JPS63305196A - 電気粘性液体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電圧の印加によって粘性を増大する電気粘性
液体に関するものである。

え釆立且遣 電気粘性液体は、疎水性で非導電性の油の中に微細に分
割した親水性の固体が分散している懸濁液で、充分に強
い電場の作用の下で極めて速やかに、しかも可逆的に液
体の粘度が増加し、プラスチックまたは固体の状態とな
るものである。

粘度を変化させるためには直流の電場だけでなく交流の
電場も使用することができ、必要な電波は非常に小さく
、少ない電力によって強力な力を与えるので、例えば、
クラッチ、水圧弁、ショックアブソーバ−、バイブレー
タ、防振ゴム、或はワークピースを正常な位置に保持す
るシステムを制御するための電気−機械のインターフェ
イス等における構成要素として使用することができる。

電気粘性液体を利用する多くの構成要素において、電気
粘性液体はゴム状の弾性を有する材料と直接接触する状
態で使用される。

文献に記載された多くの電気粘性液体はゴム状弾性材料
を攻撃するか又は膨潤させ、場合によっては溶解してし
まう油又は溶剤を含むので、上記の様なゴム状の弾性を
有する材料と直接接触する状態で使用する構成要素には
適していない。

さらに、このような電気粘性液体は長期間にわたって安
定であることが要求される。すなわち親水性の固体粒子
が沈降して相分離を起こしてはならないし、特に、再び
分散させるのが困難な沈殿を形成してはならない。

ゴム状弾性材料と直接接触する状態で使用可ず近なもの
として、シリカゲル／シリコーン油ヲ基ニした電気粘性
液体が米国特許３０４７５０７号に記載されているが、
この場合に使用されている分散剤、例えばソルビタンセ
スキオレートその他の表面活性剤は、特に高い温度にお
いて不充分な電気応答性と過度の導電性を示す電気粘性
液体を与える。

特開昭８１−４４９９８では、この点を解決するために
シリカゲルとシリコーン油を基にし１分散剤としてアミ
ノ官能性、ヒドロキシ官能性、アセトキシ官能性または
アルコキシ官能性のポリシロキサンを用いた電気粘性液
体を提供しているが、上述の沈降性に関しては依然とし
て実用に耐えないのが実情である。

が　　しようと　る、　へ 本発明の目的は、長期間にわたって安定で、高い電気応
答性を示す電気粘性液体を提供することにある。

口１発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明の電気粘性液体は、１００重量部当り２〜２０重
量部の水分を含有している直径０．５〜５ｇｍで表面に
親水性基を有するシリコーン樹脂微粒子１０〜６５重量
％を分散相として、シリコーン油９０〜３５重量％より
なる液相中に分散懸濁させたものである。

分散相として用いるシリコーン樹脂微粒子は、球状のも
のが好ましく、プラズマ処理とか湿式の表面改質処理と
かにより、その表面にヒドロキシ基、カルボキシ基、ア
ミ７基、スルフォン基などの親水性の官能基を有するも
ので、更にその表面にシリコーン樹脂微粒子１００重量
部当り２〜２０重量部の水分を含有しているものである
。

またその直径は０．５〜５４ｍ、好ましくは１〜３ｐｍ
のものを用いる０粒子径が大きすぎると生成した懸濁液
は望ましくないほど粗くなると共に沈降速度も速くなる
。一方粒子径が小さすぎると、電気粘性液体の粘度を著
しく上げるため電気反応による粘度変化のダイナミック
レンジを小さくすることになる。

分散媒体としてはポリジメチルシロキサンやポリメチル
フェニルシロキサンなどのシリコーン油で、室温で好ま
しくは１０〜３００センチボイズ（ｃｐ）、特に好まし
くはｌＯ〜５０ｃｐの粘度を有するものを用いる。

シリコーン油の粘度が低ければ、それを使用した電気粘
性液体の固有粘度も低くなり、電気反応による粘度変化
のダイナミックレンジが大きくなる。

また低粘度のシリコーン油を分散媒体とすることによっ
て分散相を効率良く懸濁させることができ電気粘性液体
に高い反応性を付与できる。

本発明の電気粘性液体は、含水したシリコーン樹脂微粒
子とシリコーン油とのみから構成し得るが、さらに分散
性を改良するために、一般に知られている表面活性剤を
適宜添加してもよいことは言うまでもない。

実施例１ 平均粒径２Ｂｍの表面に水酸基を有する球状シリコーン
樹脂微粒子３０１硅部に水３重量部を含有させたものを
、室温における粘度２０ｃｐのシリコーン油（東芝シリ
コーン■製：　ＴＳＦ４５１−２０）７０重量部中に分
散させ懸濁液とした。

実施例２ 平均粒径２ｇｍの表面に水酸基を有する球状シリコーン
樹脂微粒子４０重量部に水４重量部を含有させたものを
、室温における粘度２０ｃｐのシリコーン油（東芝シリ
コーン■製：　ＴＳＦ４５１−２０）６０重量部中に分
散させ懸濁液とした。

比較例１ シリカゲルＶＮ３　（日本シリカ■製）１５重量部、水
１．５重量部、シリコーン油（東芝シリコーン■製：　
ＴＳＦ４５１−２０）　８５重量部及びソルビタンモノ
オレート１　、５ｆｆｉ量部をよく混合して懸濁液とし
た。

比較例２ 平均粒径２ｕＬｍの、表面に親水性基を有しない球状シ
リコーン樹脂微粒子（東芝シリコーン■製：トスパール
１２０）３０重量部、水３重量部及び室温における粘度
２０ｃｐのシリコーン油（東芝シリコーン■製：　ＴＳ
Ｆ４５１−２０）　７０重量部ヲヨく混合して懸濁液と
した。

比較例３ 平均粒径２ｐｍの、表面に親水性基を有しない球状シリ
コーン樹脂微粒子（東芝シリコーン■製：トスパール１
２０）２０重量部、水２重量部、室温における粘度２０
ｃｐのシリコーン油（東芝シリコーン■製：　ＴＳＦ４
５１−２０）　８０重量部及びソルビタンモノオレート
２重量部をよく混合して懸濁液とした。

各サンプルの粘度の測定は二重円筒型回転粘度計を使用
し、内外円筒間に電圧を印加したときの同一剪断速度（
５０ｓｅｃ−１）における剪断力で表し、沈降性の評価
は懸濁液の中にプレートを吊し重量を測定することによ
り行った。

上記の実施例及び比較例について、一定の剪断速度にお
ける電場の強さと剪断力の関係を第１図に示す、第１図
において、横軸は電圧Ｅ　（ＫＶ／Ｃｍ）、縦軸は剪断
力（Ｋｇ＊ｃｍ）を表わす。

また電気粘性液体中の分散相の沈降性の様子を第２図に
示す、第２図において、横軸は製造後の経過時間（分）
、縦軸は沈降度（全く沈降しない時二〇、全部沈降した
時＝　１　、０）を表わす。

υ 第１図から明らかなように実施例１のサンプル（Δ印：
Ａ線）、実施例２のサンプル（×印：Ｂ線）及び比較例
１のサンプル（Ｏ印：Ｃ線）は印加した電圧に応じて急
激に剪断力が増加したが、比較例３のサンプル（◇印：
Ｄ線）は印加した電圧に応じた剪断力の増加が僅かで、
電気応答性が悪く、電気粘性液体としての実用性に乏し
い。

又第２図から明らかなように、実施例１のサンプル（Δ
印：Ａ線）、実施例２のサンプル（×印：Ｂ線）及び比
較例３のサンプル（◇印：Ｄ線）は沈降度が小さいが、
比較例１のサンプル（Ｏ印：Ｃ線）は１００分程度で全
量が沈降してしまうので電気粘性液体としての実用性に
乏しい。

すなわち比較例１のサンプルは電気応答性は良いが安定
性に乏しく、比較例２のサンプルは安定性は良いが電気
応答性が弱い。

なお比較例２のサンプルは電気応答性も安定性も不良で
あった。（第２図口印＝Ｅ点）これに対し実施例１及び
実施例２のサンプルは電気応答性も安定性も良好であっ
た。

ハ０発明の効果 ｌ）長時間にわたって安定で、優れた電気応答性を示す
電気粘性液体が得られる。

２）　ゴム状弾性材料を膨潤、溶解させる油又は溶剤を
含まないので、ゴム状の弾性を有する材料と直接接触す
る状態で使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気粘性液体中で測定された一定の剪
断速度における電場の強さと剪断力の関係を示すグラフ
、第２図は電気粘性液体中の分散相の沈降性の様子を示
すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １００重量部当り２〜２０重量部の水分を含有している
   直径０．５〜５μｍで表面に親水性基を有するシリコー
   ン樹脂微粒子１０〜６５重量％を分散相として、シリコ
   ーン油９０〜３５重量％よりなる液相中に分散懸濁させ
   たものであることを特徴とする電気粘性液体。