JPH0335095A

JPH0335095A - 電気粘性流体

Info

Publication number: JPH0335095A
Application number: JP16848089A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Yoshimura; 吉村　良一; Takatoshi Akatsuka; 孝寿赤塚; Junji Nagahori; 永堀　淳司; Naoyuki Maita; 舞田　尚之
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-15

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〕この発明は電気粘性流体に関し、さらに詳細には、外部
電界により応答してその粘性が変化する電気粘性流体に
関する。

〔従来の技術〕

特定の分散媒に固体粒子を混合・分散させた分散液にお
いて、外部電界によってその分散液の粘性が著しく変動
する現象は、いわゆるウィンズロ効果として知られてい
る。

このようなウィンズロ効果を示す流体は、クラッチ、バ
ルブ、アクチエータ、バイブレータ等への応用が検討さ
れている。そのようなウィンズロ効果を示す流体として
は、塩化ジフェニル、塩化ベンゼン、セバシン酸ジブチ
ル、シリコーンオイルなどの分散媒に、微結晶セルロー
ス、シリカゲル、大豆カゼイン、デンプン、イオン交換
樹脂などの分散質を混合・分散した電気粘性流体が知ら
れている。従来では、水を吸着させたシリカなどの分散
質を用いることが、良好な効果を示すものとして提案さ
れてる（特公昭４５−１００４８号公報および特開昭４
８−１７８０６号公報など）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、本発明者らが知るところによれば、従来
の電気流体には、電界強度の変化の割合に対して粘度変
化の割合が少なく、ウィンズロ効果が顕著に現れず、ま
た、特に高温にさらされると吸着した水分が容易に遊離
することにより、ウィンズロ効果が急速に減少して消滅
しやすいという問題点があった。従って、従来の電気粘
性流体は、特に耐熱性の点で満足できるものとは言い難
かった。

また、連続して使用した場合、特性が変化して、初期に
くらべ数時間で２〜５倍に変化する問題があった。

この発明は、上記の背景に基づきなされたちのであり、
その目的とするところは、耐久性および機械的摩耗防止
性を損なうことなく、耐熱性に優れ且つ安定性を有する
顕著なウィンズロ効果を示す電気粘性流体を提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を解決すべく種々の検討をした
結果、分散質として、室温で固体状の６機物質を吸着さ
せた分散粒子を用いれば、この発明の目的達成に有効で
あることを見出し、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明による電気粘性流体は９、室温で固
体状の有機物質を吸着させた分散粒子を、電気絶縁性流
体に分散してなること、を特徴とするものである。

この発明の好ましい態様において、有機物質として、ア
セトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、コハク酸ニトリ
ル、エリスリトール、ペンタエリストール若しくは尿素
から選ばれた少なくとも一種の物質からなるものを使用
することができる。

この発明の好ましい態様において、分散粒子としてセル
ロース、セファデックス、シリカゲル、ポリエーテル若
しくはゼオライトから選ばれた少なくとも一種の粒子を
用いることができる。

本明細書において、「セファデックス」とは、セファデ
ックスという商標で一般に取引されているものであって
、具体的には、多糖類デキストランから誘導された合成
有機化合物ビーズからなる不溶性の粉末のことをいうも
のである。

この発明の好ましい態様において、電気絶縁性流体とし
て、シリコンオイル、フッ素オイル、フタル酸ジオクチ
ル、セバシン酸ブチル、トリクレシルリン酸またはヒマ
シ油から選ばれた少なくとも一種の絶縁性流体があり、
本発明では、分散媒として用いられる。

以下、この発明をより詳細に説明する。

分散粒子この発明に於いて用いられる分散粒子は、室温で固体状
の有機物質を吸着させたものである。

具体的に用いることができる有機物質としては、各種の
アミド、ニトリル、多価アルコールおよびエステルなど
の極性の強い物質が好ましい。具体的には、アセトアミ
ドやＮ−メチルアセトアミドなどのアミド類、コハク酸
ニトリルなどのニトリル類、エリスリトール、ペンタエ
リストールなどの多価アルコール類、尿素、その他など
があり、また、導電性を向上させるために、これらを混
合したものがある。

この発明で用いることができる有機物質には、必要に応
じて塩類などの添加物を含めてもよい。

有機物質を吸着させる分散粒子は、例えば、１〜３００
μｍ１好ましくは１０〜１００μｍの平均粒径を持つも
のであり、その材質として、例えば、微結晶セルロース
、セファデックス、シリカゲル、ポリエーテル、ゼオラ
イトなどがある。

このような分散粒子の前記有機物質の吸着は、種々の方
法により行なうことができる。そのような方法のうち、
本発明で特に好ましいものとしては、適当な溶媒、例え
ばメタノール、エタノール、アセトン、水に前記有機物
質を溶解ないし混濁させて得た溶液に、分散粒子を浸漬
させ、次いでこの分散粒子を溶液から分離、乾燥させる
方法を挙げることができる。前記有機物質の吸着量は、
分散粒子１００重量部に対して、１０〜１００ｆｆｌ量
部、好ましくは１０〜５０重量部、である。

電気粘性流体この発明の電気粘性流体は、前記に詳説した分散粒子の
粉末を、電気絶縁性流体に分散してなる。

この発明において用いることができる電気絶縁性流体に
は、例えば、樹脂油、脂肪部、パラフィン系炭化水素、
ナフテン系炭化水素、オレフィン系炭化水素、塩素化油
、シリコンオイル、フッ素オイルなどがあり、好ましい
ものとして、シリコンオイル、フッ素オイル、フタル酸
ジオクチル、セバシン酸ブチル、トリクレシルリン酸お
よびヒマシ浦などがある。

また、上記の絶縁油に加えて、トルエン、ベンゼンなど
の溶剤を用いることができ、更に、比重：＃整のために
上記の液体を組合せて用いることができる。

分散粒子の粉末と、電気絶縁性流体との配合割合は、用
途、種類などに応じて適宜選択することができる。例え
ば、電気絶縁性流体１００重量部に対して、分散粒子の
粉末を１０〜１００重量部、好ましくは１０〜５０重量
部、にすることができる。

分散粒子の粉末の電気絶縁性流体への分散は、種々の方
法で実施することができる。そのような方法として、振
動ミル、ボールミルなどの手段がある。

この発明において、分散粒子以外に、電気絶縁性流体に
目的に応じて種々の添加物を含めることができる。

〔発明の効果〕

本発明による電気粘性流体は、分散質の表面に常温で固
体状の有機物質が強固に吸着されているので、耐熱性、
耐久性、安定性に著しく優れている。

また、吸着水の存在などの条件を必要としないので、従
来の電気流体のように、吸着した水分が遊離することに
より、ウィンズロ効果が急速に減少して消滅することが
ない。また、一定電圧を連続的に印加した場合も変動が
少ない。

〔実施例〕

実施例１セルロース粒子（メルク製２３３１）５ｇを１２０℃で
乾燥後、コハク酸ニトリル０．５６ｇを溶解させたメタ
ノール溶液に浸漬したのち、８０℃の温度条件下でメタ
ノールを蒸発させて、セルロース粒子にコハク酸ニトリ
ルを吸着させた分散粒子を作成した。

これを分散媒としてのジメチルシリコンオイル１０ｃｓ
　　５０ｇ中に分散させた。分散は、セラミックビーズ
等を用いて行なった。このようにして電気粘性流体を得
た。

この電気粘性流体の電界強度変化による粘度変化を測定
した。測定は、同心円二重円筒型粘度計（レオマット１
３５（コントラパス社製））を用いて行った。ローター
直径２５市、長さ３７．５＠鵬、ギャップ１ｍ１１で、
ずり速度を２５２（１／ｓ）での測定結果を第１図に示
す。電昇は、直流電昇とじた。

更に、得られたこの電気粘性流体について１２０℃の熱
環境下での放置による耐熱試験を行った。その結果を′
Ｒ４４図に示す。

実施例２セファデックス粒子（ファルマシア製、Ｇ２５、Ｐｉｎ
ｅ）　２０　ｇを１２０℃で乾燥後、エリスリトール８
．５６ｇを溶解させた水溶液に浸漬したのち、１１０℃
の温度条件下で水を蒸発させて、セファデックス粒子に
エリスリトールを吸着させた分散粒子を作成した。

これを分散媒としてジメチルシリコンオイル１０ｃｓ　
　２Ｑｇｓフッ素オイル（ダイフロイル＃３、ダイキン
工業株式会社製）４６．７ｇの混合液に分散し、電気粘
性流体を得た。

この電気粘性流体について実施例１と同様な装置、方法
にて測定を行なった。得ら件た結果を第２図に示す。

更に、得られたこの電気粘性流体について１２０℃の熱
環境下での放置による耐熱試験を行なった。その結果を
第４図に示す。

また、Ａ　Ｃ４ＫＶ／＋ｎでの連続印加試験の結果を第
５図に示す。

比較例１室温で固体状の有機物質で処理せずに、水を空気中で約
５重量％吸着させたこと以外は、実施例１と同様にして
電気粘性流体を得た。

この電気粘性流体について、実施例１と同様な装置、方
法にて測定を行った。得られた結果を第３図に示す。

更に、得られたこの電気粘性流体について、１２０℃の
熱環境下での放置による耐熱試験を行った。その結果を
第４図に示す。

比較例２セファデックス粒子（ファルマシア製、Ｇ−２５、Ｐｌ
ｎｅ）　１０　ｇを１２０℃で乾燥後、グリセリン４．
２８ｇを溶解させたメタノール溶液に浸漬したのち、８
０℃の温度条件下でメタノールを蒸発させ、セファデッ
クス粒子にグリセリンを吸着させ、分散粒子を作成した
。

これを分散媒としてジメチルシリコーンオイル１０ｃｓ
　　３８．６ｇ、フッソオイル（グイフロイル＃３、ダ
イキン工業株式会社製）９０．０ｇの混合液中に分散し
、電気粘性流体を得た。

この電気粘性流体について、実施例２と同様４ＫＶ／１
１での連続印加試験の結果を第５図に示す。

結果第１〜２図に示されるように、本発明による電気粘性流
体（実施例１〜２）は、第３図に示す比較例とくらべ、
初期特性はほぼ同等である。

また、第４図に示されるように、本発明による電気粘性
流体（実施例１．２）は、比較例１の促来の電気粘性流
体に比べて、長目間、高温にさらされても粘度が変化し
に＜＜、耐熱性の優れたものである。さらに、一定電圧
を印加しつづける連続印加試験での安定性も第５図に示
すように安定している。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は、本発明によって得られた電気粘性流体の
電界強度変化による粘性変化の関係を示すグラフであっ
て、第１図は実施例１の電気粘性流体について、第２図
は実施例２の電気粘性流体について示すものである。第３図は、比較例１で得られた電気粘性流体の電界変化
による粘性変化の関係を示すグラフである。第４図は、実施例１．２および比較例１て得られた電気
粘性流体の耐熱試験の結果を示すグラフである。第５図は、実施例２および比較例２で得られた電気粘性
流体の連続印加試験の結果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１、室温で固体状の有機物質を吸着させた分散粒子を、
電気絶縁性流体に分散してなる電気粘性流体。２、室温で固体状の有機物質が、アセトアミド、Ｎ−メ
チルアセトアミド、コハク酸ニトリル、エリスリトール
、ペンタエリスリトール若しくは尿素から選ばれた少な
くとも一種の物質からなる、請求項１記載の電気粘性流
体。３、分散粒子が、セルロース、セファデックス、シリカ
ゲル、ポリエーテル若しくはゼオライトから選ばれた少
なくとも一種の粒子である、請求項１記載の電気粘性流
体。４、電気絶縁性流体が、シリコンオイル、フッ素オイル
、フタル酸ジオクチル、セバシン酸ブチル、トリクレシ
ルリン酸またはヒマシ油から選ばれた少なくと一種の流
体である、請求項１記載の電気粘性流体。