JPH07292376A - Electroviscous fluid - Google Patents

Electroviscous fluid

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JPH07292376A
JPH07292376A JP8845994A JP8845994A JPH07292376A JP H07292376 A JPH07292376 A JP H07292376A JP 8845994 A JP8845994 A JP 8845994A JP 8845994 A JP8845994 A JP 8845994A JP H07292376 A JPH07292376 A JP H07292376A
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JP
Japan
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solid particles
fluid
weight
electrorheological fluid
acid
Prior art date
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Application number
JP8845994A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikiro Arai
幹郎 新井
Motonori Oota
元規 太田
Nobuji Umamori
布治 馬守
Masahiko Hayafune
正彦 早舩
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an electroviscous fluid capable of allowing an electric field to effectively act on solid particles mutually cross-linked by formation of bridges in application of voltage, manifesting a higher electroviscous effect and useful for a variable-damping damper, etc., by blending specified solid particles in an electrically insulating fluid. CONSTITUTION:This electroviscous fluid is prepared by blending preferably 5 to 20wt.% solid particles having <=2.0 ratio (d75/d25 provided that d75>=d25) of the particle diameter (d75) in 75% cumulative weight percentage to that (d25) in 25% cumulative weight percentage in the particle diameter-cumulative weight percentage distribution in solid particles such as silica fine particles having 0.5 to 5mum average particle diameter in an electrically insulating fluid such as a paraffin-based mineral oil.

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、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 that can be used for electrical control of variable damping dampers, engine mounts, bearing dampers, clutches, valves, shock absorbers, display elements and the like.

【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-Viscous 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 considerable electrorheological effects. 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 of the 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、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. Double 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 (silica gel, etc.) 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 shear resistance 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、それに分極剤として水を使用した電気粘性流体を提
案した( Winslow,W.M.,J.of Applied 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 also proposed an electrorheological fluid using paraffin and silica gel powder and water as a polarizing agent (Winslow, WM, J. of Applied Physics, Vol.
20 (1949) 1137). According to this Winslow study, the electrorheological effect of electrorheological fluid is called the Winslow effect.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気絶縁性
流体中に固体粒子を配合した電気粘性流体において、よ
り電気粘性効果に優れる電気粘性流体の提供を課題とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrorheological fluid which is more excellent in the electrorheological effect in the electrorheological fluid in which solid particles are mixed in the electrically insulating fluid.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の電気粘性流体
は、固体粒子における粒径−累積重量率分布において、
累積重量率75%における粒径d75と累積重量率25%
における粒径d25との比(d75/d25、但しd75
25、以下、単にD値という)が2.0以下である固体
粒子を電気絶縁性流体中に配合したことを特徴とする。
The electrorheological fluid of the present invention has a particle size-cumulative weight ratio distribution in solid particles,
Particle diameter d 75 at cumulative weight ratio of 75% and cumulative weight ratio of 25%
Ratio with the particle diameter d 25 at (d 75 / d 25 , where d 75
d 25 , hereinafter simply referred to as D value), solid particles having a value of 2.0 or less are blended in the electrically insulating fluid.

【0007】また、本発明の電気粘性流体は、固体粒子
における粒径−累積重量率分布において、D値が1.5
〜1.0である固体粒子を電気絶縁性流体中に配合した
ことを特徴とする。
The electrorheological fluid of the present invention has a D value of 1.5 in the particle size-cumulative weight ratio distribution of solid particles.
It is characterized in that solid particles having a particle size of 1.0 are mixed in an electrically insulating fluid.

【0008】また、本発明の電気粘性流体は、上記の固
体粒子がシリカ微粒子であることを特徴とする。
The electrorheological fluid of the present invention is characterized in that the solid particles are silica fine particles.

【0009】まず、本発明における固体粒子について説
明する。本発明における固体粒子は、シリカ微粒子(シ
リカゲル、シリカゾル等)、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、セルロース等が挙げられ、特にシリカ微粒子が好
ましい。
First, the solid particles in the present invention will be described. Solid particles in the present invention include fine silica particles (silica gel, silica sol, etc.), water-containing resin, diatomaceous earth,
Alumina, silica-alumina, zeolite, ion exchange resin, cellulose and the like can be mentioned, and silica fine particles are particularly preferable.

【0010】これらの固体粒子は、平均粒径が約10nm
〜200μm 、好ましくは0.1μm〜50μm、更に
好ましくは0.5μm〜5μmの範囲のものが本発明に
おいては使用される。なお、粒径の大きなものは粉砕機
等により微粉化する。
These solid particles have an average particle size of about 10 nm.
.About.200 .mu.m, preferably 0.1 .mu.m to 50 .mu.m, more preferably 0.5 .mu.m to 5 .mu.m is used in the present invention. In addition, those having a large particle size are pulverized by a pulverizer or the like.

【0011】一般には、このような固体粒子は、粒径分
布を有しており、例えば粒径−累積重量率分布曲線によ
り示される粒度分布を有している。粒径−累積重量率分
布曲線とは、図1に例示されるように、粒径を対数目盛
で横軸にとり、累積の重量分配率を縦軸にとり、粒径と
累積の重量分配率との関係を表したものである。本発明
は、電気絶縁性流体に配合される固体粒子として、粒径
分布が狭く、粒径の揃ったものとすると、電圧印加時に
ブリッジを形成する固体粒子に電場が有効に作用し、よ
り高い電気粘性効果が得られることを見いだした。即
ち、固体粒子における粒径−累積重量率分布において、
D値が2.0以下、好ましくは1.5〜1.0である固
体粒子を電気絶縁性流体中に配合すると、より高い電気
粘性効果が得られ、D値が2.0を越えると、固体粒子
に電場が有効に作用せず、所期の電気粘性効果が得られ
ない。
Generally, such solid particles have a particle size distribution, for example, a particle size distribution shown by a particle size-cumulative weight ratio distribution curve. The particle size-cumulative weight ratio distribution curve, as illustrated in FIG. 1, shows the particle size on a logarithmic scale on the abscissa and the cumulative weight distribution ratio on the ordinate. It represents a relationship. In the present invention, when solid particles having a narrow particle size distribution and a uniform particle size are blended in the electrically insulating fluid, the electric field effectively acts on the solid particles forming a bridge when a voltage is applied, and the particle size is higher. It has been found that an electrorheological effect can be obtained. That is, in the particle size-cumulative weight ratio distribution in solid particles,
When solid particles having a D value of 2.0 or less, preferably 1.5 to 1.0 are blended in an electrically insulating fluid, a higher electrorheological effect can be obtained, and when the D value exceeds 2.0, The electric field does not act effectively on the solid particles, and the desired electrorheological effect cannot be obtained.

【0012】このようなD値を有する固体粒子は、粒径
の大きなものは粉砕機等により微粉化されて所定の平均
粒径とされた後に、ターボクラシファイアー、アキュカ
ット、ディスパーションセパレータ、スーパーセパレー
タ、ミクロブレックス、エルボージェット、バリアブル
インパクター等の分級機により分級して得られる。
The solid particles having such a D value, which have a large particle diameter, are finely pulverized by a pulverizer or the like to have a predetermined average particle diameter, and then a turbo classifier, accucut, dispersion separator, super separator It can be obtained by classifying with a classifier such as a separator, Microbrex, elbow jet, variable impactor or the like.

【0013】また、これらの固体微粒子は、電気粘性流
体中、0.1重量%〜50重量%、好ましくは3重量%
〜30重量%、更に好ましくは5重量%〜20重量%の
割合で配合される。
These solid fine particles are contained in the electrorheological fluid in an amount of 0.1% to 50% by weight, preferably 3% by weight.
-30% by weight, more preferably 5% -20% by weight.

【0014】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、またポリ- α- オレフィン、ポリアルキレン
グリコール、シリコーン油、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、特に
限定はされないが、粘度範囲は40℃において3cSt
〜300cSt、好ましくは5cSt〜100cStの
ものが使用できる。
The electrically insulating fluid includes, for example, mineral oil and synthetic lubricating oil, specifically paraffinic mineral oil, naphthenic mineral oil, poly-α-olefin, polyalkylene glycol, silicone oil, ester, diester, polyol. Ester, phosphoric acid ester, silicon compound, fluorine oil, alkylbenzene, alkyldiphenyl ether,
Examples thereof include oils such as alkylbiphenyl, alkylnaphthalene, polyphenyl ether, and synthetic hydrocarbons, and the viscosity range is not particularly limited, but the viscosity range at 40 ° C. is 3 cSt.
~ 300 cSt, preferably 5 cSt to 100 cSt can be used.

【0015】また、本発明の電気粘性流体には、分極促
進剤が添加される。分極促進剤として、多価アルコール
又はその部分誘導体、酸、塩、塩基成分、アルカノール
アミン、水等が挙げられる。中でも多価アルコールが好
ましい。
A polarization accelerator is added to the electrorheological fluid of the present invention. Examples of the polarization accelerator include polyhydric alcohols or partial derivatives thereof, acids, salts, basic components, alkanolamines, water and the like. Among them, polyhydric alcohol is preferable.

【0016】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、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、エチレンオキサイド単位
を1〜14有するポリエチレングリコール、一般式R
〔(OC3 6 m OH〕n (式中、Rは水素又は多価
アルコール残基、mは1〜17の整数、nは1〜6の整
数を表わす)、また、一般式R−CH(OH)(C
2 n OH(式中、Rは水素又はCH3 (CH2 m
−基であり、m+nは2〜14の整数を表わす)で示さ
れるもの等を挙げることができる。これらの中でも、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、トリプロピレングリコール及び
これらの混合物が特に好ましい。
Examples of the polyhydric alcohol include dihydric alcohols and trihydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, polyethylene glycol having 1 to 14 ethylene oxide units, and general formula R
[(OC 3 H 6 ) m OH] n (wherein R represents hydrogen or a polyhydric alcohol residue, m represents an integer of 1 to 17 and n represents an integer of 1 to 6), and the general formula R- CH (OH) (C
H 2 ) n OH (wherein R is hydrogen or CH 3 (CH 2 ) m
Group, and m + n represents an integer of 2 to 14). Among these, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, tripropylene glycol and mixtures thereof are particularly preferable.

【0017】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水酸基の内の
幾つかがメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、
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。
Further, the partial derivative of polyhydric alcohol is a partial derivative of polyhydric alcohol having at least one hydroxyl group, and some of the hydroxyl groups of the above polyhydric alcohol are methyl group, ethyl group, propyl group, Butyl 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 hydroxyl groups are esterified with acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc. And partial esters.

【0018】これらの多価アルコール又はその部分誘導
体は、固体粒子に対して1重量%〜100重量%、好ま
しくは2重量%〜80重量%の割合で使用するとよい。
添加量が1重量%未満であると電気粘性効果が低く、又
100重量%を越えると電流が流れやすくなるので好ま
しくない。
These polyhydric alcohols or their partial derivatives may be used in a proportion of 1% by weight to 100% by weight, preferably 2% by weight to 80% by weight, based on the solid particles.
If the amount added is less than 1% by weight, the electrorheological effect is low, and if the amount added exceeds 100% by weight, current easily flows, which is not preferable.

【0019】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。塩としては、金
属又は塩基性基(NH4 + 、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、N
aCl、KCl、MgCl2 、CaCl2、BaC
2 、LiBr、NaBr、KBr、MgBr2 、Li
I、NaI、KI、AgNO3 、Ca( NO3 )2、Na
NO2 、NH4 NO3 、K2 SO4 、Na2 SO4 、N
aHSO4 、(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。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、NaO
H、KOH、Ca(OH)2 、Na2 CO3 、NaHC
3 、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。
As the acid component, there are inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, perchloric acid, chromic acid, phosphoric acid and boric acid, or acetic acid,
Organic acids such as formic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, oxalic acid and malonic acid are used. The salt is a compound consisting of a metal or basic group (NH 4 + , N 2 H 5 +, etc.) and an acid group, and any of these can be used. Among them, those which dissolve in a system of a polyhydric alcohol or a polyhydric alcohol partial derivative to dissociate, for example, those which form typical ionic crystals such as halides of alkali metals or alkaline earth metals, or alkali metal salts of organic acids. Are preferred. As this kind of salt, LiCl, N
aCl, KCl, MgCl 2 , CaCl 2 , BaC
l 2 , LiBr, NaBr, KBr, MgBr 2 , Li
I, NaI, KI, AgNO 3 , Ca (NO 3) 2, Na
NO 2 , NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , N
aHSO 4 , (NH 4 ) 2 SO 4 or formic acid, acetic acid,
There are metal salts of alkaline acids such as oxalic acid and succinic acid. The base is, for example, a hydroxide of an alkali metal or an alkaline earth metal, a carbonate of an alkali metal, an amine and the like, and a base which is dissolved in a polyhydric alcohol or a polyhydric alcohol partial derivative to dissociate is preferable. As a base of this kind, NaO
H, KOH, Ca (OH) 2 , Na 2 CO 3 , NaHC
O 3, K 3 PO 4, Na 3 PO 4, aniline, alkyl amines, such as ethanol amine. Incidentally, the above-mentioned salt and base may be used in combination.

【0020】また、その他の分極促進剤としてアルカノ
ールアミン、水等を挙げることができるが、水の使用に
おいては電流値が高くなることもあり、注意を要する。
Other polarization accelerators include alkanolamine, water, etc., but when water is used, the current value may be high, so caution is required.

【0021】酸、塩、塩基成分、アルカノールアミン、
水等は、分極効果を増大させることができるものである
が、適宜、多価アルコール及び/又は多価アルコール部
分誘導体と組合せて使用してもよく、その添加量は電気
粘性流体全体で0重量%〜5重量%の割合で使用すると
よい。5重量%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。
Acid, salt, base component, alkanolamine,
Water or the like can increase the polarization effect, but may be used in combination with a polyhydric alcohol and / or a partial derivative of a polyhydric alcohol as appropriate, and the addition amount thereof is 0% by weight in the entire electrorheological fluid. % To 5% by weight may be used. If it exceeds 5% by weight, it becomes undesirably easy to energize and power consumption increases.

【0022】また、必要に応じて無灰分散剤を添加して
もよい。無灰分散剤を添加すると、固体粒子の分散性が
向上すると共に電気粘性流体の基底粘度を低下させるこ
とができ、電気粘性流体を用いる機械システムの応用範
囲を広げることができる。無灰分散剤としては、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。中でもポリブテニルコ
ハク酸イミドが好ましい。これらは通常、電気粘性流体
全体で0重量%〜20重量%、好ましくは0.1重量%
〜10重量%の割合で使用される。
If desired, an ashless dispersant may be added. When the ashless dispersant is added, the dispersibility of solid particles can be improved and the base viscosity of the electrorheological fluid can be lowered, so that the application range of the mechanical system using the electrorheological fluid can be expanded. As the ashless dispersant, for example, sulfonates, phenates, phosphonates, succinimides, amines, nonionic dispersants and the like are used, and specifically, magnesium sulfonate, calcium sulfonate, calcium phosphonate, polybutenyl. Examples thereof include succinimide, sorbitan monooleate and sorbitan sesquioleate. Among them, polybutenyl succinimide is preferable. These are usually 0% to 20% by weight, preferably 0.1% by weight of the total electrorheological fluid.
It is used in a proportion of from 10 to 10% by weight.

【0023】また、必要に応じて界面活性剤を添加して
もよく、より分散性に優れるものとできる。界面活性剤
としては、非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、
カチオン界面活性剤、両性界面活性剤を使用することが
できる。
If desired, a surfactant may be added, so that the dispersibility can be further improved. As the surfactant, a nonionic surfactant, an anionic surfactant,
Cationic surfactants and amphoteric surfactants can be used.

【0024】非イオン界面活性剤としては、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
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミ
ド、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコ
ール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリ
コールエチレンジアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレング
リコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタ
ン脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステ
ル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、グリセリン
脂肪酸エステル、ペンタエリトリット脂肪酸エステル、
ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂
肪酸エタノールアミド等が挙げられる。
As the nonionic surfactant, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkylamide, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol ethylenediamine, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol Oxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, ethylene glycol fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, pentaerythritol fatty acid ester,
Examples thereof include sorbitan fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, and fatty acid ethanolamide.

【0025】また、アニオン界面活性剤としては、脂肪
酸アルカリ塩、アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、脂
肪酸多価アルコール硫酸エステル塩、硫酸化油、脂肪酸
アニリド硫酸エステル塩、石油スルホン酸塩、アルキル
ナフタリンスルホン酸塩、ジナフチルメタンスルホン酸
塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩等が
挙げられる。
As the anionic surfactant, fatty acid alkali salt, alcohol sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salt, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate ester salt, fatty acid polyhydric alcohol sulfate ester salt, sulfated Examples thereof include oils, fatty acid anilide sulfate ester salts, petroleum sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, dinaphthylmethane sulfonates, alkyldiphenyl ether disulfonates, and polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester salts.

【0026】更に、カチオン界面活性剤としては、弱カ
チオン性のカチオン界面活性剤として、例えばアルキル
アミン及びそのポリオキシアルキレン付加物として、例
えばオクチルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミ
ン、オレイルアミン、ステアリルアミン及びそのエチレ
ンオキシド5〜15モル付加物、プロピレンオキシド5
〜15モル付加物等が挙げられる。また、弱カチオン性
のカチオン界面活性剤として、高級アルキル基置換され
ていてもよいアルキレンジアミン、ジアルキレントリア
ミン等のポリアミン類のポリオキシアルキレン付加物と
して、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン
等のエチレンオキシド0〜100モル付加物又はエチレ
ンオキシド0〜100モルとプロピレンオキシド0〜1
00モルとのブロック又はランダム付加物、オレイルプ
ロピレンジアミン、ステアリルプロピレンジアミンのエ
チレンオキシド0〜100モル付加物が挙げられる。更
に、弱カチオン性のカチオン界面活性剤として、高級脂
肪酸アミド等のポリオキシアルキレン付加物として、例
えばオレイン酸アミド、ステアリン酸アミドのエチレン
オキシド5〜15モル付加物、プロピレンオキシド5〜
15モル付加物等等が挙げられる。カチオン性の強いカ
チオン界面活性剤としては、デカノイルクロリド、アル
キルアンモニウム塩、アルキルベンジルアンモニウム
塩、アルキルアミン塩等があり、具体的には塩化セチル
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、塩化ベヘニルトリ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、塩化ステアリル
ジメルベンジルアンモニウム、ステアリン酸ジエチルア
ミノエチルアミド、ココナットアミンアセテート、ステ
アリルアミンアセテート、ココナットアミン塩酸塩、ス
テアリルアミン塩酸塩等が挙げられる。カチオン性の強
いカチオン界面活性剤の場合には電気粘性流体の使用温
度が100℃近くの高温となると導電性が高くなるの
で、上記の界面活性剤の中でも、特に弱カチオン性界面
活性剤を使用するのが好ましく、低温域から高温域まで
の広い温度範囲での作動において低導電性を維持するこ
とができる。
Further, as the cationic surfactant, a weak cationic cationic surfactant, for example, alkylamine and its polyoxyalkylene adduct, for example, octylamine, dibutylamine, trimethylamine, oleylamine, stearylamine and its ethylene oxide are used. 5 to 15 mol adduct, propylene oxide 5
˜15 mol addition product and the like. Further, as a weakly cationic cationic surfactant, a polyoxyalkylene adduct of polyamines such as alkylenediamine and dialkylenetriamine which may be substituted with a higher alkyl group, for example, ethylenediamine, ethylene oxide such as diethylenetriamine 0 to 100 mol Additive or ethylene oxide 0 to 100 mol and propylene oxide 0-1
Block or random adducts with 00 moles, oleyl propylene diamine, and ethylene oxide 0-100 mole adducts of stearyl propylene diamine are mentioned. Further, as weakly cationic cationic surfactants, polyoxyalkylene adducts such as higher fatty acid amides, for example, oleic acid amide, stearic acid amide with ethylene oxide 5 to 15 mol adduct, propylene oxide 5 to
15 mol addition products and the like can be mentioned. Examples of the strong cationic cationic surfactant include decanoyl chloride, alkylammonium salt, alkylbenzylammonium salt, and alkylamine salt. Specifically, cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, behenyltrimethylammonium chloride, Examples thereof include distearyldimethylammonium chloride, stearyldimerbenzylammonium chloride, stearic acid diethylaminoethylamide, coconut amine acetate, stearyl amine acetate, coconut amine hydrochloride and stearyl amine hydrochloride. In the case of a cationic surfactant having a strong cationic property, conductivity increases when the temperature of use of the electrorheological fluid reaches a high temperature of about 100 ° C. Therefore, among the above surfactants, a weak cationic surfactant is used. Is preferable, and low conductivity can be maintained during operation in a wide temperature range from a low temperature range to a high temperature range.

【0027】界面活性剤の添加量は、電気粘性流体全体
に対して0重量%〜10重量%、好ましくは0.1重量
%〜5重量%の割合で使用するとよく、10重量%を越
えると導電性が高くなるので好ましくない。
The surfactant may be added in an amount of 0% by weight to 10% by weight, preferably 0.1% by weight to 5% by weight, based on the total amount of the electrorheological fluid. It is not preferable because the conductivity becomes high.

【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、消泡剤等が添加される。
If necessary, an antioxidant, a corrosion inhibitor, an antiwear agent, an extreme pressure agent, an antifoaming agent, etc. are added to the electrorheological fluid of the present invention.

【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。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重量%〜
10重量%、好ましくは0.1重量%〜2.0重量%使
用することができ、10重量%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。
The antioxidant is intended to prevent the oxidation of the polyhydric alcohol and the partial derivative of the polyhydric alcohol, which are polarization accelerators, as well as the oxidation of the electrically insulating liquid. As the antioxidant, it is preferable to use one that is inactive to the polarization promoter and the dispersoid, and a commonly used phenol-based or amine-based antioxidant can be used. -6-di-t-butylparacresol, 4,4'-methylenebis (2.6-di-
t-butylphenol), 2,6-di-t-butylphenol, etc., and dioctyldiphenylamine, phenyl-α-naphthylamine, alkyldiphenylamine, N-nitrosodiphenylamine, etc., can be used as the amine type, and the whole electrorheological fluid can be used. 0% by weight to
10% by weight, preferably 0.1% to 2.0% by weight can be used. If it exceeds 10% by weight, there are problems such as deterioration of hue, generation of turbidity, generation of sludge, and increase in viscosity. .

【0030】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重量%〜1
0重量%、好ましくは0.01重量%〜1.0重量%使
用するとよい。10重量%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 which is inert to the polarization accelerator, dispersoid, etc.,
Specifically, for nitrogen compounds, benzotriazole and its derivatives, imidazoline, pyrimidine derivatives, etc., for compounds containing sulfur and nitrogen, 1.3.4-thiadiazole polysulfide, 1.3.4-thiadiazolyl-2.5-bisdialkyldithiocarbamate, 2- ( Alkyldithio) benzimidazole, etc., and β- (o-carboxybenzylthio) propionnitrile, propionic acid, etc. can be used.
It is recommended to use 0% by weight, preferably 0.01% by weight to 1.0% by weight. If it exceeds 10% by weight, there are problems such as deterioration of hue, generation of turbidity, generation of sludge, and increase in viscosity.

【0031】[0031]

【作用及び発明の効果】本発明の電気粘性流体は、分散
質として粒径分布の狭い固体粒子を使用することによ
り、電圧印加時においてブリッジ形成した固体粒子に有
効に電場を作用させることができ、より高い電気粘性効
果を発現するものと考えられる。
In the electrorheological fluid of the present invention, by using solid particles having a narrow particle size distribution as the dispersoid, an electric field can be effectively applied to the bridge-formed solid particles when a voltage is applied. It is considered that the higher electrorheological effect is exhibited.

【0032】以下、本発明を実施例に基づいて説明す
る。
The present invention will be described below based on examples.

【0033】[0033]

【実施例1】 (固体粒子の調製)シリカ(富士シリシア化学(株)
製、サイリシア310)を、分級機(日清エンジニアリ
ング(株)製、ターボクラシファイアTC−15N)を
使用して分級処理し、粒径分布の指標D値が1.3、
1.5及び1.7の固体粒子を得、本発明における固体
粒子とした。
Example 1 (Preparation of solid particles) Silica (Fuji Silysia Chemical Ltd.)
Manufactured by Silysia 310) was classified using a classifier (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd., Turbo Classifier TC-15N), and the index D value of the particle size distribution was 1.3,
Solid particles of 1.5 and 1.7 were obtained and used as the solid particles in the present invention.

【0034】また、シリカとして富士シリシア化学
(株)製、サイリシア310、同350、同430を混
合することにより、D値が2.2、及び2.7の固体粒
子を得、比較用の固体粒子とした。尚、上記のD値を有
する固体粒子の平均粒径は、いずれも1〜3μmの範囲
のものである。
By mixing Silysia 310, 350 and 430 manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd. as silica, solid particles having a D value of 2.2 and 2.7 are obtained, and a solid for comparison is obtained. It was made into particles. The average particle diameter of the solid particles having the above D value is in the range of 1 to 3 μm.

【0035】 (電気粘性流体の組成) ・アルキルベンゼン〔粘度17mm2/s (40℃)〕 ・・・ 83重量% ・上記で作製したシリカ(D値=1.3) ・・・ 7重量% ・トリエチレングリコール ・・・ 2重量% ・ポリブテニルコハク酸イミド ・・・ 8重量% (電気粘性効果の測定)電極材料としては、SUS30
4を使用し、電極の大きさを巾20mm×長さ50mm
とし、電極間隔を1mmとして対向させて、電気粘性流
体の評価装置とした。
(Composition of electrorheological fluid) Alkylbenzene [viscosity 17 mm 2 / s (40 ° C.)] ・ ・ ・ 83 wt% ・ Silica produced above (D value = 1.3) ・ ・ ・ 7 wt% Triethylene glycol: 2 wt% Polybutenyl succinimide: 8 wt% (Measurement of electrorheological effect) As an electrode material, SUS30
4 is used, and the size of the electrode is 20 mm width x 50 mm length
Then, the electrodes were made to face each other with an electrode interval of 1 mm to provide an electrorheological fluid evaluation device.

【0036】この装置において、両電極間に一定流量
(90ml/min.)の電気粘性流体を流しつつ、2
KV/mm(交流50Hz)の電場を印加し、流体の流
量を上記の一定流量に保持するために必要な流体への差
圧(Kg/cm2 )を測定した。結果を下記表1に示
す。
In this device, while a constant flow rate (90 ml / min.) Of electrorheological fluid is flown between both electrodes, 2
An electric field of KV / mm (AC 50 Hz) was applied, and the differential pressure (Kg / cm 2 ) to the fluid required to maintain the flow rate of the fluid at the above constant flow rate was measured. The results are shown in Table 1 below.

【0037】[0037]

【実施例2】実施例1における電気粘性流体組成におけ
るシリカに代えて、上記で作製したD値が1.5のシリ
カを同量使用して、電気粘性流体を調製し、実施例1同
様に評価した。その結果を同じく表1に示す。
Example 2 Instead of silica in the electrorheological fluid composition in Example 1, the same amount of the above-prepared silica having a D value of 1.5 was used to prepare an electrorheological fluid. evaluated. The results are also shown in Table 1.

【0038】[0038]

【実施例3】実施例1における電気粘性流体組成におけ
るシリカに代えて、上記で作製したD値が1.7のシリ
カを同量使用して、電気粘性流体を調製し、実施例1同
様に評価した。その結果を同じく表1に示す。
Example 3 An electrorheological fluid was prepared by using the same amount of silica having a D value of 1.7 produced above in place of the silica in the composition of electrorheological fluid in Example 1, and preparing the same as in Example 1. evaluated. The results are also shown in Table 1.

【0039】[0039]

【比較例1】実施例1における電気粘性流体組成におけ
るシリカに代えて、上記で作製したD値が2.2のシリ
カを同量使用して、電気粘性流体を調製し、実施例1同
様に評価した。その結果を同じく表1に示す。
Comparative Example 1 Instead of the silica in the electrorheological fluid composition in Example 1, the same amount of the above-prepared silica having a D value of 2.2 was used to prepare an electrorheological fluid. evaluated. The results are also shown in Table 1.

【0040】[0040]

【比較例2】実施例1における電気粘性流体組成におけ
るシリカに代えて、上記で作製したD値が2.7のシリ
カを同量使用して、電気粘性流体を調製し、実施例1同
様に評価した。その結果を同じく表1に示す。
Comparative Example 2 Instead of silica in the electrorheological fluid composition in Example 1, the same amount of the above-prepared silica having a D value of 2.7 was used to prepare an electrorheological fluid. evaluated. The results are also shown in Table 1.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】この表から、本発明の電気粘性流体は、粒
径分布の広い固体粒子を使用した電気粘性流体に比し
て、高い電気粘性効果が得られることがわかる。
From this table, it can be seen that the electrorheological fluid of the present invention has a higher electrorheological effect than the electrorheological fluid using solid particles having a wide particle size distribution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は固体粒子の粒径(対数目盛)−累積重
量率分布曲線を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a particle size (logarithmic scale) -cumulative weight ratio distribution curve of solid particles.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 125:26 105:06 129:16 133:16) C10N 20:00 Z 20:06 Z 40:04 (72)発明者 早舩 正彦 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目3番1 号 東燃株式会社総合研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location C10M 125: 26 105: 06 129: 16 133: 16) C10N 20:00 Z 20:06 Z 40: 04 (72) Inventor Masahiko Hayafune 1-3-1 Nishitsurugaoka, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Tonen Corporation Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体粒子における粒径−累積重量率分布
において、累積重量率75%における粒径d75と累積重
量率25%における粒径d25との比(d75/d25、但し
75≧d25)が2.0以下である固体粒子を電気絶縁性
流体中に配合したことを特徴とする電気粘性流体。
1. In the particle size-cumulative weight ratio distribution of solid particles, the ratio of the particle size d 75 at a cumulative weight ratio of 75% to the particle size d 25 at a cumulative weight ratio of 25% (d 75 / d 25 , where d An electrorheological fluid, wherein solid particles having a 75 ≧ d 25 ) of 2.0 or less are blended in an electrically insulating fluid.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007100030A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Yushiro Chem Ind Co Ltd Environmentally friendly lubricant

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JP2007100030A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Yushiro Chem Ind Co Ltd Environmentally friendly lubricant

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