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JPH06240280A - Electrorheological fluid - Google Patents

Electrorheological fluid

Info

Publication number
JPH06240280A
JPH06240280A JP5137793A JP5137793A JPH06240280A JP H06240280 A JPH06240280 A JP H06240280A JP 5137793 A JP5137793 A JP 5137793A JP 5137793 A JP5137793 A JP 5137793A JP H06240280 A JPH06240280 A JP H06240280A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
viscosity
fluid
polymer
voltage
particles
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
JP5137793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Mashita
徹 真下
Junichi Tsugita
純一 次田
Tatsuo Nagai
達夫 永井
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.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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 Japan Steel Works Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
Priority to JP5137793A priority Critical patent/JPH06240280A/en
Publication of JPH06240280A publication Critical patent/JPH06240280A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気粘性流体の異方性粒子の凝集、沈澱を
防止する。 【構成】 電気粘性流体の絶縁性媒体中に異方性粒子
とともに、ポリマーを分散させる。異方性粒子は、長軸
の長さが0.1〜10μmで、アスペクト比が2以上の
針状、棒状あるいは板状であるものが望ましく、ポリマ
ーは、アクリル系またはメタクリル系の重合体あるいは
共重合体で、分子量が10,000以上、250,00
0以下であるのが望ましい。 【効果】 ポリマーにより、異方性粒子の凝集、沈澱
が有効に防止され、また、増粘率の増大が容易に可能と
なる。
(57) [Abstract] [Purpose] To prevent the aggregation and precipitation of anisotropic particles of electrorheological fluid. [Structure] A polymer is dispersed together with anisotropic particles in an insulating medium of an electrorheological fluid. The anisotropic particles preferably have a major axis length of 0.1 to 10 μm and an aspect ratio of 2 or more and are needle-shaped, rod-shaped or plate-shaped, and the polymer is an acrylic or methacrylic polymer or Copolymer having a molecular weight of 10,000 or more, 250,000
It is preferably 0 or less. [Effect] The polymer effectively prevents aggregation and precipitation of anisotropic particles, and also facilitates increase in viscosity increase rate.

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
より流体の粘度を調整することが可能な電気粘性流体に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrorheological fluid whose viscosity can be adjusted by applying an electric field.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気粘性流体は、絶縁性の媒体中に微細
な固体粒子を分散させた懸濁液で、充分な電界の作用下
で速やかに粘度が増加する流体である。この流体の粘度
を変化させるためには直流および交流のいずれの電界を
作用させてもよく、また印加する電界強度を変化させる
ことで、流体の粘度を可能な範囲で任意に調整すること
が可能である。これを図に基づいて具体的に説明する
と、図1に示すように電気粘性流体1に電圧を印加して
いない零電場下では、電気絶縁媒体2中に分散している
異方性粒子3はブラウン運動によりランダムな方向に分
布している。
2. Description of the Related Art An electrorheological fluid is a suspension in which fine solid particles are dispersed in an insulating medium and is a fluid whose viscosity rapidly increases under the action of a sufficient electric field. In order to change the viscosity of the fluid, either an electric field of direct current or alternating current may be applied, and by changing the strength of the applied electric field, the viscosity of the fluid can be arbitrarily adjusted within a possible range. Is. This will be specifically described with reference to the drawings. Under a zero electric field in which no voltage is applied to the electrorheological fluid 1 as shown in FIG. 1, the anisotropic particles 3 dispersed in the electrical insulating medium 2 are It is distributed in random directions by Brownian motion.

【0003】しかし、図2に示すように、スイッチ4を
ONにして、電気粘性流体1に電源5より電圧を印加す
ると、異方性粒子3内の誘電分極または、異方性粒子3
と電気絶縁媒体2との界面の電気二重層の偏りにより異
方性粒子3は、電場方向に対し平行に配向する。この異
方性粒子3は、電極6、6の両側から引力を受けている
ので、その場に固定されたのと同様の状態になり、流体
の流れ7に対して抵抗としての役割を果たすようにな
る。これにより流体の見かけの粘度が上昇する。そし
て、電界強度を変化させることで、異方性粒子に対する
引力および異方性粒子の配向度が変化し、抵抗としての
能力、すなわち流体の粘性の変化率を調整することが可
能になる。
However, as shown in FIG. 2, when the switch 4 is turned on and a voltage is applied to the electrorheological fluid 1 from the power source 5, dielectric polarization in the anisotropic particles 3 or anisotropic particles 3 is generated.
The anisotropic particles 3 are oriented parallel to the electric field direction due to the bias of the electric double layer at the interface between the electric insulating medium 2 and the electric insulating medium 2. Since the anisotropic particles 3 are attracted from both sides of the electrodes 6, 6, they are in the same state as when they are fixed in place, and they act as a resistance against the fluid flow 7. become. This increases the apparent viscosity of the fluid. Then, by changing the electric field strength, the attractive force with respect to the anisotropic particles and the degree of orientation of the anisotropic particles change, and it becomes possible to adjust the ability as resistance, that is, the change rate of the viscosity of the fluid.

【0004】この電気粘性流体は、クラッチ、ショック
アブソーバ、アクチュエータ、ロボットアーム等を制御
するための機構として開発が進められている。これまで
に報告されている電気粘性流体としては、セルロースや
デンプン、シリカゲル(特開平1−304189号)、
炭素質粉末(特開平3−157498号)、高分子重合
体で被覆した炭素微粉末(特開平3−247698
号)、ポリメタクリル酸ナトリウム等の球状または粒状
の固体粒子を、シリコーン油(特開昭63−30519
6号)、炭化水素油、ハロゲン化パラフィン(特開平1
−266193号)等の電気絶縁性の媒体に分散させた
ものが知られている。
This electrorheological fluid is under development as a mechanism for controlling a clutch, a shock absorber, an actuator, a robot arm and the like. The electrorheological fluids that have been reported so far include cellulose, starch, silica gel (JP-A-1-304189),
Carbonaceous powder (JP-A-3-157498), fine carbon powder coated with a polymer (JP-A-3-247698)
No.), spherical or granular solid particles such as sodium polymethacrylate are treated with silicone oil (JP-A-63-30519).
No. 6), hydrocarbon oil, halogenated paraffin (JP-A-1)
No. 266193) and the like, which are dispersed in an electrically insulating medium are known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電気粘
性流体では、固体粒子と電気絶縁媒体との比重差が大き
いため、固体粒子が沈澱したり、沈澱しないまでも、固
体および液体の分散を長期間に渡り安定した状態に保つ
ことが難しく、電界を印加していない状態で常に一定な
粘度の電気粘性流体が得られないという問題がある。こ
れに対し、電気粘性流体に界面活性剤を添加することで
粒子の分散安定性を向上させる方法が考え出されている
が、高電圧を印加すると放電を起こすので、高電圧で高
い電気粘性効果を得ることができないという問題があ
る。また、絶縁媒体と固体粒子の比重差を小さくする方
法も考えられているが、特殊な絶縁媒体を用いるため製
造コストが上昇するという問題がある。
However, in the conventional electrorheological fluid, there is a large difference in specific gravity between the solid particles and the electric insulating medium, so that the solid and liquid are dispersed even if the solid particles precipitate or do not precipitate. It is difficult to maintain a stable state for a long period of time, and there is a problem that an electrorheological fluid having a constant viscosity cannot always be obtained without applying an electric field. On the other hand, a method of improving the dispersion stability of particles by adding a surfactant to an electrorheological fluid has been devised, but when a high voltage is applied, discharge occurs, so a high electrorheological effect at high voltage is obtained. There is a problem that you can not get. Also, a method of reducing the difference in specific gravity between the insulating medium and the solid particles has been considered, but there is a problem that the manufacturing cost increases because a special insulating medium is used.

【0006】また、流体の粘度の増加率を挙げるために
は印加する電界強度を強くするか、流体中の固体粒子の
分散量を増やす方法があるが、電界強度を強くするため
に高電圧を印加した場合は、放電を起こしたり、放電を
しないまでも高電圧のため、電流値が数十μAから数十
mAと小さくても消費電力が大きくなるという問題があ
り実用的ではない。このため、流体中の固体粒子の分散
量を増やす方法が有望であるが、固体粒子の分散量を増
やした場合には、固体粒子同士が液中で凝集を起こし、
粒子サイズが大きくなって沈澱しやすく、比重差による
沈殿と同様の問題が生ずる。また、電極表面で粒子の付
着および凝集を起こした場合、この凝集を再分散させる
のに数日間を必要とする。このような凝集などが発生す
ると、電界が印加されていない状態での流体粘度が凝集
発生前と異なったり、電界の印加時に配向する粒子の数
が凝集発生前と異なって粘度が変化し、電気粘性流体と
して安定した性能が得られない。以上のように、異方性
粒子の凝集、沈殿を防止することは、電気粘性流体のよ
りよい性能を確保するために極めて重要な課題である。
本発明は上記事情を背景としてなされたものであり、異
方性粒子の凝集防止効果に優れ、また、粘度の増加率の
向上が可能な電気粘性流体を提供することを目的とす
る。
Further, in order to increase the increase rate of the viscosity of the fluid, there is a method of increasing the applied electric field strength or increasing the dispersion amount of solid particles in the fluid. To increase the electric field strength, a high voltage is applied. When applied, the voltage is high even before discharge occurs or before discharge, so that there is a problem that power consumption increases even if the current value is as small as several tens μA to several tens mA, which is not practical. Therefore, a method of increasing the dispersion amount of the solid particles in the fluid is promising, but when the dispersion amount of the solid particles is increased, the solid particles agglomerate in the liquid,
The particle size becomes large and the particles tend to precipitate, causing the same problem as precipitation due to the difference in specific gravity. Further, when particles adhere and aggregate on the electrode surface, it takes several days to redisperse the aggregate. When such agglomeration occurs, the fluid viscosity in the state where no electric field is applied differs from that before the agglomeration occurs, or the number of particles oriented during the application of the electric field changes from the viscosity before the agglomeration occurs and the electric viscosity changes. Stable performance cannot be obtained as a viscous fluid. As described above, preventing the aggregation and precipitation of anisotropic particles is a very important issue in order to secure better performance of the electrorheological fluid.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electrorheological fluid that is excellent in the effect of preventing the aggregation of anisotropic particles and that can increase the rate of increase in viscosity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のう
ち、第1の発明は、電界を印加することにより流体の粘
度を制御する電気粘性流体において、電気絶縁性に優れ
た媒体中に、電界の印加により配向する異方性粒子と、
少なくとも一種のポリマーを含むことを特徴とする。そ
して、第2の発明は、前記異方性粒子が、長軸の長さが
0.1〜10μmで、アスペクト比が2以上の針状、棒
状あるいは板状であることを特徴とする。さらに、第3
の発明は、前記ポリマーが、アクリル系またはメタクリ
ル系の重合体あるいは共重合体で、分子量が10,00
0以上、250,000以下であることを特徴とする。
That is, the first aspect of the present invention is an electrorheological fluid in which the viscosity of a fluid is controlled by applying an electric field. Anisotropic particles oriented by the application of
It is characterized by containing at least one polymer. The second invention is characterized in that the anisotropic particles are needle-shaped, rod-shaped, or plate-shaped having a major axis length of 0.1 to 10 μm and an aspect ratio of 2 or more. Furthermore, the third
In the invention, the polymer is an acrylic or methacrylic polymer or copolymer and has a molecular weight of 10,000.
It is characterized by being 0 or more and 250,000 or less.

【0008】[0008]

【作用】すなわち、本願発明によれば、絶縁媒体中にお
ける固体粒子の凝集、沈殿を有効に防止でき、また、電
界印加時に電極表面へ固体粒子が付着、凝集するのを防
止でき、固体粒子を長期間安定して絶縁媒体中に分散さ
せることができる。また、固体粒子を凝集、沈殿などを
招くことなく固体粒子の分散量を増大させることができ
るので、粘度の増加率を容易に向上させることが可能に
なる。
In other words, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the solid particles from aggregating and precipitating in the insulating medium, and also to prevent the solid particles from adhering and aggregating to the electrode surface when an electric field is applied. It can be stably dispersed in an insulating medium for a long period of time. Moreover, since the dispersion amount of the solid particles can be increased without causing aggregation or precipitation of the solid particles, the rate of increase in viscosity can be easily improved.

【0009】また第2の発明によれば、優れた応答性能
と、大きな粘度変化が得られる。なお、現在の粒子の粉
砕技術および合成時の形状制御技術では長軸が0.1μ
m未満の粒子を製造することは困難であり、また、粒子
の大きさが10μmを越えると粒子のブラウン運動が阻
害され、媒体中に安定して分散させることが難しくなる
とともに、配向時の液抵抗が大きくなり、電解に対する
応答性が低下するので、第2の発明では、長軸の長さを
限定した。さらに、アスペクト比が2未満の粒子では、
電圧を印加したときの配向能が低下し、粘度変化が小さ
くなって実用的な粘性流体を得ることができないので、
長軸長さと同様にアスペクト比を限定した。さらに我々
のこれまでの実験から、長軸の長さが0.3〜1μm、
アスペクト比が7以上の粒子でより好ましい結果が得ら
れている。
Further, according to the second invention, excellent response performance and a large change in viscosity can be obtained. In the current particle crushing technology and shape control technology during synthesis, the long axis is 0.1μ.
It is difficult to produce particles having a size of less than m, and when the size of the particles exceeds 10 μm, the Brownian motion of the particles is hindered, which makes it difficult to stably disperse the particles in a medium, and the liquid at the time of orientation is also used. Since the resistance increases and the responsiveness to electrolysis decreases, the length of the major axis is limited in the second invention. Furthermore, for particles with an aspect ratio of less than 2,
Since the orientation ability when a voltage is applied decreases and the viscosity change becomes small, it is not possible to obtain a practical viscous fluid.
The aspect ratio was limited as was the major axis length. Furthermore, from our previous experiments, the length of the major axis is 0.3-1 μm,
More preferable results have been obtained with particles having an aspect ratio of 7 or more.

【0010】さらに第3の発明によれば、固体粒子の凝
集、沈殿がより有効に防止される。第3の発明における
アクリル系、メタクリル系の重合体は、これらの効果に
優れている。その分子量は、10,000未満では上記
効果が不十分であり、また、250,000を越えると
分散媒体に溶解しにくくなるとともに、却って粒子の凝
集にも悪影響を及ぼすので、分子量を限定した。また、
異方性粒子の分散性をより向上させるために、他のアク
リル系またはメタクリル系のポリマーや界面活性剤を複
合添加することも効果的である。 なお、第3の発明で
は、アクリル系またはメタクリル系について分子量を規
定したが、これ以外の種別の重合体においても、同様の
理由で上記分子量範囲とするのが望ましい。また、本願
発明におけるポリマーの添加量は、重量%で1〜30%
とするのが望ましい。これは、1%未満では、添加効果
が不十分であり、30%を越えると、ポリマーの溶解量
が過飽和となり粒子の分散性を損なうためである。さら
に同様の理由で10〜25%とするのが一層望ましい。
Further, according to the third aspect of the invention, the solid particles are more effectively prevented from agglomerating and precipitating. The acrylic and methacrylic polymers in the third invention are excellent in these effects. If the molecular weight is less than 10,000, the above effect is insufficient, and if it exceeds 250,000, it becomes difficult to dissolve in the dispersion medium and, on the contrary, it adversely affects the aggregation of particles. Therefore, the molecular weight is limited. Also,
In order to further improve the dispersibility of the anisotropic particles, it is also effective to add another acrylic or methacrylic polymer or a surfactant together. In addition, in the third invention, the molecular weight is defined for acrylic or methacrylic, but it is desirable to set the above molecular weight range for polymers of other types for the same reason. The amount of the polymer added in the present invention is 1 to 30% by weight.
Is desirable. This is because if it is less than 1%, the effect of addition is insufficient, and if it exceeds 30%, the amount of polymer dissolved becomes supersaturated and the dispersibility of particles is impaired. Further, for the same reason, it is more desirable to set it to 10 to 25%.

【0011】[0011]

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
これらの実施例における粘性流体の粘度測定は、二重円
筒型回転粘度計(外筒16mm、内筒18mm)を使用
して行なった。また、粘性流体の沈殿試験は、粘性流体
を直径30mm、長さ100mmの硝子管内に収納して
室温で保存し、粒子の沈殿状態を観察するとともに粒子
濃度を測定することによって行なった。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
The viscosity measurement of the viscous fluid in these examples was performed using a double cylinder type rotational viscometer (outer cylinder 16 mm, inner cylinder 18 mm). The viscous fluid precipitation test was carried out by storing the viscous fluid in a glass tube having a diameter of 30 mm and a length of 100 mm and storing it at room temperature, observing the precipitation state of the particles and measuring the particle concentration.

【0012】(実施例1)硫酸シンコニジンのヨウ化物
結晶(平均長軸長0.3μm、アスペクト比12の異方
性粒子)0.5gと、アクリレートポリマー(分子量4
0,000のポリマー分散剤)20.0gとをフッ素樹
脂(絶縁性媒体)に分散させて粘性流体100gを作製
した。この粘性流体の粘度は、電圧を印加していない状
態で236mPasである。さらに、商用交流電圧を1
kHzに周波数変換し、実効電圧を0〜1500Vrm
s/mmの範囲で変えて印加した場合の粘度変化を図3
に示す。図から、明らかなように、この粘性流体は、増
粘率が非常に優れている。また、この粘性流体の沈殿試
験では、400日経過した時点でも粘性流体の外観およ
び粒子濃度に変化は見られなかった。
Example 1 0.5 g of an iodide crystal of cinchonidine sulfate (anisotropic particles having an average major axis length of 0.3 μm and an aspect ratio of 12) and an acrylate polymer (molecular weight 4
20,000 polymer dispersant) and 20.0 g were dispersed in a fluororesin (insulating medium) to prepare 100 g of viscous fluid. The viscosity of this viscous fluid is 236 mPas when no voltage is applied. Furthermore, commercial AC voltage is 1
Frequency conversion to kHz, effective voltage 0 to 1500 Vrm
Fig. 3 shows the change in viscosity when applied in the range of s / mm.
Shown in. As is clear from the figure, this viscous fluid has a very excellent thickening rate. In the viscous fluid precipitation test, no change was observed in the appearance and particle concentration of the viscous fluid even after 400 days had passed.

【0013】(実施例2)2,5ジメチルピラジンのヨ
ウ化物結晶(平均長軸長0.5μm、アスペクト比9)
0.5gとメタクリレートポリマー(分子量120,0
00)13.5gと、ただ一箇所管能基を持ったオクタ
ン酸セチル(界面活性剤)1.0gを鉱物油に分散させ
て粘性流体100gを作製した。この粘性流体の粘度
は、電圧を印加していない状態で141.5mPasで
あり、1kHzの交流電圧を実効電圧1500Vrms
/mmで印加した場合は9600mPasに増粘した。
また、この粘性流体の沈殿試験では、400日経過後も
外観および粒子濃度に変化は見られなかった。
(Example 2) 2,5-dimethylpyrazine iodide crystal (average major axis length 0.5 μm, aspect ratio 9)
0.5 g and methacrylate polymer (molecular weight 120,0
00) 13.5 g and 1.0 g of cetyl octanoate (surfactant) having a functional group at only one location were dispersed in mineral oil to prepare 100 g of a viscous fluid. The viscosity of this viscous fluid is 141.5 mPas when no voltage is applied, and an alternating voltage of 1 kHz produces an effective voltage of 1500 Vrms.
The viscosity increased to 9600 mPas when applied at a rate of 1 / mm.
In addition, in this viscous fluid precipitation test, no change was observed in appearance and particle concentration even after 400 days had passed.

【0014】(実施例3)酸化チタン結晶(平均長軸長
1.0μm、アスペクト比7)2.5gとアクリレート
ポリマー(分子量250,000)10.0gとをフッ
素樹脂に分散させて粘性流体100gを作製した。この
粘性流体の粘度は、電圧を印加しない状態で208.7
mPasであり、周波数1kHz、実効電圧1500V
rms/mmの交流電圧を印加した状態で15,400
mPasに増粘した。また沈殿試験では、400日経過
後も外観および粒子濃度に変化は見られなかった。
Example 3 2.5 g of titanium oxide crystals (average major axis length 1.0 μm, aspect ratio 7) and 10.0 g of acrylate polymer (molecular weight 250,000) were dispersed in a fluororesin to obtain 100 g of viscous fluid. Was produced. The viscosity of this viscous fluid is 208.7 when no voltage is applied.
mPas, frequency 1 kHz, effective voltage 1500 V
15,400 with AC voltage of rms / mm applied
Thickened to mPas. In the precipitation test, no change was observed in appearance and particle concentration even after 400 days had passed.

【0015】(実施例4)硫酸シンコニジンのヨウ化物
結晶(平均長軸長13.5μm、アスペクト比10)
0.5gとアクリレートポリマー(分子量40,00
0)20.0gとをフッ素樹脂に分散させて粘性流体1
00gを作製した。この粘性流体の粘度は、電圧を印加
しない状態で254.3mPasであり、周波数1kH
z、実効電圧1500Vrms/mmの交流電圧を印加
した状態で16,390mPasに増粘した。この実施
例では、固体粒子の長軸長が大きく、凝集防止効果は、
前記した実施例よりもやや劣っている。具体的には、電
圧を印加して1時間を経過したころより、電極表面で凝
集が発生し、時間の経過に伴い凝集が成長していった。
なお、電圧を印加して4時間を経過した時点における電
圧印加状態での流体粘度は、15,970mPasであ
り、6時間を経過した時点では14,340mPasで
あった。またこの粘性流体の沈殿試験では、150日経
過した時点で流体中の結晶は、硝子管の底に少量沈殿し
ており、粒子濃度は試験開始当初に比べ93wt%に減
少していた。
Example 4 Cinchonidine sulfate iodide crystal (average major axis length 13.5 μm, aspect ratio 10)
0.5 g and acrylate polymer (molecular weight 40,000
0) 20.0 g and fluororesin dispersed in viscous fluid 1
00g was produced. The viscosity of this viscous fluid is 254.3 mPas when no voltage is applied, and the frequency is 1 kHz.
z, the viscosity was increased to 16,390 mPas in a state where an AC voltage of effective voltage 1500 Vrms / mm was applied. In this example, the major axis length of the solid particles is large, and the agglomeration prevention effect is
It is slightly inferior to the above-mentioned examples. Specifically, about 1 hour after applying a voltage, agglomeration occurred on the electrode surface, and the agglomeration grew with the lapse of time.
In addition, the fluid viscosity in the voltage application state when the voltage was applied for 4 hours passed was 15,970 mPas, and after 6 hours, it was 14,340 mPas. Further, in this viscous fluid precipitation test, after 150 days, a small amount of crystals in the fluid were precipitated at the bottom of the glass tube, and the particle concentration was reduced to 93 wt% compared to the beginning of the test.

【0016】(実施例5)2,5ジメチルピラジンのヨ
ウ化物結晶(平均長軸長0.5μm、アスペクト比9)
0.5gとメタクリレートポリマー(分子量300,0
00)10.0gとをフッ素樹脂に分散させて粘性流体
100gを作製した。この粘性流体の粘度は、電圧を印
加していない状態で197.8mPasであり、1kH
zの交流電圧を実効電圧1500Vrms/mmで印加
した場合は印加後10分で電極表面に凝集が発生したた
め、粘度測定を行なえなかった。これから、本発明の構
成でもポリマーの分子量があまりに大きすぎると、電極
での凝集を招いてしまうことが判明した。ただし、粘性
流体の沈殿試験では、400日経過後も外観および粒子
濃度に変化は見られなかった。
Example 5 2,5-Dimethylpyrazine iodide crystal (average major axis length 0.5 μm, aspect ratio 9)
0.5g and methacrylate polymer (molecular weight 300,0
00) 10.0 g was dispersed in a fluororesin to prepare 100 g of a viscous fluid. The viscosity of this viscous fluid is 197.8 mPas when no voltage is applied, and is 1 kH
When the AC voltage of z was applied at an effective voltage of 1500 Vrms / mm, viscosity could not be measured because aggregation occurred on the electrode surface 10 minutes after the application. From this, it was found that even in the constitution of the present invention, if the molecular weight of the polymer is too large, it causes aggregation at the electrode. However, in the viscous fluid precipitation test, no change was observed in appearance and particle concentration even after 400 days had passed.

【0017】(実施例6)無水グリシンのヨウ化物結晶
(平均長軸長1.0μm、アスペクト比1.7)0.5
gとメタクリレートポリマー(分子量40,000)2
0.0gとをフッ素樹脂に分散させて粘性流体100g
を作製した。この粘性流体の粘度は、電圧を印加しない
状態で227.5mPasであり、周波数1kHz、実
効電圧1500Vrms/mmの交流電圧を印加した状
態で6370mPasに増粘した。この実施例では、固
体粒子のアスペクト比が2未満であり、他の実施例に比
べてやや、増粘率が小さい。また沈殿試験では、400
日経過後も外観および粒子濃度に変化は見られなかっ
た。
Example 6 Anhydrous glycine iodide crystal (average major axis length 1.0 μm, aspect ratio 1.7) 0.5
g and methacrylate polymer (molecular weight 40,000) 2
100g of viscous fluid by dispersing 0.0g with fluororesin
Was produced. The viscosity of this viscous fluid was 227.5 mPas when no voltage was applied, and increased to 6370 mPas when an alternating voltage with a frequency of 1 kHz and an effective voltage of 1500 Vrms / mm was applied. In this example, the aspect ratio of the solid particles is less than 2, and the thickening rate is slightly smaller than in the other examples. In the precipitation test, 400
The appearance and particle concentration did not change after the day.

【0018】(比較例1)ポリスチレン樹脂(平均粒径
30.0μm)38.5gを塩化パラフィンと塩化デカ
ンの混合液(混合比=2:3)61.5gに分散させて
粘性流体100gを作製した。この粘性流体の粘度は、
電圧を印加しない状態で230mPasであり、150
0Vrms/mmの直流電圧を印加した状態で11,4
00mPasに増粘した。また沈殿試験では、100日
経過した状態で、硝子管の底に結晶の沈殿が見られ、粒
子濃度は試験開始当初に比べ、94wt%に減少してい
た。
Comparative Example 1 38.5 g of polystyrene resin (average particle size 30.0 μm) was dispersed in 61.5 g of a mixed liquid of paraffin chloride and decane chloride (mixing ratio = 2: 3) to prepare 100 g of viscous fluid. did. The viscosity of this viscous fluid is
230 mPas when no voltage is applied,
11,4 with DC voltage of 0 Vrms / mm applied
The viscosity increased to 00 mPas. Further, in the precipitation test, after 100 days, crystal precipitation was observed at the bottom of the glass tube, and the particle concentration was reduced to 94 wt% as compared with the beginning of the test.

【0019】(比較例2)炭素質粉末(炭素含有量93
wt%、平均粒径3.0μm)34.4gとエチレンオ
キシドおよびプロピレンオキシドで変性したポリシロキ
サン0.5gをシリコンオイル65.1gに分散させて
粘性流体100gを作製した。この粘性流体の粘度は、
電圧を印加しない状態で112mPasであり、150
0Vrms/mmの直流電圧を印加した状態で350m
Pasに増粘した。また沈殿試験では、50日経過した
状態で、硝子管の底に結晶の沈殿が見られ、粒子濃度
は、試験開始当初に比べ、93wt%に減少した。
Comparative Example 2 Carbonaceous powder (carbon content 93
34.4 g (wt%, average particle diameter: 3.0 μm) and 0.5 g of a polysiloxane modified with ethylene oxide and propylene oxide were dispersed in 65.1 g of silicon oil to prepare 100 g of a viscous fluid. The viscosity of this viscous fluid is
It is 112 mPas when no voltage is applied.
350 m with a direct current voltage of 0 Vrms / mm applied
Thickened to Pas. Further, in the precipitation test, after 50 days, precipitation of crystals was observed at the bottom of the glass tube, and the particle concentration was reduced to 93 wt% as compared with the beginning of the test.

【0020】(比較例3)炭素質粉末(炭素含有量93
wt%、平均粒径3.0μm)34.4gとノニフェノ
ールのエチレンオキシド付加物0.5gをシリコンオイ
ル65.1gに分散させて粘性流体100gを作製し
た。この粘性流体の粘度は、電圧を印加しない状態で2
42mPasであり、1500Vrms/mmの直流電
圧を印加した状態で410mPasに増粘した。また沈
殿試験では、50日経過した状態で、硝子管の底に結晶
の沈殿が見られ、粒子濃度は、試験開始当初に比べ、9
1wt%に減少した。
Comparative Example 3 Carbonaceous powder (carbon content 93
34.4 g (wt%, average particle size 3.0 μm) and 0.5 g of an ethylene oxide adduct of noniphenol were dispersed in 65.1 g of silicone oil to prepare 100 g of a viscous fluid. The viscosity of this viscous fluid is 2 when no voltage is applied.
The viscosity was 42 mPas, and the viscosity was increased to 410 mPas while a direct current voltage of 1500 Vrms / mm was applied. In the precipitation test, after 50 days, crystal precipitation was observed at the bottom of the glass tube, and the particle concentration was 9% lower than that at the beginning of the test.
It was reduced to 1 wt%.

【0021】[0021]

【発明の効果】すなわち、本願発明の電気粘性流体によ
れば、絶縁媒体中に異方性粒子とともにポリマーを含ま
せることにより、異方性粒子の分散性が向上し、凝集、
沈殿を有効に防止し、長期間にわたり、異方性粒子が安
定して分散する。また、異方性粒子の凝集防止効果によ
り、この粒子の分散量を増大させて増粘率を向上させる
ことが可能になり、同電圧下での電気粘性効果が従来の
粘性流体に比べて優れたものとなり、省電力化が可能に
なる効果もある。
[Effects of the Invention] That is, according to the electrorheological fluid of the present invention, by including a polymer together with anisotropic particles in the insulating medium, the dispersibility of the anisotropic particles is improved, and aggregation,
Precipitation is effectively prevented, and anisotropic particles are stably dispersed over a long period of time. In addition, the anti-aggregation effect of anisotropic particles makes it possible to increase the amount of dispersion of these particles and improve the viscosity increase rate, and the electrorheological effect under the same voltage is superior to conventional viscous fluids. There is also an effect that power consumption can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、電気粘性流体の動作を示すものであ
り、異方性粒子に電圧が印加されていない状態を示す概
略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an operation of an electrorheological fluid and showing a state in which a voltage is not applied to anisotropic particles.

【図2】図2は、同じく電気粘性流体の動作を示すもの
であり、異方性粒子に電圧が印加された状態を示す概略
図である。
FIG. 2 is a schematic view showing the operation of an electrorheological fluid, showing a state in which a voltage is applied to anisotropic particles.

【図3】図3は、実施例1における印加電圧と、粘性流
体の粘度の関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the viscosity of a viscous fluid in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電気粘性流体 2 電気絶縁媒体 3 異方性粒子 1 electrorheological fluid 2 electrical insulating medium 3 anisotropic particles

───────────────────────────────────────────────────── 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 C10M 135:10) C10N 10:08 20:04 20:06 Z 8217−4H 30:00 D 8217−4H 30:04 40:14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C10M 135: 10) C10N 10:08 20:04 20:06 Z 8217-4H 30:00 D 8217- 4H 30:04 40:14

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電界を印加することにより流体の粘度を
制御する電気粘性流体において、電気絶縁性に優れた媒
体中に、電界の印加により配向する異方性粒子と、少な
くとも一種のポリマーを含むことを特徴とする電気粘性
流体
1. An electrorheological fluid in which the viscosity of a fluid is controlled by applying an electric field, wherein an anisotropic particle oriented by application of an electric field and at least one polymer are contained in a medium having excellent electric insulation. Electrorheological fluid characterized by
【請求項2】 異方性粒子は、長軸の長さが0.1〜1
0μmで、アスペクト比が2以上の針状、棒状あるいは
板状であることを特徴とする請求項1記載の電気粘性流
2. The anisotropic particle has a major axis length of 0.1 to 1.
The electrorheological fluid according to claim 1, wherein the electrorheological fluid is 0 μm and has an aspect ratio of 2 or more and is needle-like, rod-like or plate-like.
【請求項3】 ポリマーは、アクリル系またはメタクリ
ル系の重合体あるいは共重合体で、分子量が10,00
0以上、250,000以下であることを特徴とする請
求項1または2記載の電気粘性流体
3. The polymer is an acrylic or methacrylic polymer or copolymer having a molecular weight of 10,000.
It is 0 or more and 250,000 or less, The electrorheological fluid of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02202594A (en) * 1989-01-31 1990-08-10 Otsuka Chem Co Ltd Electric field-responsive fluid composition
JPH0423890A (en) * 1990-05-18 1992-01-28 Shin Etsu Chem Co Ltd Electro-viscous fluid composition

Patent Citations (2)

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