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JP2933674B2 - Electrorheological fluid - Google Patents
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JP2933674B2 - Electrorheological fluid - Google Patents

Electrorheological fluid

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JP2933674B2
JP2933674B2 JP11538890A JP11538890A JP2933674B2 JP 2933674 B2 JP2933674 B2 JP 2933674B2 JP 11538890 A JP11538890 A JP 11538890A JP 11538890 A JP11538890 A JP 11538890A JP 2933674 B2 JP2933674 B2 JP 2933674B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電場を印加することにより固化又は粘度の
増加を示す液体に関し、詳しくは、粒子とその粒子を懸
濁又は分散させる電気絶縁性液体とからなるウインズロ
ー効果を有する電気粘性流体に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid that shows solidification or an increase in viscosity when an electric field is applied, and more particularly to particles and an electric insulating material that suspends or disperses the particles. The present invention relates to an electrorheological fluid having a Winslow effect composed of a liquid.

〔従来技術〕(Prior art)

特定の電気絶縁性液体中に特定の固体粒子を分散又は
懸濁させた液体に外部から電界を印加すると、液体の粘
度が著しく増大したり固化したりする現象が観察される
が、この現象はウインズロー(Winslow)効果として知
られている。そして、このような特性を示す流体は、ク
ラッチ、ダンパー、油圧制御機器、振動素子等への応用
が提案され、また、着色剤を添加することにより、画像
を形成するためのプリンターのインクとしての応用も提
案されている。
When an electric field is externally applied to a liquid in which specific solid particles are dispersed or suspended in a specific electrically insulating liquid, a phenomenon is observed in which the viscosity of the liquid significantly increases or solidifies. Also known as the Winslow effect. Fluids exhibiting such characteristics are proposed to be applied to clutches, dampers, hydraulic control devices, vibrating elements, and the like.Additionally, by adding a coloring agent, the fluid can be used as a printer ink for forming an image. Applications have also been proposed.

かかる現象を示す流体(電気粘性流体)として、USP2
417850号には、デンプン、小麦粉、石膏、カーボン、石
灰等の親水性粉体を、鉱油、オリーブ油、トランス油等
の絶縁性油に懸濁させた流体が開示されている。このよ
うな流体に電界を印加したとしても、得られる剪断応力
は小さく、実用には耐えないものであった。特公昭52−
30273号公報には、粒子としてイオン交換樹脂を用いる
電気粘性流体が開示されている。特定のイオン交換樹脂
を用いることにより、大きな剪断応力は得られるもの
の、電界を印加した時に流れる電流密度が高すぎて、電
源装置上の制約から、充分な剪断応力が得られる程度の
高電圧を印加することが実用上できなかったり、大型の
高圧電源を用いたりしなければならないという欠点があ
った。
USP2 is a fluid (electrorheological fluid) that exhibits this phenomenon.
No. 417850 discloses a fluid in which a hydrophilic powder such as starch, flour, gypsum, carbon, and lime is suspended in an insulating oil such as mineral oil, olive oil, and trans oil. Even when an electric field is applied to such a fluid, the obtained shear stress is small and cannot be put to practical use. Tokiko Sho 52-
Japanese Patent No. 30273 discloses an electrorheological fluid using an ion exchange resin as particles. Although a large shear stress can be obtained by using a specific ion exchange resin, the current density flowing when an electric field is applied is too high, and a high voltage that can provide a sufficient shear stress is obtained due to restrictions on the power supply device. There are drawbacks that it is practically impossible to apply the voltage and that a large high-voltage power supply must be used.

ウインズロー効果を示す電気粘性流体に界面活性剤を
用いた例としては、J.Appl.Phys.38,(1)67(1967)
に粒子としてシリカゲルを用いた系に界面活性剤を添加
したものが開示されているが、界面活性剤の添加の目
的、界面活性剤の構造、添加量については何ら触れられ
てはいない。また、シリカゲルの含水量についてもなん
の記述も見られないが、J.Appl.Phys.20,1137,(1949)
に記載されているように、従来はシリカゲル等の粒子は
ある程度の水分を含むことが好ましいとされていた。こ
のような電気粘性流体は前記した電気粘性流体と同様に
電界印加時に流れる電流が大きくなりすぎる傾向がみら
れる。また、シリカゲルを粒子として用いると粒子の懸
濁安定性を保つのが困難であるという欠点もあった。
J. Appl. Phys. 38, (1) 67 (1967) is an example of using a surfactant in an electrorheological fluid exhibiting the Winslow effect.
Discloses a system in which a surfactant is added to a system using silica gel as particles, but there is no mention of the purpose of adding the surfactant, the structure of the surfactant, and the amount of addition. No description can be found for the water content of silica gel, but J. Appl. Phys. 20, 1137, (1949)
Conventionally, it has been considered that particles such as silica gel preferably contain a certain amount of water. In such an electrorheological fluid, the current flowing when an electric field is applied tends to be too large, similarly to the above-described electrorheological fluid. Further, when silica gel is used as the particles, there is a disadvantage that it is difficult to maintain the suspension stability of the particles.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は前述のような問題点を解消し、電界を印加し
たときに得られる剪断応力が大きく、かつ流れる電流密
度の小さな電気粘性流体を得ることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to obtain an electrorheological fluid having a large shear stress obtained when an electric field is applied and a small flowing current density.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、(A)界面活性剤を含有するが、実質的に
水分を含有せず、粒径が0.1〜100μmである解離性官能
基を有する粒子が、(B)電気絶縁性の液体中に、分散
または懸濁していることを特徴とする電気粘性流体に関
する。
The present invention provides (A) particles containing a surfactant, but containing substantially no water and having a dissociable functional group having a particle size of 0.1 to 100 μm, in (B) an electrically insulating liquid. And an electrorheological fluid characterized by being dispersed or suspended.

以下に本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明における解離性の官能基を有する粒子は、分子
中に−COOM,−SO3M,−OM,−SM,−(R1,R2,R3)NX,−(R
1,R2,R3)PX(ここにおいてMは水素、またはナトリウ
ム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属類、アンモ
ニウム、ホスホニウム類であり、R1,R2,R3はそれぞれ水
素または、置換基を有することができるアルカリ基であ
り、Xはハロゲンなどの陰イオンとなりうる元素または
官能基を示す。)などの官能基を有する粒子である。こ
れらの粒子の代表的な例としては、スチレンとジビニル
ベンゼンとを共重合させたものに前記の官能基を導入し
たイオン交換樹脂、アクリル酸とN,N−メチレンビスア
クリルアミドとの共重合体等のアクリル酸を含む重合
体、カルボキシメチルセルロース、セルロース粒子を反
応染料で染着せしめたものなどのセルロースに前記の解
離性の官能基を導入したもの、アクリルアミドとエチレ
ングリコールジメタクリレートとの共重合体などのアク
リルアミド共重合体、酸性染料、直接染料、塩基性染料
等の塊状集合体等が挙げられる。これらの粒子は必ずし
も粒子全体が上記のような解離性の官能基を有する化合
物で構成されている必要は無く、例えば、ポリエチレ
ン、スチレンとジビニルベンゼンとを共重合させた化合
物等で構成される粒子の表面近傍に上記の解離性官能基
を有する化合物がコートされたような粒子も好ましく用
いることができる。
Particles having a dissociative functional group in the present invention, -COOM in the molecule, -SO 3 M, -OM, -SM , - (R 1, R 2, R 3) NX, - (R
1 , R 2 , R 3 ) PX (where M is hydrogen or an alkali metal such as sodium, potassium, lithium, ammonium, phosphoniums, and R 1 , R 2 , and R 3 are each hydrogen or a substituent And X represents an element or a functional group that can be an anion such as halogen.). Representative examples of these particles include ion-exchange resins obtained by copolymerizing styrene and divinylbenzene and introducing the above functional groups, and copolymers of acrylic acid and N, N-methylenebisacrylamide. Acrylic acid-containing polymer, carboxymethylcellulose, those obtained by introducing the above-mentioned dissociative functional group into cellulose such as cellulose particles dyed with a reactive dye, a copolymer of acrylamide and ethylene glycol dimethacrylate, etc. Acrylamide copolymer, acid dyes, direct dyes, and basic dyes. These particles do not necessarily need to be composed entirely of a compound having a dissociative functional group as described above, for example, particles composed of polyethylene, a compound obtained by copolymerizing styrene and divinylbenzene, and the like. Particles in which the above compound having a dissociative functional group is coated in the vicinity of the surface can also be preferably used.

本発明に用いる粒子はほとんど水分を含有しない粒子
である。より具体的には、粒子中の水分が5重量パーセ
ント以下、より好ましくは1重量パーセント以下の粒子
を用いる。水分を除去した粒子は、上記の粒子を合成、
精製した後、加熱乾燥、真空乾燥、乾燥気流中への放
置、凍結真空乾燥等の方法により得ることができる。前
記のような粒子に水分を含有させることにより剪断応力
の大きな電気粘性流体を得ることはできるが、そのよう
な粒子を用いると電流密度が高くなってしまう。
The particles used in the present invention are particles containing almost no water. More specifically, particles having a water content of 5% by weight or less, more preferably 1% by weight or less, are used. Particles from which water has been removed synthesize the above particles,
After purification, it can be obtained by a method such as heat drying, vacuum drying, leaving in a dry air stream, or freeze vacuum drying. An electrorheological fluid having a large shear stress can be obtained by adding moisture to the particles as described above, but the use of such particles increases the current density.

本発明に用いる前記の粒子の粒径は0.1〜100μmが好
ましく、0.1μm以下あるいは100μm以上の粒径では充
分な電場による粘度の上昇が得られない。
The particle size of the particles used in the present invention is preferably 0.1 to 100 μm, and if the particle size is 0.1 μm or less or 100 μm or more, a sufficient increase in viscosity due to an electric field cannot be obtained.

本発明に用いられる界面活性剤としては、アニオン
系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤のいずれでも
良いが、電場を印加したときに流れる電流を少なくする
ために最も好ましいのはノニオン系の界面活性剤であ
る。また、充分に大きな剪断応力を得るためには常温に
おいて液体状のものを用いるのが好ましい。
As the surfactant used in the present invention, any of anionic, cationic and nonionic surfactants may be used, but the nonionic surfactant is most preferable in order to reduce the current flowing when an electric field is applied. Activator. In order to obtain a sufficiently large shear stress, it is preferable to use a liquid material at normal temperature.

本発明に用いられる界面活性剤の具体的な例として、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエ
チレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレ
ンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンアルキルソ
ルビタンエステル類、ポリオキシエチレンアルキルアミ
ン類、グリセリン脂肪酸エステル類、デカグリセリン脂
肪酸エステル類、ポリグリセリン脂肪酸エステル類、ソ
ルビタン脂肪族エステル類、プロピレングリコール脂肪
酸エステル類、ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エ
ステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンア
ルキルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロ
ピレンブロックポリマー類、パーフルオロアルキルリン
酸エステル類、パーフルオロアルキルベタイン酸等を挙
げることができる。これらのノニオン系の界面活性剤の
中でも特に酸化エチレン基(ポリオキシエチレン基)を
有する化合物を用いるのが、より大きな剪断応力を得る
のに好ましい。好ましい剪断応力を得るためには、粒子
や界面活性剤の種類に応じて、酸化エチレン基の長さ、
アルキル基の長さが適当な範囲の化合物を選択する。
As a specific example of the surfactant used in the present invention,
Polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene alkyl sorbitan esters, polyoxyethylene alkyl amines, glycerin fatty acid esters, decaglycerin fatty acid esters, polyglycerin Fatty acid esters, sorbitan aliphatic esters, propylene glycol fatty acid esters, polyoxyethylene glycol fatty acid esters, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymers, perfluoroalkyl phosphate esters And perfluoroalkyl betainic acid. Among these nonionic surfactants, it is particularly preferable to use a compound having an ethylene oxide group (polyoxyethylene group) in order to obtain a larger shear stress. In order to obtain a preferable shear stress, depending on the type of particles and surfactant, the length of the ethylene oxide group,
A compound having an appropriate length of the alkyl group is selected.

次に本発明に用いられる電気絶縁性の液体としては、
従来、ウインズロー効果を示す電気粘性流体に用いられ
てきた液体がそのまま用いられる。そのような液体の例
としては、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、フ
タル酸ジブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジノニ
ル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジ−2エチルヘキ
シル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチルベンジ
ル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ
デシル等の芳香族カルボン酸エステル類、セバチン酸ブ
チル、オレイン酸ブチル、ステアリン酸ブチル、アジピ
ン酸ジブチル、エチレングリコール酸ブチルフタリル、
エチレングリコール酸メチルフタリル、ブチルグリコー
ル酸メチルフタリル、モノアセチン、ジアセチン、トリ
アセチン、植物油などの脂肪族カルボン酸エステル類、
変性又は未変性のポリメチルシロキサン等のシリコーン
油類、ドデカン、2,2,3−トリメチルペンタン、ヘキサ
デカン、リグロイン、精製された灯油類等の脂肪族炭化
水素類、アルキルナフタレン、水素化トリフェニル、ジ
フェニルメタン、モノエチルジフェニル、トリエチルジ
フェニル、ジエチルジフェニル、ジフェニル、ターフェ
ニル、1,4−ジフェニルベンゼン、フェニルキシリルエ
タン、トルエン、キシレン等のアルキル置換の芳香族炭
化水素類、アルキル置換のビフェニル類、トリクロロエ
チレン、テトラクロロエチレン、ブロモナフタレン等の
ハロゲン置換の、脂肪族、芳香族炭化水素類、アニソー
ル、フェネトール、メトキシトルエン、ジフェニルエー
テル、ベラロール等のエーテル類、ホスファゼン類等を
挙げることができる。
Next, as the electrically insulating liquid used in the present invention,
Conventionally, a liquid that has been used as an electrorheological fluid exhibiting the Winslow effect is used as it is. Examples of such liquids include dioctyl phthalate, didecyl phthalate, dibutyl phthalate, diethyl phthalate, dinonyl phthalate, diisononyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, ditridecyl phthalate, butyl benzyl phthalate, Aromatic carboxylic esters such as trioctyl melitate and tridecyl trimellitate, butyl sebacate, butyl oleate, butyl stearate, dibutyl adipate, butylphthalyl ethylene glycolate,
Methylphthalyl ethylene glycolate, methylphthalyl butyl glycolate, monoacetin, diacetin, triacetin, aliphatic carboxylic acid esters such as vegetable oils,
Silicone oils such as modified or unmodified polymethylsiloxane, dodecane, 2,2,3-trimethylpentane, hexadecane, ligroin, aliphatic hydrocarbons such as refined kerosene, alkylnaphthalene, triphenyl hydride, Alkyl-substituted aromatic hydrocarbons such as diphenylmethane, monoethyldiphenyl, triethyldiphenyl, diethyldiphenyl, diphenyl, terphenyl, 1,4-diphenylbenzene, phenylxylylethane, toluene, xylene, alkyl-substituted biphenyls, trichloroethylene And halogen-substituted aliphatic and aromatic hydrocarbons such as tetrachloroethylene and bromonaphthalene, ethers such as anisole, phenetole, methoxytoluene, diphenylether and veralol, and phosphazenes.

本発明の必須成分は、前述の(イ)、(ロ)及び
(ハ)の要件を備えた粒子(A)および電気絶縁性液体
(B)である。これらの各成分は単独の化合物で形成さ
れていても良いが、目的により数種の化合物を混合して
用いることもできる。また、目的に応じて種々の添加物
を加えることができる。例えば、流体の粘度を調整する
ためにゲル化剤を加えたり、流体の安定性を高めるため
に酸化防止剤を添加したりすることができる。本発明に
よる電気粘性流体を画像記録のためのインクとして用い
る時には、染料などの着色剤を添加することもできる。
The essential components of the present invention are the particles (A) and the electrically insulating liquid (B) satisfying the above requirements (A), (B) and (C). Each of these components may be formed of a single compound, but a mixture of several compounds may be used depending on the purpose. Various additives can be added according to the purpose. For example, a gelling agent can be added to adjust the viscosity of the fluid, and an antioxidant can be added to increase the stability of the fluid. When the electrorheological fluid according to the present invention is used as an ink for image recording, a coloring agent such as a dye may be added.

電気粘性効果のメカニズムはいまだに完全に解明され
てはいないが、解離性官能基を有する粒子を用いること
により電界を印加した時に粒子内で解離したイオンが移
動し、粒子間に静電気力が働くために電気粘性効果が発
現されるものと推定される。また粒子中の界面活性剤は
これらの解離基の解離を促進すると同時に水のように高
い導電率を持たないため電流密度が小さくなるものと推
定される。
Although the mechanism of the electrorheological effect has not been completely elucidated yet, the use of particles having dissociable functional groups causes the dissociated ions to move within the particles when an electric field is applied, and the electrostatic force acts between the particles. It is presumed that the electrorheological effect is exhibited in the case. It is also presumed that the surfactant in the particles promotes the dissociation of these dissociating groups and, at the same time, does not have a high electrical conductivity like water, so that the current density becomes small.

〔実施例〕〔Example〕

以下に実施例および比較例を示す。ここでの部は重量
基準である。
Examples and comparative examples are shown below. Parts here are by weight.

実施例1 (粒子の合成) スチレン 94.8部 ジビニルベンゼン 3.5部 アルキルベンゼンスルホン酸 1.5部 過硫酸カリウム 0.2部 を300部の純水に加えて撹拌した後、更に撹拌を続けな
がら加熱を行ない架橋されたスチレン共重合体を得た。
架橋共重合体にパラホルムアルデヒドおよび塩化水素を
反応させてクロルメチル化ポリスチレンとした後、ジメ
チルアミンと反応させて、第三級のアミノ基を有する共
重合体粒子を得た。この共重合体を希塩酸で洗浄した
後、更に、純水で洗浄し、その懸濁液をスプレー・ドラ
イ法により乾燥した。得られた粉体を50℃において30時
間の真空乾燥を行ない、カウンター・イオンを塩素イオ
ンとする解離性のアミノ基を有する、実質的に水分を含
有しない共重合体を得た。この粒子の平均粒径をコール
ター・カウンターにより測定したところ、2.6μmであ
った。
Example 1 (Synthesis of particles) Styrene 94.8 parts Divinylbenzene 3.5 parts Alkylbenzene sulfonic acid 1.5 parts Potassium persulfate 0.2 part was added to 300 parts of pure water, stirred, and further heated while continuing stirring to form crosslinked styrene. A copolymer was obtained.
The crosslinked copolymer was reacted with paraformaldehyde and hydrogen chloride to form chloromethylated polystyrene, and then reacted with dimethylamine to obtain copolymer particles having a tertiary amino group. After washing the copolymer with dilute hydrochloric acid, it was further washed with pure water, and the suspension was dried by a spray-dry method. The obtained powder was vacuum-dried at 50 ° C. for 30 hours to obtain a copolymer containing a dissociable amino group having a counter ion as a chloride ion and containing substantially no water. The average particle size of the particles measured by a Coulter counter was 2.6 μm.

(調合) 得られた粒子を下記の処方で調合し、撹拌、超音波洗
浄機による励振を行なうことにより電気応答性の流体を
得た。
(Preparation) The obtained particles were prepared according to the following formulation, and agitated and excited by an ultrasonic cleaner to obtain an electrically responsive fluid.

粒子 25.0部 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 1.5部 (酸化エチレン基数7) テトラクロロエチレン 53.0部 精製灯油 20.5部 この流体を同軸二重円筒型の粘度計に入れ、内外円筒
間に直流電圧を印加した状態で外側電極に回転力を与
え、内側電極と外側電極との間に滑りが生じる時のトル
クを測定し、このトルクと有効電極面積とから剪断応力
を算出した。結果は5KV/mmの電界強度において、剪断応
力は48gf/cm2であり、電流密度は3.8×10-8A/cm2であっ
た。
Particles 25.0 parts Polyoxyethylene nonyl phenyl ether 1.5 parts (Ethylene oxide group 7) Tetrachloroethylene 53.0 parts Refined kerosene 20.5 parts This fluid is placed in a coaxial double cylindrical viscometer, and a DC voltage is applied between the inner and outer cylinders to the outer side. Rotational force was applied to the electrodes to measure the torque when slippage occurred between the inner and outer electrodes, and the shear stress was calculated from the torque and the effective electrode area. As a result, at an electric field strength of 5 KV / mm, the shear stress was 48 gf / cm 2 and the current density was 3.8 × 10 −8 A / cm 2 .

この流体の沈降性を測定するために、栓付きのガラス
製試験管内に流体を入れ、室温にて三ヶ月間の放置を行
ったが、まったく粒子の沈降は観察されなかった。
In order to measure the sedimentation of the fluid, the fluid was placed in a glass test tube with a stopper and allowed to stand at room temperature for three months, but no sedimentation of particles was observed.

比較例1(水分含有粒子の使用) 実施例1の流体の処方において、界面活性剤を使用し
ないかわりに1.5部の水分を吸着せしめた粒子を用い、
実施例1と同様に試験を行った。結果は5KV/mmの電界強
度において、剪断応力は46gf/cm2であり、電流密度は1.
2×10-4A/cm2であった。
Comparative Example 1 (Use of Water-Containing Particles) In the fluid formulation of Example 1, instead of using a surfactant, 1.5 parts of water-adsorbed particles were used.
The test was performed in the same manner as in Example 1. Results in electric field strength of 5 KV / mm, the shear stress is 46gf / cm 2, current density is 1.
It was 2 × 10 −4 A / cm 2 .

比較例2(解離性官能基を有しない粒子の使用) 実施例1の流体の処方において、実施例1で合成した
粒子に替えて実施例1と同様に真空乾燥した結晶セルロ
ースの粉末を用いて流体を得て、実施例1と同様に試験
を行った。結果は、5KV/mmの電界強度において、剪断応
力は5.7gf/cm2であり、電流密度は2.9×10-8A/cm2であ
り、電流密度は小さいものの、著しく弱い剪断応力しか
得られなかった。
Comparative Example 2 (Use of Particles Having No Dissociative Functional Group) In the fluid formulation of Example 1, a powder of crystalline cellulose vacuum-dried in the same manner as in Example 1 was used instead of the particles synthesized in Example 1. A fluid was obtained and tested in the same manner as in Example 1. Results in a field strength of 5 KV / mm, the shear stress is 5.7gf / cm 2, current density was 2.9 × 10 -8 A / cm 2 , although the current density is small, obtained only significantly weaker shear stress Did not.

実施例2 実施例1で合成した粒子を用いて下記処方の流体を実
施例1と同様にして得た。
Example 2 A fluid having the following formulation was obtained in the same manner as in Example 1 using the particles synthesized in Example 1.

実施例1で合成した粒子 20部 ポリオキシエチレンラウリルエーテル 1部 (酸化エチレン基数8) トリメリット酸トリオクチル 65部 フタル酸ジデシル 14部 実施例1と同様に試験を行った。結果は、5KV/mmの電
界強度において、剪断応力は39gf/cm2であり、電流密度
は2.7×10-8A/cm2であった。
20 parts of particles synthesized in Example 1 Polyoxyethylene lauryl ether 1 part (8 ethylene oxide groups) Trioctyl trimellitate 65 parts Didecyl phthalate 14 parts A test was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, at an electric field strength of 5 KV / mm, the shear stress was 39 gf / cm 2 and the current density was 2.7 × 10 −8 A / cm 2 .

実施例3 (粒子の合成) 実施例1において合成したポリスチレン−ジビニルベ
ンゼンの架橋共重合体に発煙硫酸を作用させてスルホン
化を行い、水酸化ナトリウムの水溶液で洗浄することに
よりナトリウムをカウンター・イオンとしたスルホン基
を含有する重合体を得た。この重合体を100℃で真空乾
燥することにより、実質的に水分を含まない粒子を得
た。この粒子の平均粒径をコールター・カウンターによ
り測定したところ、5.2μmであった。
Example 3 (Synthesis of Particles) The crosslinked copolymer of polystyrene-divinylbenzene synthesized in Example 1 was sulfonated with fuming sulfuric acid, and washed with an aqueous solution of sodium hydroxide to remove sodium as a counter ion. A polymer containing a sulfone group was obtained. The polymer was vacuum-dried at 100 ° C. to obtain particles substantially free of moisture. When the average particle size of the particles was measured by a Coulter counter, it was 5.2 μm.

(調合) 得られた粒子を下記の処方で調合し、撹拌、超音波洗
浄機による励振を行なうことにより電気応答性の流体を
得た。
(Preparation) The obtained particles were prepared according to the following formulation, and agitated and excited by an ultrasonic cleaner to obtain an electrically responsive fluid.

粒子 20.0部 ポリオキシエチレンオレイルアミン 0.5部 (酸化エチレン基数10) ポリオキシエチレンオレイン酸アミド 0.5部 (酸化エチレン基数5) シリコーン・オイル(20cSt) 77.0部 実施例1と同様に試験を行った。結果は、5KV/mmの電
界強度において、剪断応力は35gf/cm2であり、電流密度
は5.5×10-8A/cm2であった。
Particles 20.0 parts Polyoxyethylene oleylamine 0.5 parts (number of ethylene oxide groups 10) Polyoxyethylene oleic acid amide 0.5 parts (number of ethylene oxide groups 5) Silicone oil (20 cSt) 77.0 parts A test was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, at an electric field strength of 5 KV / mm, the shear stress was 35 gf / cm 2 and the current density was 5.5 × 10 −8 A / cm 2 .

比較例3(水分含有粒子の使用) 実施例3の流体の処方において、界面活性剤のかわり
に界面活性剤と同量の水分を吸着せしめた粒子を用い、
実施例3と同様に試験を行った。5KV/mmの電界強度にお
いては、絶縁破壊を生じ、異常な電流が流れてしまい、
剪断応力の測定は不可能であった。
Comparative Example 3 (Use of Water-Containing Particles) In the fluid formulation of Example 3, particles in which the same amount of water as the surfactant was adsorbed were used instead of the surfactant.
The test was performed in the same manner as in Example 3. At an electric field strength of 5 KV / mm, dielectric breakdown occurs and an abnormal current flows,
Measurement of shear stress was not possible.

比較例4(解離性官能基を有しない粒子の使用) 実施例3の流体の処方において、実施例3で合成した
粒子に替えて実施例3と同様に真空乾燥したシリカゲル
の粉末を用いて流体を得て、実施例1と同様に試験を行
った。結果は、5KV/mmの電界強度において、剪断応力は
8.4gf/cm2であり、電流密度は5.6×10-8A/cm2であり、
電流密度は小さいものの、著しく弱い剪断応力しか得ら
れなかった。
Comparative Example 4 (Use of particles having no dissociating functional group) In the fluid formulation of Example 3, a fluid was prepared by using silica gel powder that was vacuum-dried in the same manner as in Example 3 instead of the particles synthesized in Example 3. And a test was conducted in the same manner as in Example 1. The results show that at an electric field strength of 5 KV / mm, the shear stress is
8.4 gf / cm 2 , the current density is 5.6 × 10 -8 A / cm 2 ,
Although the current density was small, only a very weak shear stress was obtained.

実施例4 実施例3で合成した粒子を用いて下記処方の流体を実
施例1と同様にして得た。
Example 4 A fluid having the following formulation was obtained in the same manner as in Example 1 using the particles synthesized in Example 3.

実施例3で合成した粒子 20.0部 ポリオキシエチレグリセリルモノオレエート 0.6部 (酸化エチレン基数5) ポリオキシエチレオレイルエーテル 0.5部 (酸化エチレン基数8) ジエチルジフェニル 32.0部 水素化トリフェニル 46.9部 実施例1と同様に試験を行った。結果は、5KV/mmの電
界強度において、剪断応力は37gf/cm2であり、電流密度
は6.8×10-8A/cm2であった。
Particles synthesized in Example 3 20.0 parts Polyoxyethylene glyceryl monooleate 0.6 parts (number of ethylene oxide groups 5) Polyoxyethyloleyl ether 0.5 parts (number of ethylene oxide groups 8) Diethyldiphenyl 32.0 parts Hydrogenated triphenyl 46.9 parts Example 1 The test was performed in the same manner as in the above. As a result, at an electric field strength of 5 KV / mm, the shear stress was 37 gf / cm 2 and the current density was 6.8 × 10 −8 A / cm 2 .

実施例5 (粒子の合成) メタクリル酸ナトリウム塩 100部 N,N′−メチレンビスアクリルアミド 4部 過硫酸アンモニウム 0.2部 精製水の溶液を調合した(溶液A)。 1200部 ヘキサン 100部 ソルビタンモノラウレートの溶液を 1部 調合した(溶液B)。Example 5 (Synthesis of Particles) Sodium methacrylate 100 parts N, N'-methylenebisacrylamide 4 parts Ammonium persulfate 0.2 part A solution of purified water was prepared (solution A). 1200 parts Hexane 100 parts 1 part of a solution of sorbitan monolaurate was prepared (solution B).

溶液A 70部 溶液B 50部 とを混合し、スターラーで撹拌し、さらに激しく撹拌を
続けながら8時間反応させた。得られた生成物を水洗し
遠心分離器で水分を除去した後、120℃の流動気流中で
乾燥し、さらに50℃において真空乾燥を行い、実質的に
水分を含有しないナトリウムをカウンター・イオンとす
るカルボン酸基を有する重合体の粒子を得た。ここの粒
子の平均粒径をコールター・カウンターにより測定した
ところ、15.3μmであった。
70 parts of solution A and 50 parts of solution B were mixed, stirred with a stirrer, and allowed to react for 8 hours while continuing to stir vigorously. After washing the obtained product with water and removing water with a centrifugal separator, it is dried in a flowing air stream at 120 ° C., and further dried in vacuum at 50 ° C., and sodium substantially free from water is used as counter ions. Thus, polymer particles having a carboxylic acid group were obtained. When the average particle size of the particles was measured by a Coulter counter, it was 15.3 μm.

(調合) 得られた粒子を下記の処方で調合し、撹拌、超音波洗
浄機による励振を行なうことにより電気応答性の流体を
得た。
(Preparation) The obtained particles were prepared according to the following formulation, and agitated and excited by an ultrasonic cleaner to obtain an electrically responsive fluid.

粒子 25.0部 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 2.0部 (酸化エチレン基数7) テトラクロロエチレン 55.5部 精製灯油 17.5部 実施例1と同様に試験を行った。結果は、5KV/mmの電
界強度において、剪断応力は32gf/cm2であり、電流密度
は1.5×10-8A/cm2であった。
Particles 25.0 parts Polyoxyethylene nonylphenyl ether 2.0 parts (Ethylene oxide group number 7) Tetrachloroethylene 55.5 parts Purified kerosene 17.5 parts The test was carried out in the same manner as in Example 1. As a result, at an electric field strength of 5 KV / mm, the shear stress was 32 gf / cm 2 and the current density was 1.5 × 10 −8 A / cm 2 .

実施例1と同様にこの流体の沈降性を測定するため
に、栓付きのガラス製試験管内に流体を入れ、室温にて
三か月間の放置を行ったが、まったく粒子の沈降は観察
されなかった。
In order to measure the sedimentation property of this fluid in the same manner as in Example 1, the fluid was placed in a glass test tube with a stopper, and left at room temperature for three months, but no sedimentation of particles was observed. Was.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の前記粘性流体により、大きな剪断応力を得る
ことができるとともに、電気密度を著しく低く抑えるこ
とができた。
With the viscous fluid of the present invention, a large shear stress can be obtained, and the electric density can be significantly reduced.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C10N 20:06 40:14 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 161/00,129/16 C10M 149/02,151/02,145/02 C10N 40:14 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI // C10N 20:06 40:14 (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C10M 161/00, 129/16 C10M 149 / 02,151 / 02,145 / 02 C10N 40:14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(A)界面活性剤を含有するが、実質的に
水分を含有せず、粒径が0.1〜100μmである解離性官能
基を有する粒子が、(B)電気絶縁性の液体中に、分散
または懸濁していることを特徴とする電気粘性流体。
(A) a particle having a dissociative functional group containing a surfactant but containing substantially no water and having a particle size of 0.1 to 100 μm, comprising: (B) an electrically insulating liquid; An electrorheological fluid characterized by being dispersed or suspended therein.
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