JPH0762370A - Electrorheological fluid - Google Patents

Electrorheological fluid

Info

Publication number
JPH0762370A
JPH0762370A JP23240693A JP23240693A JPH0762370A JP H0762370 A JPH0762370 A JP H0762370A JP 23240693 A JP23240693 A JP 23240693A JP 23240693 A JP23240693 A JP 23240693A JP H0762370 A JPH0762370 A JP H0762370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
iodine
particles
treated
electrorheological fluid
carbonaceous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23240693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Haji
勝彦 土師
Yukio Kobayashi
幸雄 小林
Makoto Sasaki
眞 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Oil Corp filed Critical Nippon Oil Corp
Priority to JP23240693A priority Critical patent/JPH0762370A/en
Priority to US08/243,998 priority patent/US5536426A/en
Priority to EP94107852A priority patent/EP0625566A1/en
Publication of JPH0762370A publication Critical patent/JPH0762370A/en
Priority to US08/601,397 priority patent/US5705088A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lubricants (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非含水系の電気粘性流体の提供。 【構成】 ヨウ素で処理されたカーボン質分散粒子と電
気絶縁性液体とを含む電気粘性流体及びヨウ素で処理さ
れた後、さらに電気絶縁性膜でコートされたカーボン質
分散粒子と電気絶縁性液体とを含む電気粘性流体。 【効果】 非含水系であるにもかかわらず、高い電気粘
性効果を有し、かつ電流の流れが少なくショートが起こ
らない。
(57) [Summary] [Purpose] Providing a non-hydrous electrorheological fluid. [Structure] An electrorheological fluid containing carbon-dispersed particles treated with iodine and an electrically insulating liquid, and a carbon-dispersed particle further treated with an electrically insulating film after being treated with iodine, and an electrically insulating liquid. An electrorheological fluid containing. [Effect] Despite being a non-hydrous system, it has a high electrorheological effect, and the current flow is small, so that a short circuit does not occur.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電界を印加することに
より粘性を制御できる非含水系の電気粘性流体に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-hydrous electrorheological fluid whose viscosity can be controlled by applying an electric field.

【0002】[0002]

【従来技術】電気粘性流体とは、無機あるいは高分子の
粒子を電気絶縁性液体に分散させた懸濁液である。該流
体は電界を印加することにより液体状態から可塑的状態
または固体状態へと急速かつ可逆的に粘性が変化する。
この現象はウインズロー効果と呼ばれている。
2. Description of the Related Art An electrorheological fluid is a suspension of inorganic or polymer particles dispersed in an electrically insulating liquid. By applying an electric field, the fluid rapidly and reversibly changes its viscosity from a liquid state to a plastic state or a solid state.
This phenomenon is called the Winslow effect.

【0003】一般に分散粒子は電界により表面が分極し
易いものが用いられており、例えば、無機系分散粒子と
しては、米国特許3047507、英国特許10767
54および特開昭61−44998にシリカが、特開昭
62−95397にゼオライトが記載されている。ま
た、高分子系粒子としては、特開昭51−33783に
アルギン酸、カルボキシル基を有するグルコース、スル
ホン基を有するグルコースが、特開昭53−93186
にジビニルベンゼンで架橋されたポリアクリル酸が、特
開昭58−179259にレゾール型フェノール樹脂が
記載されている。また、電気絶縁性液体としては、鉱
油、シリコーンオイル、フッ素系オイル、ハロゲン化芳
香族油などが知られている。
Generally, dispersed particles are used whose surface is easily polarized by an electric field. For example, as the inorganic dispersed particles, US Pat. No. 3,047,507 and British Patent No. 10767 are used.
54 and JP-A-61-44998 describe silica, and JP-A-62-95397 describes zeolite. Further, as polymer particles, alginic acid, glucose having a carboxyl group and glucose having a sulfone group are disclosed in JP-A-53-93186.
Polyacrylic acid crosslinked with divinylbenzene is described in JP-A-58-179259, and a resol-type phenol resin is described. As the electrically insulating liquid, mineral oil, silicone oil, fluorine-based oil, halogenated aromatic oil and the like are known.

【0004】しかしながら、前記の技術はいずれの場合
も電気粘性効果を高めるために分散粒子表面に水が吸着
していることが必要であるので、系内に少量の水を含ん
でいる。電界の印加により電気粘性流体が増粘する機構
は、電気二重層説により説明される。電気粘性流体の分
散粒子表面には電気二重層が形成されており、電界が印
加していない時はお互い表面で反発しあい粒子が並んだ
構造を作ることはない。しかし、電界を印加すると分散
粒子の電気二重層に電気的な偏りが起こり、静電引力で
粒子が並び、粒子のブリッジが形成される。このため、
液体の粘度が増加し場合によっては固化することもあ
る。なお、系内に添加された水は電気二重層の形成を促
進する。
However, in any of the above techniques, it is necessary for water to be adsorbed on the surface of the dispersed particles in order to enhance the electrorheological effect, so that the system contains a small amount of water. The mechanism of increasing the viscosity of the electrorheological fluid by applying an electric field is explained by the electric double layer theory. An electric double layer is formed on the surface of dispersed particles of the electrorheological fluid, and when no electric field is applied, they do not repel each other on the surface and form a structure in which particles are lined up. However, when an electric field is applied, an electric bias is generated in the electric double layer of the dispersed particles, the particles are aligned by electrostatic attraction, and a bridge of particles is formed. For this reason,
The viscosity of the liquid increases and in some cases it may solidify. Water added to the system promotes the formation of an electric double layer.

【0005】電気粘性流体の用途としては、エンジンマ
ウント、ショックアブソーバー、クラッチなどへの応用
が期待されている。
The electrorheological fluid is expected to be applied to engine mounts, shock absorbers, clutches and the like.

【0006】しかし、従来の技術は十分な電気粘性効果
を得るために水の存在が必要であるので、これに起因す
るいくつかの問題が生じる。その一つには電圧を上げて
行くと電流が流れ易くなり、ショートするという問題で
ある。また一つには、0℃以下の低温では水が凝固し、
100℃以上では水が蒸発するため、電気粘性効果が減
少し使用温度範囲が限定されるという問題である。そし
て、このような問題が電気粘性流体の実用化を妨げてい
る主要な要因になっている。
However, the prior art requires the presence of water in order to obtain a sufficient electrorheological effect, which causes some problems. One of the problems is that the current easily flows as the voltage is increased, causing a short circuit. Also, for one thing, water solidifies at low temperatures below 0 ° C,
Since water evaporates at 100 ° C. or higher, the electrorheological effect decreases and the operating temperature range is limited. And, such a problem is a main factor that prevents the practical application of the electrorheological fluid.

【0007】また炭素微粒子を用いた非水系の電気粘性
液体も特開平3−47896に開示されているが、炭素
微粒子は、熱処理のみされたものであり、電気粘性効果
は低い。
A non-aqueous electrorheological liquid using carbon fine particles is also disclosed in JP-A-3-47896, but the carbon fine particles are only heat-treated and have a low electrorheological effect.

【0008】さらに、本発明者らは、分散粒子として酸
化処理したカーボン質粒子を用いる電気粘性流体を提案
している(特願平3−358257)。この場合、非含
水系にもかかわらず比較的高い電気粘性効果を有する
が、用途によっては、電気粘性効果がまだ不十分であ
る。
Furthermore, the present inventors have proposed an electrorheological fluid using carbonaceous particles that have been subjected to oxidation treatment as dispersed particles (Japanese Patent Application No. 3-358257). In this case, it has a relatively high electrorheological effect despite the non-hydrated system, but the electrorheological effect is still insufficient depending on the application.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、非含水系で
あるにもかかわらず、高い電気粘性効果を有し、かつ電
流の流れが少なくショートが起こらない、さらに0℃以
下の低温領域と100℃以上の高温領域でも性能が低下
しない電気粘性流体を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a low temperature range of 0 ° C. or less, which has a high electrorheological effect, has a small current flow, and does not cause a short circuit even though it is a non-hydrous system. It is an object of the present invention to provide an electrorheological fluid whose performance does not deteriorate even in a high temperature range of 100 ° C or higher.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決するために鋭意研究した結果、分散粒子として特定
の化合物で処理したカーボン質分散粒子を用いることに
より問題を解決できることを見い出し本発明を完成する
に至った。
As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventors have found that the problem can be solved by using carbonaceous dispersed particles treated with a specific compound as dispersed particles. The invention was completed.

【0011】すなわち、本発明はヨウ素で処理されたカ
ーボン質分散粒子と電気絶縁性液体とを含むことを特徴
とする電気粘性流体を提供する。
That is, the present invention provides an electrorheological fluid containing carbonaceous dispersed particles treated with iodine and an electrically insulating liquid.

【0012】さらに、本発明はヨウ素で処理された後、
さらに電気絶縁性膜でコートされたカーボン質分散粒子
と電気絶縁性液体とを含むことを特徴とする電気粘性流
体をも提供する。
Further, the present invention, after being treated with iodine,
Further provided is an electrorheological fluid characterized by containing carbonaceous dispersed particles coated with an electrically insulating film and an electrically insulating liquid.

【0013】本発明で用いるカーボン質分散粒子とは、
各種のカーボンブラック、無煙炭、歴青炭などの石炭類
の微粉砕物、ナフサ残油、アスファルト、流動接触分解
残油などの石油系重質油を熱処理して得られる石油系ピ
ッチの微粉砕物、コールタールなどの石炭系重質油を熱
処理して得られる石炭系ピッチの微粉砕物、炭素数が1
5〜20程度のパラフィン、オレフィン等の炭素化物の
微粉砕物、ナフタレン、ビフェニールのような低分子芳
香族化合物の炭素化物の微粉砕物、ポリエチレン、ポリ
アクリル酸メチル、ポリビニルクロライド、フェノール
樹脂、ポリアクリロニトリルなどの高分子を炭素化した
高分子炭素化物の微粉砕物などが挙げられる。
The carbonaceous dispersed particles used in the present invention are
Finely pulverized petroleum-based pitch obtained by heat-treating various types of carbon black, anthracite, bituminous coal and other finely pulverized coal, naphtha residual oil, asphalt, fluid catalytic cracking residual oil and other heavy petroleum oils. Finely pulverized coal-based pitch obtained by heat-treating heavy coal-based oil such as coal and coal tar, which has 1 carbon number
About 5 to 20 paraffins, finely ground products of carbonized products such as olefins, finely ground products of carbonized products of low molecular weight aromatic compounds such as naphthalene and biphenyl, polyethylene, methyl polyacrylate, polyvinyl chloride, phenol resin, poly Examples include finely pulverized polymer carbonized products obtained by carbonizing a polymer such as acrylonitrile.

【0014】また、本発明で用いるカーボン質分散粒子
としては石油系ピッチ、石炭系ピッチ、ポリビニルクロ
ライド炭化物などのカーボン質をメソフェーズ(液晶)
化して得たメソフェーズ小球体あるいはそれを含む粒子
が挙げられる。メソフェーズ小球体はキノリンなどの溶
媒の不溶分として取り出すことができる。特に石油系ピ
ッチ、石炭系ピッチから得られるものが好ましく用いら
れる。
Further, as the carbonaceous dispersed particles used in the present invention, carbonaceous matter such as petroleum pitch, coal pitch and polyvinyl chloride carbide is mesophase (liquid crystal).
Examples include mesophase spherules obtained by solidification or particles containing the same. The mesophase microspheres can be taken out as an insoluble matter of a solvent such as quinoline. In particular, those obtained from petroleum pitch and coal pitch are preferably used.

【0015】カーボン質分散粒子の粒径は0.01〜5
00μm、好ましくは1.0〜100μmである。0.
01μm未満では十分な電気粘性効果が得られず、50
0μmを越えると十分な分散安定性が得られない。
The particle size of the carbonaceous dispersed particles is 0.01 to 5
The thickness is 00 μm, preferably 1.0 to 100 μm. 0.
If it is less than 01 μm, a sufficient electrorheological effect cannot be obtained,
If it exceeds 0 μm, sufficient dispersion stability cannot be obtained.

【0016】また、さらに本発明では、電気粘性効果を
向上させるために、カーボン質分散粒子として、形状異
方性を有するカーボン質物質を用いることができる。形
状異方性を有するカーボン質物質とは長さが0.02〜
10,000μm、好ましくは10〜5,000μm
で、直径が0.01〜500μm、好ましくは1.0〜
100μmで、アスペクト比が2〜1,000,00
0、好ましくは2〜100,000、さらに好ましくは
3〜10,000である棒状(あるいはウイスカー)形
状を有するものである。
Further, in the present invention, in order to improve the electrorheological effect, a carbonaceous substance having shape anisotropy can be used as the carbonaceous dispersed particles. A carbonaceous substance having shape anisotropy has a length of 0.02 to
10,000 μm, preferably 10-5,000 μm
And the diameter is 0.01 to 500 μm, preferably 1.0 to
100 μm with an aspect ratio of 2-1,000,00
It has a rod-like (or whisker) shape of 0, preferably 2 to 100,000, and more preferably 3 to 10,000.

【0017】形状異方性を有するカーボン質物質の直径
が0.01μm未満では十分な電気粘性効果が得られ
ず、500μmを越えると十分な分散安定性(数時間放
置後の沈降テスト)が得られない。形状異方性を有する
カーボン質物質の長さが0.02μm未満では形状異方
性の効果が電気粘性効果に十分に反映されず、10,0
00μmを越えると十分な分散安定性が得られない。形
状異方性を有するカーボン質物質のアスペクト比が2未
満では形状異方性の効果が電気粘性効果に十分に反映さ
れず1,000,000を越えると電場が無いときの初
期粘度が著しく大きくなり実用上好ましくない。
If the diameter of the carbonaceous material having shape anisotropy is less than 0.01 μm, a sufficient electrorheological effect cannot be obtained, and if it exceeds 500 μm, sufficient dispersion stability (sedimentation test after standing for several hours) is obtained. I can't. When the length of the carbonaceous material having shape anisotropy is less than 0.02 μm, the effect of shape anisotropy is not sufficiently reflected in the electrorheological effect,
If it exceeds 00 μm, sufficient dispersion stability cannot be obtained. If the aspect ratio of the carbonaceous material having shape anisotropy is less than 2, the effect of shape anisotropy is not sufficiently reflected in the electrorheological effect, and if it exceeds 1,000,000, the initial viscosity in the absence of an electric field is remarkably large. It is not preferable for practical use.

【0018】カーボン質物質に形状異方性を持たせる方
法はいくつかあるが、例えば、前記カーボン質物質を乾
式、湿式または溶融紡糸等の公知の紡糸方法で繊維化し
た後、ヘンシルミキサー等のミキサーで粉砕する方法が
挙げられる。さらに、炭素数1〜9の炭化水素を金属触
媒の存在下、水素中で気相熱分解しウイスカー状のカー
ボン質物質を得る方法も挙げられる。カーボン質物質が
形状異方性を有することで電気粘性効果がさらに向上す
る理由としては、球状あるいは塊状粒子に比べ電界下で
構造が作り易いためと考えられる。
There are several methods for imparting shape anisotropy to the carbonaceous material. For example, the carbonaceous material is fiberized by a known spinning method such as dry, wet or melt spinning, and then hensyl mixer or the like. The method of pulverizing with a mixer of. Furthermore, a method of obtaining a whisker-like carbonaceous substance by vapor-phase pyrolyzing a hydrocarbon having 1 to 9 carbon atoms in hydrogen in the presence of a metal catalyst can also be mentioned. It is considered that the reason why the electrorheological effect is further improved by the shape anisotropy of the carbonaceous substance is that the structure can be easily formed under the electric field as compared with the spherical or lump particles.

【0019】カーボン質物質をヨウ素で処理する方法と
しては、カーボン質物質とヨウ素溶液を混合撹拌して行
う方法が一般的であるが、繊維に紡糸できる石油系ピッ
チ、石炭系ピッチあるいはポリアクリロニトリル炭化物
等に関しては、紡糸してからヨウ素による処理を行い、
その後粒子状になるまで細かく粉砕しても良い。ヨウ素
による処理終了後、良く洗浄し、乾燥してヨウ素で処理
されたカーボン質粒子を得ることができる。
As a method for treating a carbonaceous substance with iodine, a method of mixing and stirring a carbonaceous substance and an iodine solution is generally used. However, petroleum pitch, coal pitch or polyacrylonitrile carbide which can be spun into fibers. Regarding, etc., after spinning, treatment with iodine,
After that, it may be finely pulverized until it becomes particulate. After the treatment with iodine is completed, the carbonaceous particles treated with iodine can be obtained by thoroughly washing and drying.

【0020】ヨウ素で処理する前及び/又は処理した後
に不融化や酸のよる処理を行ってもよい。また、ヨウ素
で処理する前及び/又は処理した後不活性ガス中で10
0℃から800℃でさらに焼成しても良い。ヨウ素によ
る処理により電気粘性効果が向上する理由としては、ヨ
ウ素による処理によりカーボン質分散粒子内部にヨウ素
が入り込み、電荷移動錯体を形成し、電界下での電子の
移動が起こり易くなり分極が促進されるためと考えられ
る。
Insolubilization or treatment with acid may be carried out before and / or after the treatment with iodine. In addition, before and / or after the treatment with iodine, the treatment is carried out in an inert gas at 10
Further firing may be performed at 0 ° C to 800 ° C. The reason why the treatment with iodine improves the electrorheological effect is that the treatment with iodine causes iodine to enter the inside of the carbonaceous dispersed particles to form a charge transfer complex, which facilitates the movement of electrons under an electric field and promotes polarization. It is thought to be for.

【0021】ヨウ素はエタノール等の有機溶媒に溶解し
て用いるが、固体状態で昇華により処理を行っても良
い。溶液の場合、ヨウ素の濃度としては、0.01N以
上であることが好ましく、さらに0.03〜5Nが好ま
しい。0.01N未満であるとヨウ素による処理が十分
に進行しない。
Iodine is used by dissolving it in an organic solvent such as ethanol, but it may be treated by sublimation in a solid state. In the case of a solution, the concentration of iodine is preferably 0.01 N or higher, more preferably 0.03 to 5 N. If it is less than 0.01 N, the treatment with iodine does not proceed sufficiently.

【0022】ヨウ素による処理温度としては、−50〜
300℃の範囲が好ましく、さらに0〜120℃が好ま
しい。−50℃未満ではヨウ素による処理の効果が十分
に現れない。300℃を越えると急激な発熱が起こる可
能性があるので好ましくない。
The treatment temperature with iodine is -50 to
The temperature is preferably in the range of 300 ° C, more preferably 0 to 120 ° C. If it is less than -50 ° C, the effect of the treatment with iodine does not sufficiently appear. If it exceeds 300 ° C, rapid heat generation may occur, which is not preferable.

【0023】さらに、ヨウ素で処理されたカーボン質分
散粒子を電気絶縁性膜でコートすれば、電流密度を下げ
ることができるのでより好ましい。このような電気絶縁
性膜は、高分子溶液からの粉体へのコーティング、小径
粒子を乾式で混合し粉体の表面で溶融するハイブリダイ
ゼーション、シラン処理等の表面処理、スパッタリング
真空蒸着、モノマーからの重合等によって形成される。
Further, it is more preferable to coat the carbonaceous dispersed particles treated with iodine with an electrically insulating film because the current density can be lowered. Such an electrically insulating film is formed by coating a powder from a polymer solution, hybridization in which small particles are dry-mixed and melted on the surface of the powder, surface treatment such as silane treatment, sputtering vacuum deposition, from a monomer. It is formed by polymerization of.

【0024】電気絶縁性膜として用いる物質としては、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸
ナトリウム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン
樹脂などの合成高分子物質、テトラエトキシシラン、メ
チルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロルシラン
などのシラン処理剤、カルボキシル基や水酸基を持ちジ
メチルポリシロキサンやフェニルメチルポリシロキサン
構造を主鎖とする変性シリコーンオイル、シリカ、アル
ミナ、ルチルなどの無機化合物が代表例として挙げられ
る。
As the substance used for the electrically insulating film,
Synthetic polymer substances such as polyethylene, polystyrene, polymethylmethacrylate, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, sodium polyacrylate, epoxy resin, phenol resin, urethane resin, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, Typical examples are silane treating agents such as hexamethyldisilazane and trimethylchlorosilane, modified silicone oils having a carboxyl group or hydroxyl group and having a dimethylpolysiloxane or phenylmethylpolysiloxane structure as the main chain, and inorganic compounds such as silica, alumina, and rutile. As.

【0025】電気絶縁性膜の厚さは0.005〜30μ
mが好ましく、さらに0.01〜3μmが好ましい。電
気絶縁性膜の厚さが0.005μm未満では絶縁層とし
ての効果が不足し、30μm超では電気粘性効果が発現
しない。
The thickness of the electrically insulating film is 0.005 to 30 μm.
m is preferable, and 0.01-3 μm is more preferable. If the thickness of the electrically insulating film is less than 0.005 μm, the effect as an insulating layer is insufficient, and if it exceeds 30 μm, the electrorheological effect does not appear.

【0026】本発明で用いる電気絶縁性液体としては、
鉱油、アルキルナフタレン、ポリアルファーオレフィン
などの炭化水素溶媒、フタル酸ブチル、セバチン酸ブチ
ルなどのエステル系油、オリゴフェニレンオキサイドな
どのエーテル系油、シリコーンオイル、フッ素系オイル
などが挙げられる。
The electrically insulating liquid used in the present invention includes:
Mineral oils, hydrocarbon solvents such as alkylnaphthalene and polyalpha-olefins, ester-based oils such as butyl phthalate and butyl sebacate, ether-based oils such as oligophenylene oxide, silicone oils, fluorine-based oils and the like.

【0027】本発明の電気粘性流体中のカーボン質分散
粒子と電気絶縁性液体の割合は、分散粒子が1〜60重
量%、好ましくは5〜50重量%であり、電気絶縁性液
体が99〜40重量%、好ましくは95〜50重量%で
ある。分散粒子の量が1重量%未満では十分な電気粘性
効果が得られず、60重量%を越えると電場が無いとき
の初期粘度が著しく大きくなり実用上好ましくない。
The ratio of the dispersed carbonaceous particles in the electrorheological fluid of the present invention and the electrically insulating liquid is 1 to 60% by weight, preferably 5 to 50% by weight, and 99 to 100% by weight of the electrically insulating liquid. It is 40% by weight, preferably 95 to 50% by weight. If the amount of dispersed particles is less than 1% by weight, a sufficient electrorheological effect cannot be obtained, and if it exceeds 60% by weight, the initial viscosity in the absence of an electric field becomes remarkably large, which is not preferable in practice.

【0028】また、本発明の電気粘性流体の効果を損な
わない範囲で、他の分散粒子、界面活性剤のような分散
剤などの添加剤を配合しても良い。さらに、水を少量添
加することで電気粘性効果がより大きくなる場合がある
が、電流が流れ易くなる、あるいは使用温度範囲が狭く
なるなどの問題も生じる。
Further, additives such as other dispersed particles and a dispersant such as a surfactant may be blended within a range that does not impair the effect of the electrorheological fluid of the present invention. Further, the addition of a small amount of water may increase the electrorheological effect, but it also causes problems such as easy current flow and a narrow operating temperature range.

【0029】本発明の電気粘性流体は、非含水系におい
ても優れた電気粘性効果を示すものであり、エンジンマ
ウント、ショックアブソーバーなどの減衰装置、クラッ
チ、トルクコンバーター、ブレーキシステム、バルブ、
ダンバー、サスペンション、アクチュエーター、バイブ
レーター、インクジェットプリンター等の用途に用いる
ことができる。
The electrorheological fluid of the present invention exhibits an excellent electrorheological effect even in a non-hydrated system, and includes an engine mount, a damping device such as a shock absorber, a clutch, a torque converter, a brake system, a valve,
It can be used for applications such as dampers, suspensions, actuators, vibrators, and inkjet printers.

【0030】[0030]

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はそれらに限定されるものではない。 合成例1 アラビア系原油の減圧軽油の脱硫油をシリカ−アルミナ
系触媒を用いて500℃にて流動接触分解して得られた
沸点が320℃〜550℃の重質油を、圧力15kg/
cm2・G、温度430℃にて3時間熱処理した。この
熱処理油を250℃/1mmHgにて蒸留し、軽質分を
除去させ、軟化点98℃のピッチ(1−I)を得た。次
に、このピッチ(1−I)を窒素下で温度400℃にて
12時間熱処理を行い、軟化点268℃のピッチ(1−
II)を得た。元素分析によるピッチ(1−II)の炭素量
は95重量%、水素量は5重量%であった。さらに、こ
のピッチ(1−II)を細かく粉砕し粒径11μmのピッ
チ粒子(1−1)を得た。このピッチ粒子(1−1)5
0gとヨウ素2.5gをエタノール溶液200ml
(0.05N)中室温で5時間混合撹拌した。その後ろ
過、エタノール洗浄を行い、最後に80℃/2mmHg
で5時間乾燥させ、ヨウ素で処理されたピッチ粒子(1
−2)を得た。元素分析によるピッチ粒子(1−2)の
炭素量は90重量%、水素量は6重量%、ヨウ素量4重
量%であった。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Synthetic Example 1 Heavy oil having a boiling point of 320 ° C to 550 ° C obtained by fluid catalytic cracking of a desulfurized oil of a vacuum crude oil of Arabian crude oil at 500 ° C using a silica-alumina catalyst was used at a pressure of 15 kg /
cm 2 · G, was heat-treated for three hours at a temperature of 430 ℃. The heat-treated oil was distilled at 250 ° C./1 mmHg to remove light components, and pitch (1-I) having a softening point of 98 ° C. was obtained. Next, this pitch (1-I) is heat-treated under nitrogen at a temperature of 400 ° C. for 12 hours to give a pitch (1--) having a softening point of 268 ° C.
II) was obtained. Elemental analysis revealed that the pitch (1-II) had a carbon content of 95% by weight and a hydrogen content of 5% by weight. Further, the pitch (1-II) was finely pulverized to obtain pitch particles (1-1) having a particle diameter of 11 μm. This pitch particle (1-1) 5
0g and 2.5g iodine 200ml ethanol solution
The mixture was stirred in (0.05 N) at room temperature for 5 hours. After that, it is filtered and washed with ethanol, and finally at 80 ℃ / 2mmHg.
Pitch particles (1
-2) was obtained. The carbon content of the pitch particles (1-2) by elemental analysis was 90% by weight, the hydrogen content was 6% by weight, and the iodine content was 4% by weight.

【0031】合成例2 石炭ピッチを450℃で窒素ガス中で熱処理し、メソフ
ェーズ小球体を含むピッチ(2−I)を得た。次に、こ
のピッチ(2−I)からキノリン抽出でメソフェーズ小
球体からなる粒径8μmのピッチ粒子(2−1)を回収
した。元素分析によるピッチ(2−1)の炭素量は96
重量%、水素量は3重量%、窒素量は1重量%であっ
た。このピッチ粒子(2−1)を合成例1と同様な条件
でヨウ素で処理し、ピッチ粒子(2−2)を得た。元素
分析によるピッチ粒子(2−2)の炭素量は89重量
%、水素量は6重量%、ヨウ素量は5重量%であった。
Synthesis Example 2 Coal pitch was heat-treated at 450 ° C. in nitrogen gas to obtain pitch (2-I) containing mesophase microspheres. Next, pitch particles (2-1) composed of mesophase spherules and having a particle size of 8 μm were collected from this pitch (2-I) by quinoline extraction. Carbon content of pitch (2-1) by elemental analysis is 96
The amount of hydrogen was 3% by weight, and the amount of nitrogen was 1% by weight. The pitch particles (2-1) were treated with iodine under the same conditions as in Synthesis Example 1 to obtain pitch particles (2-2). The elemental analysis revealed that the pitch particles (2-2) had a carbon content of 89% by weight, a hydrogen content of 6% by weight, and an iodine content of 5% by weight.

【0032】合成例3 合成例1で得られたピッチ(1−II)をノズル径3mm
φ、L/D=2の紡糸器を用いて315℃で15μmの
繊維に紡糸した後、ヘンシェルミキサーを用い3秒間粉
砕し形状異方性を有するピッチ(3−1)を得た。ピッ
チ(3−1)は直径15μm、アスペクト比3〜50の
棒状であった。このピッチ(3−1)を合成例1と同様
な条件でヨウ素で処理し、形状異方性を有するピッチ粒
子(3−2)を得た。元素分析によるピッチ粒子(3−
2)の炭素量は90重量%、水素量は6重量%、ヨウ素
量は4重量%であった。
Synthetic Example 3 The pitch (1-II) obtained in Synthetic Example 1 was changed to a nozzle diameter of 3 mm.
After spinning into a fiber of 15 μm at 315 ° C. using a spinning machine of φ, L / D = 2, it was pulverized for 3 seconds using a Henschel mixer to obtain a pitch (3-1) having shape anisotropy. The pitch (3-1) was a rod shape having a diameter of 15 μm and an aspect ratio of 3 to 50. This pitch (3-1) was treated with iodine under the same conditions as in Synthesis Example 1 to obtain pitch particles (3-2) having shape anisotropy. Pitch particles (3-
The carbon amount of 2) was 90% by weight, the amount of hydrogen was 6% by weight, and the amount of iodine was 4% by weight.

【0033】合成例4 合成例3でヨウ素処理したピッチ粒子(3−2)10g
を0.2wt%ポリアクリル酸ナトリウム(重合度2.
2万〜7万)水溶液500ml中室温で8時間混合撹拌
した。その後この溶液を3Lのエタノール中で再沈殿さ
せ、ろ過、エタノール洗浄を行い、最後に80℃/2m
mHgで5時間乾燥させ、ポリアクリル酸ナトリウムで
被覆したヨウ素処理されたピッチ粒子(3−3)を得
た。
Synthesis Example 4 10 g of pitch particles (3-2) treated with iodine in Synthesis Example 3
0.2 wt% sodium polyacrylate (degree of polymerization 2.
20,000 to 70,000) 500 ml of aqueous solution was mixed and stirred at room temperature for 8 hours. After that, this solution was reprecipitated in 3 L of ethanol, filtered and washed with ethanol, and finally at 80 ° C./2 m.
It was dried at mHg for 5 hours to obtain iodine-treated pitch particles (3-3) coated with sodium polyacrylate.

【0034】合成例5 ポリエチレン1gを110℃でデカヒドロナフタレン5
00mlに溶解し、この溶液に合成例3でヨウ素処理し
たピッチ粒子(3−2)10gを添加し、110℃で5
分、室温で2時間混合撹拌した。その後ろ過、洗浄を行
い、最後に80℃/2mmHgで5時間乾燥させ、ポリ
エチレンで被覆したヨウ素処理されたピッチ粒子(3−
4)を得た。
Synthesis Example 5 1 g of polyethylene was treated with decahydronaphthalene 5 at 110 ° C.
It was dissolved in 00 ml, and 10 g of the pitch particles (3-2) treated with iodine in Synthesis Example 3 was added to this solution, and the solution was added at 110 ° C. for 5 minutes.
Minutes, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After that, filtration and washing are performed, and finally, it is dried at 80 ° C./2 mmHg for 5 hours, and the iodine-treated pitch particles coated with polyethylene (3-
4) was obtained.

【0035】合成例6 テトラエトキシシラン17.3g、エタノール50gを
混合した溶液に、合成例3でヨウ素処理したピッチ粒子
(3−2)10gを添加し、さらに撹拌下1.5Nアン
モニア水を2ml添加した。添加直後直ちに粒子が生成
したが、その後80℃で5時間反応を続け、シリカ生成
のゾルゲル反応を完結させた。反応終了後、80℃/2
mmHgで5時間乾燥させ、シリカで被覆したヨウ素処
理されたピッチ粒子(3−5)を得た。
Synthesis Example 6 To a solution prepared by mixing 17.3 g of tetraethoxysilane and 50 g of ethanol, 10 g of the pitch particles (3-2) treated with iodine in Synthesis Example 3 was added, and 2 ml of 1.5N ammonia water was further added with stirring. Was added. Particles were generated immediately after the addition, but the reaction was then continued at 80 ° C. for 5 hours to complete the sol-gel reaction for silica formation. After the reaction, 80 ℃ / 2
It was dried at mmHg for 5 hours to obtain silica-coated iodine-treated pitch particles (3-5).

【0036】実施例1〜6、比較例1〜3 合成例1〜6で得られたピッチ(1−2)、(2−
2)、(3−2)、(3−3)、(3−4)、(3−
5)各々3gを粘度20cStのシリコーンオイル(信
越シリコーン製KF−96)7gに分散させ、電気粘性
流体(1)〜(6)を調製した。また、合成例1で得ら
れたピッチ粒子(1−1)及び合成例2で得られたピッ
チ粒子(2−1)を用い実施例1〜6と同様にして電気
粘性流体(7)、(8)を調製した。さらに、粒径15
μmのシリカ粒子3gを粘度20cStのシリコーンオ
イル(信越シリコーン製KF−96)7gに分散させ、
さらに水0.3gを添加し電気粘性流体(9)を調製し
た。
Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 3 Pitches (1-2) and (2-
2), (3-2), (3-3), (3-4), (3-
5) 3 g of each was dispersed in 7 g of silicone oil having a viscosity of 20 cSt (KF-96 manufactured by Shin-Etsu Silicone) to prepare electrorheological fluids (1) to (6). Further, using the pitch particles (1-1) obtained in Synthesis Example 1 and the pitch particles (2-1) obtained in Synthesis Example 2, electrorheological fluid (7), ( 8) was prepared. Furthermore, particle size 15
Disperse 3 g of silica particles of μm in 7 g of silicone oil having a viscosity of 20 cSt (KF-96 manufactured by Shin-Etsu Silicone),
Further, 0.3 g of water was added to prepare an electrorheological fluid (9).

【0037】次に円筒の直径が16mm、外筒の直径が
18mmの電界印加装置付き二重円筒型回転粘度計を用
いて、印加電圧3kV/mm、せん断速度400s-1
の25℃、70℃、110℃における上記電気粘性流体
(1)〜(9)のトルク値を測定した。また、その際の
電流値も測定した。結果を表1に示した。なお、トルク
値は、電界印加前と印加後のトルクの差として求めた。
Next, using a double-cylinder type rotational viscometer with an electric field applying device having a cylinder diameter of 16 mm and an outer cylinder diameter of 18 mm, an applied voltage of 3 kV / mm and a shear rate of 400 s -1 at 25 ° C. and 70 The torque values of the electrorheological fluids (1) to (9) at temperatures of 110 ° C and 110 ° C were measured. The current value at that time was also measured. The results are shown in Table 1. The torque value was obtained as the difference between the torque before and after the application of the electric field.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】実施例1〜6及び比較例1〜3から次のこ
とが言える 本発明の分散粒子としてヨウ素で処理されたカーボン
質分散粒子を用いた電気粘性流体は、処理前のカーボン
質分散粒子を用いたものに比べて電気粘性効果が大き
い。 また、シリカ粒子と水を用いたものに比べても電気粘
性効果は大きく、かつ流れる電流も少ない。特に、70
℃において電流の流れ易さの違いが顕著である。 さらに、シリカ粒子系は、水の蒸発のため、110℃
でせん断応力が大幅に低下しているが、ヨウ素で処理さ
れたカーボン質分散粒子系は高いせん断応力を保持して
いる。 この結果より、ヨウ素で処理されたカーボン質分散粒
子系は高温特性にも優れることが分かる。また、ヨウ素
で処理されたカーボン質分散粒子を電気絶縁性膜でコー
トすることにより電流値をより低くすることができる。
The following can be said from Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 The electrorheological fluids using the carbonaceous dispersed particles treated with iodine as the dispersed particles of the present invention are carbonaceous dispersed particles before treatment. The electro-viscous effect is larger than that using. In addition, the electrorheological effect is large and the amount of current flowing is small compared to the case where silica particles and water are used. Especially 70
The difference in easiness of current flow is remarkable at ℃. In addition, the silica particle system is 110 ° C due to water evaporation.
Although the shear stress was significantly reduced at 1, the iodine-treated carbon-based dispersed particle system retains high shear stress. From these results, it can be seen that the carbonaceous dispersed particle system treated with iodine has excellent high temperature characteristics. In addition, the current value can be further reduced by coating the carbonaceous dispersed particles treated with iodine with the electrically insulating film.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明のヨウ素で処理されたカーボン質
分散粒子又はヨウ素で処理された後電気絶縁性膜でコー
トされたカーボン質分散粒子を用いた電気粘性流体は、
非含水系で優れた電気粘性効果を示すものであり、エン
ジンマウント、ショックアブソーバー、クラッチ、トル
クコンバーター、ブレーキシステム、パワーステアリン
グ、バルブ、ダンパー、サスペンション、アクチュエー
ター、バイブレーター、インキジェットプリンターなど
の用途に用いることができる。
The electrorheological fluid using the carbonaceous dispersed particles treated with iodine or the carbonaceous dispersed particles coated with the electrically insulating film after being treated with iodine of the present invention is
It is a non-hydrous system and exhibits excellent electrorheological effects, and is used for engine mounts, shock absorbers, clutches, torque converters, braking systems, power steering, valves, dampers, suspensions, actuators, vibrators, ink jet printers, etc. be able to.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 40:12 40:14 60:08 70:00 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display area C10N 40:12 40:14 60:08 70:00

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ヨウ素で処理されたカーボン質分散粒子
と電気絶縁性液体とを含むことを特徴とする電気粘性流
体。
1. An electrorheological fluid comprising carbonaceous dispersed particles treated with iodine and an electrically insulating liquid.
【請求項2】 混合割合がヨウ素で処理されたカーボン
質分散粒子1〜60重量%、電気絶縁性液体40〜99
重量%である請求項1記載の電気粘性流体。
2. A carbonaceous dispersed particle having a mixing ratio of 1 to 60% by weight treated with iodine, and an electrically insulating liquid 40 to 99.
The electrorheological fluid according to claim 1, which is in weight%.
【請求項3】 カーボン質分散粒子が、長さが0.02
〜10,000μm、直径が0.01〜500μm、ア
スペクト比が2〜1,000,000である形状異方性
を有する請求項1記載の電気粘性流体。
3. The carbonaceous dispersed particles have a length of 0.02.
The electrorheological fluid according to claim 1, which has a shape anisotropy of ˜10,000 μm, a diameter of 0.01 to 500 μm, and an aspect ratio of 2 to 1,000,000.
【請求項4】 ヨウ素で処理された後、さらに電気絶縁
性膜でコートされたカーボン質分散粒子と電気絶縁性液
体とを含むことを特徴とする電気粘性流体。
4. An electrorheological fluid, characterized in that, after being treated with iodine, it further comprises dispersed carbonaceous particles coated with an electrically insulating film and an electrically insulating liquid.
【請求項5】 混合割合が、ヨウ素で処理された後、さ
らに電気絶縁性膜でコートされたカーボン質分散粒子1
〜60重量%、電気絶縁性液体40〜99重量%である
請求項4記載の電気粘性流体。
5. A carbonaceous dispersed particle 1 having a mixing ratio of after being treated with iodine and further coated with an electrically insulating film.
5. The electrorheological fluid according to claim 4, wherein the electrorheological fluid is about 60% by weight and the electrical insulating liquid is 40 to 99% by weight.
【請求項6】 カーボン質分散粒子が、長さが0.02
〜10,000μm、直径が0.01〜500μm、ア
スペクト比が2〜1,000,000である形状異方性
を有する請求項4記載の電気粘性流体。
6. The carbonaceous dispersed particles have a length of 0.02.
The electrorheological fluid according to claim 4, which has a shape anisotropy of ˜10,000 μm, a diameter of 0.01 to 500 μm, and an aspect ratio of 2 to 1,000,000.
JP23240693A 1993-05-21 1993-08-25 Electrorheological fluid Pending JPH0762370A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23240693A JPH0762370A (en) 1993-08-25 1993-08-25 Electrorheological fluid
US08/243,998 US5536426A (en) 1993-05-21 1994-05-18 Electrorheological fluid containing carbonaceous particles
EP94107852A EP0625566A1 (en) 1993-05-21 1994-05-20 Electrorheological fluid containing carbonaceous particles
US08/601,397 US5705088A (en) 1993-05-21 1996-02-14 Electrorheological fluid containing carbonaceous particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23240693A JPH0762370A (en) 1993-08-25 1993-08-25 Electrorheological fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0762370A true JPH0762370A (en) 1995-03-07

Family

ID=16938750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23240693A Pending JPH0762370A (en) 1993-05-21 1993-08-25 Electrorheological fluid

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0762370A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07248033A (en) * 1994-03-11 1995-09-26 Nissan Motor Co Ltd Electric control motion transmission method and motion transmission device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07248033A (en) * 1994-03-11 1995-09-26 Nissan Motor Co Ltd Electric control motion transmission method and motion transmission device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5087382A (en) Electroviscous fluid
EP0445594B1 (en) An electrorheological fluid
JPH1081889A (en) Powder for electroviscous fluid
US5536426A (en) Electrorheological fluid containing carbonaceous particles
JPH0762370A (en) Electrorheological fluid
EP0548956B1 (en) Electrorheological fluid
JPH06330066A (en) Electrorheological fluid
KR100593483B1 (en) Electro-fluidic fluid comprising polyaniline / titanium dioxide composite as conductive particles and method for producing same
JPH07150187A (en) Carbonaceous powder for electrorheological fluid dispersed phase and electrorheological fluid
JPH07166187A (en) Electrorheological fluid
JPH05186786A (en) Electroviscous fluid
JPH0347896A (en) Electric viscous fluid
JPH05179270A (en) Electrorheological fluid
JP2911947B2 (en) Carbon powder for electrorheological fluid
CA2000322C (en) Electroviscous fluid
JP2684096B2 (en) Electrorheological fluid
JP2799606B2 (en) Electrorheological fluid
JPH06122885A (en) Electrorheological fluid
JP2944670B2 (en) Electrorheological liquid
JP3458148B2 (en) Carbonaceous powder for electrorheological fluid dispersed phase and electrorheological fluid
JPH08253788A (en) Electrorheological liquid
KR100209306B1 (en) Electric fluid with dispersed particles of polyparaphenylene impregnated with FECL3 or ALCL3
JP2867343B2 (en) Electrorheological fluid
JPH08176584A (en) Electrorheological fluid
JPH11349978A (en) Electrorheological fluid