JPH0625639A - アミノ酸含有金属ポリオキソ−塩に基づく新規な電気流動学的流体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い降伏応力及び良好な分散安定性を有する
電気流動学的流体組成物を提供する。 【構成】 非導電性液体に次式で示される構造体微粒子
を分散した分散液： [(Ｍ) ^p ( Ｈ₂ Ｏ) _X ( ＯＨ) _y ] ^q _c [ Ａ] ^r _d ・Ｂ
_z ・ｎＨ₂ Ｏ 〔Ｍ：金属のカチオン；ｐ：Ｍの総原子価；ｘ：ゼロ又
はそれより大きい値、ｙ：ゼロ又はそれより大きい値、
常にｘ又はｙのただ１つのみがゼロでありえ；ｑ＝ｐ−
ｙ、且つ少なくとも１；ｃ：ゼロより大きい値；Ａ：ア
ニオン；ｒ：Ａの総原子価、少なくとも１の値をとり；
ｄ：ゼロより大きい値、（ｑ×ｃ）は常に（ｒ×ｄ）に
等しく；Ｂ：アミノ酸；ｚ：０．０１〜１００；ｎ＝０
〜１５。〕

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分散相とベース液体を
含む電気流動学的流体であって、分散体が微細に分割さ
れた金属アミノ酸塩の粒子からなるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気流動学的（以下「ＥＲ」と略記する
ことがある）流体は、分極性固体相が誘電性流体相中に
分散されてなる。ＥＲ流体は、外部電圧を加えると液体
様から固体様に性質を変える能力を持つ点で特異であ
る。この変化は可逆的であり、このことは電界を除くと
液体様状態が戻ることを意味する。電圧をかけると、こ
の固体粒子は電極の間隙を橋掛けする繊維様ネットワー
クを形成する。このとき、この物質はニュートン流体と
して挙動せず、ビンガム塑性体の挙動を示す。ビンガム
塑性体効果を示す流体は、それが再び流動するためには
一定の水準の力（降伏応力）をかける必要がある。

【０００３】ＥＲ流体の技術分野では、そのような流体
の強度を改善することが望ましい。それによって必要な
駆動力が小さくて済み、装置を小さくできるからであ
る。より強度の大きいＥＲ流体は装置をより低い電圧で
運転できるようにし、これは電力供給の設計に有利であ
り、一般に、現在は既存のＥＲ流体の能力を越えるＥＲ
流体を使用する他の応用領域を打ち開くであろう。電気
流動学的流体において、固体相の密度が流体相の密度に
釣り合うのも望ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電位応力転
移(potential stress transfer) 特性を増す高い降伏応
力値を有する電気流動学的流体である。ある種のアミノ
酸塩を非導電性液体に分散すると電気流動学的効果を有
する流体組成物が形成されることが発見された。これら
の組成物は、大幅に改善された降伏応力値を有し且つ相
溶性のあるベース液体中で良好な分散安定性を維持する
ので、これまでの系よりも明確な優位性を示す。

【０００５】本発明の１つの目的は、高い降伏応力値を
提供する電気流動学的流体を提供することである。相溶
性のあるベース流体中で良好な分散安定性を維持する電
気流動学的流体を提供することも本発明の１つの目的で
ある。本発明の付加的な目的は、装置を低電圧で運転で
きるＥＲ流体を提供することである。

【０００６】本発明の種々の態様、目的及び利点は、以
下の本発明の詳細な説明を考慮すれば明らかであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気非伝導性
液体中の複数の固体粒子の分散体を含む電気流動学的流
体組成物であって、前記固体粒子として次の一般式を有
する構造体を用いることを含む改良である：

【０００８】 [(Ｍ) ^p ( Ｈ₂ Ｏ) _X ( ＯＨ) _y ] ^q _c [ Ａ] ^r _d ・Ｂ_z ・ｎＨ₂ Ｏ (I)

【０００９】ここに、Ｍは１つの金属のカチオン又は種
々の割合の複数の金属カチオンの混合物であり；ｐはＭ
の総原子価であって、ゼロより大きい値をとり；ｘはゼ
ロ又はそれより大きい値をとり、ｙはゼロ又はそれより
大きい値をとり、常にｘ又はｙのただ１つのみがゼロで
ありえ；ｑはｐ−ｙの値をとり、且つ少なくとも１の値
をとり；ｃはゼロより大きい値をとり；Ａは１つのアニ
オン又は種々の割合のアニオン混合物であり；ｒはＡの
総原子価であって、少なくとも１の値をとり；ｄはゼロ
より大きい値をとり、（ｑ×ｃ）は常に（ｒ×ｄ）に等
しく；Ｂは１つのアミノ酸又は複数のアミノ酸の混合物
であり；ｚは０．０１〜１００の値をとり；そしてｎは
０〜１５の数である。

【００１０】ここで、本発明組成物に適用される「加水
分解された」なる用語は、一般に加水分解に付せられた
構造体を表す。加水分解は、水が他の物質と反応して１
又はそれ以上の新しい物質を形成する化学反応である。
これは、水分子のイオン化及び加水分解された化合物の
化学結合の切断を含む。加水分解に付しうる化合物は加
水分解性である。

【００１１】上述の式（Ｉ）中のＭは、１つの金属カチ
オン又は種々の割合の複数の金属カチオンの混合物であ
る。本発明組成物用に好ましい金属カチオンは、アルカ
リ土類金属、遷移金属、ランタナイド、第１３族元素、
第１４族元素及び第１５族元素（第１３、１４及び１５
族元素は、新しいＩＵＰＡＣ命名法に従って名付けたも
のである）。本発明の目的のために特に好ましい金属カ
チオンは、アルミニウム、ジルコニウム、ベリリウム、
マグネシウム、ホウ素、ガリウム、インジュウム、タリ
ウム、ケイ素、ゲルマニウム、錫、鉛、砒素、アンチモ
ン、ビスマス、テルル、スカンジウム、イットリウム、
アクチニウム、チタン、ハフニウム、トリウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、鉄、ルテニウム、コバルト、
銅、亜鉛、カドミウム及びランタナイド並びにこれらの
混合物である。本発明の好ましい態様において、金属カ
チオンＭはアルミニウム、ジルコニウム、鉄及び亜鉛で
ある。

【００１２】上述の式（Ｉ）中のＭは、種々の割合の複
数の金属カチオンの混合物でありうる。従って、１より
多い金属カチオンが用いられるとき、Ｍは式Ｍ^p ＝Ｍ^p1
_a Ｍ ^p2 _b Ｍ^p3 _c ・・・と表すことができ、ここにａ、ｂ
及びｃはこの構造体中に存在するカチオンの数であり、
ｐはこれら金属カチオンの電荷の合計である。即ち、ｐ
はＭ上の全電荷である。従って、例えば、もしも本発明
の構造体が式[(Ａｌ₄Ｚｒ₁) (ＯＨ)₁₂]Ｃｌ₄ （グリシ
ン）・３．３Ｈ₂ Ｏを有するときは、ｐは１６に等し
い。即ち、Ａｌは電荷＋３を持ち、Ｚｒは電荷＋４を持
ち、従って４（＋３）＋１（＋４）＝１６である。即
ち、例えばｐ＝ａ×ｐ１＋ｂ×ｐ２＋ｃ×ｐ３である。

【００１３】本発明構造体中に用いられるＭの量は重要
ではなく、本発明の電気流動学的流体組成物の降伏応力
を増す量ならどんな量であってもよい。特定の降伏応力
を得るための特定の量の金属カチオンを提示できない。
それは、用いられるどんな特定の金属カチオンであって
も、その望みの量はアミノ酸の濃度、種類及び数、選択
されたアニオンの性質、量及び数、存在する水の量並び
に任意成分の存在又は不存在に依存するからである。

【００１４】本発明の電気流動学的流体組成物におい
て、電気流動学的効果を与えるために、金属カチオンＭ
の量は一般に全組成物の５ｗｔ％の低さでありうる。実
際的な上限は全組成物の約９０ｗｔ％のようである。望
むならばこれより多量の金属カチオンを用いうるが、電
気流動学的効果が低下するであろう。我々は、本発明方
法について金属カチオン成分濃度の広い限度と狭い限度
を一般的に教えたが、当業者は、望みのとき、各応用に
ついて最適な量を容易に決定できる。

【００１５】上述の式（Ｉ）中のＡは、１つのアニオン
又は種々の割合の複数のアニオンの混合物である。１
価、２価及び３価のアニオン並びにこれらの混合物は全
て本発明の電気流動学的流体の性能を効果的に増す。本
発明の好ましい態様においては、アニオンはハロゲンイ
オンである。本発明の電気流動学的流体組成物において
アニオンとして特に好ましいものは、塩素イオン、臭素
イオン、ヨウ素イオン、硫酸イオン及び燐酸イオンであ
る。

【００１６】上述の式（Ｉ）中のＡは、種々の割合の複
数のアニオンの混合物でありうる。従って、１より多い
アニオンが用いられるとき、Ａは例えば式Ａ^r ＝Ａ^r1 _a
Ａ^r2 _b Ａ^r3 _c で表しうる。ここにａ、ｂ及びｃはこの組
成物中に存在するアニオンの数であり、ｒはこれらアニ
オンの電荷の合計である。即ち、ｒはＡ上の全電荷であ
る。従って、もし、本発明の構造物が式[(Ａｌ₆) (Ｏ
Ｈ)₁₀] (ＳＯ₄)₂ Ｃｌ₄（グリシン）・Ｈ₂ Ｏの式を有
するならば、ｒは（ＳＯ₄ は−２の電荷を持ち、Ｃｌは
−１の電荷を持つから）２（−２）＋４（−２）＝−８
に等しい。即ち、ｒ＝ａ×ｒ１＋ｂ×ｒ２＋ｃ×ｒ３，
等である。

【００１７】本発明構造体中に用いられるＡの量は重要
ではなく、本発明の電気流動学的流体組成物の降伏応力
を増す量ならどんな量であってもよい。特定の降伏応力
を得るための特定の量のアニオンを提示できない。それ
は、用いられるどんな特定のアニオンであっても、その
望みの量はアミノ酸の濃度、種類及び数、選択された金
属カチオンの性質、量及び数並びに任意成分の存在又は
不存在に依存するからである。

【００１８】本発明の電気流動学的流体組成物におい
て、電気流動学的効果を与えるために、アニオンＡの量
は一般に全組成物の１ｗｔ％の低さでありうる。実際的
な上限は全組成物の約９０ｗｔ％のようである。望むな
らばこれより多量のアニオンを用いうるが、電気流動学
的効果が低下するであろう。我々は、本発明方法につい
てアニオン成分濃度の広い限度と狭い限度を一般的に教
えたが、当業者は、望みのとき、各応用について最適な
量を容易に決定できる。

【００１９】上述の式（Ｉ）中のＢは、１つのアミノ酸
又は種々の割合の複数のアミノ酸の混合物である。この
成分は、降伏応力性能及び電気流動学的性能に関して重
要である。アミノ酸はタンパク質の構成成分として周知
である。アミノ酸は両性であり、これはアミノ酸が水溶
液中で両性イオンとして存在することを意味する。本発
明の目的のために、アミノ酸は塩基性アミノ基（Ｎ
Ｈ₂ ）及び酸性カルボキシル基（ＣＯＯＨ）の両方を含
む有機酸である。本発明によれば、アミノ酸は必須アミ
ノ酸、非必須アミノ酸及び合成アミノ酸並びにこれらの
混合物からなる群れから選びうる。必須アミノ酸及び非
必須アミノ酸は、植物及び動物の組織中に遊離の状態で
存在し、又はタンパク質の構成成分として確立されてい
るアルファ−アミノ酸である、アミノ酸である。本発明
の範囲内にある必須アミノ酸の例としては、イソロイシ
ン、フェニルアラニン、ロイシン、リジン、メチオニ
ン、トレオニン、トリプトファン及びバリン並びにこれ
らの混合物を挙げうる。本発明の範囲内にある非必須ア
ミノ酸の例としては、アラニン、グリシン、アルギニ
ン、ヒスチジン、プロリン及びグルタミン酸並びにこれ
らの混合物を挙げうる。合成アミノ酸はグルコースの醗
酵のような種々の方法により合成される全てのアミノ酸
を含む。本発明にとって好ましい合成アミノ酸の例とし
ては、サルコシン、６−アミノカプロン酸、ＤＬ−アミ
ノ酪酸及びこれらの混合物を挙げうる。

【００２０】アミノ酸成分は、アミノ酸成分を含まない
電気流動学的流体組成物に較べて、思いがけなく、大幅
に改善された降伏応力性能を生ずる。全ての公知のアミ
ノ酸は、本発明の組成物に用いると増大した電気流動学
的性能を与える。本発明の電気流動学的流体組成物にお
いて特に好ましいアミノ酸は、グリシン、プロリン、フ
ェニルアラニン及びアルギニン並びにこれらの混合物で
ある。

【００２１】本発明構造体中に用いられるＢの量は重要
ではなく、本発明の電気流動学的流体組成物の降伏応力
を増す量ならどんな量であってもよい。特定の降伏応力
を得るための特定の量のアミノ酸を提示できない。それ
は、用いられるどんな特定のアミノ酸であっても、その
望みの量は金属カチオンの濃度、種類及び数、用いられ
るアニオンの性質及び量、存在する水の量並びに任意成
分の存在又は不存在に依存するからである。本発明の電
気流動学的流体組成物において、電気流動学的流体の降
伏応力性能を増すのに一般に充分なアミノ酸の量はＭの
約０．１モル％である。実際的な上限はＭの１００モル
％のようである。我々は、本発明方法についてアニオン
成分濃度の広い限度と狭い限度を一般的に教えたが、当
業者は、望みのとき、各応用について最適な量を容易に
決定できる。

【００２２】本発明の配位子はアミノ酸に限られない。
望ましい電気流動学的効果を生ずる他の配位子も存在し
うる。有利な効果を生ずる配位子の例としては、モノ
−、ジ−又はポリカルボキシレート；第１、第２及び第
３アミン；アミド；硫黄含有構造体；リン含有構造体；
砒素含有構造体；セレン含有構造体；酸素又は水酸基含
有構造体、例えばアルコール、ジオール、ポリオール、
ジケトン等；並びに多座配位構造体、例えばクラウンエ
ーテル及びクリプテートを挙げうる。

【００２３】本発明の構造体は水を含み、水はこの構造
体の残りを形成する。水は本発明の電気流動学的流体中
に、一般に全組成物の約０．１ｗｔ％〜約２５ｗｔ％存
在する。

【００２４】上記式（Ｉ）において、ｘ及びｙはＭの配
位数に等しい。即ち、この構造体に１より多い金属カチ
オンが選ばれるならば、ｘ及びｙは選ばれた金属カチオ
ンの配位数の合計に等しい。またｘ及びｙの１つはゼロ
でありうる。即ち、ｙがゼロならば本発明の構造体は次
の式を持つ：

【００２５】 [(Ｍ) ^p ( Ｈ₂ Ｏ) _X ] ^q _c [ Ａ] ^r _d ・Ｂ_z ・ｎＨ₂ Ｏ (II)

【００２６】ここに、Ｍは上記式（Ｉ）で定義したのと
同様であり；ｐはｑに等しく；ｘはＭの配位数に等し
く；ｃ、ｒ、ｄ、ｚ及びｎは上記式（Ｉ）で定義したの
と同様である。

【００２７】ｘ＝０ならば、本発明の組成物は次式で示
される：

【００２８】 [(Ｍ) ^p ( ＯＨ) _y ] ^q _c [ Ａ] ^r _d ・Ｂ_z ・ｎＨ₂ Ｏ (III)

【００２９】ここに、Ｍ及びｐは上記式（Ｉ）で定義し
たのと同様であり；ｙはＭの配位数に等しく；ｑ、ｃ、
ｒ、ｄ、ｎ及びｚは上記式（Ｉ）で定義したのと同様で
ある。要するに、上記式(III) は本発明の組成物の上限
を構成する金属の水酸化物又は混合金属の水酸化物に等
しくなる。上記式(III) において、アニオン（Ａ）、ア
ミノ酸（Ｂ）及び水は痕跡量で存在するに過ぎない。

【００３０】上記式において、ｐ及びｑ（水酸化物の場
合にのみｑ＝０）は正の数である。式（Ｉ）において、
常にｑ＝ｐ−ｙである。上記式においてｑはゼロであ
る。また、上記式において、ｘ及びｙは必ずしも整数で
はなく、端数でありうる。本発明の好ましい金属につい
ては、配位数は一般に３、４、５、６、８及び１２であ
る。本発明の特に好ましい金属について、配位数は一般
には４及び６である。

【００３１】本発明の好ましい態様において、電気流動
学的流体組成物は非導電性液体中に複数の固体粒子の分
散体を含み、この構造体は式[(Ａｌ_a Ｚｒ_b ) ( ＯＨ)
_y ][(Ａ)] _d (Ｂ) _z ・ｎＨ₂ Ｏであり、ここにｙは
０．１〜１５の数であり、Ａは塩素イオンであり、ｄは
０．１〜５の数であり、Ｂはプロリンであり、ｚは０．
１〜５の数であり、そしてｎは０．１〜１０の数であ
り、ここに（ａ＋ｂ）は１〜１０である。

【００３２】本発明の固体構造体は、後記金属のカチオ
ンに配位子として奉仕しうる化合物の存在下に金属の加
水分解性単純塩から作られる。この加水分解性金属塩は
種々の方法で調製できる。最も単純な塩は商業的に入手
可能である。１つの方法は、酸化剤、好ましくは強プロ
トン酸又はカチオンの水素塩を用いる純粋金属の酸化を
含む。そのようにして調製される加水分解性金属塩は、
標準還元電位がゼロより低い（標準水素電極に対して）
金属カチオンから構成される。それはＦｅ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｃｒ等の普通の金属を含む。これらの反応用の普通
の酸化剤はＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＮＯ₃ 、Ｈ₂ ＳＯ₄ 又は
これらカチオンの可溶性水素塩（即ち、ＡｌＣｌ₃ ・６
Ｈ₂ Ｏ、ＡｌＢｒ₃ ・６Ｈ₂ Ｏ等である。）。用いられ
る金属は加水分解性であるので、この反応中に生ずるＨ
⁺ のＨ₂ ガスへの還元はその溶液のｐＨを増す。反応の
化学量論を調節することにより、当業者は加水分解度を
調節し、結局最終物質の組成（即ち、上記式Ｉのｘ及び
ｙ係数）を調節することができる。配位子の導入は、金
属カチオンの酸化／加水分解段階の前、後又は間に行う
ことができる。

【００３３】本発明の固体構造体の他の調製方法は、１
つの金属塩又は金属塩の混合物を塩基で中和することを
含む。用いうる塩基の普通の例は可溶性金属水酸化物、
ＮＨ ₃ 、金属炭酸塩、水溶性アミン等である。上述のよ
うに、試薬の化学量論が最終構造体の中和度を決定す
る。本発明の全ての金属又はメタロイドの塩がこれらの
又は類似の塩基により部分的に又は完全に中和されう
る。配位子はプロセスの種々の段階で添加存在させう
る。しかしながら、この構造体は配位子の添加方法及び
配位子の添加時期に依存して変化しよう。換言すれば、
配位子の存在は中和反応に影響を与える。幾つかの例を
挙げれば、ＡｌＣｌ₃ ＋ＮａＯＨ、ＺｎＣｌ₂＋Ｎ
Ｈ₃ 、ＣｏＣｌ₂ ＋Ｎａ₂ ＣＯ₃ 、ＢｅＣｌ₂ ＋ＣＨ₃
ＮＨ₂ がある。

【００３４】本発明の固体構造体の他の調製方法は、酸
で特定の程度に酸性化した塩基性金属塩を用いる他は直
ぐ上に記載した方法と殆ど同じである。この反応は配位
子の存在下に又は不存在下に行いうる。幾つか例を挙げ
ると：ＮａＡｌＯ₂ ＋ＨＣｌ、ＺｒＯ₂ ＣＯ₂ ＋ＨＣ
ｌ、Ｆｅ（ＯＨ）₂ ＋ＨＮＯ₃ 、Ｃｏ（ＯＨ）₂ ＋ＣＨ
₃ ＣＯＯＨ。金属酸化物及び水酸化物は、不溶性である
程酸性にするのが難しい。

【００３５】本発明の固体構造体の最後の合成方法は、
金属アルコキサイドＭ（ＯＲ）_r 又は金属シリコネート
Ｍ（ＯＳｉＲ₃)_r の加水分解を含む。有機溶媒又はシリ
コーン溶媒中の金属アルコキサイド又は金属シリコネー
トの溶液に予め定められた量の水を加えることにより達
成される。上述の方法のように金属カチオンの加水分解
度を、試薬の化学量論が再び決定する。種々の反応段階
での配位子の添加は前記構造体に変化をもたらす。当業
者はこれらの差異を、日常的実験により決定できよう。
これらのタイプの加水分解反応用出発物質の幾つかの普
通の例は、 [ＣＨ₃ ＣＨ₂ Ｏ]₄Ｚｒ、[(ＣＨ₃)₃ ＣＯ]₄
Ｔｉ、 (ＣＨ₃ ＣＨ₂ Ｏ)₃Ａｌ、等である。

【００３６】この構造体の合成の後（この合成方法は上
に述べた）溶液から固体を分離するのに幾つかの方法が
ある。上述の固体粒子の合成方法の殆どは水溶性の物質
を生ずる。溶液からの固体粒子の分離の殆どの共通の方
法は、スプレー乾燥、炉乾燥、緩慢な蒸発もしくは冷却
を経由する沈殿、凍解又は溶解性を減ずるために他の溶
剤（即ち、有機溶剤）を加えること、である。沈殿、凍
解又は溶剤添加の方法を用いるときは、その後にろ過及
び乾燥段階が必要である。炉乾燥、沈殿及び溶剤添加の
方法にはリスクがある。それは、これらの方法は比較的
緩慢であり、ここに述べた固体粒子構造体は準安定であ
り、これらは溶液中の当初の構造体に必ずしも対応しな
い固体が得られるかも知れないからである。

【００３７】本発明のＥＲ流体は、ビヒクルトランスミ
ッション(vehicle transmissions)、ファンクラッチ及
びアクセサリドライブ(accesory drives) 、エンジン取
り付け設備、防音制振体、張力調整装置、制御されたト
ルクドライブ(controlled torque drive) のような多数
の用途に利用できる。

【００３８】上述の金属アミノ酸塩に基づくＥＲ流体
は、非導電性液体中に複数の固体アミノ酸塩粒子を均一
に分散することにより調製できる。この非導電性液体
は、現在の技術のＥＲ流体を調整するのに用いられてい
る公知の液体ビヒクル（即ち、連続媒体）のいずれから
でも選択することができる。従って、例えば、それは有
機油、例えば鉱油、ポリ塩化ビフェニル、ひまし油、フ
ルオロカーボン油、あまに油、ＣＴＦＥ（クロロトリフ
ルオロエチレン）等でありうる。この非導電性液体は、
これに代えて、シリコーン油、例えばポリジメチルシロ
キサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、
ポリメチルアルキルシロキサン、ポリフェニルメチルシ
ロキサン等でありうる。

【００３９】前記非導電性液体として用いられる液体
は、好ましくは粘度が２５℃で約１〜１００００ｃＰで
ある。前記非導電性液体は、粘度が２５℃で約４〜１０
００ｃＰであるクロロトリフルオロエチレンであること
が非常に好ましい。一般には、本発明の電気流動学的流
体組成物中に非導電性液体が約９５〜約２５ｗｔ％存在
する。しかしながら、本発明の電気流動学的流体組成物
中に非導電性液体が約８０〜約６０ｗｔ％存在するのが
好ましい。用いられる最適量は、種々の変数の内でも、
所定のアミノ酸塩、液体の種類、液体の粘度及び目的と
する用途に大いに依存する。

【００４０】非導電性液体中への固体アミノ酸塩の分散
は、好ましくは一般に受け入れられているどんな方法、
例えばボールミル、ペイント練り機、高剪断ミキサー、
スプレー乾燥又は手混合によってでも行いうる。この分
散過程の間にこのアミノ酸粒子及び非導電性液体は高速
度で剪断され、これによって粒子のサイズは小さくな
り、それらはこの液体媒体中で安定な懸濁体を形成す
る。最終粒度は平均直径約５〜１００μm が好ましい。
直径がこの範囲より大きいと、粒子は沈降する傾向を示
し、この直径が低すぎると、粒子の熱ブラウン運動がＥ
Ｒ効果を減らす傾向がある。

【００４１】非導電性液体中へのアミノ酸塩の同様な分
散は、最初にこの粒子を適当な微細さに磨砕し、次いで
液体成分中に混合することにより達せられる。

【００４２】一般には、約５〜約７５ｗｔ％のアミノ酸
塩を非導電性液体中に分散する。しかしながら、用いら
れる最適量は、種々の変数の内でも、所定のアミノ酸
塩、液体の種類、液体の粘度及び目的とする用途に大い
に依存する。当業者は日常的実験により与えられたどん
な系においても適当な割合を容易に決定するであろう。

【００４３】本発明のＥＲ流体組成物は、更に酸化防止
剤、安定剤、着色剤及び染料を含んでいてもよい。

【００４４】本発明の電気流動学的流体は、現在のＥＲ
流体組成物技術に供されている多数の用途に有用であ
る。この種々の用途の例は、トルク伝達用途、例えば牽
引駆動装置、自動車の変速装置及びアンチロックブレー
キ装置；機械的減衰用途、例えば能動エンジンマウント
(active engine mounts)、ショック吸収装置及び懸架装
置；並びに軟らかい部材の制御された補強が望まれる用
途、例えば可動部を持たない液圧制御バルブ及びロボッ
トの腕、を含む。本発明の組成物は高い降伏応力値を提
供し且つベース液体中で良好な分散安定性を維持するＥ
Ｒ流体を必要とする用途に特に有用である。

【００４５】本発明組成物を、アミノ酸成分を持たない
ＥＲ流体と較べて、降伏応力及び電流密度について試験
した。降伏応力を測定するために Rheometrics RSR（商
標）レオメーターを用いる。レオメーターのモーターは
上部の試験固定物にトルクをかけ、剪断応力がこのサン
プルに剪断応力が掛かるようになっている。応力の量は
試験固定物とトルクの関数である。ＥＲ流体の降伏応力
試験のために平行な板を用いる。この板の直径は８〜５
０mmである。この物質中の歪みはサンプルの形状寸法及
び上部平行板の回転の関数である。掛けられた応力と得
られた歪みから応力／歪み曲線をプロットし、降伏応力
を決定するが、これは応力の小さな増加に対して歪みが
大きく増加する点である。

【００４６】測定器の試験固定物に電界をかけるにはレ
オメーターの変形が必要である。アダプターを高絶縁耐
力のフェノール樹脂から作り、これをモーターのカップ
リング及び上部の試験固定物の間に置いた。新しいベー
スを同じフェノール樹脂で作った。下部の試験固定物
は、その固定位置から電気リードを容易に装着された。
上部電極は非常に摩擦の低いブラシ型接続が必要であっ
た。これは一片の高電圧電線を取り付けた銅箔によって
達せられた。

【００４７】サンプルの電流密度も試験した。全ての機
械的試験の間、試験サンプルと接地の間に置かれた電源
と直列にあるピコアンメーターを用いて電流を監視す
る。

【００４８】以下に示す本発明の構造体の平均式は、以
下のようにして決定した。本発明の構造体中のアニオン
の量は電位差滴定により決定した。サンプルを秤量し、
ビーカーに入れ、攪拌する。電極を攪拌の渦の外でビー
カーの壁に接触しない位置に配置する。滴定液はビュレ
ットから直接サンプル溶液中に入れる。滴定の終点はミ
リボルトの読みの変化により決定する。このミリボルト
の読みは、終点が近づくと大きな量で増し（Ａｇ／Ａｇ
Ｃｌガラス電極では負に、カロメルガラス電極では正
に）、増加量は終点を過ぎると鋭く落ちる。ミリボルト
／ミリリットルの変化が最高のときが終点である。

【００４９】本発明の構造体中の元素は、プラズマ発光
分光法−酸灰化法により測定した。サンプルは、金属元
素をイオン状態に転化するために酸化条件下に酸温浸に
より分解する。二酸化ケイ素はフッ酸で処理して除く。
水溶性金属元素はプラズマ発光分光法によりppm から％
の範囲で測定する。サンプル溶液をアルゴンプラズマ中
に吸引し、特性発光強度を特定の元素について測定す
る。標準のコンピューターから発するデータは光の強度
から特定の元素の濃度に翻訳する。特定の元素の標準溶
液を用いて各シリーズのサンプルについて測定器を検量
する。

【００５０】以下に述べるサンプルの平均式を決定する
目的で、本発明の構造体の炭素、水素及び窒素の含量を
サンプルの接触酸化により測定した。炭素と水素は二酸
化炭素及び水として測定する。窒素は元素の形で測定す
る。種々の自動又は半自動分析器が役に立つ。ガスは、
特定の物質上での吸着／脱着による検出の前に分離す
る。マノメーター検出設備、重量法検出設備、熱伝導率
検出設備及び赤外線検出設備を含む種々の検出設備を用
いうる。炭素、水素及び／又は窒素は全サンプルのパー
センテージとして報告する。以下の例において以下のア
ミノ酸を用いた：

【００５１】プロリン＝Ｃ₄ Ｈ₇ ＮＨＣＯＯＨ グリシン＝ＮＨ₂ ＣＨ₂ ＣＯＯＨ フェニルアラニン＝Ｃ₆ Ｈ₅ ＣＨ₂ ＣＨ（ＮＨ₂)ＣＯＯ
Ｈ アルギニン＝Ｈ₂ ＮＣ（ＮＨ）ＮＨ（ＣＨ₂)₃ ＣＨ（Ｎ
Ｈ₂)ＣＯＯＨ グルタミン酸＝ＣＯＯＨ（ＣＨ₂)₂ ＣＨ（ＮＨ₂)ＣＯＯ
Ｈ

【００５２】以下の例において以下の合成アミノ酸を用
いた： サルコシン＝ＣＨ₃ ＮＨＣＨ₂ ＣＯ₂ Ｈ ６−アミノカプロン酸＝Ｈ₂ Ｎ（ＣＨ₂)₅ ＣＯ₂ Ｈ ＤＬ−アミノ酪酸＝Ｃ₂ Ｈ₅ ＣＨ（ＮＨ₂)ＣＯ₂ Ｈ

【００５３】以下の構造体も電気流動学的効果を試験し
た： シュウ酸：（ＣＯＯＨ)₂・２Ｈ₂ Ｏ アミノ官能性シリコーン加水分解物：（ＣＨ₃ ＲＳｉ
Ｏ) _x ここにＲ＝−ＣＨ₂ ＣＨ（ＣＨ₃)ＣＨ₂ ＮＨ（ＣＨ₂)₂ ＮＨ₂ そしてここに
ｘ＝２〜６。

【００５４】（例１）本発明のＥＲ流体が当技術で既に
記載されているものよりも優れていることを示すために
以下の実験を行った。これら例における全ての部及び％
は特に断らない限り重量基準である。

【００５５】アルミニウムジルコニウムプロリン塩化水
加物を次の方法で調整した：３７０．０５ｇの炭酸ジル
コニウムペースト（ＺｒＯ₂ ＣＯ₂ ・ｎＨ₂ Ｏ）、１８
０．９１ｇの濃塩酸（ＨＣｌ）及び１８５．１３ｇの脱
イオン（ＤＩ）水を混合し、反応させた。反応が完了し
た後、９０ｇのプロリンを加えた。次いで、得られた溶
液を４８．８９ｇの塩化アルミニウム（５０％水溶
液）、８８０ｇのアルミニウム塩化水加物（Ａｌ₂(Ｏ
Ｈ)₅Ｃｌ）（５０％水溶液）及び２６．３６ｇのＤＩ水
の混合物に加えた。全ての反応体及び生成物を溶解性に
するために追加のＤＩ水を加えた。

【００５６】このＡＺＰ（アルミニウムジルコニウムプ
ロリン塩化水加物）粒子を、周囲温度で、２０センチス
トークスのポリジメチルシロキサン流体、クロロトリフ
ルオロエチレン（ＣＴＦＥ）流体及び塩素化パラフィン
流体中で装填割合が２５〜４５ｗｔ％（重量％）となる
ようにして、手による混合により分散した。降伏応力値
を、平行板配置及び間隔１mmを用いてレオメトリクスス
トレスレオメーター(Rheometrics Stress Rheometer)上
で測定した。降伏応力値を、０、１及び２kV／mmの電界
の存在下に測定した。当技術分野で記述されているもの
と較べて本発明の達成した予期せざる結果を示すために
現在のＥＲ技術の降伏応力値も試験した。試験した比較
サンプルは、２０センチストークスのポリジメチルシロ
キサン（ＰＤＭＳ）流体又はＣＴＦＥ中のシリコーンア
ミンスルフェート（ＳＡＳ）並びに米国特許Ｎo.４９９
４１９８及び英国特許Ｎo.ＧＢ−Ａ−１５７０２３４に
記載されている塩素化パラフィンベース流体中に分散さ
れたリチウム−ポリメチルメタクリレート（Ｌｉ−ＰＭ
ＭＡ）粒子であった。

【００５７】

【表１】

【００５８】本発明のＥＲ流体は、当技術分野で既述の
ものよりも電位応力転移特性(potential stress transf
er characteristics) が増し、大幅に改善された降伏応
力を有する。本発明のＥＲ流体はまた、ＣＴＦＥ中で良
好な分散安定性を保持している。

【００５９】（例２）以下のサンプルを調整し、降伏応
力及び電流密度について試験した。この試験の結果を以
下に示す第II表に記述する。以下のようにして調整した
組成物の降伏応力及び電流密度を上述の方法に従って試
験した。

【００６０】サンプル１ アルミニウムジルコニウムグリシン塩化水加物を以下の
方法に従って調整した：３７０．０５ｇの炭酸ジルコニ
ウムペースト（ＺｒＯ₂ ＣＯ₂ ・ｎＨ₂ Ｏ）、１８０．
９１ｇの濃塩酸（ＨＣｌ）及び１８５．１３ｇのＤＩ水
を混合し、反応させた。反応が完了した後、９０ｇのグ
リシンを加えた。次いで、得られた溶液を４８．８３ｇ
の塩化アルミニウム（５０％水溶液）、８８０．６２ｇ
のアルミニウム塩化水加物（Ａｌ₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５０
％水溶液）及び２６．１６ｇのＤＩ水の混合物に加え
た。全ての反応体及び生成物を溶解性にするために追加
のＤＩ水を加えた。

【００６１】このサンプルにおいて調製した組成物はア
ルミニウムジルコニウムグリシン塩化水加物及び硫酸ナ
トリウムであり、次のようにして調製した：１０．０ｇ
のＡＺＧ（アルミニウムジルコニウムグリシン塩化水加
物）を脱イオン（ＤＩ）水に溶解した。４．４１ｇの硫
酸ナトリウム（Ｎａ₂ ＳＯ₄ ）を水に溶解し、次いでＡ
ＺＧ水溶液に加えた。ＡＺＧ分子中の塩素イオンが硫酸
イオンに置換されて沈殿が生成した（ＡＺＧ硫酸塩）。
この沈殿をろ過し、ＤＩ水で洗浄し、再ろ過し、強制空
気炉中で約１０１℃で乾燥した。次いでＡＺＧ硫酸塩を
２０ｃｓ（センチストークス）のポリジメチルシロキサ
ン（ＰＤＭＳ）中に６７ｗｔ％で、及びクロロトリフル
オロエチレン（ＣＴＦＥ）中に４９ｗｔ％で分散した。
降伏応力及び電流密度の結果を以下の第II表に見ること
が出来る。このサンプルは次の平均式を有する：

【００６２】Ａｌ_2.74Ｚｒ（ＯＨ）_7.72（ＳＯ₄)
_2.25（グリシン）_0.54・ｎＨ₂ Ｏ

【００６３】サンプル２ このサンプルにおいて調製した組成物はアルミニウムジ
ルコニウムプロリン塩化水加物及び硫酸ナトリウムであ
り、次のようにして調製した：１０．０ｇのＡＺＰ（ア
ルミニウムジルコニウムプロリン塩化水加物）を脱イオ
ン（ＤＩ）水に溶解した。４．９ｇの硫酸ナトリウム
（Ｎａ₂ ＳＯ₄ ）を水に溶解し、次いでＡＺＰ水溶液に
加えた。ＡＺＰ分子中の塩素イオンが硫酸イオンに置換
されて沈殿が生成した（ＡＺＰ硫酸塩）。この沈殿をろ
過し、ＤＩ水で洗浄し、再ろ過し、強制空気炉中で約１
０１℃で乾燥した。次いでＡＺＰ硫酸塩を２０ｃｓ（セ
ンチストークス）のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭ
Ｓ）中に６７ｗｔ％で、及びクロロトリフルオロエチレ
ン（ＣＴＦＥ）中に４９ｗｔ％で分散した。降伏応力及
び電流密度の結果を以下の第II表に見ることが出来る。
このサンプルは次の平均式を有する：

【００６４】Ａｌ_2.74Ｚｒ（ＯＨ）_7.72（ＳＯ₄)
_2.25（プロリン）_0.54・ｎＨ₂ Ｏ

【００６５】サンプル３ このサンプルにおいて調製した組成物はアルミニウムジ
ルコニウムグリシン塩化水加物及び燐酸ナトリウムであ
り、次のようにして調製した：１０．０ｇのＡＺＧを脱
イオン（ＤＩ）水に溶解した。次いで３．４６ｇの燐酸
ナトリウム（Ｎａ₃ ＰＯ₄ ）を水に溶解し、次いでＡＺ
Ｇ水溶液に加えた。ＡＺＧ分子中の塩素イオンが燐酸イ
オンに置換されて沈殿が生成した（ＡＺＧ燐酸塩）。こ
の沈殿をろ過し、ＤＩ水で洗浄し、再ろ過し、強制空気
炉中で約７２℃で乾燥した。次いでＡＺＧ燐酸塩を２０
ｃｓ（センチストークス）のポリジメチルシロキサン
（ＰＤＭＳ）中に６６ｗｔ％で、及びクロロトリフルオ
ロエチレン（ＣＴＦＥ）中に４３ｗｔ％で分散した。降
伏応力及び電流密度の結果を以下の第II表に見ることが
出来る。このサンプルは次の平均式を有する：

【００６６】Ａｌ_3.45Ｚｒ（ＯＨ）_9.85（ＳＯ₄)
_1.5 （グリシン）_0.26・ｎＨ₂ Ｏ

【００６７】サンプル４ このサンプルにおいて調製した組成物はアルミニウムジ
ルコニウムプロリン塩化水加物及び燐酸ナトリウムであ
り、次のようにして調製した：１０．０ｇのＡＺＰを脱
イオン（ＤＩ）水に溶解した。次いで３．５９ｇの燐酸
ナトリウム（Ｎａ₃ ＰＯ₄ ）を水に溶解し、次いでＡＺ
Ｐ水溶液に加えた。ＡＺＰ分子中の塩素イオンが燐酸イ
オンに置換されて沈殿が生成した（ＡＺＰ燐酸塩）。こ
の沈殿をろ過し、ＤＩ水で洗浄し、再ろ過し、強制空気
炉中で約７２℃で乾燥した。次いでＡＺＰ燐酸塩を２０
ｃｓ（センチストークス）のポリジメチルシロキサン
（ＰＤＭＳ）中に６６ｗｔ％で、及びクロロトリフルオ
ロエチレン（ＣＴＦＥ）中に４３ｗｔ％で分散した。降
伏応力及び電流密度の結果を以下の第II表に見ることが
出来る。このサンプルは次の平均式を有する：

【００６８】Ａｌ_3.56Ｚｒ（ＯＨ)_10.06（ＰＯ₄)
_1.54（プロリン）_0.10・ｎＨ₂ Ｏ

【００６９】サンプル５ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウムフ
ェニルアラニン塩化水加物であり、次のようにして調製
した：１９．８２ｇの炭酸ジルコニウムペースト、９．
６９ｇの濃塩酸（ＨＣｌ）及び７５．７４ｇのＤＩ水を
混合し、反応させた。反応が完了した後、１０．６１ｇ
のフェニルアラニン（中性アミノ酸）を加えた。次い
で、得られた溶液を３．１３ｇの塩化アルミニウム（５
０％水溶液）、５６．０２ｇのアルミニウム塩化水加物
（Ａｌ₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５０％水溶液）及び１．７７ｇ
のＤＩ水の混合物に加えた。全ての反応体及び生成物を
溶解性にするために追加のＤＩ水を加えた。次いでこの
サンプルをスプレー乾燥し、ＣＴＦＥに２１ｗｔ％で分
散した。降伏応力及び電流密度の結果を以下の第II表に
見ることが出来る。このサンプルは次の平均式を有す
る：

【００７０】Ａｌ₄ Ｚｒ（ＯＨ)_12.28（Ｃｌ)_3.72(フェ
ニルアラニン）_1.0・ｎＨ₂ Ｏ

【００７１】サンプル６ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウムア
ルギニン塩化水加物であり、次のようにして調製した：
１９．９２ｇの炭酸ジルコニウムペースト、９．９５ｇ
の濃塩酸（ＨＣｌ）及び９．８６ｇのＤＩ水を混合し、
反応させた。反応が完了した後、３．９３ｇのアルギニ
ン（塩基性アミノ酸）を加えた。次いで、得られた溶液
を３．１７ｇの塩化アルミニウム（５０％水溶液）、５
５．９５ｇのアルミニウム塩化水加物（Ａｌ₂(ＯＨ)₅Ｃ
ｌ）（５０％水溶液）及び１．７２ｇのＤＩ水の混合物
に加えた。全ての反応体及び生成物を溶解性にするため
に追加のＤＩ水を加えた。次いでこのサンプルをスプレ
ー乾燥し、ＣＴＦＥに４７ｗｔ％で分散した。降伏応力
及び電流密度の結果を以下の第II表に見ることが出来
る。このサンプルは次の平均式を有する：

【００７２】Ａｌ₄ Ｚｒ（ＯＨ)_12.15（Ｃｌ)_3.85 （ア
ルギニン）_0.34・ｎＨ₂ Ｏ

【００７３】サンプル７ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウムグ
ルタミン酸塩化水加物であり、次のようにして調製し
た：８．１５ｇの炭酸ジルコニウムペースト、４．０１
ｇの濃塩酸（ＨＣｌ）及び４６．４９ｇのＤＩ水を混合
し、反応させた。反応が完了した後、１．３５ｇのグル
タミン酸（酸性アミノ酸）を加えた。次いで、このサン
プルを混合してゲル化した。このゲルを炉中で乾燥し、
磨砕／粉砕し、次いでＣＴＦＥに３５ｗｔ％で分散し
た。降伏応力及び電流密度の結果を以下の第II表に見る
ことが出来る。このサンプルの化合物は次の平均式を有
する：

【００７４】Ｚｒ（ＯＨ)_2.78(Ｃｌ)_1.22(グルタミン
酸）_0.34・ｎＨ₂ Ｏ

【００７５】

【表２】

【００７６】

【表３】

【００７７】上記第II表のデータは、本発明の組成物は
一貫して高い降伏応力特性を示し、且つＣＴＦＥ中で高
い分散安定性を維持することを示している。第IIＡ表は
中性、塩基性及び酸性アミノ酸は、全て降伏応力を増
し、ＣＴＦＥ中で良好な分散安定性を維持することを示
している。

【００７８】（例３）次のサンプルを調製し、降伏応力
及び電流密度について試験した。この試験の結果を以下
に示す第III 表に示す。以下の方法で調製した組成物の
降伏応力及び電流密度を上述の方法で試験した。

【００７９】サンプル８ このサンプルにおいて調製した構造体は、鉄グリシン塩
化水加物で、次の方法で調製した：２．６８ｇの濃ＨＣ
ｌ、３０ｇのＤＩ水及び６．２６ｇの鉄やすり屑を、攪
拌棒で約２．５時間混合し、反応させた。次いで未反応
鉄をろ過し、水を蒸発させて残留溶液を濃縮し約１５mL
にした。次いで、２．２７ｇのグリシンをこの溶液に加
え、溶解させた。次いで、炉中で約１００℃で加熱して
残留水を除いた。この粒子を手で磨砕し、ＣＴＦＥ中に
固形分３５ｗｔ％で分散した。降伏応力及び電流密度値
を以下の第III 表に見ることが出来る。このサンプルの
化合物は次の平均式を有する：

【００８０】 Ｆｅ₁(ＯＨ) _y （Ｃｌ)₃ (グリシン）_0.35・ｎＨ₂ Ｏ

【００８１】鉄は酸化過程の程度に依存して第１鉄（Ｆ
ｅ⁺²）又は第２鉄（Ｆｅ⁺³）として存在しうる。分析の
結果、大部分の鉄は＋２の酸化状態で存在することを示
す。固体粒子を分離するのに用いた方法の故に、過剰の
塩素イオンがこの錯体と結合してヒドロキシルイオンの
正確な量を決定するのは非常に困難である。

【００８２】サンプル９ このサンプルにおいて調製した構造体は、亜鉛グリシン
塩化水加物で、次の方法で調製した：２０．０９ｇの濃
ＨＣｌ、１３６ｇのＤＩ水及び４０．６２ｇの亜鉛金属
（粉末）を混合し約２４時間反応させた。次いで未反応
亜鉛をろ過し、水を蒸発させて残留溶液を濃縮し約７５
mLにした。次いで、７．５８ｇのグリシンをこの溶液に
加え、溶解させた。次いで、炉中で約７０℃で８時間、
次いで真空炉で７０℃及び３０トルで約３時間加熱して
残留水を除いた。この粒子を手で磨砕し、ＣＴＦＥ中に
固形分３５ｗｔ％で分散した。降伏応力及び電流密度値
を以下の第III 表に見ることが出来る。このサンプルの
化合物は次の平均式を有する：

【００８３】 Ｚｎ₁(ＯＨ) _y （Ｃｌ)_2.08(グリシン）_1.18・ｎＨ₂ Ｏ

【００８４】このサンプルにはサンプル８と同じ問題が
存在する。第２鉄（Ｆｅ⁺³）として存在しうる。分析の
結果、大部分の鉄は＋２の酸化状態で存在することを示
す。固体粒子を分離するのに用いた方法の故に、過剰の
塩素イオンがこの錯体と結合してヒドロキシルイオンの
正確な量を決定するのは非常に困難である。

【００８５】サンプル１０ この例で調製した構造体はジルコニウムグリシン塩化水
加物であり、次のようにして調製した：８９．６ｇの炭
酸ジルコニウムペースト、４３．８ｇの濃ＨＣｌ及び４
４．８ｇのＤＩ水を混合し、反応させた。反応が完了し
た後、２１．８ｇのグリシンを加え混合した。次いで、
このサンプルをスプレー乾燥し、ＣＴＦＥに固形分３５
ｗｔ％及び４４ｗｔ％で分散した。降伏応力及び電流密
度の結果を以下の第III 表に見ることが出来る。このサ
ンプルの化合物は次の平均式を有する：

【００８６】ＺｒＯ（ＯＨ)_0.28(Ｃｌ)_1.72(グリシン）
_1.10・ｎＨ₂ Ｏ

【００８７】サンプル１１ この例で調製した構造体はアルミニウムグリシン塩化水
加物であり、次のようにして調製した：８．０２ｇの５
０％塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ₃)水溶液、１４４．８
ｇのアルミニウム塩化水加物（Ａｌ₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５
０％水溶液）、４．２８ｇのＤＩ水を混合した。グリシ
ン１４．０８ｇの水溶液を上記溶液に加えた。次いで、
このサンプルをスプレー乾燥し、ＣＴＦＥに固形分３５
ｗｔ％及び４４ｗｔ％で分散した。降伏応力及び電流密
度の結果を以下の第III 表に見ることが出来る。このサ
ンプルの化合物は次の平均式を有する：

【００８８】 Ａｌ（ＯＨ)_2.21 Ｃｌ_0.79( グリシン）_0.43・ｎＨ₂ Ｏ

【００８９】サンプル１２この例で調製した構造体はア
ルミニウムジルコニウム塩化水加物であり、次のように
して調製した：４４．８ｇの炭酸ジルコニウムペース
ト、２１．９ｇの濃ＨＣｌ及び２２．４ｇのＤＩ水を混
合し（パートＡ）、反応させた。この反応が完了した後
２．８ｇのＡｌＣｌ₃ （５０％水溶液）、５０．５ｇの
アルミニウム塩化水加物（Ａｌ₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５０％
水溶液）、１．５ｇのＤＩ水及びパートＡを混合した。
この混合物は直ちにゲル化し、４０℃の炉中に置いて過
剰の水を除いた。乾燥後、この粒子をボールミルを用い
て磨砕し、ＣＴＦＥに固形分４６ｗｔ％で分散した。降
伏応力及び電流密度の結果を以下の第III 表に見ること
が出来る。このサンプルの化合物は次の平均式を有す
る：

【００９０】 Ａｌ_3.06Ｚｒ（ＯＨ)_9.23 Ｃｌ_3.95・ｎＨ₂ Ｏ

【００９１】

【表４】

【００９２】上述の例は、電気流動学的流体中にアミノ
酸を存在させる有利さを明らかに示している。化学構造
体[(Ｍ) ^p ( ＯＨ) _y ] ^q _c [ Ａ] ^r _d Ｂ_z ・ｎＨ₂ Ｏ
を有する粒子を含む流体のＥＲ効果を、化学構造体
[(Ｍ) ^p ( ＯＨ) _y ] ^q _c [ Ａ] ^r _d ・ｎＨ₂ Ｏを有す
るそれと較べれば、アミノ酸[(Ｂ)]を含む構造体は意外
にも有利な電気流動学的効果を与えることが観察され
た。降伏応力値は、アミノ酸（Ｂ）を含む構造体がこれ
を含まないものに対してはるかに高い。このことは、上
記の諸表に示された情報から明らかに示されている。ア
ミノ酸を含む本発明構造体の他の利点は、当技術分野の
文献に記載された従来のＥＲ流体に較べると、粒子の加
工性がはるかに容易であることである。配合物中にアミ
ノ酸が存在しないときは、炉で乾燥して機械的に磨砕し
なければならないゲルを生じることである。本発明に従
ってアミノ酸が存在するときは、サンプルは溶液中に残
留し、粒子を得るためにスプレー乾燥を利用できる。溶
液をスプレー乾燥するのは、ゲル様材料を乾燥すること
よりもはるかに複雑でない。

【００９３】（例４）以下のサンプルを調製し、降伏応
力及び電流密度を試験した。試験の結果を以下の第IV表
に示す。以下の方法で調製した組成物の降伏応力及び電
流密度は上述の方法で試験した。

【００９４】サンプル１３ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウムサ
ルコシン塩化水加物であり、次のようにして調製した：
９．９３ｇの炭酸ジルコニウムペースト、４．８７ｇの
濃ＨＣｌ及び１０．０５ｇのＤＩ水を混合し、反応させ
た。反応が完了した後、２．８１ｇのサルコシン（合成
アミノ酸）を加えた。次いで、この溶液を１．４４ｇの
塩化アルミニウム（５０％水溶液）、２５．３０ｇのア
ルミニウム塩化水加物（Ａｌ₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５０％水
溶液）及び０．７４ｇのＤＩ水の混合物に加えた。次い
で、このサンプルを８０℃の空気炉中で約５時間乾燥し
た。次いでこの温度を５０℃に下げ、一夜乾燥した。次
いで、このサンプルを７０℃、３０トルの真空炉中に約
２．５時間置き、次いで手で磨砕し、ＣＴＦＥに３５ｗ
ｔ％で分散した。降伏応力及び電流密度の結果を以下の
第IV表に見ることが出来る。このサンプルは次の平均式
を有する：

【００９５】Ａｌ_3.5 Ｚｒ（ＯＨ)_10.52（Ｃｌ)
_3.98 （サルコシン）_1.11・ｎＨ₂ Ｏ

【００９６】サンプル１４ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウム６
−アミノカプロン酸塩化水加物であり、次のようにして
調製した：９．６１ｇの炭酸ジルコニウムペースト、
４．６１ｇの濃ＨＣｌ及び４．８３ｇのＤＩ水を混合
し、反応させた。反応が完了した後、３．９５ｇの６−
アミノカプロン酸（合成アミノ酸）を加えた。次いで、
この溶液を１．６９ｇの塩化アルミニウム（５０％水溶
液）、２５．２６ｇのアルミニウム塩化水加物（Ａｌ
₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５０％水溶液）及び０．７５ｇのＤＩ
水の混合物に加えた。次いで、このサンプルを８０℃の
空気炉中で約５時間乾燥した。次いでこの温度を５０℃
に下げ、一夜乾燥した。次いで、このサンプルを７０
℃、３０トルの真空炉中に約２．５時間置き、次いで手
で磨砕し、ＣＴＦＥに３５ｗｔ％で分散した。降伏応力
及び電流密度の結果を以下の第IV表に見ることが出来
る。このサンプルは次の平均式を有する：

【００９７】Ａｌ_3.5 Ｚｒ（ＯＨ)_11.29Ｃｌ_3.21（６−
アミノカプロン酸）_0.94・ｎＨ₂Ｏ

【００９８】サンプル１５ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウムＤ
Ｌ−２−アミノ酪酸塩化水加物であり、次のようにして
調製した：９．９３ｇの炭酸ジルコニウムペースト、
４．７９ｇの濃ＨＣｌ及び４．９８ｇのＤＩ水を混合
し、反応させた。反応が完了した後、３．９５ｇのＤＬ
−２−アミノ酪酸（合成アミノ酸）を加えた。次いで、
この溶液を１．６２ｇの塩化アルミニウム（５０％水溶
液）、２５．７０ｇのアルミニウム塩化水加物（Ａｌ
₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５０％水溶液）及び０．８０ｇのＤＩ
水の混合物に加えた。次いで、このサンプルを８０℃の
空気炉中で約５時間乾燥した。次いでこの温度を５０℃
に下げ、一夜乾燥した。次いで、このサンプルを７０
℃、完全真空下の真空炉中に約２．５時間置き、次いで
手で磨砕し、ＣＴＦＥに３５ｗｔ％で分散した。降伏応
力及び電流密度の結果を以下の第IV表に見ることが出来
る。このサンプルは次の平均式を有する：

【００９９】Ａｌ_3.4 Ｚｒ（ＯＨ)_10.43Ｃｌ_3.77（ＤＬ
−２−アミノ酪酸）_1.13・ｎＨ₂Ｏ

【０１００】サンプル１６ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウムグ
リシン塩化水加物（グリシン過剰）であり、次のように
して調製した：５．３９ｇの炭酸ジルコニウムペース
ト、２．５５ｇの濃ＨＣｌ及び２．５５ｇのＤＩ水を混
合し、反応させた。反応が完了した後、１２．４６ｇの
グリシン（Ｚｒに対して１０モル過剰）を加えた。次い
で、この溶液を１．４６ｇの塩化アルミニウム（５０％
水溶液）、２５．３５ｇのアルミニウム塩化水加物（Ａ
ｌ₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５０％水溶液）及び０．７９ｇのＤ
Ｉ水の混合物に加えた。次いで、このサンプルを８０℃
の空気炉中で約５時間乾燥した。次いでこの温度を５０
℃に下げ、一夜乾燥した。次いで、このサンプルを７０
℃、３０トルの真空炉中に約３時間置き、次いで手で磨
砕し、ＣＴＦＥに３５ｗｔ％で分散した。降伏応力及び
電流密度の結果を以下の第IV表に見ることが出来る。こ
のサンプルは次の平均式を有する：

【０１０１】Ａｌ_6.3 Ｚｒ（ＯＨ)_17.26Ｃｌ_5.64（グリ
シン)_10.39・ｎＨ₂ Ｏ

【０１０２】サンプル１７ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウムシ
ュウ酸塩化水加物であり、次のようにして調製した：
４．７２ｇの炭酸ジルコニウムペースト、２．３１ｇの
濃ＨＣｌ及び２．３５ｇのＤＩ水を混合し、反応させ
た。反応が完了した後、１．９２ｇのシュウ酸二水塩
（ジカルボン酸）を加えた。次いで、この溶液を０．７
０ｇの塩化アルミニウム（５０％水溶液）、１２．６０
ｇのアルミニウム塩化水加物（Ａｌ₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５
０％水溶液）及び０．３８ｇのＤＩ水の混合物に加え
た。次いで、このサンプルを１１０℃の空気炉中で約１
時間乾燥した。次いでこの温度を８０℃に下げ、一夜乾
燥した。次いで、このサンプルをボールミルで磨砕し、
ＣＴＦＥに３５ｗｔ％で分散した。降伏応力及び電流密
度の結果を以下の第IV表に見ることが出来る。このサン
プルは次の平均式を有する：

【０１０３】Ａｌ_3.8 Ｚｒ（ＯＨ)_11.31Ｃｌ_4.09（シュ
ウ酸)_1.2・ｎＨ₂ Ｏ

【０１０４】サンプル１８ この例で調製した構造体はアルミニウムジルコニウムア
ミノ官能性シリコーン水解物塩化水加物であった。この
アミノ官能性シリコーン水解物は１００モル％アミノ官
能性で短い線状鎖の集まりで、環状体であり、１４ペー
ジに述べた式を有する。このサンプルの構造体は次のよ
うにして調製した：４．３８ｇの炭酸ジルコニウムペー
スト、２．１４ｇの濃ＨＣｌ及び２．１９ｇのＤＩ水を
混合し、反応させた。反応が完了した後、２．５９ｇの
アミノ官能性シリコーン水解物（ジアミノ化合物）を加
えた。この時点でこの溶液はゲル化したが、熱を加える
と（６０℃〜７０℃）このゲルは粘稠なクリーム状混合
物に変わった。次いで、この溶液を０．７０ｇの塩化ア
ルミニウム（５０％水溶液）、１２．６３ｇのアルミニ
ウム塩化水加物（Ａｌ₂(ＯＨ)₅Ｃｌ）（５０％水溶液）
及び０．３８ｇのＤＩ水の混合物に加えた。このサンプ
ルは再度ゲル化した。次いで、このサンプルを１０５℃
の空気炉中で約１時間乾燥した。次いでこの温度を７０
℃に下げ、一夜乾燥した。次いで、このサンプルをボー
ルミルで磨砕し、ＣＴＦＥに３５ｗｔ％で分散した。降
伏応力及び電流密度の結果を以下の第IV表に見ることが
出来る。このサンプルは次の平均式を有する：

【０１０５】Ａｌ₄ Ｚｒ（ＯＨ)_11.45Ｃｌ_4.55((ＣＨ₃
ＲＳｉＯ）_x )₁・ｎＨ₂ Ｏ

【０１０６】ここにＲ＝−ＣＨ₂ ＣＨ（ＣＨ₃)ＣＨ₂ Ｎ
Ｈ（ＣＨ₂)₂ ＮＨ₂ そしてここにｘ＝２〜６。

【０１０７】

【表５】

【０１０８】第IV表は、合成アミノ酸も本発明の電気流
動学的組成物の高い降伏応力に寄与することを明らかに
示している。上記諸表に示されたデータは、本発明の組
成物は予想外にそして一貫して有益な電気流動学的性質
を与え、且つ高い分散安定性を維持することを示してい
る。第IV表のデータは又、他の配位子、例えばＣＯＯ
Ｈ、ＮＨ₂ を含む配位子又はシリコーン官能性物質も本
発明の構造体中で機能することを示している。従って、
本発明はアミノ酸配位子のみに限られない。

【０１０９】上述のことから、本発明の本質的態様及び
概念から実質的に離れることなく、ここに述べられた化
合物、組成物及び方法において種々の他の多数の変形が
可能であることが明らかであろう。従って、ここに記載
された本発明の形態は単なる例であって、特許請求の範
囲に定義された本発明の範囲を限定しようとするもので
はない。

【０１１０】

【発明の効果】本発明によれば、高い降伏応力及び良好
な分散安定性を有する電気流動学的流体組成物が提供さ
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド アンソニー カドレック アメリカ合衆国，ミシガン，ミッドラン ド，イースト ワッカーリー ロード 4810 (72)発明者 ジョアン サドバリー−ホルトシュラグ アメリカ合衆国，ミシガン，サジナウ，ハ ンドレイ ストリート 1900

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気非伝導性液体中の複数の固体粒子の
   分散体を含む電気流動学的流体組成物であって、前記固
   体粒子として次の一般式を有する構造体を用いることを
   含む改良： [(Ｍ) ^p ( Ｈ₂ Ｏ) _X ( ＯＨ) _y ] ^q _c [ Ａ] ^r _d ・Ｂ
   _z ・ｎＨ₂ Ｏ ここに、Ｍは１つの金属のカチオン又は種々の割合の複
   数の金属カチオンの混合物であり；ｐはＭの総原子価で
   あって、ゼロより大きい値をとり；ｘはゼロ又はそれよ
   り大きい値をとり、ｙはゼロ又はそれより大きい値をと
   り、常にｘ又はｙのただ１つのみがゼロでありえ；ｑは
   ｐ−ｙの値をとり、且つ少なくとも１の値をとり；ｃは
   ゼロより大きい値をとり；Ａは１つのアニオン又は種々
   の割合のアニオン混合物であり；ｒはＡの総原子価であ
   って、少なくとも１の値をとり；ｄゼロより大きい値を
   とり、（ｑ×ｃ）は常に（ｒ×ｄ）に等しく；Ｂは１つ
   のアミノ酸又は複数のアミノ酸の混合物であり；ｚは
   ０．０１〜１００の値をとり；そしてｎは０〜１５の数
   である。
2. 【請求項２】 請求項１の電気流動学的流体組成物であ
   って、ここに （ａ）Ｍはアルミニウム及びジルコニウムの混合物であ
   り； （ｂ）ｘはゼロに等しく； （ｃ）ｙは０．１〜１５であり； （ｄ）Ａは塩素イオンであり； （ｅ）Ｂはプロリンであり； （ｆ）ｚは０．１〜５の数であり；そして （ｇ）ｎは０．１〜１０の数である。