JPH1046182A - Electrorheological fluid - Google Patents

Electrorheological fluid

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Publication number
JPH1046182A
JPH1046182A JP20356196A JP20356196A JPH1046182A JP H1046182 A JPH1046182 A JP H1046182A JP 20356196 A JP20356196 A JP 20356196A JP 20356196 A JP20356196 A JP 20356196A JP H1046182 A JPH1046182 A JP H1046182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicone oil
modified silicone
group
viscosity
insulating oil
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20356196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Nishihara
明 西原
Yukiya Yamashita
行也 山下
Yuji Ota
裕士 太田
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP20356196A priority Critical patent/JPH1046182A/en
Publication of JPH1046182A publication Critical patent/JPH1046182A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的安価な化合物を使用し、室温で作動
し、長期的に使用可能な電気粘性流体を提供する。 【解決手段】 極性基を有する変性シリコーンオイル
を、これより低粘度の絶縁油 (例、未変性シリコーンオ
イルまたは炭化水素系絶縁油) に分散させたエマルショ
ンからなる電気粘性流体。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrorheological fluid which uses a relatively inexpensive compound, operates at room temperature, and can be used for a long time. An electrorheological fluid comprising an emulsion in which a modified silicone oil having a polar group is dispersed in a lower-viscosity insulating oil (eg, an unmodified silicone oil or a hydrocarbon-based insulating oil).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、機械システムにお
いて振動吸収、トルク伝達、サーボ制御等のアクチュエ
ーターとして、あるいは光シャッター等の光学素子とし
て有用な、分散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 dispersed electrorheological fluid useful as an actuator for vibration absorption, torque transmission, servo control or the like in a mechanical system or as an optical element such as an optical shutter.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気粘性流体とは、電圧を印加すると粘
性が瞬間的に大きくかつ可逆的に変化する (通常は増大
する) 流体のことである。
2. Description of the Related Art An electrorheological fluid is a fluid whose viscosity changes instantaneously and reversibly (normally increases) when a voltage is applied.

【0003】電気粘性流体は、分散系と均一系とに大別
される。従来の電気粘性流体の多くは、電気分極性の微
粒子を絶縁油中に分散させた分散系のものである。分散
系電気粘性流体では、電圧をかけると、絶縁油中に分散
した微粒子が分極し、分極した粒子が電極間に数珠状に
並んで流体である絶縁油の流れを阻害するため、見かけ
上は粘度が増大したのと同じ挙動を示す。この分散系電
気粘性流体は大きな粘度変化が得られ、短期的には優れ
た性能を示すものの、分散粒子の沈降、電極の消耗、粒
子自体の破壊等の問題があり、実用化への大きな障害と
なっている。
[0003] Electrorheological fluids are broadly classified into dispersion systems and homogeneous systems. Many conventional electrorheological fluids are dispersion systems in which electropolarizable fine particles are dispersed in insulating oil. In a dispersed electrorheological fluid, when a voltage is applied, the fine particles dispersed in the insulating oil are polarized, and the polarized particles are arranged in a row in a row between the electrodes, impeding the flow of the insulating oil, which is a fluid. It shows the same behavior as increasing the viscosity. This dispersion-type electrorheological fluid has a large viscosity change and shows excellent performance in the short term, but has problems such as sedimentation of dispersed particles, exhaustion of electrodes, and destruction of particles itself, which is a major obstacle to practical application. It has become.

【0004】均一系の電気粘性流体としては、コレステ
リック液晶混合物や低分子液晶などの液晶を利用したも
のが主体であるが、ほかにニトロメタンやニトロベンゼ
ン等の極性液体、或いは強誘電性ポリマー溶液を用いる
方法も提案されている。
As a homogeneous electrorheological fluid, liquids such as a cholesteric liquid crystal mixture and a low-molecular liquid crystal are mainly used. In addition, a polar liquid such as nitromethane or nitrobenzene, or a ferroelectric polymer solution is used. Methods have also been proposed.

【0005】特開平6−220483号公報には、1つの分子
鎖に2種以上の液晶性基 (メソゲン基) が結合した高分
子化合物 (例、シリコーン) からなる均一系の電気粘性
流体が開示されており、これは電圧印加により分散系に
匹敵する大きな粘度変化を示すことが記載されている。
JP-A-6-220483 discloses a homogeneous electrorheological fluid comprising a polymer compound (eg, silicone) in which two or more liquid crystal groups (mesogen groups) are bonded to one molecular chain. Which shows a large change in viscosity comparable to a dispersion system upon application of a voltage.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載のような高分子液晶化合物は、一般に液晶性の官能基
を高分子化合物中に側鎖として導入することにより合成
され、多段階の合成工程が必要で、合成に手間がかか
る。そのため、この化合物は非常に高価である。また、
液晶性化合物は、液晶性を示す温度範囲でなければ十分
な電気粘性効果が得られず、作動温度範囲が限られ、室
温では使用できないという問題もあった。電気粘性流体
の用途の多くは室温で操作されるので、室温で使用でき
ないと実用性は著しく乏しくなる。
However, polymer liquid crystal compounds as described in the above publications are generally synthesized by introducing a liquid crystal functional group as a side chain into the polymer compound, and are synthesized in multiple steps. A process is required, and synthesis takes time. Therefore, this compound is very expensive. Also,
The liquid crystal compound has a problem that a sufficient electrorheological effect cannot be obtained unless the temperature is in a temperature range showing liquid crystallinity, the operating temperature range is limited, and the compound cannot be used at room temperature. Many applications of electrorheological fluids are operated at room temperature, and if they cannot be used at room temperature, their utility will be significantly poorer.

【0007】本発明は、比較的安価な化合物を使用し、
室温で作動し、長期的に使用可能な電気粘性流体を提供
することを課題とする。
The present invention uses relatively inexpensive compounds,
An object of the present invention is to provide an electrorheological fluid that can be operated at room temperature and used for a long time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、市販の変
性シリコーンオイルを絶縁油に分散させたエマルション
が、電圧印加により室温で大きな粘度変化を示すことに
気付き、一般に極性基を有する液状有機ポリマーを絶縁
油に分散させたエマルションにより上記課題を解決でき
ることを見出した。
Means for Solving the Problems The present inventors have noticed that a commercially available emulsion obtained by dispersing a modified silicone oil in an insulating oil shows a large viscosity change at room temperature by applying a voltage, and generally, a liquid having a polar group It has been found that the above problem can be solved by an emulsion in which an organic polymer is dispersed in insulating oil.

【0009】ここに、本発明は、極性基を有する液状有
機ポリマーを、それより低粘度の絶縁油に分散させたエ
マルションからなる電気粘性流体である。
Here, the present invention is an electrorheological fluid comprising an emulsion in which a liquid organic polymer having a polar group is dispersed in an insulating oil having a lower viscosity.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】極性基を有する液状有機ポリマー
の代表例は、シリコーンオイル (室温で液状のアルキル
ポリシロキサン、代表的にはジメチルポリシロキサン)
の分子末端および/または側鎖に極性基を導入すること
により変性した変性シリコーンオイルである。極性基と
しては、アミノ基、エポキシ基、アルコキシル基、フッ
素置換アルキル基 (例、トリフルオロメチル基) 、カル
ボキシル基などが挙げられる。これらの極性基は、適当
な結合基を介してポリシロキサンの分子鎖に結合させて
もよい。有機ポリマーは2種以上の極性基を有していて
もよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A typical example of a liquid organic polymer having a polar group is silicone oil (an alkylpolysiloxane liquid at room temperature, typically dimethylpolysiloxane).
Is a modified silicone oil modified by introducing a polar group into the molecular terminal and / or the side chain of the modified silicone oil. Examples of the polar group include an amino group, an epoxy group, an alkoxyl group, a fluorine-substituted alkyl group (eg, a trifluoromethyl group), a carboxyl group, and the like. These polar groups may be linked to the molecular chain of the polysiloxane via a suitable linking group. The organic polymer may have two or more polar groups.

【0011】このような変性シリコーンオイルは、繊維
の処理、各種シリコーン樹脂の原料等として工業的に幅
広く用いられており、比較的低価格で市販されている。
具体例としては、アミノ変性シリコーンオイル、エポキ
シ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイ
ル、カルボキシル変性シリコーンオイル等が挙げられ、
市販品の例としては、信越化学製シリコーンオイルKF-3
93、KF-854、X-22-161A、X-22-162A 、X-22-3637 、KF-
101、FL-100、BY16-754等がある。
Such a modified silicone oil is widely used industrially as a fiber treatment, a raw material for various silicone resins, and the like, and is commercially available at a relatively low price.
Specific examples include amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, and the like.
Examples of commercially available products include silicone oil KF-3 manufactured by Shin-Etsu Chemical.
93, KF-854, X-22-161A, X-22-162A, X-22-3637, KF-
101, FL-100, BY16-754, etc.

【0012】極性基を持つ液状有機ポリマーはシリコー
ンオイルに限定されるものではなく、例えば、ポリアク
リル酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコー
ル等の炭素系有機ポリマーに上記極性基のいずれかを導
入したものでもよい。以下は、極性基を有する液状有機
ポリマーを、その代表例である変性シリコーンオイルで
代表させて説明する。
The liquid organic polymer having a polar group is not limited to silicone oil. For example, a liquid organic polymer obtained by introducing any of the above polar groups into a carbon-based organic polymer such as polyacrylic acid, polyethylene glycol, or polyvinyl alcohol can be used. Good. Hereinafter, a liquid organic polymer having a polar group will be described by using a modified silicone oil as a representative example.

【0013】この変性シリコーンオイルを分散させる絶
縁油は、電圧の印加により導通が生じないものであれば
よく特に限定されないが、一般的な例として、シリコー
ンオイルおよび炭化水素系オイルが挙げられる。絶縁油
は、実質的に無極性のものを使用する。即ち、シリコー
ンオイルではSiとCとH、炭化水素系オイルではCとH
からなるものが好ましい。絶縁油が極性を有している
と、極性を有する変性シリコーンオイルと相溶し易く、
目的とするエマルションを形成することが困難となる。
The insulating oil in which the modified silicone oil is dispersed is not particularly limited as long as it does not cause conduction when a voltage is applied, but typical examples include silicone oil and hydrocarbon oil. A substantially non-polar insulating oil is used. That is, Si, C and H for silicone oil, and C and H for hydrocarbon oil.
Is preferred. When the insulating oil has polarity, it is easily compatible with the polar modified silicone oil,
It becomes difficult to form a desired emulsion.

【0014】絶縁油として使用できるシリコーンオイル
の例には、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジ
エンポリシロキサン等があり、そのメチル基の一部はフ
ェニル基、アルキル基等の炭化水素基で置換されていて
もよい。市販品の例としては、信越化学製シリコーンオ
イルKF-56 、KF-96 、KF-99 等が挙げられる。
Examples of the silicone oil that can be used as the insulating oil include dimethylpolysiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, and the like. Some of the methyl groups are substituted with hydrocarbon groups such as phenyl and alkyl groups. Is also good. Examples of commercially available products include silicone oils KF-56, KF-96, and KF-99 manufactured by Shin-Etsu Chemical.

【0015】炭化水素系絶縁油の具体例としては、アル
キルナフタレン、流動パラフィン、ケロシン、キシレ
ン、トルエン等が挙げられる。
Specific examples of the hydrocarbon-based insulating oil include alkylnaphthalene, liquid paraffin, kerosene, xylene, toluene and the like.

【0016】絶縁油は、これに分散させる変性シリコー
ンオイルより低粘度のものを使用する。それにより、絶
縁油中に変性シリコーンオイルを分散相として分散させ
た本発明の電気粘性流体が得られる。分散方法は特に限
定されないが、例えば、変性シリコーンと絶縁油の両者
を、これらを溶解できる共通溶媒中に溶解し、得られた
溶液から溶媒を蒸発により除去する方法、変性シリコー
ンオイルと絶縁油とを直接混合する方法等が可能であ
る。
The insulating oil used has a lower viscosity than the modified silicone oil dispersed therein. Thereby, the electrorheological fluid of the present invention in which the modified silicone oil is dispersed as a disperse phase in the insulating oil is obtained. The dispersion method is not particularly limited, for example, a method of dissolving both the modified silicone and the insulating oil in a common solvent capable of dissolving them and removing the solvent from the obtained solution by evaporation, the modified silicone oil and the insulating oil, Can be directly mixed.

【0017】溶媒の除去は、常圧下で加熱により除去す
る方法と、減圧蒸発 (加熱または無加熱) のいずれでも
実施できる。溶媒は完全に除去する必要はなく、分散状
態が安定に保持できれば、一部の溶媒がエマルション中
に残留していてもよい。混合による分散は、機械的な攪
拌、超音波などにより実施すればよい。
The solvent can be removed by either a method of removing the solvent by heating under normal pressure or a method of evaporating under reduced pressure (with or without heating). It is not necessary to completely remove the solvent, and a part of the solvent may remain in the emulsion as long as the dispersion state can be stably maintained. Dispersion by mixing may be performed by mechanical stirring, ultrasonic waves, or the like.

【0018】エマルションが水分を含有していると、電
圧の印加を効果的に行うことができないので、得られた
エマルションは必要に応じて脱水する。脱水処理は、エ
マルションを形成する前の変性シリコーンオイルと絶縁
油に別々に適用してもよい。脱水処理は、加熱脱水、脱
水剤の添加などにより実施できる。脱水剤としては、有
機溶媒の脱水に一般に使用されているモレキュラーシー
ブスが好ましい。
If the emulsion contains water, the voltage cannot be applied effectively, and the obtained emulsion is dehydrated as necessary. The dehydration treatment may be separately applied to the modified silicone oil and the insulating oil before forming the emulsion. The dehydration treatment can be performed by heat dehydration, addition of a dehydrating agent, or the like. As the dehydrating agent, molecular sieves generally used for dehydrating an organic solvent are preferable.

【0019】変性シリコーンオイルと絶縁油の割合は、
絶縁油中に変性シリコーンオイルが分散したエマルショ
ンが得られる限り、特に制限されないが、通常はこの両
者の合計量に基づいて、変性シリコーンオイルが1〜70
重量%、絶縁油が残り30〜99重量%の割合であり、好ま
しくは変性シリコーンオイル5〜50重量%、絶縁油50〜
95重量%である。変性シリコーンオイルの量が1重量%
以下になると実質的に大きな粘度変化は得られず、また
70重量%以上でも同様に粘度変化が得られにくい。
The ratio between the modified silicone oil and the insulating oil is
There is no particular limitation as long as an emulsion in which the modified silicone oil is dispersed in the insulating oil is obtained, but usually the modified silicone oil is 1 to 70 based on the total amount of both.
%, The remaining amount of insulating oil is 30 to 99% by weight, preferably 5 to 50% by weight of modified silicone oil and 50 to 50% of insulating oil.
95% by weight. 1% by weight of modified silicone oil
When it is below, substantially no change in viscosity is obtained, and
Even at 70% by weight or more, it is difficult to obtain a change in viscosity.

【0020】本発明の電気粘性流体は、分散相を構成す
る変性シリコーンオイル (極性基を有する有機ポリマ
ー) 、分散媒を構成する低粘度の絶縁油、場合により少
量残留していてもよい溶媒の他に、所望により、非イオ
ン系の界面活性剤等の添加成分を含有していてもよい。
The electrorheological fluid of the present invention comprises a modified silicone oil (organic polymer having a polar group) constituting a dispersed phase, a low-viscosity insulating oil constituting a dispersion medium, and a solvent which may be left in a small amount in some cases. In addition, if necessary, an additive component such as a nonionic surfactant may be contained.

【0021】本発明において、変性シリコーンオイルと
絶縁油との相互作用は明らかとはなっていないが、変性
シリコーンオイル単独、または絶縁油単独では、いずれ
も電気粘性挙動を示さず、変性シリコーンオイルを絶縁
油中に分散させたときのみに電気粘性挙動を示す。ま
た、変性シリコーンオイルと絶縁油の両者を溶解できる
共通溶媒を添加して、エマルションを均一溶液とする
と、実質的な電気粘性挙動を得ることができない。従っ
て、エマルジョン状で絶縁油中に分散した状態の変性シ
リコーンオイルが、何らかの作用、例えば、エマルジョ
ン粒子の変形、結合等により、電気粘性挙動 (粘度変
化) に寄与しているものと考えられる。
In the present invention, the interaction between the modified silicone oil and the insulating oil has not been clarified, but neither the modified silicone oil alone nor the insulating oil alone shows the electrorheological behavior. It shows electrorheological behavior only when dispersed in insulating oil. Further, when a common solvent capable of dissolving both the modified silicone oil and the insulating oil is added to make the emulsion a homogeneous solution, a substantial electrorheological behavior cannot be obtained. Therefore, it is considered that the modified silicone oil dispersed in the insulating oil in the form of an emulsion contributes to the electrorheological behavior (viscosity change) by some action, for example, deformation and bonding of the emulsion particles.

【0022】本発明において、大きな粘度変化を得たい
場合には、絶縁油は粘度が小さいものにし、一方、絶縁
油中に分散させる変性シリコーンオイルは粘度が大きい
方が好ましい。即ち、変性シリコーンオイルは絶縁油よ
り高粘度のものを使用するが、両者の粘度差が大きいほ
ど、得られた電気粘性流体の粘度変化が大きくなる傾向
がある。好ましくは、作動温度での変性シリコーンオイ
ルの動粘度 (ストークス粘度) が絶縁油の動粘度の3倍
以上であり、より好ましくは5倍以上である。なお、こ
の時の両者の動粘度は電圧を印加しない基底状態での値
である。
In the present invention, when it is desired to obtain a large change in viscosity, it is preferable that the insulating oil has a low viscosity, while the modified silicone oil dispersed in the insulating oil has a high viscosity. That is, although the modified silicone oil has a higher viscosity than the insulating oil, the greater the difference in viscosity between the two, the larger the change in viscosity of the obtained electrorheological fluid tends to be. Preferably, the kinematic viscosity (Stokes viscosity) of the modified silicone oil at the operating temperature is at least three times, more preferably at least five times, the kinematic viscosity of the insulating oil. At this time, the kinematic viscosities of both are values in a ground state where no voltage is applied.

【0023】一方、粘度変化よりも絶対的な高い粘度が
要求される用途では、絶縁油を比較的高粘度のものにし
た方が、求める粘度が得やすい。その場合には、上記の
動粘度の比は3倍未満であってもよい。
On the other hand, in applications where an absolute viscosity higher than the change in viscosity is required, it is easier to obtain the desired viscosity if the insulating oil has a relatively high viscosity. In that case, the ratio of the above kinematic viscosities may be less than three times.

【0024】粘度変化が特に大きくなるのは、変性シリ
コーンオイルが側鎖にエポキシ基、カルボキシル基また
はアミノ基を有している場合である。また、粘度変化
は、変性シリコーンオイル中に存在する極性基の量が多
い方が大きくなる。変性シリコーンオイル中の極性基の
存在割合は、各極性基当たりの分子量の指標である極性
基の当量または酸価 (極性基が酸の場合) で示すことが
できる (この当量が小さいほど、極性基の割合は多くな
る) 。
The change in viscosity becomes particularly large when the modified silicone oil has an epoxy group, a carboxyl group or an amino group in the side chain. Further, the change in viscosity increases as the amount of polar groups present in the modified silicone oil increases. The proportion of the polar group in the modified silicone oil can be represented by the polar group equivalent or the acid value (when the polar group is an acid), which is an index of the molecular weight of each polar group. The proportion of groups will be higher).

【0025】本発明で使用する変性シリコーンオイル中
の極性基の存在割合は、極性基がエポキシ基またはアミ
ノ基である場合でエポキシ当量またはアミノ基当量が40
00 g/mol以下 (例、 200〜4000 g/molの範囲内) 、極性
基がカルボキシル基である場合で酸価が4000 mgKOH/g以
下 (例、 500〜4000 mgKOH/gの範囲内) となる割合であ
ることが好ましい。
The proportion of the polar group in the modified silicone oil used in the present invention is such that when the polar group is an epoxy group or an amino group, the epoxy equivalent or amino group equivalent is 40%.
00 g / mol or less (e.g., in the range of 200 to 4000 g / mol), and when the polar group is a carboxyl group, the acid value is 4000 mgKOH / g or less (e.g., in the range of 500 to 4000 mgKOH / g). It is preferable that the ratio be as follows.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。電気粘性流体の基本特性である電気粘性効果の測定
は下記の方法に従った。また、実施例に記載した粘度
(動粘度)はいずれも室温での測定値である。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. The measurement of the electrorheological effect, which is a basic property of the electrorheological fluid, was performed according to the following method. The viscosities (kinematic viscosities) described in the examples are all measured values at room temperature.

【0027】(基底粘度および電気粘性効果の測定)市販
B型粘度計 [東機産業 (株) 製:DVM-2 型] のローター
とカップに電極をつなぎ、電極を市販直流型耐圧計 [東
亜電波 (株) 製] に接続して 500Vの直流電圧を印加
し、電圧印加前(基底粘度)と印加後の粘度を測定し
た。
(Measurement of Base Viscosity and Electro-Rheological Effect) An electrode is connected to a rotor and a cup of a commercially available B-type viscometer [DVM-2, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.] 500 V DC voltage was applied, and the viscosity before and after applying the voltage (base viscosity) was measured.

【0028】[0028]

【実施例1】市販のエポキシ基を含有する変性シリコー
ンオイル [信越化学製KF-101;エポキシ当量350 g/mol
;動粘度1800 cSt] 5gと、市販の極性基を有しない
シリコーンオイル系絶縁油 [信越化学製KF−96;21 cS
t] 15gとを、ヘキサン30g中に攪拌しながら溶解させ
た。得られた溶液を100 ℃で5時間加熱してヘキサンを
蒸発させ、残液を十分に攪拌して、変性シリコーンオイ
ルが絶縁油中に分散しているエマルションを得た。その
粘度変化を表1に示す。
Example 1 Commercially available modified silicone oil containing an epoxy group [KF-101 manufactured by Shin-Etsu Chemical; epoxy equivalent: 350 g / mol]
Kinematic viscosity 1800 cSt] 5 g and commercially available silicone oil-based insulating oil without polar group [KF-96 manufactured by Shin-Etsu Chemical; 21 cS
t] was dissolved in 30 g of hexane with stirring. The obtained solution was heated at 100 ° C. for 5 hours to evaporate hexane, and the remaining liquid was sufficiently stirred to obtain an emulsion in which the modified silicone oil was dispersed in the insulating oil. The change in viscosity is shown in Table 1.

【0029】[0029]

【実施例2】実施例1で使用したエポキシ基含有変性シ
リコーンオイル (KF-101) 5gを市販の炭化水素系絶縁
油 [アルキルナフタレン:ライオン製ライオンS;60 c
St]20gと直接混合し、攪拌して、変性シリコーンオイ
ルが絶縁油中に分散しているエマルションを得た。その
粘度変化を表1に示す。
Example 2 5 g of the modified silicone oil containing an epoxy group (KF-101) used in Example 1 was obtained from a commercially available hydrocarbon insulating oil [alkylnaphthalene: Lion S made by Lion;
St] was mixed directly with 20 g and stirred to obtain an emulsion in which the modified silicone oil was dispersed in the insulating oil. The change in viscosity is shown in Table 1.

【0030】[0030]

【実施例3】トリフルオロメチル基を含有するフッ素変
性シリコーンオイル [信越化学製FL-100;極性基の存在
割合は不明;100 cSt]3gを、実施例2で用いたのと同
じ炭化水素系絶縁油25gと直接混合し、攪拌して、変性
シリコーンオイルが絶縁油中に分散しているエマルショ
ンを得た。その粘度変化を表1に示す。
Example 3 Fluorine-modified silicone oil containing a trifluoromethyl group [FL-100 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .; existence ratio of polar group is unknown; 100 cSt] 3 g was the same hydrocarbon type as used in Example 2. The emulsion was directly mixed with 25 g of insulating oil and stirred to obtain an emulsion in which the modified silicone oil was dispersed in the insulating oil. The change in viscosity is shown in Table 1.

【0031】[0031]

【実施例4】カルボキシル基を含有する変性シリコーン
オイル [東レ・ダウコーニング・シリコーン社製BY16-7
54;酸価1000 mgKOH/g;3000 cSt] 10gを、メチルフェ
ニルポリシロキサンからなる絶縁油 [信越化学製KF−5
6;15 cSt] 30gと直接混合し、攪拌して、変性シリコ
ーンオイルが絶縁油中に分散しているエマルションを得
た。その粘度変化を表1に示す。
Example 4 Modified silicone oil containing a carboxyl group [BY16-7 manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.]
54; Acid value 1000 mgKOH / g; 3000 cSt] 10 g of insulating oil consisting of methylphenylpolysiloxane [KF-5 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.]
6; 15 cSt] and stirred to obtain an emulsion in which the modified silicone oil is dispersed in the insulating oil. The change in viscosity is shown in Table 1.

【0032】[0032]

【実施例5】エポキシポリエーテル基を含有する変性シ
リコーンオイル [信越化学製X-22-3667;エポキシ当量38
00 g/mol;3000 cSt] 5gを、実施例2で用いたのと同
じ炭化水素系絶縁油15gと直接混合し、攪拌して、変性
シリコーンオイルが絶縁油中に分散しているエマルショ
ンを得た。その粘度変化を表1に示す。
Example 5 Modified silicone oil containing epoxy polyether group [X-22-3667 manufactured by Shin-Etsu Chemical; epoxy equivalent: 38]
[00g / mol; 3000 cSt] 5 g was directly mixed with 15 g of the same hydrocarbon insulating oil used in Example 2 and stirred to obtain an emulsion in which the modified silicone oil was dispersed in the insulating oil. Was. The change in viscosity is shown in Table 1.

【0033】[0033]

【実施例6】アミノ基を含有する変性シリコーンオイル
[信越化学製KF-393;アミノ基当量360 g/mol ;60 cS
t] 10gを、実施例1で用いたのと同じシリコーンオイ
ル系絶縁油30gと直接混合し、攪拌して、変性シリコー
ンオイルが絶縁油中に分散しているエマルションを得
た。その粘度変化を表1に示す。
Example 6 Modified silicone oil containing amino group
[KF-393 manufactured by Shin-Etsu Chemical; amino equivalent 360 g / mol; 60 cS
t] was directly mixed with 30 g of the same silicone oil-based insulating oil as used in Example 1 and stirred to obtain an emulsion in which the modified silicone oil was dispersed in the insulating oil. The change in viscosity is shown in Table 1.

【0034】[0034]

【比較例1】実施例1で用いた変性シリコーンオイル
(KF-101) の電気粘性効果を測定した結果を表1に示
す。
Comparative Example 1 Modified silicone oil used in Example 1
Table 1 shows the measurement results of the electrorheological effect of (KF-101).

【0035】[0035]

【比較例2】実施例1で用いた絶縁油 (KF-96)の電気粘
性効果を測定した結果を表1に示す。
Comparative Example 2 The results of measuring the electrorheological effect of the insulating oil (KF-96) used in Example 1 are shown in Table 1.

【0036】[0036]

【比較例3】変性シリコーンオイルとしてアルキル変性
シリコーンオイル [信越化学製KF-412;500 cSt]を用い
た以外は実施例4と同様の操作を行った。
Comparative Example 3 The same operation as in Example 4 was performed except that an alkyl-modified silicone oil [KF-412 manufactured by Shin-Etsu Chemical; 500 cSt] was used as the modified silicone oil.

【0037】[0037]

【比較例4】アミノ基を含有する変性シリコーンオイル
[信越化学製KF-865;アミノ基当量4400 g/mol;4400 c
St] 5gを、実施例1で用いたのと同じシリコーンオイ
ル系絶縁油30gと直接混合し攪拌したところ、エマルシ
ョンではなく、両成分が均一に相溶した溶液が得られ
た。この溶液の粘度変化の測定結果を表1に示す。
Comparative Example 4 Modified Silicone Oil Containing Amino Group
[KF-865 manufactured by Shin-Etsu Chemical; amino equivalent: 4400 g / mol; 4400 c
St] was directly mixed with 30 g of the same silicone oil-based insulating oil as used in Example 1 and stirred. As a result, not an emulsion but a solution in which both components were uniformly compatible was obtained. Table 1 shows the measurement results of the change in viscosity of this solution.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1からわかるように、極性基を有する変
性シリコーンオイルを絶縁油中に分散させた実施例1〜
6のエマルションは、電圧を印加すると粘度が大きく増
大し(実施例3のみ約1.5 倍、その他は3倍以上) 、電
気粘性流体として使用可能な粘度変化を示す。これに対
し、分散相である変性シリコーンオイルが極性基を有し
ていないか (比較例3) 、或いは極性基を有する変性シ
リコーンオイルを用いても、これが絶縁油と均質に混合
して溶液となると (比較例4) 、粘度変化は小さく、電
気粘性流体としては使用できない。
As can be seen from Table 1, Examples 1 to 3 in which a modified silicone oil having a polar group was dispersed in an insulating oil.
Emulsion No. 6 has a large increase in viscosity when voltage is applied (approximately 1.5 times in Example 3 and more than 3 times in others), and shows a change in viscosity usable as an electrorheological fluid. On the other hand, whether the modified silicone oil as the disperse phase does not have a polar group (Comparative Example 3), or even if a modified silicone oil having a polar group is used, it is mixed homogeneously with the insulating oil to form a solution. Then (Comparative Example 4), the change in viscosity is small, and it cannot be used as an electrorheological fluid.

【0040】なお、実施例1〜6および比較例3のエマ
ルションは、いずれも20℃で1週間放置しても、エマル
ション状態を保持しており、長期的に安定であることを
確認した。
Each of the emulsions of Examples 1 to 6 and Comparative Example 3 maintained the emulsion state even after being left at 20 ° C. for one week, and was confirmed to be stable for a long period of time.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の電気粘性流体は、室温で作動
し、簡便かつ安価に製造でき、電圧の印加により実用に
十分な粘度変化を示す。また、粒子を分散させた分散系
の電気粘性流体と異なり、液体を分散させたエマルショ
ンであり、分散状態が長期的に安定で保持される。本発
明の電気粘性流体を用いて、バルブ、クラッチ、ブレー
キ、トルクコンバーター等のアクチュエーター、防振材
料を含む機械システム、ならびに光透過率を制御する光
シャッター等の光学素子への応用が可能である。
The electrorheological fluid of the present invention operates at room temperature, can be easily and inexpensively manufactured, and exhibits a practically sufficient change in viscosity by applying a voltage. Further, unlike an electrorheological fluid of a dispersion system in which particles are dispersed, it is an emulsion in which a liquid is dispersed, and the dispersion state is stably maintained for a long time. The electrorheological fluid of the present invention can be applied to actuators such as valves, clutches, brakes, and torque converters, mechanical systems including vibration damping materials, and optical elements such as optical shutters that control light transmittance. .

───────────────────────────────────────────────────── 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 C10M 155:02) C10N 40:06 40:08 40:14 50:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location C10M 155: 02) C10N 40:06 40:08 40:14 50:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 極性基を有する液状有機ポリマーを、そ
れより低粘度の絶縁油に分散させたエマルションからな
る、電気粘性流体。
1. An electrorheological fluid comprising an emulsion in which a liquid organic polymer having a polar group is dispersed in an insulating oil having a lower viscosity.
【請求項2】 該有機ポリマーがシリコーンオイルであ
る請求項1記載の電気粘性流体。
2. The electrorheological fluid according to claim 1, wherein said organic polymer is a silicone oil.
【請求項3】 該極性基がアミノ基、エポキシ基、アル
コキシル基、フッ素置換アルキル基、およびカルボキシ
ル基よりなる群から選ばれる、請求項1または2記載の
電気粘性流体。
3. The electrorheological fluid according to claim 1, wherein said polar group is selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, an alkoxyl group, a fluorine-substituted alkyl group, and a carboxyl group.
【請求項4】 絶縁油が、極性基を有しない芳香族系炭
化水素およびシリコーンオイルよりなる群から選ばれ
る、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電気粘性
流体。
4. The electrorheological fluid according to claim 1, wherein the insulating oil is selected from the group consisting of an aromatic hydrocarbon having no polar group and a silicone oil.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項に記載
の電気粘性流体により作動する機械システムまたは光学
素子。
5. A mechanical system or optical element operated by an electrorheological fluid according to claim 1.
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