WO2023042829A1 - 電気粘性流体およびそれを用いたシリンダ装置 - Google Patents

Abstract

電気粘性流体であって、絶縁性を有する流体と、金属イオンを含むポリエーテル系ポリウレタン粒子とを含み、前記ポリウレタン粒子は、鎖延長剤を含み、また前記金属イオンは、少なくともＬｉイオンを含み、前記ポリウレタン粒子に含まれるエーテル基の酸素原子のモル濃度（［Ｏ］）と前記Ｌｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）との比率（［Ｌｉ］／［Ｏ］）が、下記の条件を満たす：〔エーテル基の酸素のモル濃度（［Ｏ］）に対するＬｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）の比率〕［Ｌｉ］／［Ｏ］≧９．０×１０－５。

Description

電気粘性流体およびそれを用いたシリンダ装置

　本発明は電気粘性流体およびそれを用いたシリンダ装置に関する。

　車両には、一般的に、走行中の振動を短時間で減衰させて、乗り心地や走行安定性を向上させるシリンダ装置が搭載されている。このようなシリンダ装置の１つとして、路面状態等に応じて減衰力を制御するために、電気粘性流体（電気レオロジー流体組成物（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｆｌｕｉｄ，以下、ＥＲＦともいう）を用いた緩衝器（ショックアブソーバ）が知られている。こうしたショックアブソーバ等のシリンダ装置では、一般的に粒子を含有するＥＲＦ（粒子分散系ＥＲＦ）が用いられるが、その粒子の材質や形状がＥＲＦの性能、ひいてはシリンダ装置の性能に影響することが知られている。

　ＥＲＦに関する技術として、例えば特許文献１には、１種類または複数の電解質を含むポリウレタン粒子をシリコーオイルに分散させたＥＲＦにおいて、ポリウレタンを構成する主成分がポリエーテルポリオールとトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）であり、かつ、ポリウレタン粒子に含まれる電解質が、酢酸イオン、ステアリン酸イオン等の有機系陰イオンであり、無機金属の陰イオンを実質的に含まないことを特徴とするＥＲＦが開示されている。
　また、特許文献２には、内部または表面にイオンを有する有機高分子からなる粒子が非水性液体に分散したＥＲＦであって、該ＥＲＦを介して電極間に流れる電流密度（μＡ/ｃｍ^２）のアレニウスの式における頻度因子の対数値が２０以上であることで、低温下においても良好なＥＲ効果の発現と所望の減衰力発現を図ったＥＲＦが開示されている。

特表２０１５－５１１６４３号公報 国際公開第２０１９／０３５３３０号

　特許文献２に例示されるイオンを内包する粒子を用いた電気粘性流体の場合、電圧の印加に伴い、粒子内でイオンが移動し粒子の分極を強化すると考えられる。粒子内の分極化は粒子間の静電的な相互作用を高め、この相互作用によって電気粘性流体中で粒子が配列することにより、電気粘性流体の見かけ粘度の増加、すなわちＥＲ効果の発現をもたらすとされる。そのため、粒子に内包するイオンを増量することで、ＥＲ効果向上や低温下の特性改善につながることが見込まれる。
　一方、イオンの増量は、系内のイオン伝導性を増大させるため、電圧印加時の電流量が増える原因となる。電流量の増加はエネルギー消費の増大につながり、また電流量が電源供給の上限に達した場合、電圧がＯＦＦとなるため、ＥＲ効果が得られなくなる虞がある。このように、高いＥＲ効果発現と電流量の抑制は、一般にはトレードオフの関係にあると考えられている。
　また、前記ＥＲＦを備えたシリンダ装置を機械装置に組み込む場合、電流量が多い場合にはこれに対応するべく電源等の高スペック化が必要となり、さらには前述の如く消費電力の増大など面で不利である。

　本発明の目的の１つは、高いＥＲ効果と電圧印加時の電流抑制（低い電流密度）とを併せ持つ電気粘性流体（ＥＲＦ）、並びに該電気粘性流体を用いた電気粘性流体ダンパを始めとするシリンダ装置を提供することにある。

　本発明の一態様に係る電気粘性流体は、絶縁性を有する流体と、金属イオンを含むポリエーテル系ポリウレタン粒子とを含み、前記ポリウレタン粒子は、鎖延長剤を含み、前記金属イオンは、少なくともＬｉイオンを含み、前記ポリウレタン粒子に含まれるエーテル基の酸素原子のモル濃度（［Ｏ］）と前記Ｌｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）との比率（［Ｌｉ］／［Ｏ］）が、下記の条件を満たす。
　〔エーテル基の酸素のモル濃度（［Ｏ］）に対するＬｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）の比率〕
　　　　　　［Ｌｉ］／［Ｏ］≧９．０×１０^－５
　本発明の一態様に係る電気粘性流体において、前記鎖延長剤は、脂肪族系ジオールとすることができ、中でも１，６－ヘキサンジオールとすることができる。また、前記ポリウレタン粒子は、ヒドロキシ基を３つ有する３官能ポリエーテルポリオールを構成成分として含み、熱硬化性ポリウレタン樹脂からなるものとすることができる。
　また本発明の一態様に係る電気粘性流体において、前記ポリウレタン粒子は、ポリエーテルポリオール類とイソシアネート類と乳化剤と鎖延長剤とを含有する混合物の反応生成物とすることができ、前記鎖延長剤が多官能アルコールであるとき、前記ポリエーテルポリオール類のヒドロキシ基のモル量と鎖延長剤のヒドロキシ基のモル量との合計量（１００モル％）に対して、鎖延長剤のヒドロキシ基のモル量が１５モル％～２５モル％となる量にて、前記鎖延長剤が使用される。
　また、本発明の一態様に係るシリンダ装置は、上記電気粘性流体を備えるシリンダ装置、例えば、ピストンロッドと、前記ピストンロッドが挿入される内筒と、前記ピストンロッドと前記内筒との間に設けられた上記電気粘性流体とを備えるシリンダ装置である。

　本発明の別の一態様に係るシリンダ装置は、ピストンロッドと、前記ピストンロッドが挿入される内筒と、前記ピストンロッドと前記内筒との間に設けられた電気粘性流体とを備え、該電気粘性流体は、前述の絶縁性を有する流体と、金属イオンを含むポリエーテル系ポリウレタン粒子とを含み、前記ポリウレタン粒子は、鎖延長剤を含み、前記金属イオンは、少なくともＬｉイオンを含む電気粘性流体である。
　また、前記電気粘性流体は、前記鎖延長剤と前記Ｌｉイオンとの配合において、温度による減衰力の変化が生じない配合、例えば温度変化による減衰力の変化が１０％未満であるものとすることができる。

　本発明の一実施形態によれば、高いＥＲ効果と低い電流密度を両立する電気粘性流体を提供できるとともに、該電気粘性流体を用いることにより、ＥＲ効果の向上による減衰力の可変幅が増大し、印加電圧の低減による装置の簡略化やそれに伴う低コスト化を図った電気粘性流体ダンパ等のシリンダ装置を提供することができる。

図１は、本発明に係る電気粘性流体の製造フローチャート（概略）の一例を示す図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る電気粘性流体ダンパの構造を説明する模式図である。 図３は、実施例で調製した電気粘性流体の［Ｌｉ］／［Ｏ］とＥＲ効果の値との関係を示す図である。 図４は、実施例で製造した電気粘性流体の［Ｌｉ］／［Ｏ］と電圧印加時の電流密度との関係を示した図である。 図５は、実施例で製造した電気粘性流体の［Ｌｉ］／［Ｏ］と、電流密度に対するＥＲ効果の比（ＥＲ効果／電流密度）との関係を示した図である。 図６は、実施例で製造した電気粘性流体の［Ｌｉ］／［Ｏ］と、電気粘性流体ダンパに５ｋＶの電圧を印加した際の減衰力（Ｎ）との関係を示した図である。 図７は、実施例で製造した電気粘性流体の［Ｌｉ］／［Ｏ］と、電気粘性流体ダンパに５ｋＶの電圧を印加した際の３０℃における減衰力と５０℃における減衰力の比（５０℃／３０℃）との関係を示した図である。

　本発明の電気粘性流体は、絶縁性を有する流体（電気絶縁媒質）中にポリウレタン粒子が分散された態様を有する。
　本発明者らは上述の課題、すなわち電気粘性流体において、ＥＲ効果の向上と電圧印加時の電流抑制（低い電流密度）という一見相反する効果を実現するべく、ポリウレタンの相分離（軟質部と硬質部の分離）を促進する添加剤である鎖延長剤の適用を検討した。以下、詳細を説明する。

　ポリオール類とジイソシアネート類から構成されるポリウレタン粒子の製造時に前記鎖延長剤を使用すると、前記ポリオール類はポリマーの軟質部（ソフトセグメント）を、前記ジイソシアネート類は鎖延長剤と反応して硬質部（ハードセグメント）を夫々形成して相分離する。このミクロ相分離構造により、ポリウレタン粒子が有する機能の分離が促され、すなわちイオン伝導性や柔軟性を担う軟質部と、耐熱性や機械的強度を担う硬質部に分離される。
　ここで本発明に係るポリウレタン粒子は、ポリエーテル系ポリウレタン粒子であり、また前述したＥＲ効果の発現に大きく寄与するイオンは金属イオンであるＬｉイオンである。Ｌｉイオンは、ポリウレタン鎖の分子運動により、系内に存在するエーテル基の酸素原子に対して結合と解離を繰り返し、電圧印加方向へ移動する。このとき、Ｌｉイオンが多いほどＬｉイオンの移動が増加する、すなわち、エーテル基の酸素原子に対するＬｉイオンの比率（［Ｌｉ］／［Ｏ］）が大きいほどイオン伝導性が高まることとなる。
　本発明では、エーテル基の酸素のモル濃度（［Ｏ］）に対するＬｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）の比率：［Ｌｉ］／［Ｏ］を増大させることにより、同じ［Ｌｉ］量であってもイオン伝導性を高め、ＥＲ効果を向上させることを検討した。そして、前述した鎖延長剤の適用によりポリウレタン粒子を相分離させ、ひいては相分離させた軟質部と硬質部にて機能分離を促し、Ｌｉイオンの移動をポリウレタン粒子の軟質部（ポリオール部分）に効率的に担わせることを図った。これは、エーテル基の酸素原子［Ｏ］のイオン伝導性における効率的な活用をもたらし、ポリウレタン粒子を構成する材料組成において、軟質部の割合の減少を可能にすることを意味する。
　以上の通り、本発明にあっては、鎖延長剤を適用することにより、［Ｌｉ］／［Ｏ］比率を高め、且つ、電気粘性流体における効率的なイオン伝導を実現し、ＥＲ効果の向上に有利であると同時に、ポリウレタン粒子全体としては軟質部の割合を減らし硬質化するため、電流の増加を抑制することができる。それにより、本発明者らは、電気粘性流体において、高いＥＲ効果と低い電流を両立し、ひいては高い減衰力と低電流の両立の実現を図った。

　また本発明者らはダンパ等のシリンダ装置の減衰力に関して、室温（３０℃）にあっては十分な減衰特性を発現するＥＲＦにおいても、［Ｌｉ］／［Ｏ］が一定以下の場合に、粒子が電極に付着し層を形成したり、凝集して固着するなどして、高温（５０℃）下では減衰力が低下し、温度による減衰力が変動することを確認した。
　詳細には、後述する電気粘性流体ダンパを用いた減衰力の測定結果において、［Ｌｉ］／［Ｏ］が一定以上の場合、減衰力の比（５０℃／３０℃）はほぼ一定であるものの、［Ｌｉ］／［Ｏ］が８．９×１０^－５以下になると上記比は大きく変動し、５０℃の減衰力が３０℃に対して約２５％も低下するとの結果を得た（図７）。本発明者らはこの結果を受け、温度による減衰力の変動が少ない範囲（減衰力の変化が１０％未満）として、電気粘性流体における［Ｌｉ］／［Ｏ］を９．０×１０^－５以上とする条件を見出し、これを実現できる鎖延長剤とＬｉイオンの配合とした。

　以上の通り、フルードとして特性を満足するＥＲＦであるとともに、ダンパの減衰力においても温度の影響を事実上受けない、ＥＲＦに含まれる鎖延長剤とＬｉイオンの配合を検討し、本発明を完成させた。
　以下、本発明に係る電気粘性流体の各構成成分、並びに該電気粘性流体を用いたシリンダ装置、一例として電気粘性流体ダンパに関して詳述する。

〔絶縁性を有する流体〕
　本発明の電気粘性流体に使用する絶縁性を有する流体としては、例えば、パラフィン類（例えばｎ－ノナン）、オレフィン類（例えばｌ－ノネン、（シス、トランス）－４－ノネン）及び芳香族炭化水素類（例えばキシレン）等の液状炭化水素；３ｍＰａ・ｓ乃至３００ｍＰａ・ｓの粘度をもつポリジメチルシロキサン及び液体メチルフェニルシロキサン等のシリコーンオイルなどの電気絶縁媒質が挙げられる。絶縁性を有する流体（以下、電気絶縁媒質ともいう）として好ましくはシリコーンオイルが使用される。電気絶縁媒質はそれ単独でも又はその他の電気絶縁媒質と組み合わせても使用することができる。電気絶縁媒質の凝固点は好ましくは－４０℃未満であり、沸点は好ましくは１５０℃以上である。

〔ポリウレタン粒子〕
　本発明に係るポリウレタン粒子は、金属イオンを含むポリエーテル系ポリウレタン粒子であり、該ポリウレタン粒子は鎖延長剤を含みてなる。
　上記ポリウレタン粒子において金属イオンを含むとは、該粒子中に金属イオンが内包される態様、又は該粒子表面に金属イオンが付着した態様の何れの態様も採り得る。
　上記ポリウレタン粒子は、例えば、ポリオール類と、イソシアネート類と、乳化剤と、鎖延長剤とを含有する混合物の反応生成物であり得る。
　また電気粘性流体中に含まれるポリウレタン粒子の量は、電気粘性流体の総質量に基づき、例えば３０質量％～７０質量％とすることができる。

〈ポリオール類〉
　一般にポリウレタンの製造に使用するポリオール類として、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリマーポリオール類等が挙げられる。本発明では、上記ポリウレタン粒子としてポリエーテル系ポリウレタン粒子を採用するものであり、すなわち、上記ポリオール類としてポリエーテルポリオール類を採用してなる。
　上記ポリエーテルポリオール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４－ブチレングリコール、ジヒドロキシジフェニルプロパン、グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、スクロース、ジプロピレングリコール、ジヒドロキシジフェニルメタン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、アミノフェノール、アミノナフトール、フェノールホルムアルデヒド縮合物、フロログルシン、メチルジエタノールアミン、エチルジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ビス（ｐ－アミノシクロヘキサン）、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、又はナフタレンジアミンなどに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどの１種又は２種以上を付加させて得られるポリエーテルポリオールが挙げられる。
　これらの中でも、ヒドロキシ基（－ＯＨ）を３つ有する３官能のポリエーテルポリオールを好ましく使用することができる。

〈イソシアネート類〉
　上記イソシアネート類としては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメリックＭＤＩ（ｐＭＤＩ）、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチル－ｍ－キシリレンジイソシアネートおよびジメチルビフェニルジイソシアネート（ＢＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添キシリレンジイソシアネートおよびジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等がある。さらに、変性イソシアネートであるアダクト、イソシアヌレート、ビウレット、ウレトジオンおよびブロックイソシアネート等も用いることができる。変性イソシアネートにはＴＤＩ系、ＭＤＩ系、ＨＤＩ系およびＩＰＤＩ系があり、各系に各変性体がある。なお、イソシアネートは、１種類に限られず、２種類以上を併用することもできる。

　上記ポリオール類とイソシアネート類は、ポリオール類のヒドロキシ基（ＯＨ基）とイソシアネート類のイソシアネート基（ＮＣＯ基）のモル比［（ＮＣＯ基）／（ＯＨ基）］が１～１．５となるように使用することが望ましい。
　ポリオール類に比べて、硬化剤であるイソシアネート類を等量よりやや過剰に使用することにより、硬化剤のイソシアネート基と水との反応によって反応系内の水分が消費され、電気粘性流体からの水分除去効果を高め、残存水分による電流量増加の抑制につながる。

〈乳化剤〉
　上記乳化剤（界面活性剤）としては特に限定されないが、上記電気絶縁媒質としてのシリコーンオイルとの親和性などから、例えばアミノ変性ポリシロキサンなどを挙げることができる。

　上記アミノ変性ポリシロキサンの一例として、側鎖及び／又は末端にアルコキシ基を有するポリシロキサンを挙げることができる。
　一例として、下記式で表されるポリシロキサンを挙げることができる。

　上記式中、Ａはアミノアルキル基を表し、例えばアミノエチル基（－（ＣＨ_２）_２ＮＨ_２）、アミノプロピル基（－（ＣＨ_２）_３ＮＨ_２）、アミノエチルアミノプロピル基（－（ＣＨ_２）_３ＮＨ（ＣＨ_２）_２ＮＨ_２）等を表す。
　Ｂはアルコキシ基を表し、例えばメトキシ基（ＣＨ_３Ｏ－）、エトキシ基（Ｃ_２Ｈ_５Ｏ－）等を表す。
　上記アルコキシ基を有するポリシロキサン（乳化剤）の市販品の一例としては、信越シリコーン（株）製反応性シリコーンオイル（商品名：ＫＦ－８５７、ＫＦ－８００１、ＫＦ－８６２、ＫＦ－８５８）等を挙げることができる。

　また、そのほかのアミノ変性ポリシロキサンの（乳化剤）市販品の一例としては、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のポリシロキサン（商品名：ＳＦ１７０６）、ポリジメチルシロキサン（商品名：ＯＦ７７４７、ＴＰ３６３５、８９８９３（ＳＥ４０２９）、８１９０４ＬＴ）等を挙げることができる。

　上記乳化剤は一種又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
　なお、上記乳化剤は、前述の電気絶縁媒質の質量に対して、１～２．０質量％の割合で、あるいは１～１．５質量％の割合で、配合されることが好ましい。前記乳化剤の配合量を電気絶縁媒質の質量に対して１質量％以上とすることにより十分な分散状態を確保し、また２．０質量％以下とすることでポリウレタン粒子の粒子径を好適範囲にコントロールでき、電気粘性流体の特性を好適なものとすることができる。

〈その他乳化剤〉
　また本発明にあっては、本発明の効果を損なわない範囲において、上記以外の、その他乳化剤を併用してもよい。
　その他乳化剤としては上記電気絶縁媒質中に可溶性であり、そして例えばアミン、イミダゾリン、オキサゾリン、アルコール、グリコール又はソルビトールから誘導される界面活性剤が挙げられる。
　また、上記電気絶縁媒質に可溶性のポリマーも使用することができ、例えば、０．１乃至１０質量％のＮ（窒素原子）及び／又はＯＨ（ヒドロキシ基）含量を有し、並びに２５乃至８３質量％のＣ_４－２４アルキル基を含有し、重量平均分子量が５，０００乃至１，０００，０００であるポリマーなどを挙げることができる。これらのポリマー中のＮ及びＯＨ官能化合物は、例えば、アミン、アミド、イミド、ニトリロ、５乃至６員のＮ含有複素環あるいはアルコール、及び、アクリル酸若しくはメタクリル酸のＣ_４－２４アルキルエステルを挙げることができる。前記Ｎ及びＯＨ官能化合物の例は、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルメタクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、マレイン酸イミド、アクリロニトリル、Ｎ－ビニルピロリドン、ビニルピリジン及び２－ヒドロキシエチルメタクリレート等である。前記のポリマー乳化剤は、一般に低分子量の界面活性剤に比較して、それらを使用して調製された系が沈降動態に関してより安定であるという利点を有する。
　またアミノ変性シリコーンあるいはフッ素変性シリコーンなどの変性シリコーンオイルも使用可能である。

〈鎖延長剤〉
　鎖延長剤は低分子量の多官能アルコールや多官能アミンなどが用いられる。前記多官能アルコールとしては、１，３―プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，７－ヘプタンジオール、１，８－オクタンジオール、１，９－ノナンジオール、１，４－シクロヘキサメチレンジメタノール、ヒドロキノンジ（２－ヒドロキシエチルエーテル）、グリセリン、１，１，１－トリメチロールプロパン、１，２，４－ブタントリオール、１，２，５－ペンタントリオール、１，２，６－ヘキサントリオール、１，１，３，３－プロパンテトラオール、１，２，３，４－ブタンテトラオール、１，１，５，５－ペンタンテトラオールおよび１，２，３，５－ペンタンテトラオール等が挙げられる。
　多官能アミンとしては、１，３－プロパンジアミン、１，４－ブタンジアミン、１，５－ペンタンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、１，７－ヘプタンジアミン、１，８－オクタンジアミン、１，９－ノナンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、４，４－メチレンビス－ｏ－クロロアニリン、イソホロンジアミン、ピペラジン、１，２，３－プロパントリアミン、１，２，４－ブタントリアミン、１，２，５－ペンタントリアミン、１，２，６－ヘキサントリアミン、１，１，３，３－プロパンテトラアミン、１，２，３，４－ブタンテトラアミン、１，１，５，５－ペンタンテトラアミンおよび１，２，３，５－ペンタンテトラアミン等が挙げられる。
　鎖延長剤は、１種類に限られることはなく、２種類以上を合わせて用いても良く、例えば、２官能性の鎖延長剤と３官能以上の鎖延長剤を併用しても良い。また、鎖延長剤は上述した多官能アルコールおよび多官能アミンに限定されない。さらに，これらの中でも、脂肪族系ジオールが好ましく、中でも汎用性が高く、融点が低くプロセスが簡便となる利点から、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオールおよび１，６－ヘキサンジオールが好適である。
　鎖延長剤は、例えば鎖延長剤が脂肪族系ジオールなどの多官能アルコールの場合、前記ポリオール類のヒドロキシ基（ＯＨ基）のモル量と鎖延長剤のヒドロキシ基のモル量の合計量（１００モル％）に対して、例えば鎖延長剤のヒドロキシ基のモル量が１５モル％～２５モル％となる量にて使用することができる。また、鎖延長剤が多官能アミンの場合には、ポリオール類のヒドロキシ基（ＯＨ基）のモル量と鎖延長剤のアミノ基のモル量の合計量（１００モル％）に対して、上記同様に鎖延長剤のアミノ基のモル量が１５モル％～２５モル％となる量にて使用することができる。

〈金属イオン：リチウムイオン〉
　本発明に係るポリウレタン粒子は、該粒子中に金属イオンを含有する。該金属イオンを含有するとは、該金属イオンが該粒子中に溶解又は分散されるか非分散の状態（偏在）にある、すなわち粒子中に内包された形態にあってもよいし、あるいは粒子表面に付着した態様であってもよい。なお本発明の電気粘性流体において、前記電気絶縁媒質中に溶解や分散した、あるいは非分散（偏在）の状態にある金属イオンが存在していてもよい。
　上記金属イオンとしては、リチウム、亜鉛、クロム、銅、ニッケル、コバルト、鉄、マンガン、タングステン等の金属元素のイオンが挙げられ、本発明にあっては、リチウムイオンを必須として含有する。なおこれら金属イオンの供給源としては、前記金属元素の塩、例えばハロゲン化物を挙げることができる。
　そして本発明にあっては、ポリウレタン粒子に含まれるエーテル基の酸素原子のモル濃度［Ｏ］とリチウムイオンのモル濃度［Ｌｉ］との比率［Ｌｉ］／［Ｏ］が９．０×１０^－５以上となるように、リチオウムイオンが用いられる。
　前記比率：［Ｌｉ］／［Ｏ］を所定範囲とすることで、得られる電気粘性流体においてイオン伝導性を高め、ひいては減衰力を高め、また電圧印加時の電流値を抑制することが期待できる。

〈ポリウレタン粒子の粒子径〉
　本発明に係るポリウレタン粒子は、例えば２μｍ～５μｍ程度の平均粒子径を有する粒子とすることができる。ポリウレタン粒子の粒子径を上記数値範囲とすることにより、電気粘性効果と分散性の両立を図ることが期待でき、また沈降や再分散性の悪化を防ぐことが期待できる。

〈電気粘性流体の製造方法〉
　本発明の電気粘性流体は、例えば、上記電気絶縁媒質、ポリオール類、金属イオン、乳化剤、鎖延長剤、及び所望によりその他添加剤（ポリウレタン合成用触媒等）を含む混合物を分散・乳化し、ここに硬化剤であるイソシアネート類を添加することにより製造可能である。
　以下に、本発明の電気粘性流体を調製する方法の一例として、図１に示す製造フローチャート（概略）に基づき説明する。なお図１に示す各成分の具体名や、各工程の温度等の条件は例示であって、これらの記載に限定されることを意図するものではない。

１．秤量、並びに、溶解工程
　この工程は、ポリオール類と金属イオンと鎖延長剤等を含む溶液（図１中、ポリオール溶液）と、電気絶縁媒質（例えばシリコーンオイル）と乳化剤を含む溶液（図１中、シリコーン溶液）を別途に調製する工程である。
　調製したポリオール溶液及びシリコーン溶液は、個別に室温で保管し、次工程（乳化）にて混合される。
　各溶液の調製を以下に記載する。

１－１．ポリオール溶液の調製
　ポリオール類と金属イオンと鎖延長剤をそれぞれ秤量し、調合瓶（栓付き瓶など）若しくは適量サイズのガラスビーカー・フラスコに添加し、マグネチックスターラーとマグネット撹拌子、若しくはホモジナイザー等の撹拌装置を用いて、各材料を加温撹拌にて混合溶解する。

　具体的な操作手順の一例を以下に示す。以下の操作は必要に応じてグローブボックス内で行うことができる。
　まず、ポリオール類を栓付き瓶に秤量する。
　金属イオンは、上記金属元素の塩、例えばハロゲン化物として、好ましくは塩化物として準備することができ、本発明ではリチウムイオンの発生源として塩化リチウムを好ましく用いることができる。また金属イオンとして、リチウムイオンに加えて例えば亜鉛イオンを用いることができ、その発生源として塩化亜鉛を好ましく用いることができる。
　したがって、好ましくは塩化リチウムと塩化亜鉛を、そして鎖延長剤（例えば１，６－ヘキサンジオール）を、ポリウレタン用合成触媒を、それぞれ秤量する。
　次に、ポリオール類を、例えば５０℃乃至８０℃に加熱撹拌し、所望の温度に到達したことを確認した後、ここに金属イオン種として金属元素の塩を順次添加する。金属イオンを複数種使用する場合、例えば塩化リチウムと塩化亜鉛を用いる場合、まず塩化リチウムをポリオール類に添加する。上記所望の温度を維持したまま、塩化リチウムを混合撹拌し、その外観から目視にて未溶解物や沈殿物などが確認できなくなるまで撹拌溶解を行う。次に塩化亜鉛を添加し、上記所望の温度を維持したまま混合撹拌し、その外観から目視にて未溶解物や沈殿物などが確認できなくなるまで撹拌溶解を行う。ポリウレタン用合成触媒は金属元素の塩の溶解後に添加し、上記所望の温度を維持したまま混合撹拌する。最後に１，６－ヘキサンジオール（鎖延長剤）を添加し、上記所望の温度を維持し混合撹拌し、金属イオンと鎖延長剤とポリウレタン用合成触媒を含むポリオール溶液を得る。
　撹拌時間は、金属イオンの発生源にあっては未溶解物や沈殿物が確認されず、また各成分がそれぞれ溶解あるいは分散するまで適宜設定され得、例えば全体で８時間以上とすることができる。

　上記具体的な操作手順に示すように、金属イオンの発生源として金属元素の塩を２種以上用いる場合には、これらは段階的に溶解させるのが好ましい。すなわち、１種の金属元素の塩を添加して完全に溶解させた後に、次の１種の金属元素の塩を添加して完全に溶解させる等の操作を行うのが好ましい。
　なお本発明にあっては、リチウムイオンは、ポリウレタン粒子に含まれるエーテル基の酸素原子のモル濃度［Ｏ］とリチウムイオンのモル濃度［Ｌｉ］との比率［Ｌｉ］／［Ｏ］が９．０×１０^－５以上の範囲となるように、前述の金属元素の塩の使用量が調整され得る。
　なお金属イオンの全体量としては、最終的にポリウレタン粒子と電気絶縁媒質の合計量（電気粘性流体）に対して、一般的に、例えば０．０１ｐｐｍ以上１５００．００ｐｐｍ以下となる量にて配合することができる。

　また本発明にあっては、上記鎖延長剤が例えば脂肪族系ジオールなどの多官能アルコールの場合には、ポリオール類のヒドロキシ基（ＯＨ基）のモル量と鎖延長剤のヒドロキシ基のモル量の合計量（１００モル％）に対して、鎖延長剤のヒドロキシ基のモル量が例えば１５モル％～２５モル％となる量にて好ましく使用することができる。

　ポリウレタン合成用触媒を使用する場合、上記具体的な操作手順に示すように、好ましくは金属イオン（すなわち金属元素の塩）が完全に溶解した後に系内に添加する。
　該触媒としては、アミン系触媒を挙げることができ、具体的には、トリエチルアミン、ベンジルジエチルアミン、１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）、１，８－ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチル－１，３－ブタンジアミン、Ｎ－エチルモルホリン等が挙げられる。該触媒が使用される場合、最終的に得られるポリウレタン量に対して最大で０．２質量％程度の割合にて配合され得る。ただし多量に添加した場合、触媒による分解反応が起こる虞があるため注意を要する。

１－２．シリコーン溶液の調製
　シリコーンオイル（電気絶縁媒質）と、乳化剤を秤量し、調合瓶（栓付き瓶など）若しくは適量サイズのガラスビーカー・フラスコに添加し、必要に応じてマグネチックスターラーとマグネット撹拌子、若しくはホモジナイザー等の撹拌装置を用いて、各材料を常温にて混合する。

　具体的な操作手順の一例を以下に示す。
　まずシリコーンオイル（電気絶縁媒質）を栓付き瓶に秤量する。他方、乳化剤を秤量し、これをシリコーンオイルに添加・混合し、シリコーン溶液を得る。
　上記乳化剤は、シリコーンオイル（電気絶縁媒質）の使用量に対して、１．０質量％～２．０質量％の量となるように添加することができる。
　上記の混合溶解に際し、撹拌時の温度は常温（２０±１０℃）とすることができる。

２．合成準備工程
　本工程は、後述する４．仮硬化工程及び５．本硬化工程で使用する硬化剤、すなわちイソシアネート類を準備する工程である（図示せず）。　硬化剤である上述のイソシアネート類は、２種以上を組み合わせて用いることができ、例えばトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）とポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ｐ－ＭＤＩ）を組み合わせて用いることができる。
　イソシアネート類を栓付き瓶に秤量し、２種以上のイソシアネート類を使用する場合には、ここに別の種類のイソシアネート類を添加し、混液とすることができる。
　なお、秤量・準備した硬化剤（イソシアネート類）は、後述する４．仮硬化工程と５．本硬化工程の２工程において分割して使用することから、例えば４．仮硬化工程に使用する分として予め１０％～２０％量を取り分け、残りを５．本硬化工程に使用する分として別に取り分けておくことができる。

３．乳化工程
　本工程は、上記１．の調製工程で得たポリオール溶液とシリコーン溶液を、ホモジナイザー等の撹拌装置や分散機にて分散混合し、ポリオール溶液／シリコーン溶液混合物を得た後、該混合物を乳化させ、シリコーンオイル（電気絶縁媒質）中にポリオールを分散させたエマルジョン（乳化液）を得る工程である。本工程に用いる撹拌装置や分散機の種類、分散機におけるせん断羽根の種類、回転数（速度）、また撹拌（回転）時間などにより、後の工程で形成されるポリウレタン粒子の平均粒子径を調整することができる。

　具体的な操作手順の一例を以下に示す。
　まず、１－１．工程で得たポリオール溶液をフラスコに秤量し、ここに、１－２．工程で得たシリコーン溶液を秤量して添加する。
　該フラスコを、ウォーターバス等の恒温装置にセットし、ホモジナイザーで撹拌・混合を行い、乳化液を得る。
　上記の撹拌・混合に際し、撹拌時の回転数は１０，０００ｒｐｍ～２０，０００ｒｐｍ程度、撹拌時の温度は例えば４０℃前後とすることができ、また撹拌時間は０．５時間程度とすることができるが、これら条件に限定されない。

４．仮硬化（硬化剤添加（１））工程
　本工程は、前述の３．乳化工程にて生成した乳化液（未硬化状態のエマルジョン粒子）を硬化させ、半硬化のポリウレタン粒子を得る工程である。本工程において、ポリウレタン粒子を形成するために用いる硬化剤（イソシアネート類）の全量のうち、およそ１０％～２０％量を使用する。

　具体的な操作手順の一例を以下に示す。
　上記３．乳化工程で調製した乳化液（エマルジョン）に、例えば上記３．工程と同一の撹拌（例：ホモジナイザーによる撹拌・混合）を継続させながら、総添加量のおよそ１０％～２０％量の硬化剤（イソシアネート類）を、チューブポンプ等を用いて滴下添加する。
　上記の硬化剤の添加に際して、乳化液は所定温度（例えば５０℃以上）となるようにマントルヒーター等の恒温装置にセットして撹拌を継続し、所定温度に到達した後、硬化剤（一部）を添加することができる。また撹拌時間は０．５時間程度とすることができるが、こうした添加・撹拌条件には限定されない。なお、硬化剤の投入初期においては、撹拌が停止しないことを確認するべく、数滴ずつの滴下（５回程度）とすることができる。

５．本硬化（硬化剤添加（２））工程
　本工程は、上記の４．仮硬化工程により形成された半硬化のポリウレタン粒子（エマルジョン粒子）をさらに硬化させる工程である。本工程において、ポリウレタン粒子を形成するために用いる硬化剤（イソシアネート類）の全量のうち、前工程で消費したものの残りの量、即ち、全量の８０％～９０％量を使用する。

　具体的な操作手順の一例を以下に示す。
　上記の４．仮硬化工程の操作の完了後、容器内（フラスコ等）で撹拌状態にて保管中の半硬化のポリウレタン粒子のエマルジョンに対し、撹拌を継続させたまま硬化剤（イソシアネート類）の残りの量、即ち、全量の８０％～９０％量を、チューブポンプ等を用いて滴下添加する。
　上記の残りの硬化剤の添加に際して、反応熱（イソシアネート反応）により過度な温度上昇を防ぐべく、半硬化のエマルジョンは所定温度（例えば８０℃以下）となるように調整して撹拌を継続し、所定温度に到達した後、残りの硬化剤を添加することができる。また撹拌時間は１．０時間程度とすることができるが、こうした添加・撹拌条件には限定されない。添加・撹拌後、液温が７０℃程度までに低下した後、撹拌装置（ホモジナイザー等）を停止させ、粗生成物といえる流体を得ることができる。

６．ろ過工程
　５．本硬化工程の操作完了後、得られた流体をろ過し、電気粘性流体（図中、ＥＲＦと表示）を得る。ここで、容器内壁への飛散を防ぎ、乾燥屑や不純物を除去する為、２段階でろ過処理を施してもよい。

［シリンダ装置］
　本発明は、前記電気粘性流体を備えるシリンダ装置を対象とするものである。
　詳細には、ピストンロッドと、前記ピストンロッドが挿入される内筒と、前記ピストンロッドと前記内筒との間に設けられた電気粘性流体とを備えるシリンダ装置を対象とする。
　以下、シリンダ装置の一例として、電気粘性を作動流体として用いる減衰力調整式緩衝器である電気粘性流体ダンパについて説明する。なお添付図面を参照して電気粘性流体ダンパの好ましい実施形態について詳細に説明するが、以下の実施形態によって本発明が対象とするシリンダ装置、またその一例である電気粘性流体ダンパを限定することを意図したものではない。

〈電気粘性流体ダンパ〉
　図２は、本発明に係る好ましい実施形態の電気粘性流体ダンパ１１の軸線を含む平面による断面図である。
　図２を参照すると、電気粘性流体ダンパ１１は、内筒１２（シリンダ）、外筒１３、および中間筒１４を有する。便宜上、図２における上下方向を電気粘性流体ダンパ１１における上下方向とする。

　外筒１３の下端部は、ボトムキャップ１５によって閉塞される。内筒１２は、下端部がボトムバルブ１６のバルブボディ１７に嵌合され、上端部がロッドガイド１８に嵌合される。内筒１２と外筒１３との間には、環状のリザーバ室１９が形成される。リザーバ室１９には、本発明に係る電気粘性流体とガスとが封入される。なお、リザーバ室１９内のガスは、例えば窒素ガス又はエアである。

　内筒１２の内側には、ピストン２０が摺動可能に設けられる。ピストン２０には、ピストンロッド２３の下端部が連結される。ピストンロッド２３の上端部は、ロッドガイド１８を介して外筒１３の外部へ延出する。ピストン２０は、内筒１２内をシリンダ上室２１とシリンダ下室２２との２室に画分する。ピストン２０には、シリンダ上室２１とシリンダ下室２２とを連通させる縮み側通路２４と伸び側通路２５とが設けられる。

　ここで、電気粘性流体ダンパ１１は、ユニフロー構造をなし、一例として複筒式ユニフロー構造を示す。なお電気粘性流体ダンパは、バイフロー構造、単筒式であってもよいが、以下、図２に従い、電気粘性流体ダンパ１１がユニフロー構造を有する場合について説明する。
　すなわち、電気粘性流体ダンパ１１は、ピストンロッド２３の縮み行程と伸び行程との両行程で、電気粘性流体を、シリンダ上室２１から、内筒１２に設けられる通路２６を介して、内筒１２と中間筒１４との間に形成される環状の流路２７へ流通させる。当該ユニフロー構造を構成するため、ピストン２０の上端面には縮み側逆止弁２８が設けられ、ピストン２０の下端面には、ディスクバルブ３２が設けられる。

　縮み側逆止弁２８は、ピストンロッド２３の縮み行程時に開弁し、縮み側通路２４を介するシリンダ下室２２からシリンダ上室２１への電気粘性流体の流通を許容する。他方、ディスクバルブ３２は、ピストンロッド２３の伸び行程時にシリンダ上室２１内の圧力が予め定められた圧力に達することで開弁し、当該シリンダ上室２１内の圧力を、伸び側通路２５を介してシリンダ下室２２へリリーフする。

　図２を参照すると、バルブボディ１７は、リザーバ室１９とシリンダ下室２２とを分画する。バルブボディ１７の小径部に嵌合された内筒１２の外周には、環状の保持部材２９が嵌着される。保持部材２９は、中間筒１４の下端部を軸方向（上下方向）および径方向に位置決めさせる。保持部材２９は、電気絶縁性材料からなり、内筒１２、ボトムキャップ１５、およびバルブボディ１７を、中間筒１４に対して電気的に絶縁させる。なお、保持部材２９には、内筒１２と中間筒１４との間に形成される環状の流路２７をリザーバ室１９に連通させる通路３０が形成される。

　また逆止弁３３は、ピストンロッド２３の伸び行程時に開弁し、伸び側通路３４を介してリザーバ室１９からシリンダ下室２２への電気粘性流体の流通を許容する。他方、ディスクバルブ（リリーフ弁）３５は、ピストンロッド２３の縮み行程時にシリンダ下室２２内の圧力が予め定められた圧力に達することで開弁し、当該シリンダ下室２２内の圧力を、縮み側通路３６を介してリザーバ室１９へリリーフする。

　一方、中間筒１４は、導電性材料からなる。中間筒１４の上端部は、内筒１２の上端部外周面に嵌着される保持部材３１を介して、ロッドガイド１８によって径方向に位置決めされる。保持部材３１は、電気絶縁性材料からなり、中間筒１４を内筒１２に対して電気的に絶縁させる。また、中間筒１４は、高電圧ドライバ（電圧生成部、図示せず）を介してバッテリ（図示せず）の正極に接続される。すなわち、中間筒１４は、流路２７内を流通する電気粘性流体に電界（電圧）を印加する正極電極（エレクトロード）を構成する。他方、負極電極（接地電極）として用いられる内筒１２は、バルブボディ１７、ボトムキャップ１５、外筒１３、および高電圧ドライバ１０を介してグランドに接続される。

　このように構成したことにより、ピストンロッド２３の伸び行程時には、内筒１２内のピストン２０の移動により、縮み側逆止弁２８が閉じてシリンダ上室２１内の電気粘性流体が加圧され、通路２６を介して環状の流路２７へ流通し、通路３０を介してリザーバ室１９へ流入する。このとき、ピストン２０が移動した分に相当する電気粘性流体がリザーバ室１９からバルブボディ１７の逆止弁３３を開いてシリンダ下室２２へ流入する。
　一方、ピストンロッド２３の縮み行程時には、内筒１２内のピストン２０の移動により、ピストン２０の縮み側逆止弁２８が開き、バルブボディ１７の逆止弁３３が閉じて、シリンダ下室２２内の電気粘性流体がシリンダ上室２１へ流入しつつ、ピストンロッド２３が内筒３内に進入した分に相当する電気粘性流体が通路２６を介して環状の流路２７へ流通し、通路３０を介してリザーバ室１９へ流入する。
　これにより、電気粘性流体ダンパ１１は、ピストンロッド２３の伸び及び縮行程ともに電気粘性流体が環状の流路２７を流通することで、その粘度に応じた減衰力を発生させる。このとき、電気粘性流体の粘度は、内筒１２（接地電極）と中間筒１４（正電極）との間の電位差に応じて変化するので、印加電圧を変化させることにより減衰力を調整することができる。

　なお、図２において、中間筒１４に正極電極との電極接続部が設けられ、内筒１２に負極電極（接地電極）との第１接地接続部が設けられているが、中間筒１４に負極電極（接地電極）との第１接地接続部が設けられ、内筒１２に正極電極との電極接続部が設けられてもよく、同様に正極電極との電極接続部は内筒１２及び外筒１３に設けてもよい。

　一方、内筒１２と中間筒１４の間、及び中間筒１４と外筒１３の間の流路断面積を比較した場合、電気粘性流体に電圧を印加したときに発生する減衰力は、電極間の通電量（断面積）で決まるため、内筒１２と中間筒１４の間で電圧を印加するように電極を設けた方が、電極間の断面積が小さいので、より小さい印加電圧、ひいてはより少ない消費電流で同等の減衰力（制動力）を得ることができる。さらに、液温の上昇によって通電量が増大するようなことがあっても、その通電量をより小さく抑制して、電源にかかる負荷をより小さく抑制し、電源が過負荷になることを回避することができる。また、グランドは、アースでもよく、フレーム・グランドや、シグナル・グランドなどでもよい。最終的に、正極電極からの電流が基準電位点に接続すればよい。

　以上の通り、本発明によれば、ポリウレタン粒子を含む電気粘性流体において、該ポリウレタン粒子としてポリオール類とイソシアネート類と乳化剤に加えて鎖延長剤とを含む混合物の反応生成物を採用するとともに、Ｌｉイオンの増量、すなわち、エーテル基の酸素のモル濃度（［Ｏ］）に対するＬｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）の比率：［Ｌｉ］／［Ｏ］を一定以上とすることにより、Ｌｉイオンの増量に対するＥＲ効果及び減衰力の増加率を高めることができる。
　また上記鎖延長剤の使用とＬｉイオンの増量により、ＬＩイオンの増量に対する電流密度の増加を抑制し、先の効果と合わせて、電流密度を増大させることなくＥＲ効果を選択的に増大させることができる。
　このように選択的なＥＲ効果向上により、これを用いたダンパ等のシリンダ装置において、減衰特性を維持しつつ、電流量の抑制による消費電力の低減を実現することができる。

　次に、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。

　図１に示す電気粘性流体の製造フローチャートに従い、各種電気粘性流体を調製した。
　金属イオンの原料として、塩化リチウム（リチウムイオン）と塩化亜鉛（亜鉛イオン）を用い、これとポリウレタン合成用の触媒（ＤＡＢＣＯ）と鎖延長剤（１，６－ヘキサンジオール（１，６－ＨＤ）（東京化成工業（株）製））を溶解したポリオール溶液（ポリオール：Ｐｅｒｓｔｏｒｐ社製　Ｐｏｌｙｏｌ３１６５、官能基数：３）を作製した。
　なお最終的に得られる電気粘性流体において、ポリウレタン粒子に含まれるエーテル基の酸素原子のモル濃度［Ｏ］とＬｉイオンのモル濃度［Ｌｉ］との比率［Ｌｉ］／［Ｏ］が０．７８×１０^－４～４．５６×１０^－４となるように種々調整してポリオール溶液を作成した。また、１，６－ヘキサンジオール（１，６－ＨＤ）は、ポリオールのヒドロキシ基と１，６－ＨＤのヒドロキシ基の合計モル量（１００モル％）に対して、１，６－ＨＤのヒドロキシ基が１５モル％となる量にて使用し、また参考例として１，６－ＨＤ不使用のポリオール溶液も準備した。

　一方、シリコーンオイル（信越化学工業（株）製ＫＦ９６－５ｃｓ）に対して、乳化剤（信越化学工業（株）製ＫＦ－８６２）を溶解し、シリコーン溶液を作製した。なお乳化剤は、シリコーンオイルに対して１．５質量％となる量にて用いた。

　前記ポリオール溶液と、前記シリコーン溶液とを所定量秤量し、分散機の容器に充填した。なお最終的に得られる電気粘性流体におけるポリウレタン粒子の量が５０質量％となるよう、各溶液の濃度や使用量等を種々調整した。
　その後、図１のフロー図に示すように、乳化工程にて、シリコーン溶液中にポリオール溶液を分散させた。

　次に硬化剤であるイソシアネート類［東ソー（株）製、２，４－ジイソシアネートトルエン（ＴＤＩ）とポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート（ｐ－ＭＤＩ）の混合物］の全体量のうち約２割量を系内に添加し、仮硬化させた。その後、本硬化工程で残り約８割量の硬化剤を添加した。
　ここで添加する硬化剤の全体量は、ポリオールのヒドロキシ基（ＯＨ基）と硬化剤（イソシアネート類）のイソシアネート基（ＮＣＯ基）のモル比：（ＮＣＯ基）／（ＯＨ基）が１～１．５となるように調整した。
　本硬化工程終了後、得られた流体を網目１２５μｍのフィルタを用いてろ過し、電気粘性流体を完成させた。

　なお表１に、鎖延長剤である１，６－ＨＤの有無と、Ｌｉイオンの量を変えて種々調製した、複数の電気粘性流体の試作品を、後述する試験結果とともにまとめて示す。
　表１において、本発明に係る電気粘性流体を実施例に、鎖延長剤である１，６－ＨＤを不使用とした電気粘性流体を参考例に、本発明の、特に［Ｌｉ］／［Ｏ］≧９．０×１０^－５の条件範囲から外れた電気粘性流体を比較例としてそれぞれ示す。なお以降の説明において、電気粘性流体の例番号を後述の各種試験結果の例番号としても扱うものとする。

［試験例１］
　調製した種々の電気粘性流体について、レオメータを用いて電気粘性効果及び電流密度を測定した。以下に測定に供した装置及び測定条件等を示す。
〈電気粘性効果〉
　得られた電気粘性流体に対して、電圧印加時の貯蔵弾性率（Ｇ’）（Ｐａ）を測定した。ひずみ１０％の値を代表値として評価した。
・測定装置：Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ　ＭＣＲ３０２（Ａｎｔｏｎ　Ｐａａｒ社）
・治具：ＣＣ２７
・測定温度：３０℃
・印加電圧：５ｋＶ
・サンプル量：１５ｍＬ
・測定プログラム：ひずみ分散測定（周波数：０．２Ｈｚ）
〈電流密度〉
　得られた電気粘性流体に対して、電圧印加時の電流密度（μＡ／ｃｍ^２）を測定した。
・測定装置：Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ　ＭＣＲ３０２（Ａｎｔｏｎ　Ｐａａｒ社）
・治具：ＣＣ２７
・測定温度：３０℃
・印加電圧：５ｋＶ
・サンプル量：１５ｍＬ
・測定プログラム：ひずみ分散測定　開始１分後の電流値（周波数：０．２Ｈｚ）

　表１に、ＥＲ効果（ひずみ１０％の場合の貯蔵弾性率）、及び電流密度（３０℃）の測定結果を示す。また、実施例１～３及び参考例１～３の電気粘性流体において、エーテル基の酸素のモル濃度（［Ｏ］）に対するＬｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）の比率：［Ｌｉ］／［Ｏ］に対して、上記測定値を線形近似した際の傾きをあわせて示す。
　さらに、実施例１～３及び参考例１～３の測定結果に基づき、［Ｌｉ］／［Ｏ］（横軸）に対するＥＲ効果の値（縦軸）を図３に、［Ｌｉ］／［Ｏ］（横軸）に対するレオメータに５ｋＶの電圧を印加した時の電流密度の値（縦軸）を図４に、［Ｌｉ］／［Ｏ］（横軸）に対する電流密度に対するＥＲ効果の比：ＥＲ効果／電流密度の値（縦軸）を図５に、それぞれ示す。
　なお図３～図５中、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）使用の例を符号▲（実施例）にて、鎖延長剤不使用の例を符号●（参考例）にて、それぞれ示す。

　図３に示すように、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）の使用の有無に関わらず、［Ｌｉ］／［Ｏ］の増加に伴いＥＲ効果が増加する傾向がみられ、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）を適用した場合（▲）には、［Ｌｉ］／［Ｏ］に対するＥＲ効果の増加率がより高いことが確認された。
　この結果は、鎖延長剤の適用により、非適用に比べてＬｉイオンの増量によるＥＲ効果の増加率が高いことを示すものである。

　図４に示すように、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）の使用の有無に関わらず、［Ｌｉ］／［Ｏ］の増加に伴い電流密度値が増加する傾向がみられたが、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）を適用した場合（▲）には、［Ｌｉ］／［Ｏ］に対する電流密度の増加率がより低いことが確認された。
　この結果は、鎖延長剤の適用により、Ｌｉイオンが増量した場合においても電流密度の増加が抑制できることを示すものである。

　図５に示す電流密度とＥＲ効果の比（ＥＲ効果／電流密度）は、この比率が高いほど、電流密度に対するＥＲ効果の発現力が高いことを示し、効率的なＥＲ効果発現ができていると捉えられる。
　図５に示すように、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）を適用しない場合（●）、［Ｌｉ］／［Ｏ］の増加に伴い、ＥＲ効果の比（ＥＲ効果／電流密度）は低下するのに対して、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）を適用した場合（▲）には［Ｌｉ］／［Ｏ］の増加に対してＥＲ効果の比が同等あるいは微増する傾向が確認された。
　この結果は、鎖延長剤の適用により、電流密度の値を極力増大させずに、ＥＲ効果を増大させることが可能であることを示すものである。

［試験例２：ダンパ実機を用いた電気粘性流体性能試験］
　図２に示す電気粘性流体ダンパ１１にて、電気粘性流体性能試験を実施した。
　なおダンパ試験機の装置及び測定条件は以下のとおりである。
・測定装置：垂直加振機（（株）東京衡機）
・振幅種：ｓｉｎ波
・周波数：１Ｈｚ
・振幅幅：±４０ｍｍ
・ピストン速度：０．０５ｍ／ｓまたは０．９ｍ／ｓ
・印加電圧：５ｋＶ
・温度計測：シース熱電対　Ｋタイプ
・測定温度：３０℃または５０℃
　なお実施例で使用した電気粘性流体ダンパシステムでは、５０Ｗの電源を使用し、最大５，０００Ｖを印加するため、１０ｍＡを上限電流値とした。

　表１に、５ｋＶの電圧を印加し、ピストン速度０．９ｍ／ｓの際の、測定温度３０℃の減衰力と測定温度５０℃の減衰力との比（減衰力比）を示す。

　図６は、電気粘性流体ダンパに使用した電気粘性流体における［Ｌｉ］／［Ｏ］（横軸）と、該ダンパに測定温度：３０℃にて、５ｋＶの電圧を印加し、ピストン速度０．０５ｍ／ｓの際の、減衰力（Ｎ）の値（縦軸）との関係を示す図である。図６中、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）使用の例を符号▲（実施例）にて、鎖延長剤不使用の例を符号●（参考例）にて、それぞれ示す。
　図６に示すように、鎖延長剤（１，６－ＨＤ）を適用した場合（▲）もダンパとして十分に機能する減衰力を有してなることを確認するとともに、１，６－ＨＤ未適用の場合（●）に比べて、［Ｌｉ］／［Ｏ］の増加に対する減衰力の増加率が高いとする結果が得られた。

　図７は、鎖延長剤を使用した電気粘性流体（実施例１～４、比較例１～３）における［Ｌｉ］／［Ｏ］（横軸）と、これを用いた該電気粘性流体ダンパに５ｋＶの電圧を印加し、ピストン速度０．９ｍ／ｓの際の、３０℃における減衰力と５０℃における減衰力の比（５０℃／３０℃）（縦軸）との関係を示す図である。
　図７（及び表１）に示すように、［Ｌｉ］／［Ｏ］が一定以上（≧９．０×１０^－５）の場合、減衰力の比（５０℃／３０℃）はほぼ一定であり、３０℃の減衰力に対する５０℃の減衰力の変化率（低下率）は９％以内であった。
　一方、［Ｌｉ］／［Ｏ］が８．９×１０^－５以下（比較例１及び比較例２）となった場合には前記減衰力の比が大きく変動し、すなわち３０℃の減衰力に対する５０℃の減衰力の変化率（低下率）が急激に大きくなる傾向が見られ、５０℃の減衰力が３０℃に対して約２５％も低下する結果となった。同時に、試験後のダンパにおいても電極への粒子の付着（固着）が顕著に見られた（比較例１及び比較例２）。
　以上の結果より、温度による減衰力変動がないと判断できる範囲、すなわち温度変化による減衰力の変化が１０％未満である範囲として［Ｌｉ］／［Ｏ］＝９．０×１０^－５以上とすることが好適であることが確認された。

　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　本願は、２０２１年９月１５日付出願の日本国特許出願第２０２１－１５０４６８号に基づく優先権を主張する。２０２１年９月１５日付出願の日本国特許出願第２０２１－１５０４６８号の明細書、特許請求の範囲、図面、および要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

１１　ＥＲＦダンパ（電気粘性流体ダンパ）、１２　内筒（シリンダ）、１３　外筒、２０　ピストン、２３　ピストンロッド、１４　中間筒（電極）

Claims (7)

1. 電気粘性流体であって、
   絶縁性を有する流体と、金属イオンを含むポリエーテル系ポリウレタン粒子とを含み、
   前記ポリウレタン粒子は、鎖延長剤を含み、
   前記金属イオンは、少なくともＬｉイオンを含み、
   前記ポリウレタン粒子に含まれるエーテル基の酸素原子のモル濃度（［Ｏ］）と前記Ｌｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）との比率（［Ｌｉ］／［Ｏ］）が、下記の条件を満たす、電気粘性流体。
   　〔エーテル基の酸素のモル濃度（［Ｏ］）に対するＬｉイオンのモル濃度（［Ｌｉ］）の比率〕
   　　　　　　［Ｌｉ］／［Ｏ］≧９．０×１０^－５
2. 前記鎖延長剤は、脂肪族系ジオールである、請求項１に記載の電気粘性流体。
3. 前記脂肪族系ジオールは、１，６－ヘキサンジオールである、請求項２に記載の電気粘性流体。
4. 前記ポリウレタン粒子は、ヒドロキシ基を３つ有する３官能ポリエーテルポリオールを構成成分として含み、
   前記ポリウレタン粒子は、熱硬化性ポリウレタン樹脂からなる、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電気粘性流体。
5. 前記ポリウレタン粒子は、ポリエーテルポリオール類とイソシアネート類と乳化剤と鎖延長剤とを含有する混合物の反応生成物であり、
   前記鎖延長剤は、多官能アルコールであり、
   前記ポリエーテルポリオール類のヒドロキシ基のモル量と鎖延長剤のヒドロキシ基のモル量との合計量（１００モル％）に対して、鎖延長剤のヒドロキシ基のモル量が１５モル％～２５モル％となる量にて、前記鎖延長剤が使用される、請求項１に記載の電気粘性流体。
6. シリンダ装置であって、
   ピストンロッドと、
   前記ピストンロッドが挿入される内筒と、
   前記ピストンロッドと前記内筒との間に設けられた電気粘性流体とを備え、
   前記電気粘性流体は、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電気粘性流体である、シリンダ装置。
7. シリンダ装置であって、
   ピストンロッドと、
   前記ピストンロッドが挿入される内筒と、
   前記ピストンロッドと前記内筒との間に設けられた電気粘性流体とを備え、
   前記電気粘性流体は、絶縁性を有する流体と、金属イオンを含むポリエーテル系ポリウレタン粒子とを含み、前記ポリウレタン粒子は、鎖延長剤を含み、前記金属イオンは、少なくともＬｉイオンを含み、
   前記電気粘性流体は、温度変化による減衰力の変化が１０％未満である、シリンダ装置。

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