JPH055099A - 電気粘弾性半固体 - Google Patents
電気粘弾性半固体Info
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- JPH055099A JPH055099A JP28037991A JP28037991A JPH055099A JP H055099 A JPH055099 A JP H055099A JP 28037991 A JP28037991 A JP 28037991A JP 28037991 A JP28037991 A JP 28037991A JP H055099 A JPH055099 A JP H055099A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は印加する電場の強さに応じて
粘弾性特性を変化させることが可能な電気粘弾性半固体
を提供することである。 【構成】 本発明の電気粘弾性半固体は、平均粒子径が
０．１〜５００μｍで炭素／水素原子比（Ｃ／Ｈ比）が
１．２〜５である炭素質粉末２０〜７０重量部を室温に
おける針入度４０以上の部分的に架橋された電気絶縁性
高分子重合体８０〜３０重量部に分散させたものからな
る電気応答性ゲル、又は上記の炭素質粉末２０〜７０重
量部を室温における粘度５０００センチストークス以上
の電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合体８０〜３０重
量部に分散させたものからなる電気応答性軟塑性体より
なり、それらは電圧の印加により粘弾性特性を変化させ
ることができ、かつ流動性の著しく低い半固体である。
粘弾性特性を変化させることが可能な電気粘弾性半固体
を提供することである。 【構成】 本発明の電気粘弾性半固体は、平均粒子径が
０．１〜５００μｍで炭素／水素原子比（Ｃ／Ｈ比）が
１．２〜５である炭素質粉末２０〜７０重量部を室温に
おける針入度４０以上の部分的に架橋された電気絶縁性
高分子重合体８０〜３０重量部に分散させたものからな
る電気応答性ゲル、又は上記の炭素質粉末２０〜７０重
量部を室温における粘度５０００センチストークス以上
の電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合体８０〜３０重
量部に分散させたものからなる電気応答性軟塑性体より
なり、それらは電圧の印加により粘弾性特性を変化させ
ることができ、かつ流動性の著しく低い半固体である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電場の印加により粘弾性
特性が変化する電気粘弾性半固体に関するものである。
特性が変化する電気粘弾性半固体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気粘性流体を封入した電気制御
防振ゴムや電気制御ダンパーは、電場を印加することに
より、バネ特性、ロス特性を変化させることができ、さ
まざまな入力振動に対応して印加する電場を変化させる
ことによって優れた防振、制振性能が得られる部品とし
て実用化が検討されている。しかし、電気粘性流体は電
場を印加しない場合には流動性に富む材料であるため、
応用部品として機能させるためにはゴム、金属、プラス
チックなど他の固体材料の中に封入する必要があった。
防振ゴムや電気制御ダンパーは、電場を印加することに
より、バネ特性、ロス特性を変化させることができ、さ
まざまな入力振動に対応して印加する電場を変化させる
ことによって優れた防振、制振性能が得られる部品とし
て実用化が検討されている。しかし、電気粘性流体は電
場を印加しない場合には流動性に富む材料であるため、
応用部品として機能させるためにはゴム、金属、プラス
チックなど他の固体材料の中に封入する必要があった。
【０００３】他に、電場を印加し粘弾性特性を変化させ
ることができる材料としては電場屈曲性高分子ゲルが知
られているが、この電場屈曲性高分子ゲルは水、アセト
ン、ジメチルスルフォキサイドなどの溶媒中で機能する
のみで、応用デバイスはこのような溶媒中で動作させる
ものに限られる。
ることができる材料としては電場屈曲性高分子ゲルが知
られているが、この電場屈曲性高分子ゲルは水、アセト
ン、ジメチルスルフォキサイドなどの溶媒中で機能する
のみで、応用デバイスはこのような溶媒中で動作させる
ものに限られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように流動性の高
い電気粘性流体や、溶媒中にある高分子ゲルのように液
状のものが関与しないで、電場により粘弾性特性を変化
させることができる機能性材料が望まれていた。本発明
は上記の要望に応えるためになされたもので、本発明の
目的は印加する電場の強さに応じて粘弾性特性を変化さ
せることが可能な電気粘弾性半固体を提供することであ
る。
い電気粘性流体や、溶媒中にある高分子ゲルのように液
状のものが関与しないで、電場により粘弾性特性を変化
させることができる機能性材料が望まれていた。本発明
は上記の要望に応えるためになされたもので、本発明の
目的は印加する電場の強さに応じて粘弾性特性を変化さ
せることが可能な電気粘弾性半固体を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため鋭意検討を重ねた結果、電気粘性流体にお
いて、分散媒である電気絶縁油の粘度を著しく大きくす
ること、さらには分散媒を部分的に架橋することによ
り、流動性が著しく減少することに着目し、電場の印加
により粘弾性特性を変化させることができる半固体状の
従来にない機能性材料を得て、本発明を完成するに至っ
た。
達成するため鋭意検討を重ねた結果、電気粘性流体にお
いて、分散媒である電気絶縁油の粘度を著しく大きくす
ること、さらには分散媒を部分的に架橋することによ
り、流動性が著しく減少することに着目し、電場の印加
により粘弾性特性を変化させることができる半固体状の
従来にない機能性材料を得て、本発明を完成するに至っ
た。
【０００６】本発明者らは、平均粒子径が０．１〜５０
０μｍで炭素／水素原子比（Ｃ／Ｈ比）が１．２〜５で
ある炭素質粉末２０〜７０重量部を室温における針入度
４０以上の部分的に架橋された電気絶縁性高分子重合体
８０〜３０重量部に分散させたものからなることを特徴
とする電気応答性ゲル、又は上記の炭素質粉末２０〜７
０重量部を室温における粘度５０００センチストークス
以上の電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合体８０〜３
０重量部に分散させたものからなることを特徴とする電
気応答性軟塑性体が、電圧の印加により粘弾性特性を変
化させることができ、かつ流動性の著しく低い電気粘弾
性半固体であることを見いだした。
０μｍで炭素／水素原子比（Ｃ／Ｈ比）が１．２〜５で
ある炭素質粉末２０〜７０重量部を室温における針入度
４０以上の部分的に架橋された電気絶縁性高分子重合体
８０〜３０重量部に分散させたものからなることを特徴
とする電気応答性ゲル、又は上記の炭素質粉末２０〜７
０重量部を室温における粘度５０００センチストークス
以上の電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合体８０〜３
０重量部に分散させたものからなることを特徴とする電
気応答性軟塑性体が、電圧の印加により粘弾性特性を変
化させることができ、かつ流動性の著しく低い電気粘弾
性半固体であることを見いだした。
【０００７】本発明の電気応答性ゲル又は電気応答性軟
塑性体における機能発現の原理は電気粘性流体の原理と
似通っており、電場が印加された際、電気絶縁性高分子
重合体中の炭素質粒子は分極し、粒子間に静電気力が働
くことにより粒子間に引力が生じ、粒子の再配列を伴い
ながらゲル又は軟塑性体の粘弾性特性が変化することに
よるものと考えられる。電気粘性流体の場合との差異は
分散媒の粘度が著しく大きいか、架橋されていることに
よって粒子の動きが阻害され、電気粘性流体の場合のよ
うに電場が印加された際、粒子が電極間に完全に数珠状
になって繋がることはないものと考えられる。
塑性体における機能発現の原理は電気粘性流体の原理と
似通っており、電場が印加された際、電気絶縁性高分子
重合体中の炭素質粒子は分極し、粒子間に静電気力が働
くことにより粒子間に引力が生じ、粒子の再配列を伴い
ながらゲル又は軟塑性体の粘弾性特性が変化することに
よるものと考えられる。電気粘性流体の場合との差異は
分散媒の粘度が著しく大きいか、架橋されていることに
よって粒子の動きが阻害され、電気粘性流体の場合のよ
うに電場が印加された際、粒子が電極間に完全に数珠状
になって繋がることはないものと考えられる。
【０００８】従って電気粘性流体の分散相粉体として機
能するものは本発明における電気応答性ゲル又は電気応
答性軟塑性体の機能を発現するため充填される粉体とし
て基本的には使用できる。しかし、電気粘性流体の場合
に指摘されているように、シリカゲルやポリアクリル酸
リチウム粉体のように水分が電気粘性流体の機能発現に
不可欠であるいわゆる水系電気粘性流体の分散相として
機能する粉体は、耐熱性、耐久性の点で、本発明におけ
る電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体にも好ましく
ない。
能するものは本発明における電気応答性ゲル又は電気応
答性軟塑性体の機能を発現するため充填される粉体とし
て基本的には使用できる。しかし、電気粘性流体の場合
に指摘されているように、シリカゲルやポリアクリル酸
リチウム粉体のように水分が電気粘性流体の機能発現に
不可欠であるいわゆる水系電気粘性流体の分散相として
機能する粉体は、耐熱性、耐久性の点で、本発明におけ
る電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体にも好ましく
ない。
【０００９】この点から、本発明者らは非水系電気粘性
流体に好適な分散相として知見したＣ／Ｈ比が１．２〜
５、好ましくは２〜４の炭素質粉末が、本発明における
電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体の場合にも好適
であることを見出した。Ｃ／Ｈ比が１．２未満の場合は
本発明における電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体
の機能を発現せず、またＣ／Ｈ比が５を越える場合は電
場を印加したときに電流が過剰に流れる。
流体に好適な分散相として知見したＣ／Ｈ比が１．２〜
５、好ましくは２〜４の炭素質粉末が、本発明における
電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体の場合にも好適
であることを見出した。Ｃ／Ｈ比が１．２未満の場合は
本発明における電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体
の機能を発現せず、またＣ／Ｈ比が５を越える場合は電
場を印加したときに電流が過剰に流れる。
【００１０】炭素質粉末の粒子径については、分散相の
沈降の心配がないので電気粘性流体の場合より大きくて
も良い。電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体の機能
を発現するため充填される粉体の平均粒子径は０．１〜
５００μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜１００μ
ｍである。粉体粒子の平均粒子径が５００μｍを越える
と、分散媒に均一に分散することが困難で、０．１μｍ
未満の場合は電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体の
機能が非常に小さくなる。
沈降の心配がないので電気粘性流体の場合より大きくて
も良い。電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体の機能
を発現するため充填される粉体の平均粒子径は０．１〜
５００μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜１００μ
ｍである。粉体粒子の平均粒子径が５００μｍを越える
と、分散媒に均一に分散することが困難で、０．１μｍ
未満の場合は電気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体の
機能が非常に小さくなる。
【００１１】炭素質粉末の炭素含有量は８０〜９７重量
％のものが好ましく、特に好ましくは９０〜９５重量％
である。
％のものが好ましく、特に好ましくは９０〜９５重量％
である。
【００１２】一般に電気粘性流体の分散相の体積抵抗率
は半導体領域にあることが知られており、上記のＣ／Ｈ
比及び炭素含有量によって炭素質粉末の体積抵抗率が変
化する。すなわち、Ｃ／Ｈ比が小さく炭素含有量が少な
くなると炭素質粉末の体積抵抗率は上がり絶縁体に近く
なり、電場の印加に応答して粘弾性特性が変化する電気
粘弾性効果は発現しない。またＣ／Ｈ比が大きく炭素含
有量が大きくなると導電性が上がるが、電気粘弾性効果
を発現するために大きな消費電力が必要となり好ましく
ない。この意味で本発明に好ましい炭素質粉末の体積抵
抗率は１０5 〜１０11Ω・ｃｍで、更に好ましくは１０
7 〜１０10Ω・ｃｍである。
は半導体領域にあることが知られており、上記のＣ／Ｈ
比及び炭素含有量によって炭素質粉末の体積抵抗率が変
化する。すなわち、Ｃ／Ｈ比が小さく炭素含有量が少な
くなると炭素質粉末の体積抵抗率は上がり絶縁体に近く
なり、電場の印加に応答して粘弾性特性が変化する電気
粘弾性効果は発現しない。またＣ／Ｈ比が大きく炭素含
有量が大きくなると導電性が上がるが、電気粘弾性効果
を発現するために大きな消費電力が必要となり好ましく
ない。この意味で本発明に好ましい炭素質粉末の体積抵
抗率は１０5 〜１０11Ω・ｃｍで、更に好ましくは１０
7 〜１０10Ω・ｃｍである。
【００１３】本発明に好適な炭素質粉末の具体例として
は、（１）コールタールピッチ、石油系ピッチ、又はポ
リ塩化ビニルを熱分解して得られるピッチなどを微粉砕
したもの、（２）それらピッチ又はそれらのタール成分
を加熱処理して得られる炭素質メソフェーズ小球体粉
末、すなわち、加熱により形成される光学的異方性小球
体を溶剤でピッチ成分を溶解し分別することによって得
られる粉末、さらにこれを微粉砕したもの、ピッチ原料
を加熱処理によりバルクメソフェーズ（例えば特開昭59
-30887号参照）とし、それを微粉砕したもの、また一部
晶質化したピッチを微粉砕したもの、（３）熱硬化性樹
脂を低温で炭化したもの、例えばフェノール樹脂マイク
ロビーズの炭化物など、いわゆる低温処理炭素質粉末、
（４）無煙炭、歴青炭などの石炭類及びその熱処理物を
微粉砕したもの、（５）ポリエチレン、ポリプロピレン
又はポリスチレンなどの炭化水素系ビニル高分子とポリ
塩化ビニル又はポリ塩化ビニリデンなどの塩素含有高分
子との混合物を加圧下で加熱することによって得られる
炭素球、又はそれを微粉砕したもの、（６）ポリアクリ
ロニトリルの炭化物などが例示される。これらの中で、
特に好ましい炭素質粉末としては炭素質メソフェーズ小
球体粉末及びフェノール樹脂マイクロビーズの炭化物を
挙げることができる。さらに分散性を上げる目的又は電
流を下げる目的で炭素質粉末に種々の表面処理を行って
も良い。
は、（１）コールタールピッチ、石油系ピッチ、又はポ
リ塩化ビニルを熱分解して得られるピッチなどを微粉砕
したもの、（２）それらピッチ又はそれらのタール成分
を加熱処理して得られる炭素質メソフェーズ小球体粉
末、すなわち、加熱により形成される光学的異方性小球
体を溶剤でピッチ成分を溶解し分別することによって得
られる粉末、さらにこれを微粉砕したもの、ピッチ原料
を加熱処理によりバルクメソフェーズ（例えば特開昭59
-30887号参照）とし、それを微粉砕したもの、また一部
晶質化したピッチを微粉砕したもの、（３）熱硬化性樹
脂を低温で炭化したもの、例えばフェノール樹脂マイク
ロビーズの炭化物など、いわゆる低温処理炭素質粉末、
（４）無煙炭、歴青炭などの石炭類及びその熱処理物を
微粉砕したもの、（５）ポリエチレン、ポリプロピレン
又はポリスチレンなどの炭化水素系ビニル高分子とポリ
塩化ビニル又はポリ塩化ビニリデンなどの塩素含有高分
子との混合物を加圧下で加熱することによって得られる
炭素球、又はそれを微粉砕したもの、（６）ポリアクリ
ロニトリルの炭化物などが例示される。これらの中で、
特に好ましい炭素質粉末としては炭素質メソフェーズ小
球体粉末及びフェノール樹脂マイクロビーズの炭化物を
挙げることができる。さらに分散性を上げる目的又は電
流を下げる目的で炭素質粉末に種々の表面処理を行って
も良い。
【００１４】本発明において、炭素質粉末を分散させる
分散媒は、部分的に架橋された電気絶縁性高分子重合体
と、非架橋の電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合体に
大別されるが、炭素質粉末を分散させた電気粘弾性材料
とした場合、いずれも流動性が著しく小さくなり半固体
状態になるものが用いられる。
分散媒は、部分的に架橋された電気絶縁性高分子重合体
と、非架橋の電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合体に
大別されるが、炭素質粉末を分散させた電気粘弾性材料
とした場合、いずれも流動性が著しく小さくなり半固体
状態になるものが用いられる。
【００１５】本発明の電気応答性ゲル又は電気応答性軟
塑性体に用いられる部分的に架橋された電気絶縁性高分
子重合体としては、室温における針入度（稠度）の値が
４０(JIS K2220による）以上、好ましくは５０〜２０
０、さらに好ましくは６０〜１２０のもので、体積抵抗
率が１０10〜１０17、好ましくは１０12〜１０17、さら
に好ましくは１０14〜１０16Ω・ｃｍを示すものが用い
られる。
塑性体に用いられる部分的に架橋された電気絶縁性高分
子重合体としては、室温における針入度（稠度）の値が
４０(JIS K2220による）以上、好ましくは５０〜２０
０、さらに好ましくは６０〜１２０のもので、体積抵抗
率が１０10〜１０17、好ましくは１０12〜１０17、さら
に好ましくは１０14〜１０16Ω・ｃｍを示すものが用い
られる。
【００１６】具体的には、部分架橋ポリジメチルシロキ
サン又は部分架橋ポリメチルフェニルシロキサンなどか
らなる部分架橋シリコーン系ポリマー、部分架橋ポリメ
チルトリフロロプロピルシロキサンなどの部分架橋フロ
ロシリコーン系ポリマー、部分架橋炭化水素系ポリマ
ー、部分架橋ハロゲン化炭化水素系ポリマー、部分架橋
ホスファゼン系ポリマー、部分架橋ウレタン系ポリマー
などが例示されるが、中でも信頼性、加工性の面から部
分的に架橋されたゲル状のシリコーン系ポリマーが好ま
しく、特に好適なものは２液性又は１液性シリコーンゲ
ルを挙げることができる。
サン又は部分架橋ポリメチルフェニルシロキサンなどか
らなる部分架橋シリコーン系ポリマー、部分架橋ポリメ
チルトリフロロプロピルシロキサンなどの部分架橋フロ
ロシリコーン系ポリマー、部分架橋炭化水素系ポリマ
ー、部分架橋ハロゲン化炭化水素系ポリマー、部分架橋
ホスファゼン系ポリマー、部分架橋ウレタン系ポリマー
などが例示されるが、中でも信頼性、加工性の面から部
分的に架橋されたゲル状のシリコーン系ポリマーが好ま
しく、特に好適なものは２液性又は１液性シリコーンゲ
ルを挙げることができる。
【００１７】本発明の電気応答性軟塑性体に用いられる
電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合体としては粘度が
５０００センチストークス以上、好ましくは１０4 〜１
０8センチストークス、更に好ましくは１０4 〜１０6
センチストークスで、体積抵抗率が１０10〜１０17Ω・
ｃｍ、好ましくは１０12〜１０17Ω・ｃｍ、さらに好ま
しくは１０13〜１０17Ω・ｃｍのものが用いられる。
電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合体としては粘度が
５０００センチストークス以上、好ましくは１０4 〜１
０8センチストークス、更に好ましくは１０4 〜１０6
センチストークスで、体積抵抗率が１０10〜１０17Ω・
ｃｍ、好ましくは１０12〜１０17Ω・ｃｍ、さらに好ま
しくは１０13〜１０17Ω・ｃｍのものが用いられる。
【００１８】具体的にはポリジメチルシロキサン又はポ
リメチルフェニルシロキサンなどからなるシリコーン
油、シリコーン系ポリマー、ポリメチルトリフロロプロ
ピルシロキサンからなるフロロシリコーン油、炭化水素
油、炭化水素系ポリマー、ハロゲン化炭化水素油、ハロ
ゲン化炭化水素系ポリマー、ホスファゼン油、ホスファ
ゼン系ポリマーが例示されるが、中でもシリコーン油、
シリコーン系ポリマー、フロロシリコーン油が好まし
く、特に好適なのはポリジメチルシロキサン油、ポリメ
チルトリフロロシロキサン油、ポリジメチルシロキサン
ポリマーを挙げることができる。
リメチルフェニルシロキサンなどからなるシリコーン
油、シリコーン系ポリマー、ポリメチルトリフロロプロ
ピルシロキサンからなるフロロシリコーン油、炭化水素
油、炭化水素系ポリマー、ハロゲン化炭化水素油、ハロ
ゲン化炭化水素系ポリマー、ホスファゼン油、ホスファ
ゼン系ポリマーが例示されるが、中でもシリコーン油、
シリコーン系ポリマー、フロロシリコーン油が好まし
く、特に好適なのはポリジメチルシロキサン油、ポリメ
チルトリフロロシロキサン油、ポリジメチルシロキサン
ポリマーを挙げることができる。
【００１９】本発明の炭素質粉末と分散媒との割合は炭
素質粉末が２０〜７０重量部、好ましくは４０〜６０重
量部、分散媒が３０〜８０重量部、好ましくは６０〜４
０重量部であり、炭素質粉末の割合が２０重量部未満の
場合は粘弾性変化が小さく、７０重量部を越える場合は
粉体が分散媒に分散しにくいので好ましくない。
素質粉末が２０〜７０重量部、好ましくは４０〜６０重
量部、分散媒が３０〜８０重量部、好ましくは６０〜４
０重量部であり、炭素質粉末の割合が２０重量部未満の
場合は粘弾性変化が小さく、７０重量部を越える場合は
粉体が分散媒に分散しにくいので好ましくない。
【００２０】また本発明の効果を損なわない範囲で、分
散剤、架橋剤、酸化防止剤などの種々の添加剤を配合す
ることもできる。
散剤、架橋剤、酸化防止剤などの種々の添加剤を配合す
ることもできる。
【００２１】このようにして得られた電気応答性ゲル又
は電気応答性軟塑性体に接触して一対の電極を設け、そ
の電極に電場を印加することにより、粘弾性特性を変化
させることができる。電場を印加しない状態での貯蔵弾
性率G'が剪断歪１０％、動的周波数８Ｈｚの条件で測定
した際、１０3 〜１０5 dyne/cm2の範囲の材料は電圧印
加によるG'の上昇度合が損失弾性率G"の上昇度合よりも
高く、結果としてtanδ（G"／G'）は減少する。一方G'
が同様の条件で測定した際１０5 〜１０6 dyne/cm2の範
囲の材料は電圧印加によるG'とG"の上昇度合がほぼ等し
くtan δはあまり変化しない。G'が１０6 dyne/cm2以上
の材料は電圧印加によるG'の上昇は少なく、G"のみ上昇
し、結果としてtan δが増加する。
は電気応答性軟塑性体に接触して一対の電極を設け、そ
の電極に電場を印加することにより、粘弾性特性を変化
させることができる。電場を印加しない状態での貯蔵弾
性率G'が剪断歪１０％、動的周波数８Ｈｚの条件で測定
した際、１０3 〜１０5 dyne/cm2の範囲の材料は電圧印
加によるG'の上昇度合が損失弾性率G"の上昇度合よりも
高く、結果としてtanδ（G"／G'）は減少する。一方G'
が同様の条件で測定した際１０5 〜１０6 dyne/cm2の範
囲の材料は電圧印加によるG'とG"の上昇度合がほぼ等し
くtan δはあまり変化しない。G'が１０6 dyne/cm2以上
の材料は電圧印加によるG'の上昇は少なく、G"のみ上昇
し、結果としてtan δが増加する。
【００２２】以下、実施例によりさらに具体的に説明す
る。なお本発明は以下の実施例に何ら制約されるもので
はない。
る。なお本発明は以下の実施例に何ら制約されるもので
はない。
【００２３】［実施例１］コールタールを２０Ｌ（リッ
ター）のオートクレーブを使用し４５０℃で実質的に不
活性雰囲気中で熱処理し、得られた熱処理物をタール中
油を使用し抽出・瀘過した。この抽出・瀘過残留物を内
容積２Ｌのバッチ型回転反応炉を使用し、５３０℃の温
度、２Ｌ／分の窒素気流下で再加熱処理して炭素質粉末
を得た。この炭素質粉末の平均粒子径は１８．８μｍ、
Ｃ／Ｈ比は２．４５、炭素含有量は９４．５重量％であ
った。
ター）のオートクレーブを使用し４５０℃で実質的に不
活性雰囲気中で熱処理し、得られた熱処理物をタール中
油を使用し抽出・瀘過した。この抽出・瀘過残留物を内
容積２Ｌのバッチ型回転反応炉を使用し、５３０℃の温
度、２Ｌ／分の窒素気流下で再加熱処理して炭素質粉末
を得た。この炭素質粉末の平均粒子径は１８．８μｍ、
Ｃ／Ｈ比は２．４５、炭素含有量は９４．５重量％であ
った。
【００２４】この炭素質粉末５０重量部を室温における
針入度８０の２液タイプのシリコーンゲル（トーレ・ダ
ウコーニングシリコーン社製ＳＥ１８８７、体積抵抗
率：４×１０14Ω・ｃｍ）５０重量部に分散、８０℃で
１時間加熱し、電気応答性ゲルを得た。この電気応答性
ゲルについて、室温で直流電場を印加しながら、レオメ
トッリクス社製ＲＤＳ−ＩＩ型粘弾性測定装置を用いて
粘弾性変化（貯蔵弾性率G'、損失弾性率G"、tan δ＝G"
／G'）を測定した。使用したフィクスチャーは半径１
２．５ｍｍのパラレルプレート、剪断歪みは１０％、動
的周波数は８Ｈｚ、電極間距離は１．５ｍｍであった。
表１に実施例１の電気応答性ゲルの測定結果を示す。
針入度８０の２液タイプのシリコーンゲル（トーレ・ダ
ウコーニングシリコーン社製ＳＥ１８８７、体積抵抗
率：４×１０14Ω・ｃｍ）５０重量部に分散、８０℃で
１時間加熱し、電気応答性ゲルを得た。この電気応答性
ゲルについて、室温で直流電場を印加しながら、レオメ
トッリクス社製ＲＤＳ−ＩＩ型粘弾性測定装置を用いて
粘弾性変化（貯蔵弾性率G'、損失弾性率G"、tan δ＝G"
／G'）を測定した。使用したフィクスチャーは半径１
２．５ｍｍのパラレルプレート、剪断歪みは１０％、動
的周波数は８Ｈｚ、電極間距離は１．５ｍｍであった。
表１に実施例１の電気応答性ゲルの測定結果を示す。
【表１】
【００２５】［実施例２］実施例１と同様の炭素質粉末
５０重量部を室温における針入度６０の２液タイプのシ
リコーンゲル（トーレ・ダウコーニングシリコーン社製
ＳＥ１８９０、体積抵抗率：１×１０15Ω・ｃｍ）５０
重量部に分散、８０℃で１時間加熱し電気応答性ゲルを
得た。この電気応答性ゲルについて、実施例１と同様な
方法で粘弾性変化を測定した結果を表２に示す。
５０重量部を室温における針入度６０の２液タイプのシ
リコーンゲル（トーレ・ダウコーニングシリコーン社製
ＳＥ１８９０、体積抵抗率：１×１０15Ω・ｃｍ）５０
重量部に分散、８０℃で１時間加熱し電気応答性ゲルを
得た。この電気応答性ゲルについて、実施例１と同様な
方法で粘弾性変化を測定した結果を表２に示す。
【表２】
【００２６】［実施例３］コールタールを２０Ｌのオー
トクレープを使用し４５０℃で実質的に不活性雰囲気中
で熱処理した。得られた熱処理物をタール中油を使用し
抽出・瀘過した。この抽出・瀘過残留物を内容積２Ｌの
バッチ型回転反応炉を使用し、５００℃の温度、２Ｌ／
分の窒素気流下で再加熱処理し、さらに粉砕、分級処理
して炭素質粉末を得た。この炭素質粉末の平均粒子径は
３．８μｍ、Ｃ／Ｈ比は２．３８、炭素含有量は９４．
７重量％であった。
トクレープを使用し４５０℃で実質的に不活性雰囲気中
で熱処理した。得られた熱処理物をタール中油を使用し
抽出・瀘過した。この抽出・瀘過残留物を内容積２Ｌの
バッチ型回転反応炉を使用し、５００℃の温度、２Ｌ／
分の窒素気流下で再加熱処理し、さらに粉砕、分級処理
して炭素質粉末を得た。この炭素質粉末の平均粒子径は
３．８μｍ、Ｃ／Ｈ比は２．３８、炭素含有量は９４．
７重量％であった。
【００２７】この炭素質粉末５０重量部を実施例１と同
じ室温における針入度８０のシリコーンゲル５０重量部
に分散、８０℃で１時間加熱し電気応答性ゲルを得た。
この電気応答性ゲルについて、実施例１と同様な方法で
粘弾性変化を測定した結果を表３に示す。
じ室温における針入度８０のシリコーンゲル５０重量部
に分散、８０℃で１時間加熱し電気応答性ゲルを得た。
この電気応答性ゲルについて、実施例１と同様な方法で
粘弾性変化を測定した結果を表３に示す。
【表３】
【００２８】［実施例４］実施例３と同様の炭素質粉末
５０重量部を実施例２と同じ室温における針入度６０の
シリコーンゲル５０重量部に分散、８０℃で１時間加熱
し電気応答性ゲルを得た。この電気応答性ゲルについ
て、実施例１と同様な方法で粘弾性変化を測定した結果
を表４に示す。
５０重量部を実施例２と同じ室温における針入度６０の
シリコーンゲル５０重量部に分散、８０℃で１時間加熱
し電気応答性ゲルを得た。この電気応答性ゲルについ
て、実施例１と同様な方法で粘弾性変化を測定した結果
を表４に示す。
【表４】
【００２９】［実施例５］市販のフェノール樹脂マイク
ロビーズを窒素気流中６００℃で熱処理し、平均粒子径
８μｍ、Ｃ／Ｈ比２．２８、 炭素含有量９１．４重量％
の炭素質粉末を得た。この炭素質粉末５０重量部を実施
例２と同じ室温における針入度６０のシリコーンゲル５
０重量部に分散、８０℃で１時間加熱し電気応答性ゲル
を得た。この電気応答性ゲルについて、実施例１と同様
な方法で粘弾性変化を測定した結果を表５に示す。
ロビーズを窒素気流中６００℃で熱処理し、平均粒子径
８μｍ、Ｃ／Ｈ比２．２８、 炭素含有量９１．４重量％
の炭素質粉末を得た。この炭素質粉末５０重量部を実施
例２と同じ室温における針入度６０のシリコーンゲル５
０重量部に分散、８０℃で１時間加熱し電気応答性ゲル
を得た。この電気応答性ゲルについて、実施例１と同様
な方法で粘弾性変化を測定した結果を表５に示す。
【表５】
【００３０】［実施例６］実施例３と同様の炭素質粉末
５０重量部を室温における粘度１０，０００センチスト
ークス（ｃＳｔ）のポリメチルトリフロロプロピルシロ
キサンからなるフロロシリコーン油（東芝シリコーン社
製ＦＱＦ５０１−１Ｍ、体積抵抗率３×１０12Ω・ｃ
ｍ、誘電率７．１）５０重量部に分散し電気応答性軟塑
性体を得た。この電気応答性軟塑性体について、実施例
１と同様な方法で粘弾性変化を測定した結果を表６に示
す。
５０重量部を室温における粘度１０，０００センチスト
ークス（ｃＳｔ）のポリメチルトリフロロプロピルシロ
キサンからなるフロロシリコーン油（東芝シリコーン社
製ＦＱＦ５０１−１Ｍ、体積抵抗率３×１０12Ω・ｃ
ｍ、誘電率７．１）５０重量部に分散し電気応答性軟塑
性体を得た。この電気応答性軟塑性体について、実施例
１と同様な方法で粘弾性変化を測定した結果を表６に示
す。
【表６】
【００３１】［実施例７］実施例３と同様の炭素質粉末
５０重量部を室温における粘度１０，０００センチスト
ークス（ｃＳｔ）のポリジメチルシロキサンからなるシ
リコーン油（東芝シリコーン社製ＴＳＦ４５１−１Ｍ、
体積抵抗率１×１０14Ω・ｃｍ）５０重量部に分散し電
気応答性軟塑性体を得た。この電気応答性軟塑性体につ
いて、実施例１と同様な方法で粘弾性変化を測定した結
果を表７に示す。
５０重量部を室温における粘度１０，０００センチスト
ークス（ｃＳｔ）のポリジメチルシロキサンからなるシ
リコーン油（東芝シリコーン社製ＴＳＦ４５１−１Ｍ、
体積抵抗率１×１０14Ω・ｃｍ）５０重量部に分散し電
気応答性軟塑性体を得た。この電気応答性軟塑性体につ
いて、実施例１と同様な方法で粘弾性変化を測定した結
果を表７に示す。
【表７】
【００３２】［実施例８］実施例１で用いた炭素質粉末
５０重量部を室温における粘度１．５×１０6 センチス
トークス（ｃＳｔ）のポリジメチルシロキサンポリマー
（ゼネラルエレクトリック社製ＳＥ３０）５０重量部に
分散し電気応答性軟塑性体を得た。この電気応答性軟塑
性体について、実施例１と同様な方法で粘弾性変化を測
定した結果を表８に示す。
５０重量部を室温における粘度１．５×１０6 センチス
トークス（ｃＳｔ）のポリジメチルシロキサンポリマー
（ゼネラルエレクトリック社製ＳＥ３０）５０重量部に
分散し電気応答性軟塑性体を得た。この電気応答性軟塑
性体について、実施例１と同様な方法で粘弾性変化を測
定した結果を表８に示す。
【表８】
【００３３】［比較例１］実施例３と同様の炭素質粉末
４２．９重量部を室温における粘度１０センチストーク
ス（ｃＳｔ）のポリジメチルシロキサンからなるシリコ
ーン油（東芝シリコーン社製ＴＳＦ４５１−１０）５
７．１重量部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と同様な方法で粘弾性変化を
測定した結果を表９に示す。
４２．９重量部を室温における粘度１０センチストーク
ス（ｃＳｔ）のポリジメチルシロキサンからなるシリコ
ーン油（東芝シリコーン社製ＴＳＦ４５１−１０）５
７．１重量部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と同様な方法で粘弾性変化を
測定した結果を表９に示す。
【表９】
【００３４】［比較例２］実施例３と同様の炭素質粉末
２０．７重量部を室温における粘度１，０００センチス
トークス（ｃＳｔ）のポリジメチルシロキサンからなる
シリコーン油（東芝シリコーン社製ＴＳＦ４５１−１０
００）７９．３重量部に分散し、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と同様な方法で粘
弾性変化を測定した結果を表１０に示す。
２０．７重量部を室温における粘度１，０００センチス
トークス（ｃＳｔ）のポリジメチルシロキサンからなる
シリコーン油（東芝シリコーン社製ＴＳＦ４５１−１０
００）７９．３重量部に分散し、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と同様な方法で粘
弾性変化を測定した結果を表１０に示す。
【表１０】
【００３５】表１〜８に示すように、実施例１〜８の電
気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体は電場を印加しな
い状態でも貯蔵弾性率G'を持つ粘り気のある半固体物質
で、さらに電場の印加により貯蔵弾性率G'及び損失弾性
率G"が増加する。一方表９〜１０に示すように比較例１
〜２の電気粘性流体では電場の印加によりG'、G"が増加
するが、電場を印加しない時の貯蔵弾性率G'がほとんど
０であり、粘り気のない流動性に富む流体である。また
実施例１、３、４、６、７のようにG'が１０3〜１０5 d
yne/cm2の範囲の材料は電圧印加によりtan δが減少す
る傾向にある。実施例２、５のようにG'が１０5 〜１０
6 dyne/cm2の範囲の材料は電圧印加によりtan δはあま
り変化しない。実施例８のようにG'が１０6dyne/cm2以
上の材料は電圧印加によりtan δが増加する。
気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体は電場を印加しな
い状態でも貯蔵弾性率G'を持つ粘り気のある半固体物質
で、さらに電場の印加により貯蔵弾性率G'及び損失弾性
率G"が増加する。一方表９〜１０に示すように比較例１
〜２の電気粘性流体では電場の印加によりG'、G"が増加
するが、電場を印加しない時の貯蔵弾性率G'がほとんど
０であり、粘り気のない流動性に富む流体である。また
実施例１、３、４、６、７のようにG'が１０3〜１０5 d
yne/cm2の範囲の材料は電圧印加によりtan δが減少す
る傾向にある。実施例２、５のようにG'が１０5 〜１０
6 dyne/cm2の範囲の材料は電圧印加によりtan δはあま
り変化しない。実施例８のようにG'が１０6dyne/cm2以
上の材料は電圧印加によりtan δが増加する。
【００３６】このように、半固体状ながら、電場の印加
により粘弾性特性を変化させることができる機能性材料
が得られた。このことにより、従来電気粘性流体を封入
することによって得られていた電気制御防振ゴム、電気
制御ダンパーなどの機能が、本発明における固体状の電
気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体を利用することに
より、封入するのではなく、電極材料と積層構造を形成
させることによって得られ、電気制御により振動特性を
変化させることができる部品の構造簡素化が図れる。
により粘弾性特性を変化させることができる機能性材料
が得られた。このことにより、従来電気粘性流体を封入
することによって得られていた電気制御防振ゴム、電気
制御ダンパーなどの機能が、本発明における固体状の電
気応答性ゲル又は電気応答性軟塑性体を利用することに
より、封入するのではなく、電極材料と積層構造を形成
させることによって得られ、電気制御により振動特性を
変化させることができる部品の構造簡素化が図れる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、電場の印加により、粘
弾性特性が変化させることができる半固体状の機能性材
料が得られ、振動制御、ロボットなどの電気制御により
力学特性を変化させる部品の構造簡素化が図れる。
弾性特性が変化させることができる半固体状の機能性材
料が得られ、振動制御、ロボットなどの電気制御により
力学特性を変化させる部品の構造簡素化が図れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 20:06 Ｚ 8217−4Ｈ 30:02 40:14 50:10 60:10
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 平均粒子径が０．１〜５００μｍで炭素
／水素原子比（Ｃ／Ｈ比）が１．２〜５である炭素質粉
末２０〜７０重量部を室温における針入度４０以上の部
分的に架橋された電気絶縁性高分子重合体８０〜３０重
量部に分散させた電気応答性ゲルからなる電気粘弾性半
固体。 【請求項２】 平均粒子径が０．１〜５００μｍで炭素
／水素原子比（Ｃ／Ｈ比）が１．２〜５である炭素質粉
末２０〜７０重量部を室温における粘度５０００センチ
ストークス以上の電気絶縁油又は電気絶縁性高分子重合
体８０〜３０重量部に分散させた電気応答性軟塑性体か
らなる電気粘弾性半固体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28037991A JPH055099A (ja) | 1990-10-24 | 1991-10-02 | 電気粘弾性半固体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28438990 | 1990-10-24 | ||
| JP2-284389 | 1990-10-24 | ||
| JP28037991A JPH055099A (ja) | 1990-10-24 | 1991-10-02 | 電気粘弾性半固体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055099A true JPH055099A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=26553751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28037991A Pending JPH055099A (ja) | 1990-10-24 | 1991-10-02 | 電気粘弾性半固体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH055099A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505871A (en) * | 1993-11-23 | 1996-04-09 | General Atomics | Electrorheological elastomeric composite materials |
| JP2006075446A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Fujinon Corp | 内視鏡 |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP28037991A patent/JPH055099A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505871A (en) * | 1993-11-23 | 1996-04-09 | General Atomics | Electrorheological elastomeric composite materials |
| JP2006075446A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Fujinon Corp | 内視鏡 |
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