JPS61259752A - 電気粘性流体 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は分飲相都して水含有jL1〜15重量%を有す
る25重量%より多いシリカゲル並びに液相及び分散剤
として液体炭化水素を含む電気粘性□□、−、、□−1
ip。やあ6.( 電気粘性流体(E 1ectroviscous f
luids)(E VF)は疎水性の電気的に非伝導性
の油中に微細に分割された親水性固体であり、このもの
の粘度は液体からプラスチックまたは固体状態への十分
に強力な電場の影響下で極めて急速に且つ可逆的に増大
し得る。粘度を変えるために、直流及び交流の両方の電
場を使用し得る。EVFを通る電流は極めて低い、従っ
てEVFは側光ばクラッチ、油圧パルプ、衝撃吸収体、
振動体または作動片(workpiece)を設置し、
そして固定するための装置において低い電気的出力によ
り伝達するために強力な力が必要とされる場合に使用し
得る。
る25重量%より多いシリカゲル並びに液相及び分散剤
として液体炭化水素を含む電気粘性□□、−、、□−1
ip。やあ6.( 電気粘性流体(E 1ectroviscous f
luids)(E VF)は疎水性の電気的に非伝導性
の油中に微細に分割された親水性固体であり、このもの
の粘度は液体からプラスチックまたは固体状態への十分
に強力な電場の影響下で極めて急速に且つ可逆的に増大
し得る。粘度を変えるために、直流及び交流の両方の電
場を使用し得る。EVFを通る電流は極めて低い、従っ
てEVFは側光ばクラッチ、油圧パルプ、衝撃吸収体、
振動体または作動片(workpiece)を設置し、
そして固定するための装置において低い電気的出力によ
り伝達するために強力な力が必要とされる場合に使用し
得る。
一般的な実際に必要なことはEVFが約−50℃〜15
0℃の温度範囲にわたって液体であり、且つ化学的に耐
性であるべきであり、そして少な(とも−30℃〜11
0℃の温度範囲で十分な電気的な粘性効果を示すべきで
あることである。*たEVFが、長期間にわたって安定
なままであり、即ち相分離が生じず、そして殊に再分散
し難い沈殿を生成させるべきでないことが重要である。
0℃の温度範囲にわたって液体であり、且つ化学的に耐
性であるべきであり、そして少な(とも−30℃〜11
0℃の温度範囲で十分な電気的な粘性効果を示すべきで
あることである。*たEVFが、長期間にわたって安定
なままであり、即ち相分離が生じず、そして殊に再分散
し難い沈殿を生成させるべきでないことが重要である。
非伝導性油中のシリカゲル分散体をベースとすルE V
F l!英国特F111,076.754号ニ十分に
記載されている。これらの分散体において、含水シリカ
ゲル粒子を非伝導性油中に分散させる。
F l!英国特F111,076.754号ニ十分に
記載されている。これらの分散体において、含水シリカ
ゲル粒子を非伝導性油中に分散させる。
シリカゲル粒子の含水量及びこの水が結合する状態はE
VFの電気活性に関して臨界的であるべ終である。非イ
オン系界面活性剤及び/*たは塩基性窒素原子を含む界
面活性剤を粒子を分散させるために用いる。しかしなが
ら、これらのEVFは沈殿し、再分散し難い沈殿を生成
する強い傾向を有し、そしてまた上記の特許に示される
実施例は高度にチキントロピー性の流体及びペーストに
関するものである。しかしながら、これらの両方の特性
は電気粘性流体の可能な用途を制限する。このことは殊
にカップリング流体としてのチキソトロピー性EVFの
用途または水圧流体としてのペーストの用途に適用され
る。
VFの電気活性に関して臨界的であるべ終である。非イ
オン系界面活性剤及び/*たは塩基性窒素原子を含む界
面活性剤を粒子を分散させるために用いる。しかしなが
ら、これらのEVFは沈殿し、再分散し難い沈殿を生成
する強い傾向を有し、そしてまた上記の特許に示される
実施例は高度にチキントロピー性の流体及びペーストに
関するものである。しかしながら、これらの両方の特性
は電気粘性流体の可能な用途を制限する。このことは殊
にカップリング流体としてのチキソトロピー性EVFの
用途または水圧流体としてのペーストの用途に適用され
る。
ここに本発明を記述する。
室温で殆んどか、または全くチキントロピー特性を有し
ない液体分散体であり、そして静置する場合に殆んどか
、または全く相分離しないか、または相分離が生じた場
合に少なくとも容易に再分散し得る電気粘性流体を与え
ることが本発明の目的であろ、更に、これらのものは広
い温度範囲にわたって強い電気粘性効果を示し、そして
急速に且つ可逆的に反応して電場中で変化すべきである
。
ない液体分散体であり、そして静置する場合に殆んどか
、または全く相分離しないか、または相分離が生じた場
合に少なくとも容易に再分散し得る電気粘性流体を与え
ることが本発明の目的であろ、更に、これらのものは広
い温度範囲にわたって強い電気粘性効果を示し、そして
急速に且つ可逆的に反応して電場中で変化すべきである
。
シリカゲル及び非伝導性液体炭化水素をベースとする電
気粘性懸濁液を用いて出発し、液体炭化水素相に可溶性
であり、そしてN及び/または0HO11〜10重量%
並びにC4〜C□−アルキル基25〜83重量%を含み
、且つ5xio’〜10′の範囲の分子量を有する重合
体からなる分散剤を加えることによる本発明によりこの
問題は解決される。これらの高分子分散剤をシリカ粒子
を基準として1〜30重量%、好ましくは20重量%ま
での濃度で加える。驚くべ終ことに上記の高分子分散剤
を用いることにより公知の分散剤よりかなりl[IFな
電気粘性効果を得ることができることが見い出された。
気粘性懸濁液を用いて出発し、液体炭化水素相に可溶性
であり、そしてN及び/または0HO11〜10重量%
並びにC4〜C□−アルキル基25〜83重量%を含み
、且つ5xio’〜10′の範囲の分子量を有する重合
体からなる分散剤を加えることによる本発明によりこの
問題は解決される。これらの高分子分散剤をシリカ粒子
を基準として1〜30重量%、好ましくは20重量%ま
での濃度で加える。驚くべ終ことに上記の高分子分散剤
を用いることにより公知の分散剤よりかなりl[IFな
電気粘性効果を得ることができることが見い出された。
r=[Pal対E=[kV/mlの第1図は本発明によ
るEVFの剪断応力を示す。
るEVFの剪断応力を示す。
殊に適当な含窒素重合体はアミン、アミド、イミドもし
くはニトリル基または含窒素の5貝もしくは6員の複素
環式環を含むものである。
くはニトリル基または含窒素の5貝もしくは6員の複素
環式環を含むものである。
少なくとも次の基を含む単量体の一部で構成される重合
体が殊に適している:アミン基ニアミノフルキルメタク
リレート及びアクリレート例えばジメチル7ミノエチル
メタクリレート、3−ジメチルアミノ−2,2−ジメチ
ル−プロピルメタリレート、N、N−ジヒドロキシエチ
ル−アミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチ
ルアクリレート、並びにN−ビニル−及びN−アリル−
アミン例えばN−ビニルアニリン、アミド基:そのN−
アルキル誘導体を含むアクリルアミド及びメタクリル7
ミド例えばN、N−ツメチルアクリルアミド及びアクリ
ルアニリド;カルボン酸アミドのビニル誘導体例えばN
−ビニルアセトアミド、イミド基:マレインイミド及び
N−置換された誘導体、ニトリル基:7クリロニトリル
及びメタクリコニトリル。5員環:好ましくはピロール
、イミダゾール、ピラゾールまたはオキサゾール環を有
する誘導体例えばN−ビニルドロリドン、核中でアルキ
ル化されているN−ビニルピロリドン、N−ビニル−2
−メチルイミダゾール、3.5−ジメチル−1−ビニル
ピラゾール、1−(4−ビニルフェニル)−ピラゾリド
ン−3゜4.5−ジメチル−2−ビニルオキサゾール、
2−イソプロペニル−4,5−ジメチルオキサゾール、
5−ゾシルー3−ビニル−オキサシリノン及v4−エチ
ル−2−4’/ 7’ロペニル−4−メチル−オキサシ
リノン−5,6貝環:好ましくはピリジン化合物例えば
2−ビニルピリノン、4−ビニルピリジン、2−イソプ
ロペニルピリジン、5−エチル−2−ビニルビ+7.ジ
ン及び2−ツメチルアミノ−4−ビニルピリノン。
体が殊に適している:アミン基ニアミノフルキルメタク
リレート及びアクリレート例えばジメチル7ミノエチル
メタクリレート、3−ジメチルアミノ−2,2−ジメチ
ル−プロピルメタリレート、N、N−ジヒドロキシエチ
ル−アミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチ
ルアクリレート、並びにN−ビニル−及びN−アリル−
アミン例えばN−ビニルアニリン、アミド基:そのN−
アルキル誘導体を含むアクリルアミド及びメタクリル7
ミド例えばN、N−ツメチルアクリルアミド及びアクリ
ルアニリド;カルボン酸アミドのビニル誘導体例えばN
−ビニルアセトアミド、イミド基:マレインイミド及び
N−置換された誘導体、ニトリル基:7クリロニトリル
及びメタクリコニトリル。5員環:好ましくはピロール
、イミダゾール、ピラゾールまたはオキサゾール環を有
する誘導体例えばN−ビニルドロリドン、核中でアルキ
ル化されているN−ビニルピロリドン、N−ビニル−2
−メチルイミダゾール、3.5−ジメチル−1−ビニル
ピラゾール、1−(4−ビニルフェニル)−ピラゾリド
ン−3゜4.5−ジメチル−2−ビニルオキサゾール、
2−イソプロペニル−4,5−ジメチルオキサゾール、
5−ゾシルー3−ビニル−オキサシリノン及v4−エチ
ル−2−4’/ 7’ロペニル−4−メチル−オキサシ
リノン−5,6貝環:好ましくはピリジン化合物例えば
2−ビニルピリノン、4−ビニルピリジン、2−イソプ
ロペニルピリジン、5−エチル−2−ビニルビ+7.ジ
ン及び2−ツメチルアミノ−4−ビニルピリノン。
適当なOH−含有重合体は好ましくは脂肪族第一級、第
二級または第三級アルコール基を含む。
二級または第三級アルコール基を含む。
例えば、対応する酢酸ビニル共重合体の加水分解により
得られるビニルアルコール単位を含む共重合体を使用し
得る。また次の単量体単位を含む重合体が適している:
ヒドロキシフルキルメタクリレート、ヒドロキシアルキ
ルアクリレート、例えば2−ヒドロキシメチルメタク1
)レート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート及V
3−ヒドロキシ−2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)
プロピル7クリレート、アクリルアミド誘導体例えばN
−ヒドロキンメチルアクリルアミド 導体例えばa,a−ジメチル−4−ベンノルアルコール
。
得られるビニルアルコール単位を含む共重合体を使用し
得る。また次の単量体単位を含む重合体が適している:
ヒドロキシフルキルメタクリレート、ヒドロキシアルキ
ルアクリレート、例えば2−ヒドロキシメチルメタク1
)レート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート及V
3−ヒドロキシ−2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)
プロピル7クリレート、アクリルアミド誘導体例えばN
−ヒドロキンメチルアクリルアミド 導体例えばa,a−ジメチル−4−ベンノルアルコール
。
上記のN−及びOH−構造単位に加えて、重合体は25
〜83重量%、好ましくは45〜78重量%のC,〜C
24ーアルキル基を含有する.これらのアルキル基は直
鎖状または分枝鎖状のいずれかであってもよい.炭素原
子8〜18個を有するアルキル基が殊に好ましい.これ
らのアルキル基は上記の官能性単量体の成分であっても
よく、例えば2−ビニル−5−ステアリルピリジンを用
いる場合、アルキル基は一般に共重合により重合体中に
導入される.適当なコモノマーの例にはステアリルメタ
クリレート、ドデシルメタクリレート、デシルメタクリ
レート、2−エチルへキシルメタクリレート及び対応す
るアクリレート化合物が含まれる。
〜83重量%、好ましくは45〜78重量%のC,〜C
24ーアルキル基を含有する.これらのアルキル基は直
鎖状または分枝鎖状のいずれかであってもよい.炭素原
子8〜18個を有するアルキル基が殊に好ましい.これ
らのアルキル基は上記の官能性単量体の成分であっても
よく、例えば2−ビニル−5−ステアリルピリジンを用
いる場合、アルキル基は一般に共重合により重合体中に
導入される.適当なコモノマーの例にはステアリルメタ
クリレート、ドデシルメタクリレート、デシルメタクリ
レート、2−エチルへキシルメタクリレート及び対応す
るアクリレート化合物が含まれる。
例えば最高35重量%までの少量の他の公知のビニル及
びビニリデン化合物、例えば01〜Cコーアルキルアク
リレート、01〜C,−アルキルメタクリレート、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレン、α−メチルス
チレン、ブタジェン、塩化ビニルまたは塩化ビニリデン
を共重合中に含有させる場合、重合体の有利な特性が依
然として保存される。
びビニリデン化合物、例えば01〜Cコーアルキルアク
リレート、01〜C,−アルキルメタクリレート、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレン、α−メチルス
チレン、ブタジェン、塩化ビニルまたは塩化ビニリデン
を共重合中に含有させる場合、重合体の有利な特性が依
然として保存される。
本発明は次の利点を与える二本発明による電気粘性流体
は沈殿に対する高い安定性を有し、極めて少々チキント
ロピン性であり、そしていずれの場合にも容易に再液化
され得る.また驚(べきことに本発明による電気粘性流
体は公知のEVFより明らかにより顕著な電気粘性効果
を示すことが見い出された.更に、適用される電場に対
するその反応は周波数に依存せずに完全に可逆的であり
、そして広い温度範囲にわたって有効である.他の重要
な利点はこれらのEVFは比較的容易にg4製され、従
って高価でなく、そして通常の商業的シリカゲルを出発
物質として使用し得ることにある。
は沈殿に対する高い安定性を有し、極めて少々チキント
ロピン性であり、そしていずれの場合にも容易に再液化
され得る.また驚(べきことに本発明による電気粘性流
体は公知のEVFより明らかにより顕著な電気粘性効果
を示すことが見い出された.更に、適用される電場に対
するその反応は周波数に依存せずに完全に可逆的であり
、そして広い温度範囲にわたって有効である.他の重要
な利点はこれらのEVFは比較的容易にg4製され、従
って高価でなく、そして通常の商業的シリカゲルを出発
物質として使用し得ることにある。
図及び表により説明される例を用いて本発明を下に更に
詳細に記述する。
詳細に記述する。
第1図は一定の剪断速度での電場の強さの関数としての
EVFの剪断応力を示す.、第1及び2表には本分野の
現状と比較しての本発明によるEVFの特性データを示
す。EVFの製造方法、分散剤の化学的製造方法、所望
の物理特性を制御するに必要とされる測定技術及び本発
明によるEVFの代表的な共体例を示す。
EVFの剪断応力を示す.、第1及び2表には本分野の
現状と比較しての本発明によるEVFの特性データを示
す。EVFの製造方法、分散剤の化学的製造方法、所望
の物理特性を制御するに必要とされる測定技術及び本発
明によるEVFの代表的な共体例を示す。
電気粘性流体の製造に対して通常の商業的シリ
1カゲルを使用し得る。シリカゲルの水分含有量
は必要に応じて高めるか、または低めることができ
1[。
1カゲルを使用し得る。シリカゲルの水分含有量
は必要に応じて高めるか、または低めることができ
1[。
る、分散剤の調製に対して、分散媒質及び分散剤
[の全体量の全部または一部を反応容器中に導入
し、そして連続的に攪拌しながらシリカゲルを分散媒質
中に導入する.最初はシリカゲルを急速に加え得るが、
終点に向かってシリカゲルの粘度が増大するに従ってこ
のものを徐々に加える。分散剤の一部のみを最初に導入
し、分散剤の残りのものをシリカゲルと一緒に加える場
合、用いられる方法は最後に得られるEVFの特性に臨
界的ではなく、また混合の方法もこれらの特性に対して
臨界的ではない.例えば、単純な攪拌装置、ボール・ミ
ルまたは超音波を分散に使用し得るが、一般的に激しい
混合により分散体はより迅速に調製され、そしである程
度より微細に分割された状態で得られり.、’)ヵ,,
2よ.1.1よ,ヶ,よ,25え。4、 ゛好ま
しくは35%より大、そして最も好ましくは40%より
大であるべきである。
[の全体量の全部または一部を反応容器中に導入
し、そして連続的に攪拌しながらシリカゲルを分散媒質
中に導入する.最初はシリカゲルを急速に加え得るが、
終点に向かってシリカゲルの粘度が増大するに従ってこ
のものを徐々に加える。分散剤の一部のみを最初に導入
し、分散剤の残りのものをシリカゲルと一緒に加える場
合、用いられる方法は最後に得られるEVFの特性に臨
界的ではなく、また混合の方法もこれらの特性に対して
臨界的ではない.例えば、単純な攪拌装置、ボール・ミ
ルまたは超音波を分散に使用し得るが、一般的に激しい
混合により分散体はより迅速に調製され、そしである程
度より微細に分割された状態で得られり.、’)ヵ,,
2よ.1.1よ,ヶ,よ,25え。4、 ゛好ま
しくは35%より大、そして最も好ましくは40%より
大であるべきである。
必要とされる分散剤の量は用いるシリカゲルの比表面積
に多大に依存する。基準として、約1〜4mg/m”を
必要とし得ると言える。また必要とされる絶対量はシリ
カゲルの特性及び用いる分散剤に依存する。
に多大に依存する。基準として、約1〜4mg/m”を
必要とし得ると言える。また必要とされる絶対量はシリ
カゲルの特性及び用いる分散剤に依存する。
商業的なシリカゲルの例にはデグツサ(Degussa
)、)UItrasil 、Durosil 及v
Extrusil”)(R) (R) 並びにレベルクーゼン(L everkusen)、西
ドイツのバイエル(Bayer)AGからのシリカゲル
のVul(R) (R) casil 、5ilicasil 及V Bys
ikal”)、イブが含まれる。用いるシリカゲルは純
粋な5iOzからなる必要はなく、そして20重景%ま
でのAl101、Na2O及びCaOを含んでいてもよ
い、*たこれらのものは数重量%のSO2、C1及びF
e。
)、)UItrasil 、Durosil 及v
Extrusil”)(R) (R) 並びにレベルクーゼン(L everkusen)、西
ドイツのバイエル(Bayer)AGからのシリカゲル
のVul(R) (R) casil 、5ilicasil 及V Bys
ikal”)、イブが含まれる。用いるシリカゲルは純
粋な5iOzからなる必要はなく、そして20重景%ま
でのAl101、Na2O及びCaOを含んでいてもよ
い、*たこれらのものは数重量%のSO2、C1及びF
e。
0、を含有し得る。加熱による損失、即ち1000℃で
の重量損失は一般に10〜15重量%の範囲にある。こ
の重量損失の中で、乎均して約6重量%は水分の損失に
より、これは105℃で乾燥することにより測定される
重量損失と同じである。
の重量損失は一般に10〜15重量%の範囲にある。こ
の重量損失の中で、乎均して約6重量%は水分の損失に
より、これは105℃で乾燥することにより測定される
重量損失と同じである。
BET法により測定される比表面積は一般に20〜20
0m”/gの範囲にあるが、臨界的ではな(、そしであ
る程度低いか、または高くてもよい。しかしながら、過
度に高い比表面積は過度に多量の分散剤の使用を必要と
し、このことはまた特に分散剤が比較的高い分子量を有
する場合に許容し得ない程度に高い分散剤のベース粘度
を生じる傾向がある。
0m”/gの範囲にあるが、臨界的ではな(、そしであ
る程度低いか、または高くてもよい。しかしながら、過
度に高い比表面積は過度に多量の分散剤の使用を必要と
し、このことはまた特に分散剤が比較的高い分子量を有
する場合に許容し得ない程度に高い分散剤のベース粘度
を生じる傾向がある。
分散媒質として用いる液体炭化水素はパラフィン、オレ
フィンまたは芳香族炭化水素であり得る。
フィンまたは芳香族炭化水素であり得る。
電気粘性流体はできる限り低いベース粘度を有すべきで
あり、そして比較的高温で使用する必要があるため、1
50〜220℃の範囲内で沸騰する炭化水素を用いるこ
とが好ましい、更に、イソドデカンの如終高7ラツシユ
(flash)点を有する物質を用いることが殊に好ま
しい。
あり、そして比較的高温で使用する必要があるため、1
50〜220℃の範囲内で沸騰する炭化水素を用いるこ
とが好ましい、更に、イソドデカンの如終高7ラツシユ
(flash)点を有する物質を用いることが殊に好ま
しい。
分散剤として用いる重合体の製造は原理的に本分野の者
には公知である。
には公知である。
重合体はイオン性及び好ましくはラジカル重合の公知の
方法により製造することができ、そして反応は塊重合ま
たは溶液、沈殿、懸濁もしくは乳化重合として行い得る
。トルエンまたはインドデカンの如き非極性溶媒中での
ラジカル溶液重合が殊に有利である。かかる重合は過酸
化物及びアゾ化合物の如き通常のラジカル生成により開
始する。
方法により製造することができ、そして反応は塊重合ま
たは溶液、沈殿、懸濁もしくは乳化重合として行い得る
。トルエンまたはインドデカンの如き非極性溶媒中での
ラジカル溶液重合が殊に有利である。かかる重合は過酸
化物及びアゾ化合物の如き通常のラジカル生成により開
始する。
これらの方法により製造される電気粘性流体はW、M、
ウインズロウ(Winslow)によりジャーナル・オ
プ・アプライド・フィジックス(J、 Appl。
ウインズロウ(Winslow)によりジャーナル・オ
プ・アプライド・フィジックス(J、 Appl。
P hys、 )、20(1949)、1137〜11
40頁に記載されている種類の改良された回転粘度計に
おいて検討する。
40頁に記載されている種類の改良された回転粘度計に
おいて検討する。
直径50mg+を有する内部回転部の電極表面は約78
ca+2であり、そして電極間の間隙の巾は0.58m
−である、動的測定のために、剪断応力を最高2330
秒−1に調整し得る。剪断応力に対する粘度計の測定の
範囲は最高750Paである。静的及び動的の両方の測
定を行い得る。EVFを活性化するために直流及び交流
の両方を使用し得る。
ca+2であり、そして電極間の間隙の巾は0.58m
−である、動的測定のために、剪断応力を最高2330
秒−1に調整し得る。剪断応力に対する粘度計の測定の
範囲は最高750Paである。静的及び動的の両方の測
定を行い得る。EVFを活性化するために直流及び交流
の両方を使用し得る。
ある液体において、直流を用いる活性化により粘度の自
発的な増加、または電場をスイッチ・オン(switc
h on)させろ場合は収量値の増加ばかりでなく、
電極表1面上での遅い固体粒子の沈着が生じ、これによ
り特に剪断速度が低いか、または静的測定を行う場合に
測定される結果は変わり得る。
発的な増加、または電場をスイッチ・オン(switc
h on)させろ場合は収量値の増加ばかりでなく、
電極表1面上での遅い固体粒子の沈着が生じ、これによ
り特に剪断速度が低いか、または静的測定を行う場合に
測定される結果は変わり得る。
従っでEVFの試験は交流電圧を用い、そして動的剪断
応力下で行うことが好ましい0次に正確に再現性のある
流れ図が得られる。
応力下で行うことが好ましい0次に正確に再現性のある
流れ図が得られる。
電気反応性を測定するために、一定の剪断速度0<D<
2330秒−1を達成させ、そして電場の強さEに対す
る剪断応力τの依存性を測定する。
2330秒−1を達成させ、そして電場の強さEに対す
る剪断応力τの依存性を測定する。
4mAの最大有効電流で2370kV/−の最大有効電
場力までの交流電場及び50〜550Hzの周波数を生
じさせるための試験装置を使用し得る。
場力までの交流電場及び50〜550Hzの周波数を生
じさせるための試験装置を使用し得る。
測定は好ましくは50Hzで行う、その理由は全電流が
そのとき最低値にあり、従ってまた必要とされる電力も
その最低値にあるからである。第1図におけるものに対
応する流れ図が得られる。低い電場力での剪断応力τは
初期は放物線状に増大し、一方高い電場力では直線的な
増大することを知り得る。図の直線部分の勾配Sは図に
示され、そしてPa・−/kVで与えられる。直線Sと
直線τ=τ。(電場なしの剪断応力)との交点は電場力
の閾値E、を求めるために使用され、モしてkV/−で
与えられる。電場E>Eoでの剪断応力τ(E)−τ。
そのとき最低値にあり、従ってまた必要とされる電力も
その最低値にあるからである。第1図におけるものに対
応する流れ図が得られる。低い電場力での剪断応力τは
初期は放物線状に増大し、一方高い電場力では直線的な
増大することを知り得る。図の直線部分の勾配Sは図に
示され、そしてPa・−/kVで与えられる。直線Sと
直線τ=τ。(電場なしの剪断応力)との交点は電場力
の閾値E、を求めるために使用され、モしてkV/−で
与えられる。電場E>Eoでの剪断応力τ(E)−τ。
の増加は次式に従う:
%式%)
異なった剪断速度りで測定をくり返し得る0次に得られ
たE0及(/Sに対する値は一般に平均値を中心に約+
5%〜±20%の範囲に分布する。
たE0及(/Sに対する値は一般に平均値を中心に約+
5%〜±20%の範囲に分布する。
試料の流動特性及び試料が再び高度に流体になるよるに
試料を振盪するに必要とされる時間を評価することによ
り試料のチ斗ソトロピー及び再分散性を2週間後及び6
週間後に試験した。試料は手で振盪できたが、試料が再
分散しが難い場合には機械的振盪機を用いた。
試料を振盪するに必要とされる時間を評価することによ
り試料のチ斗ソトロピー及び再分散性を2週間後及び6
週間後に試験した。試料は手で振盪できたが、試料が再
分散しが難い場合には機械的振盪機を用いた。
下記の具体例において、組成物No、1及び2は本分野
の従来のものであり、そして実施例3〜10は本発明に
よる電気粘性流体である。比較のために用いる実施例は
直流電場並びに交流電場における電気粘性特性のその強
さにおいて最良の結果を示す英国特許第1,076.7
54号の実施例3に示される組成物をベースとする。電
気粘性特性は第1表及び第■表中の試料の安定特性に示
される。
の従来のものであり、そして実施例3〜10は本発明に
よる電気粘性流体である。比較のために用いる実施例は
直流電場並びに交流電場における電気粘性特性のその強
さにおいて最良の結果を示す英国特許第1,076.7
54号の実施例3に示される組成物をベースとする。電
気粘性特性は第1表及び第■表中の試料の安定特性に示
される。
実施例
シリカゲル:SiO2約80重量%
CaO約 6重量%
Na2O約 311号%
A1□0.<0.4重量%
DIN55921/2による加熱での損失:約7重量%
。
。
DIN55921/2による乾燥での損失:約611L
11%。
11%。
BET表面積:約3511’/[1
盆m:イソドデカン
25℃での粘度:1,3(mPa・5)20℃での密度
:0.75(g/mA)20℃での誘電定数:2.1 化1肚 下記の高分子分散剤を次の一般的方法により調製した: 単量体及び開始剤を酸素を含めずにパドル攪拌慨並びに
ガス入口及びガス出口管を備えた21の丸底ガラス製ビ
ーカー中のインドデカンに溶解させた1重合を所定の温
度で行い、その間に反応混合物に窒素を通気し、そして
400回転/分で攪拌した。
:0.75(g/mA)20℃での誘電定数:2.1 化1肚 下記の高分子分散剤を次の一般的方法により調製した: 単量体及び開始剤を酸素を含めずにパドル攪拌慨並びに
ガス入口及びガス出口管を備えた21の丸底ガラス製ビ
ーカー中のインドデカンに溶解させた1重合を所定の温
度で行い、その間に反応混合物に窒素を通気し、そして
400回転/分で攪拌した。
メタノールを用いて沈殿させることにより重合体を単離
することができるが、得られた重合体溶液は一般にEV
流体の調製に直後用いられる。
することができるが、得られた重合体溶液は一般にEV
流体の調製に直後用いられる。
分散剤:CNHlolo及びCN)11020デシルメ
タクリレート、N、N−ツメチルアミノエチルメタクリ
レート及びアゾーイソtafIllジニトリル1gをイ
ソドデカン500gI:溶解させ、そして60℃に18
時間加熱した。
タクリレート、N、N−ツメチルアミノエチルメタクリ
レート及びアゾーイソtafIllジニトリル1gをイ
ソドデカン500gI:溶解させ、そして60℃に18
時間加熱した。
CNHIOIOCNtllG20
デシルメタクリレート 450g 400g固
体含有量 45% 39.5%分散剤
:CBAlolo インドデカン400g中のデシルメタクリレ−)90g
、t−ブチルアクリルアミド10g及び過酸化ジベンゾ
イル2gを70℃で1時間、次に90℃で1時間反応さ
せた。
体含有量 45% 39.5%分散剤
:CBAlolo インドデカン400g中のデシルメタクリレ−)90g
、t−ブチルアクリルアミド10g及び過酸化ジベンゾ
イル2gを70℃で1時間、次に90℃で1時間反応さ
せた。
分散剤:CVPlolo
過酸化ジベンゾイル2.をイソドデカン800gに溶解
されたデシルメタクリレ−)180g及びビニルピロリ
ドン20gに加え、そして反応混合物を70℃で2時間
保持した0次に更に過酸化ジベンゾイル2gを加え、そ
して混合物を90℃に2時間加熱した。
されたデシルメタクリレ−)180g及びビニルピロリ
ドン20gに加え、そして反応混合物を70℃で2時間
保持した0次に更に過酸化ジベンゾイル2gを加え、そ
して混合物を90℃に2時間加熱した。
溶液の固体含有量:18,9%
固体のN−含有量:1.1%。
分散剤:C081002
ドデシルメタクリレ−)245g、β−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート2g及び7ゾイソ#i酸ノニトリル0
.5gをインドデカン250gに溶解させ、そして60
℃に7時間加熱した。
ルメタクリレート2g及び7ゾイソ#i酸ノニトリル0
.5gをインドデカン250gに溶解させ、そして60
℃に7時間加熱した。
溶液の固体含有量=43%
クロロホルム中にて25℃での[17]: 1 、5
[dj!/g1分散剤:CCN1005及び/CCNl
0IOデシルメタクリレート、7クリロニトリル及びア
ゾイソ酪酸ジニトリルをイソドデカン500gに溶解さ
せ、そして60℃で18時間保持した。
[dj!/g1分散剤:CCN1005及び/CCNl
0IOデシルメタクリレート、7クリロニトリル及びア
ゾイソ酪酸ジニトリルをイソドデカン500gに溶解さ
せ、そして60℃で18時間保持した。
CCN1005 CCNl0IO
デシルツタクリレート 475g 450gア
クリロニトリル 25. 50g固体含有
量 35% 37%分散剤:CCN80
5 デシルメタクリレートの代りにエチルへキシルメタクリ
レートを用いる以外はCCN 1005と同様のもの。
クリロニトリル 25. 50g固体含有
量 35% 37%分散剤:CCN80
5 デシルメタクリレートの代りにエチルへキシルメタクリ
レートを用いる以外はCCN 1005と同様のもの。
分散剤:CPY1005
ドデシルメタクリレート475g及び新たに蒸留したビ
ニルビリノン25gをインドデカン500gに溶解させ
、そしてこのものにアゾイソ酪酸ジニトリル1gを加え
た。この溶液を攪拌しながら60℃で18時間保持した
。
ニルビリノン25gをインドデカン500gに溶解させ
、そしてこのものにアゾイソ酪酸ジニトリル1gを加え
た。この溶液を攪拌しながら60℃で18時間保持した
。
溶液の固体含有量:43%
すべての実施例においてシリカゲル50重量部及びイソ
ドデカン50重量部を用いた。
ドデカン50重量部を用いた。
分散剤の特性及び量を下に示す、その量は分散剤の溶液
の固体含有量で表わす。
の固体含有量で表わす。
実施例1
2−へブタデセニル−4−エチル−2−オキサゾリン−
4−メタノール(A lkaterge E (R)
) 1 、5重量部。
4−メタノール(A lkaterge E (R)
) 1 、5重量部。
グリセロールモノ−及びクオレエー)(Atmos30
0(R’)1.5重量部。
0(R’)1.5重量部。
実施例2
2−へブタデセニル−4−エチル−2−オキサゾリン−
4−メタノール(A lkaterge E (R)
) 2 、5重量部。
4−メタノール(A lkaterge E (R)
) 2 、5重量部。
グリセロールモノ−及びクオレエート(A tmos3
00(R))2.5重量部。
00(R))2.5重量部。
実施例3
!
分散剤CNHIOIO3,75重量部。
実施例4
分散剤CNH10205重量部分。
実施例5
;
分散剤CBA1010 5重量部。
実施例64
分散剤COH10027,5重量部、 !実
施例71 七 分散剤CCN1005 2.5重量部。 5
分散剤CCNl0IO2,5重量部。
施例71 七 分散剤CCN1005 2.5重量部。 5
分散剤CCNl0IO2,5重量部。
実施例8
分散剤CCN805 5重量部。
実施例9
分散剤CPY1005 5重量部。
実施例10
分散剤CNHIOIO2,5重量部。
分散剤CVPIOIO2,5重量部。
1’lI表
25 Zoo 730
34460 200
B10 23690
Zoo 579
4442550 不可逆的
沈殿本k)層は電極上に沈殿し、そして電場を消した場
合に再分散しない。
34460 200
B10 23690
Zoo 579
4442550 不可逆的
沈殿本k)層は電極上に沈殿し、そして電場を消した場
合に再分散しない。
亀l艮
え週圃決Δ匠量 1土週圃役@匠量再盆飲i
長塵飲i7 粘性液体
く20 固体 <60本明細書及び
特許請求の範囲は限定するものではなく、説明のために
示し、そして本発明の精神及び範囲を離れずに種々の改
良及び変法を行い得ることが認められる。
長塵飲i7 粘性液体
く20 固体 <60本明細書及び
特許請求の範囲は限定するものではなく、説明のために
示し、そして本発明の精神及び範囲を離れずに種々の改
良及び変法を行い得ることが認められる。
第1図は本発明によるEVFの剪断応力を示す。
特許出願人 バイエル・7クチェンデゼルシャフト
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、水含有量1〜15重量%を有する25重量%より多
いシリカゲル、非伝導性の油状相分散媒質、分散媒質に
可溶性の1つまたはそれ以上の重合体1〜30重量%を
含んでなり、その際に重量%は含水シリカゲルを基準と
し、重合体は5×10^3〜10^6の範囲の分子量を
有し、そしてN及び/またはOH−含有化合物0.1〜
10重量%並びにC_4〜C_2_4−アルキル基25
〜83重量%を含む電気粘性流体。 2、重合体を含水シリカゲルの重量を基準として20重
量%までの量で存在させる、特許請求の範囲第1項記載
の電気粘性流体。 3、アミン基、アミド基、イミド、ニトリル基及び5〜
6員のN−含有複素環式環よりなる群から選択される部
分を有するN−含有化合物を含む、特許請求の範囲第1
項記載の電気粘性流体。 4、N−含有化合物が式 I ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 式中、R=HまたはC_1〜C_2_4−アルキル、に
対応するピロリドン化合物である、特許請求の範囲第2
項記載の電気粘性流体。 5、アミン基をアミノアルキルメタクリレート及びアク
リレートよりなる群から選択する、特許請求の範囲第2
項記載の電気粘性流体。 6、アミン基をジメチルアミノ−エチルメタクリレート
、3−ジメチルアミノ−2,2−ジメチル−プロピルメ
タクリレート、N,N−ジヒドロキシエチル−アミノエ
チルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレー
ト、N−ビニル−アミン及びN−アルキル−アミンより
なる群から選択する、特許請求の範囲第2項記載の電気
粘性流体。 7、アミド基をアクリルアミド、メタクリルアミド、ア
クリルアミドのN−アルキル誘導体及びメタクリルアミ
ドのN−アルキル誘導体よりなる群から選択する、特許
請求の範囲第2項記載の電気粘性流体。 8、アミド基をN,N−ジメチルアクリルアミド、アク
リルアニリド及びカルボン酸アミドのビニル誘導体より
なる群から選択する、特許請求の範囲第2項記載の電気
粘性流体。 9、イミド基をマレインイミド及びマレインイミドのN
−置換された誘導体よりなる群から選択する、特許請求
の範囲第2項記載の電気粘性流体。 10、ニトリル基をアクリロニトリル及びメタクリロニ
トリルよりなる群から選択する、特許請求の範囲第2項
記載の電気粘性流体。 11、N−含有複素環式環をピロール化合物、イミダゾ
ール化合物、ピラゾール化合物、オキサゾール化合物及
びピリジン化合物よりなる群から選択する、特許請求の
範囲第2項記載の電気粘性流体。 12、N−含有複素環式環をN−ビニルピロリドン;核
中でアルキル化されているN−ビニルピロリドン;N−
ビニル−2−メチル−イミダゾール;3,5−ジメチル
−1−ビニルピラゾール;1−(4−ビニルフェニル)
−ピラゾリドン−3;4,5−ジメチル−2−ビニルオ
キサゾール;2−イソプロペニル−4,5−ジメチルオ
キサゾール;5−デシル−3−ビニル−オキサゾリノン
;4−エチル−2−イソプロペニル−4−メチル−オキ
サゾリノン−5;2−ビニルピリジン;4−ビニルピリ
ジン;2−イソプロペニルピリジン;5−エチル−2−
ビニルピリジン及び2−ジメチルアミノ−4−ビニルピ
リジンよりなる群から選択する、特許請求の範囲第2項
記載の電気粘性流体。 13、重合体がアルコールであるOH−含有化合物を含
有する、特許請求の範囲第1項記載の電気粘性流体。 14、アルコールが脂肪族第一級、二級または三級アル
コール基を含むアルコールである、特許請求の範囲第1
3項記載の電気粘性流体。 15、重合体が対応する酢酸ビニル共重合体の加水分解
により得られるビニルアルコール単位を含む共重合体で
ある、特許請求の範囲第1項記載の電気粘性流体。 16、アルキル基が式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、R_1=HまたはCH_3、そして R_2=炭素原子4〜24を有する脂肪族炭素化合物、 に対応するコモノマーの状態である、特許請求の範囲第
1項記載の電気粘性流体。 17、C_4〜C_2_4−アルキルの重量%が45〜
78重量%である、特許請求の範囲第1項記載の電気粘
性流体。 18、更に35重量%までのビニルまたはビニリデン化
合物を含んでなる、特許請求の範囲第1項記載の電気粘
性流体。 19、ビニルまたはビニリデン化合物をC_1〜C_3
−アルキルアクリレート、C_1〜C_3−アルキルメ
タクリレート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、スチ
レン、アルファーメチルスチレン、ブタジエン、塩化ビ
ニル及び塩化ビニリデンよりなる群から選択する、特許
請求の範囲第18項記載の電気粘性流体。 20、非伝導性の油状相分散媒質がパラフィン、オレフ
ィン及び芳香族よりなる群から選択される液体炭化水素
である、特許請求の範囲第1項記載の電気粘性流体。
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DE1644951C3 (de) * | 1967-07-17 | 1974-01-10 | Shell Internationale Research Maatschappij N.V., Den Haag (Niederlande) | Verwendung eines Mischpolymerisats als Kraftübertragungs- und/oder Dämpfungsflüssigkeit oder als Bestandteil einer derartigen funktioneilen Flüssigkeit |
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US3970573A (en) * | 1975-08-25 | 1976-07-20 | Westhaver James W | Electroviscous fluids |
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-
1986
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- 1986-05-05 DE DE8686106109T patent/DE3666835D1/de not_active Expired
- 1986-05-05 EP EP86106109A patent/EP0201827B1/de not_active Expired
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