esters with acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc. And partial esters thereof.

【0014】これらの多価アルコール及び/又はその部
分誘導体は、通常多孔質固体粒子に対して1wt%〜10
0wt%、特に好ましくは2wt%〜80wt%使用するとよ
い。添加量が1wt%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。
These polyhydric alcohols and / or their partial derivatives are usually contained in an amount of 1% by weight to 10% by weight relative to the porous solid particles.
0 wt%, particularly preferably 2 wt% to 80 wt% is used. If the added amount is less than 1 wt%, the ER effect is small, and if it exceeds 100 wt%, the current easily flows, which is not preferable. It goes without saying that water may be used together with the polyhydric alcohols to the extent that the ER effect is not impaired.

【0015】本発明は、このような電気電気粘性流体に
おいて、HLB値が2〜30の物質を配合することを特
徴とする。
The present invention is characterized in that a substance having an HLB value of 2 to 30 is mixed in such an electro-electrorheological fluid.

【0016】HLB( Hydrophile-Lipophile-Balance
) 値とは、その物質の親水疎水比をいい、HLB値が
低いと疎水性が強く、HLB値が高いと親水性が強い。
HLB (Hydrophile-Lipophile-Balance
The value means the hydrophilic / hydrophobic ratio of the substance. A low HLB value indicates strong hydrophobicity, and a high HLB value indicates strong hydrophilicity.

【0017】この物質は、電気絶縁性流体中に分散する
極性を有する多価アルコール類と相溶性を有すると共に
油溶性であるもので、HLB値が2〜30のもの、好ま
しくは4〜20のものを使用するとよく、分散媒である
電気絶縁性流体と溶解性が悪く、また比重差のある多価
アルコール類を電気絶縁性流体中に安定して保持するこ
とを可能とするものである。
This substance is compatible with the polar polyhydric alcohols dispersed in the electrically insulating fluid and is oil-soluble, and has an HLB value of 2 to 30, preferably 4 to 20. It is preferable to use a polyhydric alcohol, and it is possible to stably hold polyhydric alcohols having poor solubility in an electrically insulating fluid as a dispersion medium and having a specific gravity difference in the electrically insulating fluid.

【0018】このような物質としては、ポリオキシアル
キレングリコールの誘導体、グルコース誘導体等の非イ
オン型、カルボン酸塩、アミノ酸塩、スルホン酸塩アン
モニウム塩等のアニオン又はカチオン、又は両性型のも
のを使用するとよい。
As such a substance, nonionic type such as polyoxyalkylene glycol derivative and glucose derivative, anion or cation such as carboxylate, amino acid salt and ammonium sulfonate, or amphoteric type is used. Good to do.

【0019】このような物質としては、 (1) 式 RO-(CH2CH20)n H で表されるポリオキシエチレンアルキルエーテルで、R
は炭素数8〜22のアルキル基、nは2〜50の整数で
あるもので、具体的にはポリオキシエチレンラウリルエ
ーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキ
シエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオ
レイルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテ
ル、ポリオキシエチレン合成アルキルエーテル、ポリオ
キシエチレン2級アルキルエーテル等が挙げられる。
Examples of such substances include (1) polyoxyethylene alkyl ether represented by the formula RO- (CH 2 CH 2 0) n H
Is an alkyl group having 8 to 22 carbon atoms, n is an integer of 2 to 50, and specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, Examples thereof include polyoxyethylene behenyl ether, polyoxyethylene synthetic alkyl ether, and polyoxyethylene secondary alkyl ether.

【0020】(2) 式 RO-{ CH2CH(CH3)0}m-(CH2CH20)n H で表されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンア
ルキルエーテルで、Rは炭素数8〜22のアルキル基、
mとnの比が1〜6:8〜1で、m+nが2〜50であ
るもので、具体的にはポリオキシエチレンポリオキシプ
ロピレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレンテトラデシルエーテル等が挙げられる。
(2) A polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether represented by the formula RO- {CH 2 CH (CH 3 ) 0} m- (CH 2 CH 2 0) n H, wherein R has 8 to 8 carbon atoms. 22 alkyl groups,
The ratio of m and n is 1 to 6: 8 to 1, and m + n is 2 to 50. Specific examples thereof include polyoxyethylene polyoxypropylene cetyl ether and polyoxyethylene polyoxypropylene tetradecyl ether. Be done.

【0021】(3) 式Equation (3)

【0022】[0022]

【化1】 [Chemical 1]

【0023】で表されるポリオキシエチレンアルキルフ
ェニルエーテルで、Rは炭素数8〜22のアルキル基、
nは2〜50の整数であるもので、具体的にはポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレ
ンオクチルフェニルエーテル等が挙げられ、エチレン基
の1部がプロピレン基と置換していてもよい。
Is a polyoxyethylene alkylphenyl ether represented by the formula, R is an alkyl group having 8 to 22 carbon atoms,
n is an integer of 2 to 50, and specific examples thereof include polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, and the like, and a part of the ethylene group may be substituted with a propylene group.

【0024】又、N−アシルアミノ酸塩として、ココイ
ルサルコシンナトリウム、ラウロイルサルコシン、ラウ
ロイルサルコシンナトリウム、ラウロイルサルコシンカ
リウム、ミリストイルサルコシンナトリウム、パルミト
イルサルコシンナトリウム、オレオイルサルコシン、ラ
ウロイルメチルアラニンナトリウム等が挙げられる。
Examples of the N-acyl amino acid salt include cocoyl sarcosine sodium, lauroyl sarcosine sodium, lauroyl sarcosine sodium, lauroyl sarcosine potassium, myristoyl sarcosine sodium, palmitoyl sarcosine sodium, oleoyl sarcosine, sodium lauroyl methylalanine and the like.

【0025】スルホン酸塩として、ジ−2−エチルヘキ
シルスルホコハク酸ナトリウム、ラウリルスルホ酢酸ナ
トリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウムが挙げ
られる。
Examples of the sulfonate include sodium di-2-ethylhexyl sulfosuccinate, sodium lauryl sulfoacetate, and sodium α-olefin sulfonate.

【0026】ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫
酸塩として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸
ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸
トリエタノールアミン等があり、更に具体的にはポリオ
キシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオ
キシエチレンラウリルエーテルトリエタノールアミン、
ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウ
ム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナ
トリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
硫酸トリエタノールアミン等が挙げられ、エチレン基の
1部がプロピレン基と置換していてもよい。
Examples of the polyoxyalkylene alkyl ether sulfates include sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, triethanolamine polyoxyethylene alkyl ether sulfate, and more specifically, sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate and polyoxyethylene lauryl. Ether triethanolamine,
Examples thereof include ammonium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, sodium polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate, and triethanolamine polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate, and a part of the ethylene group may be replaced with a propylene group.

【0027】又、アルキルアンモニウム塩としては、塩
化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメ
チルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニ
ウム、塩化牛脂アルキルトリメチルアンモニウム、塩化
ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジオクチルジメ
チルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニ
ウム等が挙げられる。
Examples of the alkyl ammonium salt include lauryl trimethyl ammonium chloride, cetyl trimethyl ammonium chloride, stearyl trimethyl ammonium chloride, tallow alkyl trimethyl ammonium chloride, behenyl trimethyl ammonium chloride, dioctyl dimethyl ammonium chloride, distearyl dimethyl ammonium chloride and the like. Be done.

【0028】これらの物質は、分極促進剤に対して、1
0〜1000モル%、好ましくは50〜300モル%配
合するとよい。
These substances have a ratio of 1 to the polarization promoter.
It is advisable to add 0 to 1000 mol%, preferably 50 to 300 mol%.

【0029】更に、多孔質固体粒子を均一かつ安定して
分散させるために分散剤を使用してもよく、例えばスル
ホネート類、フェネート類、ホスホネート類、コハク酸
イミド類、アミン類、非イオン系分散剤等が使用され、
具体的にはマグネシウムスルホネート、カルシウムスル
ホネート、カルシウムホスホネート、ポリブテニルコハ
ク酸イミド、ソルビタンモノオレート、ソルビタンセス
キオレート等が挙げられる。これらは通常、ER流体全
体で0.1wt 〜10 wt%の割合で使用される。
Further, a dispersant may be used to uniformly and stably disperse the porous solid particles, for example, sulfonates, phenates, phosphonates, succinimides, amines, nonionic dispersions. Agents are used,
Specific examples include magnesium sulfonate, calcium sulfonate, calcium phosphonate, polybutenyl succinimide, sorbitan monooleate and sorbitan sesquioleate. These are typically used in proportions of 0.1 wt% to 10 wt% of the total ER fluid.

【0030】又、分極促進剤として更に酸、塩、又は塩
基成分を添加してもよい。
Further, an acid, salt or base component may be added as a polarization promoting agent.

【0031】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。
Examples of such an acid component include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, perchloric acid, chromic acid, phosphoric acid and boric acid,
Alternatively, organic acids such as acetic acid, formic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, oxalic acid and malonic acid are used.

【0032】塩としては、金属又は塩基性基(N
4 + 、N2 5 + 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、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、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。
As the salt, a metal or a basic group (N
H 4 + , N 2 H 5 +, etc.) and an acid group,
Any of these can be used. Among them, polyhydric alcohols, polyhydric alcohol partial derivatives, or polyhydric alcohols and / or polyhydric alcohol partial derivatives which are dissolved in a water system to dissociate, for example, alkali metal and alkaline earth metal halides are typical. Preferred are those capable of forming various ionic crystals, alkali metal salts of organic acids, and the like.

【0033】この種の塩として、LiCl、NaCl、
KCl、MgCl2、CaCl2 、BaCl2 、LiB
r、NaBr、KBr、MgBr2 、LiI、NaI、
KI、AgNO3 、Ca( NO3 )2、NaNO2 、NH
4 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。
As salts of this kind, LiCl, NaCl,
KCl, MgCl 2 , CaCl 2 , BaCl 2 , LiB
r, NaBr, KBr, MgBr 2 , LiI, NaI,
KI, AgNO 3, Ca (NO 3) 2, NaNO 2, NH
4 NO 3 , K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , NaHSO 4 ,
(NH 4 ) 2 SO 4 or alkaline metal salts of formic acid, acetic acid, oxalic acid, succinic acid and the like.

【0034】本発明で使用しうる塩基とは、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、K
OH、Ca(OH)2 、Na2 CO3 、NaHCO3
3 PO4 、Na3PO4 、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。
The base that can be used in the present invention is an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, an alkali metal carbonate, an amine, etc., and it is a polyhydric alcohol, a polyhydric alcohol partial derivative, or a polyhydric alcohol partial derivative. It is preferable to dissolve the dissociation of the polyhydric alcohol and / or the polyhydric alcohol partial derivative in a water system. As this kind of base, NaOH, K
OH, Ca (OH) 2 , Na 2 CO 3 , NaHCO 3 ,
Examples include K 3 PO 4 , Na 3 PO 4 , aniline, alkylamines and ethanolamine. The salt and the base described above can be used in combination.

【0035】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、ER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ER流体には、酸、
塩、又は塩基成分を添加するする場合には、多価アルコ
ールの部分エステル化物を加水分解しないものであるこ
とが必要である。
Acids, salts and bases can increase the polarization effect, but by using in combination with polyhydric alcohol and / or polyhydric alcohol partial derivative, the polarization effect can be further enhanced. It is possible, and it is advisable to use it in a proportion of 0.01 wt% to 5 wt% in the entire ER fluid. If it is less than 0.01 wt%, the ER effect is small, and
If it exceeds 5% by weight, it becomes easier to energize and power consumption increases, which is not preferable. Further, the ER fluid of the present invention contains acid,
When adding a salt or a base component, it is necessary that the partial esterified product of the polyhydric alcohol is not hydrolyzed.

【0036】また、本発明のER流体には、酸化防止剤
及び/又は腐食防止剤を添加することが好ましい。
Further, it is preferable to add an antioxidant and / or a corrosion inhibitor to the ER fluid of the present invention.

【0037】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。
The antioxidant is for the purpose of preventing the oxidation of the electrically insulating liquid as well as the oxidation of the polyhydric alcohol, the polyhydric alcohol partial derivative, etc., which is the polarization promoting agent.

【0038】酸化防止剤としては、分極促進剤、多孔質
固体粒子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、ER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10
wt%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。
As the antioxidant, it is preferable to use one which is inactive to the polarization accelerator, the porous solid particles and the like, and the conventional phenol-based and amine-based antioxidants can be used. 2.6-di-t as a phenol type
-Butylparacresol, 4,4'-methylenebis (2
・ 6-di-t-butylphenol), 2,6-di-t-
Butylphenol and the like, and as the amine type, dioctyldiphenylamine, phenyl-α-naphthylamine, alkyldiphenylamine, N-nitrosodiphenylamine and the like can be used, and 0.01 to the entire ER fluid can be used.
~ 10wt%, preferably 0.1-2.0wt% can be used, less than 0.01wt% has no antioxidant effect,
If it exceeds wt%, there are problems such as deterioration of hue, generation of turbidity, generation of sludge, and increase in viscosity.

【0039】また、腐食防止剤を添加してもよいが、分
極促進剤、多孔質固体粒子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、ER流体全体に対して 0.0
01〜10wt%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。
Although a corrosion inhibitor may be added, it is preferable to use one that is inactive to the polarization promoter, the porous solid particles, etc. Specifically, for the nitrogen compound, benzotriazole and its derivative, imidazoline, For compounds containing sulfur and nitrogen such as pyrimidine derivatives, 1.3.4-thiadiazole polysulfide, 1.3.4-thiadiazolyl-2.5-bisdialkyldithiocarbamate, 2- (alkyldithio) benzimidazole, etc., and β- (o-carboxyl Benzylthio) propionnitrile or propionic acid, etc. can be used, and is 0.0 to the whole ER fluid.
01-10 wt%, preferably 0.01-1.0 wt% may be used.
If less than 0.001wt%, there is no corrosion prevention effect, and 10wt%
%, Deterioration of hue, generation of turbidity, generation of sludge,
There are problems such as increased viscosity.

【0040】又、ER効果に影響がない程度に摩耗防止
剤、極圧剤、消泡剤等の添加剤を配合してもよい。
Further, additives such as an antiwear agent, an extreme pressure agent and an antifoaming agent may be added to such an extent that the ER effect is not affected.

【0041】[0041]

【作用】ER流体においては、多価アルコール及び/又
は多価アルコール部分誘導体を分極促進剤として添加す
ることにより高温領域に至る広い温度範囲で安定した増
粘効果を奏することができるが、多価アルコール及び/
又は多価アルコール部分誘導体は電気絶縁性流体への溶
解性が悪く、しかも多価アルコール及び/又は多価アル
コール部分誘導体と電気絶縁性流体とは比重差があり、
例えばコハク酸イミド等の分散剤を併用しても分極促進
剤と電気絶縁性流体が分離するという問題がある。
In the ER fluid, by adding polyhydric alcohol and / or polyhydric alcohol partial derivative as a polarization accelerator, a stable thickening effect can be obtained in a wide temperature range up to a high temperature region. Alcohol and /
Alternatively, the polyhydric alcohol partial derivative has poor solubility in an electrically insulating fluid, and there is a difference in specific gravity between the polyhydric alcohol and / or the polyhydric alcohol partial derivative and the electrically insulating fluid,
For example, even if a dispersant such as succinimide is used together, there is a problem that the polarization promoting agent and the electrically insulating fluid are separated.

【0042】本発明は、多価アルコール系分極促進剤と
相溶性を有すると共に電気絶縁性流体とも相溶性を有す
る物質を使用することにより、分極促進剤を電気絶縁性
流体中に安定して保持させることができ、ER流体の性
能を向上させることがてきると共に、保存安定性に優れ
たものとなしえるものである。
The present invention uses a substance that is compatible with the polyhydric alcohol-based polarization accelerator and also with the electrically insulating fluid so that the polarization accelerator can be stably retained in the electrically insulating fluid. It is possible to improve the performance of the ER fluid, and the storage stability can be excellent.

【0043】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
The present invention will be described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0044】〔実施例1〕 を混合し、ER流体を調製した。[Example 1] Were mixed to prepare an ER fluid.

【0045】尚、これらのサンプルは40℃で全て80cSt
となるように鉱油の粘度を調整した。
All of these samples were 80 cSt at 40 ° C.
The viscosity of the mineral oil was adjusted so that

【0046】〔実施例2〕実施例1のポリオキシエチレ
ン(n=2)ノニルフェニルエーテルに代えて、同量のポリ
オキシエチレン(n=2)オクチルフェニルエーテルを使用
して実施例1同様にER流体を調製した。
Example 2 The same amount of polyoxyethylene (n = 2) octyl phenyl ether was used in place of the polyoxyethylene (n = 2) nonyl phenyl ether of Example 1 as in Example 1. An ER fluid was prepared.

【0047】〔実施例3〕実施例1のエチレングリコー
ルモノメチルエーテルに代えてトリエチレングリコール
を同量、及びポリオキシエチレン(n=2)ノニルフェニル
エーテルに代えて同量のポリオキシエチレン(n=2)オク
チルフェニルエーテルを使用して実施例1同様にER流
体を調製した。
Example 3 The same amount of triethylene glycol was used instead of the ethylene glycol monomethyl ether of Example 1, and the same amount of polyoxyethylene (n = 2) was used instead of polyoxyethylene (n = 2) nonylphenyl ether. 2) An ER fluid was prepared as in Example 1 using octyl phenyl ether.

【0048】〔比較例〕実施例1のER流体において、
ポリオキシエチレン(n=2)ノニルフェニルエーテルを添
加しないでER流体を調製した。
Comparative Example In the ER fluid of Example 1,
ER fluids were prepared without the addition of polyoxyethylene (n = 2) nonylphenyl ether.

【0049】これらの各ER流体を30日間放置し、分
極促進剤の沈降量を測定した。
Each of these ER fluids was allowed to stand for 30 days, and the sedimentation amount of the polarization promoting agent was measured.

【0050】その結果を下表に示す。The results are shown in the table below.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】次に、このER流体を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、ER流体としての評価を行った。
Next, this ER fluid was treated at 40 ° C. and 90 ° C.
Using a rotational viscometer capable of applying a voltage, the following items were measured and evaluated as an ER fluid.

【0053】・応答性−交流電場を0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。
Responsiveness: AC electric field from 0 to 2.0 × 10 6 (V
/ m) is evaluated by how many seconds the viscosity stabilizes.

【0054】・再現性−交流電場を0→2.0 ×106 (V/
m) →0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。
Reproducibility: AC electric field 0 → 2.0 × 10 6 (V /
m) → 0 cycle repeated, electric field 1.4 × 10 6 (V /
Evaluated by the change rate of viscosity at m).

【0055】・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。
Durability: When the AC electric field was kept constant at 2.0 × 10 6 (V / m), the change in viscosity with time (%) (measurement time 50 hours) was evaluated.

【0056】・増粘効果−電場0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。
Thickening effect-Evaluated by the magnification of the viscosity when the AC electric field was 1.4 × 10 6 (V / m), as compared with when the electric field was 0.

【0057】結果を下表に示す。The results are shown in the table below.

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】表からわかるように、本発明のER流体は
高温領域に至る広い温度範囲における応答性、再現性、
増粘効果、耐久性に優れたものである。
As can be seen from the table, the ER fluid of the present invention has excellent responsiveness, reproducibility, and reproducibility in a wide temperature range up to a high temperature range.
It has excellent thickening effect and durability.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明のER流体は、保存安定性に優れ
ると共に、高温領域に至る広い温度範囲における応答
性、再現性、耐久性、増粘効果に優れるものであり、例
えば粘度変化を利用した制御機器に有用であると共に、
その制御精度、特に高温使用下での制御精度を格段に向
上させることができるものである。
EFFECTS OF THE INVENTION The ER fluid of the present invention is excellent in storage stability and responsiveness, reproducibility, durability and thickening effect in a wide temperature range up to a high temperature region. It is useful for the controlled equipment and
The control accuracy, especially the control accuracy under high temperature use, can be remarkably improved.

【0061】[0061]

───────────────────────────────────────────────────── 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 133:16) C10N 20:00 Z 8217−4H 20:06 Z 8217−4H 30:02 30:08 40:14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location C10M 133: 16) C10N 20:00 Z 8217-4H 20:06 Z 8217-4H 30:02 30: 08 40:14

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気絶縁性流体、多孔質固体粒子、及び
多価アルコール及び/又は少なくとも1つの水酸基を有
する該多価アルコールの部分誘導体からなる電気粘性流
体に、HLB値が2〜30である物質を配合することを
特徴とする電気粘性流体。
1. An electrorheological fluid comprising an electrically insulating fluid, porous solid particles, and a polyhydric alcohol and / or a partial derivative of the polyhydric alcohol having at least one hydroxyl group, has an HLB value of 2 to 30. An electrorheological fluid, characterized in that it contains a substance.
JP240891A 1991-01-14 1991-01-14 Electroviscous fluid Pending JPH0551592A (en)

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