JPH06346080A

JPH06346080A - 電気粘性流体

Info

Publication number: JPH06346080A
Application number: JP16330893A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sasaki; 眞佐々木; Takafumi Ishii; 隆文石井; Katsuhiko Haji; 勝彦土師
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【目的】水分の存在下でも性能が低下しない耐久性に
優れた電気粘性流体であって、特に均一な電気粘性流体
を開発する。【構成】一般式（Ｉ）で表されるポリ（α−アミノ
酸）０．１〜６０重量％と溶媒４０〜９９．９重量％と
を含むことを特徴とする電気粘性流体により目的を達成
できる。（ここでＲは炭素数１〜３０のアルキル基、アラルキル
基、アリール基、シクロアルキル基あるいはこれらの２
つ以上の混合基である。ｍは重合度を表し、５以上１万
以下である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気粘性流体に関するも
のであり、さらに詳しくは電界を印加することにより粘
性を制御できる電気粘性流体、特に均一な電気粘性流体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気粘性流体とは、一般に無機あるいは
高分子の粒子を電気絶縁性液体に分散させた懸濁液とし
て知られている。該流体は電界を印加することにより液
体状態から可塑的状態または固体状態へと急速かつ可逆
的に粘性が変化する。この現象はウインズロー効果と呼
ばれている。

【０００３】一般に分散粒子は電界により表面が分極し
易いものが用いられており、例えば、無機系分散粒子と
しては、米国特許第３，０４７，５０７号、英国特許第
１，０７６，７５４号および特開昭６１−４４９９８号
公報にシリカが、特開昭６２−９５３９７号公報にゼオ
ライトが記載されている。また、高分子系粒子として
は、特開昭５１−３３７８３号公報にアルギン酸、カル
ボキシル基を有するグルコース、スルホン基を有するグ
ルコースが、特開昭５３−９３１８６号公報にジビニル
ベンゼンで架橋されたポリアクリル酸が、特開昭５８−
１７９２５９号公報にレゾール型フェール樹脂が記載さ
れている。また、電気絶縁性液体としては、炭化水素系
オイル、シリコーンオイル、エステル系オイル、フッ素
系オイルなどが知られている。電気粘性流体の用途とし
ては、エンジンマウント、ショックアブソーバー、クラ
ッチなどへの応用が期待されている。

【０００４】しかしながら、上記技術の電気粘性流体は
いずれも分散系であるため、粒子が沈降分離するという
問題があり、これが電気粘性流体の実用化を妨げている
主要な要因になっている。このため、均一系電気粘性流
体を開発する試みがなされている。メトキシベンジリデ
ンブチルアニリンなどの低分子液晶を用いた電気粘性流
体［Japanese Journal of Applied Physics 17, P1525
(1978) ］が研究されているが、電気粘性効果は非常に
低く実用に供するものではない。

【０００５】これ以外にも、高分子液晶を含む均一溶液
が電気粘性効果を発現することが特公昭４２−１１３１
５号公報に記載されている。さらに、ライオトロピック
高分子液晶として知られているポリ（γ−ベンジルＬ−
グルタメート）をジオキサン、テトラヒドロフラン、ク
レゾールのような低沸点極性溶媒あるいは塩化メチレ
ン、クロロホルムのような低沸点塩素系溶媒に溶解させ
た溶液が大きな電気粘性効果を発現することが、特開平
４−１９１５１１号公報、特開平４−２６６９９７号公
報、第１６回液晶討論会予稿集Ｐ８２（１９９０）に記
載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリ（γ−ベ
ンジルＬ−グルタメート）を用いた上記電気粘性流体
は、均一系であるため粒子の沈降という問題を回避で
き、かつ大きな電気粘性効果を発現するものであるが、
ポリ（γ−ベンジルＬ−グルタメート）は微量の水分
の影響で側鎖のエステル基が加水分解されて酸となり、
これが引き金となってポリマーの主鎖が容易に分解し性
能が低下するという問題点を生じるため、耐久性に乏し
く実用化は困難である。本発明は、水分の存在下でも性
能が低下しない耐久性に優れた電気粘性流体、特に均一
な電気粘性流体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決するために鋭意研究した結果、特定の液晶性高分子
成分を溶媒に混合することにより問題を解決できること
を見い出した。すなわち、本発明は下記の一般式（Ｉ）
（化２）で表されるポリ（α−アミノ酸）０．１〜６０
重量％と溶媒４０〜９９．９重量％とを含むことを特徴
とする電気粘性流体に関する。

【０００８】

【化２】

【０００９】本発明で言う上記一般式（Ｉ）で表される
ポリ（α−アミノ酸）のＲとしては、具体的には、例え
ば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル
基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オ
レイル基などのアルキル基、フェニル基、ブチルフェニ
ル基などのアリール基、ベンジル基、ブチルベンジル基
などアラルキル基、シクロヘキシル基、ブチルシクロヘ
キシル基などのシクロアルキル基などが挙げられる。

【００１０】これらの中では、特にＲが炭素数の６〜１
６アルキル基、アラルキル基、アリール基、シクロアル
キル基、さらに特にＲがオクチル基、デシル基、ドデシ
ル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基が、電気粘性流
体の溶媒として好ましく用いられる炭化水素系オイルあ
るいはエステル系オイルへの溶解性に優れるので、好ま
しい。また、ポリマー中のＲは必ずしも同一でなくても
よい。

【００１１】一般式（Ｉ）で表されるポリ（α−アミノ
酸）の重合度ｍとしては、５〜１万、好ましくは１０〜
５０００であり、５未満であると発現する電気粘性効果
が不十分であり、１万を超えると溶媒への溶解性が低下
する。一般式（Ｉ）で表されるポリ（α−アミノ酸）
は、対応するα−アミノ酸のホスゲンを用いたＮ−カル
ボキシアンハイドライドを経由する重合（ＮＣＡ重合
法）で製造することができる。

【００１２】本発明で言う溶媒とは、一般式（Ｉ）で表
されるポリ（α−アミノ酸）を溶解する溶媒が好まし
く、具体的には、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ク
レゾールなどの極性溶媒、塩化メチレン、クロロホル
ム、クロルベンゼン、ｏ−ジクロルベンゼンなどの塩素
系溶媒、鉱油、アルキルベンゼン、アルキルナフタレ
ン、ポリアルファーオレフィンなどの炭化水素系オイ
ル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、セバチン
酸ジブチルなどのエステル系オイルなどが挙げられる。
また、これらを混合して用いてもよい。これらの中で
は、毒性、電流が流れにくいなどの観点から炭化水素系
オイルとエステル系オイルなどの電気絶縁性液体が好ま
しい。溶媒の沸点としては１５０℃以上あることが好ま
しく、１５０℃未満であると液体が蒸発し易く好ましく
ない。

【００１３】本発明の電気粘性流体中の一般式（Ｉ）で
表されるポリ（α−アミノ酸）と溶媒の割合は、ポリ
（α−アミノ酸）が０．１〜６０重量％、好ましくは
０．５〜４０重量％であり、溶媒が９９．９〜４０重量
％、好ましくは９９．５〜６０重量％である。ポリ（α
−アミノ酸）の量が０．１重量％未満では十分な電気粘
性効果が得られず、６０重量％を越えると溶解しにくく
なる。また、溶解しても電場が無いときの初期粘度が著
しく大きくなり実用上好ましくない。また、本発明の電
気粘性流体は、一般式（Ｉ）で表されるポリ（α−アミ
ノ酸）が均一に溶媒に溶解していることが特に好まし
く、また、この際必ずしも液晶相を呈していなくてもよ
く、液晶相を呈さない濃度でも大きな電気粘性効果を発
現する。

【００１４】本発明の電気粘性流体は、特に均一な電気
粘性流体は優れた電気粘性効果を示すものであり、エン
ジンマウント、ショックアブソーバーなどの減衰装置、
クラッチ、トルクコンバーター、ブレーキシステム、バ
ルブ、ダンパー、サスペンション、アクチュエーター、
バイブレーター、インクジェットプリンター等の用途に
用いることができる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はそれらに限定されるものではない。（実施例１）Ｌ−α−アミノミリスチン酸のホスゲンを
用いたＮＣＡ重合により合成した重合度１８００のポリ
（Ｌ−α−アミノミリチリン酸）０．５ｇをα−メチル
ナフタレン９．５ｇに溶解させ、電気粘性流体（１）を
調製した。なお、重合度１８００のポリ（Ｌ−α−アミ
ノミリチリン酸）はα−メチルナフタレンに完全に溶解
した。

【００１６】次に、内筒の直径が１６ｍｍ、外筒の直径
が１８ｍｍの電界印加装置付き二重円筒型回転粘度計を
用いて、印加電圧２ｋＶ／ｍｍ、せん断速度４００ｓ^-1
での２５℃における電気粘性流体（１）のトルク値を測
定した。また、その際の電流値も測定した。さらに、電
気粘性流体（１）に１重量％の水を添加し、攪拌下で５
０℃で３００時間保持した後のトルクを同様にして測定
し、耐久性を調べた。さらに耐久性試験後、流体のＧＰ
Ｃ分析を行い、ポリマーの分解の程度を調べた。結果を
表１に示した。なお、トルク値は、電界印加前と印加後
のトルクの差として求めた。

【００１７】（実施例２）Ｌ−α−アミノラウリン酸の
ホスゲンを用いたＮＣＡ重合により合成した重合度２０
００のポリ（Ｌ−α−アミノラウリン酸）０．５ｇをα
−メチルナフタレン９．５ｇに溶解させ電気粘性流体
（２）を調製した。なお、重合度２０００のポリ（Ｌ−
α−アミノラウリン酸）はα−メチルナフタレンに完全
に溶解した。

【００１８】次に、実施例１と同様な方法で電気粘性流
体（２）のトルク値と電流値および耐久性を測定した。
結果を表１に示した。

【００１９】（比較例１）シグマケミカルカンパニー製
試薬の重合度が１６００のポリ（γ−ベンジルＬ−グル
タメート）０．５ｇをｏ−ジクロルベンゼン９．５ｇに
溶解させ、電気粘性流体（３）を調製した。なお、重合
度１６００のポリ（γ−ベンジルＬ−グルタメート）
はｏ−クロルベンゼンに完全に溶解した。次に、実施例
１と同様な方法で電気粘性流体（３）のトルク値と電流
値および耐久性を測定した。結果を表１に示した。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】実施例および比較例で明らかのように、
本発明のポリ（α−アミノ酸）は側鎖エステル基を有す
るポリ（γ−ベンジルＬ−グルタメート）に比べ水分
存在下での耐久性に優れ、トルク値の低下が認められな
い。また、ＧＰＣの分析よりポリマーの分解も起きてお
らず、耐加水分解性に優れていることが分かる。このよ
うに本発明の電気粘性流体は、均一系で優れた電気粘性
効果を示すものであり、エンジンマウント、ショックア
ブソーバー、クラッチ、トルクコンバーター、ブレーキ
システム、パワーステアリング、バルブ、ダンパー、サ
スペンション、アクチュエーター、パイプレーター、イ
ンキジェットプリンターなどの用途に用いることができ
るので、産業上の利用価値が高い。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｃ１０Ｎ 30:02 40:14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）（化１）で表されるポリ
（α−アミノ酸）０．１〜６０重量％と溶媒４０〜９
９．９重量％とを含むことを特徴とする電気粘性流体。【化１】