JPH07501357A - 均質な電気粘性液体 - 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】 均質な電気粘性液体 本発明は、均質な電気粘性液体（ＥＶＦ）に関する電気粘性液体は、疎水性液体 中の微細な親水性固体の分散液の形で久しく公知である。これらの液体の特性は 、その流動特性およびそれによりその粘度が電界を印加することによって広い範 囲内で変えることができることであり、それで広範囲に及ぶ多方面の適用可能性 が生じる。電気粘性液体は、殊に工業および車両液圧の分野で、たとえば機械お よびエンジンの据付ないしは減衰のため、加工片の位置室めのため、車両水準調 整、車両ばね懸架および車両減衰のため、ならびにトルクコンバーターおよびオ ートクラッチに使用するために意図されている。

この場合、公知電気粘性液体の物質的組成は非常に異っている。たいてい、電気 粘性液体は３つの成分、ケイ酸塩、ゼオライト、チタン酸塩、半導体、多糖類ま たは有機ポリマーを含有する分散相、液相としての電気非伝導性疎水性液体なら びに分散剤からなる。

ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−ＡＩ）第３５３６９３４号には、分散相が１〜２ ５重量％の水含量を有し、かつ表面における、その原子比ＡＩ／Ｓｉが０．１５ 〜０．８０であるケイ酸アルミニウムを含有する電気粘性液体が記載されている 。

しかし、すべての公知電気粘性液体の場合、分散液であるので、物質により制約 される沈降傾向の減少のために、かなりの割合の付加的分散成分が必要であると いう欠点がある。従って、最近の液圧集成装置における使用のためには、殊に長 時間使用における公知製品の適性が多（の場合に不十分である。殊に、従来の分 散液は工業液圧的欠点を有し、そのうち若干のみを下記に挙げたニ ー非常に強い摩耗傾向 一結晶水の蒸発 一異物を分離するための濾過性欠如 −毒性／安全性に懸念のある成分の存在−二ラストマーのパツキン材料との不相 容性。

さらに、多くの強極性液体も高電圧界中で流動特性に特定の変化を示すことが公 知である。しかし、この効果は非常に弱く、工業的には使用できない。

従って、本発明の課題は、最近の工業作動液の技術的要求に合致し、記述した欠 点を有せず、むしろ高い電気粘性効果を有する均質な電気粘性液体を提供するこ とである。

この課題は、本発明によれば、］１種または数種の飽和および／または不飽和の モノマー、オリゴマーおよび／またはポリマーの、１個または数個のカルボキシ ル基および３〜３２、望ましくは３〜１８、殊に１２〜１８のＣ原子を有するポ リカルボン酸、その無水物および／または、アルコール成分が直鎖または枝分れ 鎖の、１〜１２、望ましくは１〜６、殊に２〜５のＣ原子を有する一価または多 価アルコールおよび／またはそれらのオリゴマーである部分エステルと、アルコ ール成分が１種または数種の脂肪族直鎖または枝分れ鎖の、１〜１８、望ましく は２〜８、殊に２〜５のＣ原子を有する一価または多価アルコールである１種ま たは数種のアルミニウムアルコラードとの反応によって製造したアルミニウム石 けんを含有するかまたはそれからなる電気粘性液体の提供によって達成される。

意外にも、アルミニウムでのドーピングによってエレクトロレオロジー効果が達 成されることが見出された。その際、完全に均質な生成物が得られる。

本発明によれば、アルミニウム石けんとしてポリカルボン酸、無水物ないしは部 分エステルとアルミニウムの全原子価またはその一部が反応しているアルミニウ ムアルコラードとの反応生成物が使用される。望ましくは、ポリカルボン酸、そ の無水物、および殊に１個または数個の遊離ＯＨ基を有するその部分エステルと アルミニウムアルコラードとの反応生成物であるアルミニウム石けんが使用され る。アルミニウム石けんは、殊に５〜１８のＣ原子、とくに１２〜」８のＣ原子 を有する、１種または数種のアルケニルコハク酸および／またはその部分エステ ルの反応によって製造される。

とくに、本発明による電気粘性液体は次の個々の成分を包含する。

成分（ａ）゛アルミニウム石けん２〜５０重量％、とくに５〜４０重量％、殊に １０〜３ ５重量％（均質な溶液で）と、 成分（ｂ）　：２１１常の基礎作動液５０〜９８重量％、とくに６０〜９５重量 ％、殊に６５〜 ９０重量％、および付加的に 成分（Ｃ）：自体公知の可溶性作動液添加剤０〜１０重量％、とくに０〜５重量 ％、殊に ０．１〜２重量％ ただし重量％はそれぞれ全組成物に対するものである。

成分（ａ）は、ポリカルボン酸ないしはオレフィンカルボン酸、その無水物、部 分エステルまたはオリゴマーとアルミニウムアルコラードとの反応生成物を主体 とするオリゴマーの錯アルミニウム石けんからなる。この場合、石けん生成は、 完全に行なわれるがまたは部分的に、たとえば意図的加水分解によって行なわれ るので、ヒドロキシル・石けんの構造が生じる。

オレフィンカルボン酸とは、不飽和カルボン酸相互またはオレフィンとの反応に よって生じるカルボンを表わす。そのオリゴマーとしては、２〜１０単位、とく に２〜６単位からなるかかる化合物が使用される。

Ａｌアルコラードのアルコール成分としては、低級の直鎖および枝分れ鎖アルコ ール、殊に０１〜Ｃ６を有するこのようなアルコールが使用される。アルコール は、反応の際に遊離し、排出される。無水物との反応の際には、アルコール成分 として、１８までのＣ原子を有する直鎖または枝分れ鎖アルコールが使用でき、 該アルコールは付加によって反応生成物の分子中に大体において残留する。

ポリカルボン酸部分エステルのアルコール成分としては直鎖または枝分れ鎖の一 価または多価アルコールが使用される。Ｃ原子数は、有利には、相応する反応生 成物の溶解度を確保するために、基礎作動液の選択により定められる。

成分（ａ）の例としては、アルケニルコハク酸無水物、殊に ｎ−へキセニルーコハク酸無水物、ジイソブテニルコハク酸無水物、テトラプロ ペニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物およびポリイソブテニルコハ ク酸無水物 を主体とする、部分エステル／アルミニウムアルコラード付加物が記載される。

同様に、たとえばイタコン酸、シトラコン酸およびメサコン酸のオレフィン付加 生成物も挙げられる。

さらに、不飽和カルボン酸、たとえばマレイン酸、フマル酸、アクリル酸または メタクリル酸の共重合体も使用できる。アジピン酸またはフタル酸のような飽和 ないしは芳香族ジカルボン酸を主体とする、カルボキシル基を有するポリエステ ルも使用できる・ＡＩ−アルコラードとしては、たとえばアルミニウムートリイ ソプロポキンド アルミニウム−トリー５ｅｅ−ブトキッドまたは錯混成アルコールおよび部分キ レート たとえばコンデア社（Ｆａ、　Ｃｏｎｄｅａ）の市販品、ドロンクス（Ｄｏｒｏ ｘ）　Ｄ　１５　、ドロツクスＤ３００、ドロツクスＤ３１０が使用される。

望ましくはアルミニウムの結合が全部アルコラード基を有するアルミニウムアル コラードが使用される。

しかし、アルミニウムの１つまたは２つの結合がヒドロキシル基で占められてい るようなものも使用することができる。

成分（ｂ）は、たとえば通常の鉱油・選択ラフィネート、ハイドロクラケート、 水素添加物、ポリ−α−オレフィンまたは合成エステルのような圧媒を包含する 。

これらの液体の粘度状態の選択は、目的物に対する要求に応じて行なわれる。

成分（ｂ）の例は次のものである スピンドル油ラフィネート６／２０　（ＤＥＡ社、ハンブルグ在） ４０℃における動粘度　４　、２　ｍ−２／　ｓ１５℃における密度　８４０　 ｋ＋／諷３ソルベントラフィネート５Ｎ４５（ＤＥＡ社、／＼ンブルグ在） ４０℃における動粘度　６　、５−ｍ２／　ｓ１５℃における密度　８４２　Ｊ ｌｌ／Ｉ３ハイドロクラケートＶＨＶｒ軽質（ＤＥＡ社、／＼ンブルグ在） ４０℃における動粘度　３０．４角ｍ　２　／　Ｓ１５℃における密度　８５４ 　ｋ＋／諷３ハイチック（Ｈｉｔｅｃ）　１６２、Ｐ　Ａ　Ｏ（Ｅｔｂｙ１社、 セントルイス在） ４０℃における動粘度　５　、　Ｑ　ｍ＊２／　Ｓ１５℃における密度　８００ ｈＩ／Ｉ３プリオリユーベ（Ｐｒｉｏｌｕｂｅ）　３９５８　（Ｕｎｉｃｈｅｍ ａ社、ゴーダ在） ４０℃における動粘度　１０，５濶−７８１５℃における密度　９２１　ｋ＋／ 真３成分（Ｃ）は、圧媒製品性質、たとえば耐摩耗性、老化安定性、摩耗特性、 消泡性、防食性または寒冷特性を最適にするための通常の圧媒添加物を包含する 。

成分（Ｃ）の例は次のものである・ アジチン（＾ｄｄｉｔｉｎ）　ＲＣ３２１２（Ｒｈｅｉｎ−ＣｈｅＩ！ｉｅ社、 マンハイム在） ２−エチルへキノル〜Ｚｎ−ンチオホスフエートイルガノノクス（Ｉｒｇａｎｏ ｘ）　Ｌ　ｌ　０７　（Ｃｉｂａ　Ｇｅｉｇｙ社、バーゼル在） ２．６−ノーｔｅｒｔ−プチルフェノールビスコプレノクス（Ｖｉｓｃａｐｌｅ ｘ）　１−３００　ＣＲＱｅｈｍ社、ダルムノユタソト） ポリメタクリレート（中性ラフィネート中の７０％溶液）。

ＥＶＦの望ましい製造法においてはオレフィンカルボン酸部分エステルを希釈さ れた形で装入し、湿分遮断下にＡｔ担持成分を加える。化学反応の終結後、成分 （Ｃ）で公称粘度に調節し、そのつどの要求に応じて成分（ｃ）を添加する。

こうして製造した液体は電界中で、電界の強さｉあたり約５００■から、電界の 増強につれて強（増加する粘度上昇を示す。応答性能の最適は、とくに０．１〜 ０５％のアルミニウム含量の場合、電界の強さｍｌあたり３〜８ｋｖの範囲内に ある。ＥＶＦの初期粘度は、４０°Ｃで１５−６０００１１ＩＰａｓ、ｓの範囲 内であッテもよい。

実施例 次に記載した実施例の場合、例１はＡｌアルコラードと反応しなかったオレフィ ンカルボン酸に基づくものである。このものは有効でないことが判明した。

例２はＬｉアルコラードとの反応に基づ（ものである。生成物のエレクトロレオ ロジー効果は極めて僅かであり、静的実験において立証可能であるにすぎない例 ３〜例５は、本発明による反応生成物を記載する。相応するエレクトロレオロジ ーの測定結果は第１図〜第５図に表わされている。

例１（比較） 次の特性データを有するアルケニルコハク酸部分エステル１００１ １５℃における密度　９８５ｋｌ／１１３４０℃における動粘度　１７５０．禦 ２　／　５１００℃における粘度　３１　ｍ＊２／　ｓ引火性ｐ、Ｍ、　１７５ ℃ 鉱油含量　３７重量％ 酸価（Ｓ　Ｚ）　１４４ｍ＋ＫＯＨ／＋ヒドロキシル価（ＯＨ２）　４３肖儒、 ＫＯＨ／＋を、ナフテン系鉱油留分１００９で希釈した。

混合物に、さらに 市販の乳化破壊剤　０１％および 市販の消泡剤　０．１％ を加えた。

最終混合物は ４０°Ｃて３９１１１２／Ｓの粘度ならびに７２閘＋ＫＯＨ／＋の酸価を有して いた。

この混合物は、高圧回転レオメータ−中で、電界の強さ１ｍあたり８ｋｖまでは 、Ｄ＝１／１００のせん断ひずみにおいて立証可能なせん断心力の上昇を示さな かった。

例２（比較） 比較例１による最終混合物１００ｇに、湿分遮断下に３０分間にわたり、激しい 撹拌下に 軽油５１１中のりチウム−５ｅｃ−ブチラード　１−からなる分散液を加えた。

温度は６０分にわたって徐々に８０℃にもたらし、この温度でさらに９０分間保 持した。

反応生成物を、冷浸石油エーテル１００１１で希釈し、Ｈ２Ｏ６０Ｉｌｌで４回 洗浄した。

濾過および石油エーテルの蒸発後、 ２０℃で１６０ｍｍ”／ｓの粘度および１１％のリチウム含量 を有する生成物７３＋が得られた。

この混合物は、高圧回転レオメータ−中で、電界の強さｌあたり８ｋｖまでは、 Ｄ＝１／１００のせん断ひずみにおいて立証可能なせん断心力の上昇を示さなか った。

例３（本発明による） 方法は例２と同様、しかし 軽油ｉＱｍｌ中のアルミニウムー５ｅｃ−ブチラード２．５＋ の溶液と反応させた。

最終生成物は ４０℃で３３０　ｍｍ”　／　ｓの粘度および０．２４％のアルミニウム含量 を有していた。

この生成物は、第１図および第２図に結果により表わした、強い電気粘性効果を 示した。

例４（本発明による） 方法は例２と同様、しかし 軽油８驚ｌ中のアルミニウムー５ｅｃ−ブチラード１．７− の溶液と反応させた。

最終生成物は ４０℃で８２６ｍ＊２／ｓの粘度および０．１７％のアルミニウム含量 を有していた。

この生成物は、第３図に結果により表わした、強い電気粘性効果を示した。

例５（本発明による） 方法は例２と同様、しかし 軽油５ｍｌ中のアルミニウムー５ｅｃ−ブチラード１．２＋ の溶液と反応させた。

最終生成物は ２０℃で８００ｍｍ”／ｓの粘度および０１４％のアルミニウム含量 を有していた。

生成物は、第４図および第５図に結果により表わした、強い電気粘性効果を示す 。

塘 Ｎ 派 区 の 派 区 寸 派 唖 城 国　懲　謹　審　輻　牛 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，６識別記号　庁内整理番号Ｃ１０Ｍ　１０５：１２ １０５：１４） ＣＩＯＮ　１０：０６ ４０　：　１４ （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＳＮ、　ＴＤ。

ＴＧ）、　ＡＵ、　ＢＲ，ＣＡ、　Ｃ３，ＤＥ、　ＦＩ、　ＨＵ。

ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＥ、ＵＡ、　ＵＳ ＦＩ （７２）発明者　コーンツ、　ハラルトドイツ連邦共和国　４２００　オーバー ハウゼン　１１　ホーフシュトラーセ　２６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１種または数種の飽和および／または不飽和のモノマー、オリゴマーおよび ／またはポリマーの、１個または数個のカルボキシル基を有するＣ３〜Ｃ８２− ポリカルボン酸、その無水物および／または、アルコール成分が直鎖または枝分 れ鎖の一価または多価のＣ１〜Ｃ１２−アルコールおよび／またはそのオリゴマ ーである部分エステルと、アルコール成分が１種または数種の脂肪族直領または 枝分れ鎖の一価または多価のＣ１〜Ｃ１８−アルコールである１種または数種の アルミニウムアルコラートとの反応によって製造されたアルミニウム石けんを含 有するかまたはこれからなることを特徴とする均質な電気粘性液体。 ２．アルミニウム石けんが、１種または数種の、３〜１８のＣ原子、殊に１２〜 １８のＣ原子を有するポリカルボン酸、無水物ないしは部分エステルの反応によ って製造されたことを特徴とする請求項１の電気粘性液体。 ３．アルミニウム石けんが、１種または数種の、５〜１８のＣ原子、殊に１２〜 １８のＣ原子を有するアルケニルコハク酸および／またはその部分エステルの反 応によって製造されたことを特徴とする請求項１または２記載の電気粘性液体。 ４．アルミニウム石けんとして、ポリカルボン酸、無水物ないしは部分エステル と、アルミニウムの全部の原子価またはその一部が反応しているアルミニウムア ルコラートとの反応生成物が使用されたことを特徴とする請求項１から３までの いずれか１項記載の電気粘性液体。 ５．アルミニウム石けんとして、ポリカルボン酸、その無水物、殊に１個または 数個の遊離ＯＨ基を有する部分エステルとアルミニウムアルコラートとの反応生 成物が使用されたことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の電 気粘性液体。 ６．部分エステルのアルコール成分が１〜６、殊に２〜５のＣ原子を有する、２ 価ないし４価アルコールならびにそのオリゴマーであることを特徴とする請求項 １から５までのいずれか１項記載の電気粘性液体。 ７．（ａ）アルミニウム石けん（均質な溶液で）２〜５重量％と、 （ｂ）通常の基礎作動液５０〜９５重量％と、付加的に （ｃ）自体公知の可溶性作動油添加剤 ０−１０重量％ からなる（ただし重量％はそれぞれ全組成物に対するものである）請求項１から ６までのいずれか１項記載の電気粘性液体。 ８．（ａ）アルミニウム石けん（均質な溶液で）５〜４０重量％と、 （ｂ）通常の基礎作動液６０〜９５重量％と、付加的に （ｃ）自体公知の可溶性作動油添加剤 ０−５重量％ からなる（ただし重量％はそれぞれ全組成物に対するものである）請求項１から ７までのいずれか１項記載の電気粘性液体。 ９．（ａ）アルミニウム石けん（均質な溶液で）１０〜３５重量％と、 （ｂ）通常の基礎作動液６５〜９０重量％と、付加的に （ｃ）自体公知の可溶性作動油添加剤 ０．１−２重量％ からなる（ただし重量％はそれぞれ全組成物に対するものである）請求項１から ８までのいずれか１項記載の電気粘性液体。