DE102018112683A1

DE102018112683A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers

Info

Publication number: DE102018112683A1
Application number: DE102018112683.2A
Authority: DE
Inventors: Shingo Kobayashi
Original assignee: Fuji Polymer Industries Co Ltd
Current assignee: Fuji Polymer Industries Co Ltd
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-01-03
Also published as: US10903001B2; GB2566787A; US20190006099A1; JP2019014232A; GB2566787B; GB201810460D0; JP6893898B2

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers, umfassend ein Matrixharz und einen magnetischen Füllstoff, bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte: Anordnen des Permanentmagneten (11) an wenigstens einer Position, die ausgewählt ist aus Positionen, die beabstandet sind von einer Metallform (14a) mit einem Hohlraum (14b) und oberhalb und unterhalb einer Mitte der Metallform (14a) angeordnet sind; Bereitstellen eines geschlossenen Magnetkreises, der einen durch den Permanentmagneten (11) erzeugten magnetischen Fluss (19a) von deren Seite her durch die Metallform (14a) leitet; Befüllen des Hohlraums (14b) mit einer Zusammensetzung, die das Matrixharz und den magnetischen Füllstoff beinhaltet; und Formen der Zusammensetzung, während der magnetische Füllstoff radial ausgerichtet wird. Mit diesen Merkmalen wird das Elastomermaterial geformt, während der magnetische Füllstoff mittels des Permanentmagneten ausgerichtet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers vermittels eines Permanentmagneten.
Ein Fluid, das seine rheologischen Eigenschaften ändert, wenn es einem Magnetfeld ausgesetzt wird, nennt man ein magnetorheologisches Fluid (MR-Fluid). Als MR-Fluid ist eine nicht-kolloidale Suspension bekannt, in welcher magnetisch aktive Partikel (wie feines Magnetpulver) gleichmäßig verteilt sind. Ein MR-Fluid kann zur Stoßabsorption, Kraftübertragung, Lagekontrolle und dergleichen eingesetzt werden. Außerdem hat ein MR-Fluid einen breiten Anwendungsbereich einschließlich: Kupplungen, Dämpfer oder Stoßabsorber für Fahrzeuge; Vibrations-dämpfende Haltevorrichtungen für diverse Gebäude; Muskel-Glieder für Montage-Roboter; Flüssigkeitsstrom-Steuerventile; diverse akustische Geräte; und Roboterhände für medizinische, Wellness- und Pflegezwecke. Magnetorheologisches Elastomer wird als ein Typus MR-Fluid betrachtet. In einigen Fällen sollten magnetische Partikel in dem magnetorheologischen Elastomer radial ausgerichtet sein, um einen Formkörper zu bilden. Die Patentdokumente 1 bis 3 schlagen ein Verfahren zum Herstellen eines magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers mit radial ausgerichteten magnetischen Partikeln vor, bei dem mehrere Magnetfeld-beaufschlagende Mittel wie elektromagnetische Spulen eingesetzt werden.
Druckschriften des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 2016-086050 A
Patentdokument 2: JP 2007-035786 A
Patentdokument 3: JP 2005-226108 A

Allerdings benötigt das herkömmliche Verfahren, das elektromagnetische Spulen einsetzt, Drähte zum Leiten des elektrischen Stroms. Das erhöht die Größe der Vorrichtung und die Herstellungskosten. Darüber hinaus kann wegen des Vorhandenseins der Drähte kein Pressformen im Vakuum durchgeführt werden.
Um die obigen herkömmlichen Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers bereit, bei welchem ein Elastomermaterial geformt wird, während ein magnetischer Füllstoff unter Verwendung eines Permanentmagneten ausgerichtet wird. Somit können das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die Herstellungskosten verringern und Pressformen im Vakuum ermöglichen.
Ein Verfahren zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers umfassend ein Matrixharz und einen magnetischen Füllstoff der vorliegenden Erfindung beinhaltet Folgendes: Anordnen eines Permanentmagneten an wenigstens einer Position, die ausgewählt ist aus Positionen, die von einer Metallform mit einem Hohlraum beabstandet und oberhalb und unterhalb einer Mitte der Metallform befindlich sind; Bereitstellen eines geschlossenen Magnetkreises, der einen von dem Permanentmagneten erzeugten magnetischen Fluss von deren Seite her durch die Metallform leitet; Befüllen des Hohlraums mit einer Zusammensetzung, die das Matrixharz und den magnetischen Füllstoff umfasst; und Formen der Zusammensetzung, während der magnetische Füllstoff radial ausgerichtet wird.
Eine bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Vorrichtung zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers beinhaltet Folgendes: eine Metallform mit einem Hohlraum zur Befüllung mit einer Zusammensetzung, die ein Matrixharz und einen magnetischen Füllstoff umfasst; einen Permanentmagneten, der an wenigstens einer Position angeordnet ist, die ausgewählt ist aus Positionen, die von der Metallform beabstandet und oberhalb und unterhalb der Mitte der Metallform befindlich sind; und einen geschlossenen Magnetkreis, der einen von dem Permanentmagneten erzeugten magnetischen Fluss von deren Seite her durch die Metallform leitet.
In der vorliegenden Erfindung wird das Elastomermaterial geformt, während der magnetische Füllstoff unter Verwendung des Permanentmagneten ausgerichtet wird. Somit vermögen das Verfahren und die Vorrichtung zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers der vorliegenden Erfindung die Herstellungskosten zu senken und Pressformen im Vakuum zu ermöglichen. Mit anderen Worten, das als Erzeuger des Magnetfelds ein Permanentmagnet anstelle von elektromagnetischen Spulen und Drähten verwendet wird, können die Herstellungskosten gesenkt und kann auch Pressformen im Vakuum durchgeführt werden.

1 ist eine schematische Aufsicht auf einen Formkörper in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Aufsicht-Photographie des Formkörpers (mit einem Außendurchmesser von 40 mm, einem Innendurchmesser von 30 mm und einer Dicke von 5 mm).
3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung in noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher eine Form von einem Magneten getrennt ist. 7B ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung, bei welcher die Form mit dem Magneten verbunden ist.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung zum Formen mehrerer Formkörper in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9A ist eine Aufsicht auf einen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Neodymiummagneten. 9B ist eine Querschnittsansicht des Neodymiummagneten.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers, umfassend ein Matrixharz und einen magnetischen Füllstoff. Der magnetische Füllstoff wird durch die Beaufschlagung mit einem Magnetfeld beim Formen radial ausgerichtet, so dass ein Formkörper gebildet wird, bei dem der magnetische Füllstoff radial ausgerichtet ist. Ein Permanentmagnet wird als Erzeuger des Magnetfelds verwendet. Der Permanentmagnet kann an einer oder beiden der Positionen angeordnet sein, die von einer Metallform mit einem Hohlraum beabstandet und oberhalb und unterhalb einer Mitte der Metallform befindlich sind. Ein geschlossener Magnetkreis leitet den von dem Permanentmagneten erzeugten magnetischen Fluss von deren Seite her durch die Metallform. Der Hohlraum ist mit einer Zusammensetzung gefüllt, die ein Matrixharz und den magnetischen Füllstoff umfasst. Die Zusammensetzung wird geformt, während der magnetische Füllstoff radial ausgerichtet wird. Der Hohlraum und der Formkörper können jegliche Gestalt aufweisen, wie als Ring, Kreis, Rechteck oder Polygon, jeweils in Aufsicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, wenn ein nicht-magnetischer Körper an wenigstens einem Teil der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche der Metallform bereitgestellt ist, und ein magnetischer Körper an der seitlichen Oberfläche der Metallform bereitgestellt ist. Diese Konfiguration vermag eine besser geschlossene Schleife des von dem Permanentmagneten erzeugten magnetischen Flusses bilden. Außerdem kann an der unteren Oberfläche des Permanentmagneten ein magnetischer Körper bereitgestellt und mit dem magnetischen Körper an der seitlichen Oberfläche der Metallform über einen magnetischen Körper verbunden sein. Ferner kann ein zwischen dem Permanentmagneten und der Metallform ein magnetischer Körper oder ein nicht-magnetischer Körper bereitgestellt sein. Mit dieser Konfiguration kann die radiale Ausrichtung des magnetischen Füllstoffs effizienter erreicht werden.
Der magnetische Füllstoff ist vorzugsweise wenigstens einer, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem magnetischen Draht, einem magnetischen Pulver, einem anorganischen Pulver mit einem magnetischen Film, einem Plättchen-förmigen Pulver und einem Füllstoff besteht, der auf Magnetismus reagiert. Der magnetische Draht kann z. B. ein Metalldraht sein (mit einem Durchmesser von 1 bis 20 µm und einer Länge von 0,1 bis 5 mm). Das magnetische Pulver kann z. B. ein Carbonyleisen-Pulver sein. Das anorganische Pulver mit einem magnetischen Film kann durch Bilden eines magnetischen Films an der Oberfläche von Bornitrid (z. B. mit einem mittleren Partikel-Durchmesser von 1 bis 500 µm) erhalten werden.
Das magnetische Pulver kann z. B. auch ein weichmagnetisches Metallpulver oder ein Oxid-magnetisches Pulver (Ferritpulver) sein. Beispiele für weichmagnetische Metallpulver beinhalten ein Carbonyleisenpulver und Eisenbasierte Legierungspulver aus Fe-Si-Legierung, Fe-Al-Legierung, Fe-Si-Al-Legierung (Sendust), Fe-Si-Cr-Legierung, Fe-Ni-Legierung (Permalloy), Fe-Ni-Co-Legierung (Mumetall), Fe-Ni-Mo-Legierung (Supermalloy), Fe-Co-Legierung, Fe-Si-Al-Cr-Legierung, Fe-Si-B-Legierung, und Fe-Si-Co-B-Legierung. Beispiele für Ferritpulver beinhalten Spinell-Ferritpulver von Mn-Zn-Ferrit, Mn-Mg-Zn-Ferrit, Mg-Cu-Zn-Ferrit, Ni-Zn-Ferrit, Ni-Cu-Zn-Ferrit und Cu-Zn-Ferrite sowie hexagonale Ferritpulver vom W-Typ, Y-Typ, Z-Typ und M-Typ. Unter diesen ist das Carbonyleisenpulver bevorzugt.
Das Carbonyleisenpulver ist an sich als ein Typ von weichmagnetischem Eisenpulver und als Pulverprodukt für industriellen Gebrauch gut bekannt. Das Carbonyleisenpulver kann durch thermische Zersetzung von Eisencarbonyl (Fe(CO)₅) hergestellt werden, wobei CO aus dem Eisencarbonyl freigesetzt wird. Die mittlere Partikelgröße von Carbonyleisenpulver ist vorzugsweise 2 bis 10 µm, und mehr bevorzugt 2 bis 8 µm. Die Partikelgröße kann mit einem Laserbeugungs-Streuungs-Verfahren zur Bestimmung der Partikelgröße bei 50 % (nach Masse) gemessen werden. Das Verfahren kann einen Laserbeugungs-Partikelgrößen-Analysator LA-950S2, hergestellt von Horiba, Ltd., verwenden.
Der Gehalt an magnetischem Füllstoff beträgt vorzugsweise 1 bis 70 Volumen% bezogen auf 100 Volumen% des radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers. Durch Einstellen des Gehalts an magnetischem Füllstoff innerhalb dieses Bereichs wird der magnetische Füllstoff bei Beaufschlagen mit einer magnetischen Kraft radial ausgerichtet.
Das Matrixharz kann entweder ein thermo-härtendes oder ein thermoplastisches Harz sein. Das Matrixharz kann auch Kautschuk und ein Elastomer beinhalten. Beispiele für Kautschuk beinhalten (sind aber nicht beschränkt auf) die folgenden: Naturkautschuk (ASTM-Abkürzung: NR); Isopren-Kautschuk (IR); Butadien-Kautschuk (BR); 1,2-Polybutadien-Kautschuk (1,2-BR); Styren-Butadien-Kautschuk (SBR); Chloropren-Kautschuk (CR); Nitril-Kautschuk (NBR); Butyl-Kautschuk (IIR); Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM, EPDM); Chlorsulfoniertes-Polyethylen-Kautschuk (CSM); Acryl-Kautschuk (ACM, ANM); Epichlorhydrin-Kautschuk (CO, ECO); Polysulfid-Kautschuk (T); Silikon-Kautschuk; Fluorcarbon-Kautschuk (FKM); und Urethan-Kautschuk (U). Diese Materialien können auch als thermoplastische Elastomere (TPE) eingesetzt werden. Beispiele für thermoplastische Elastomere (TPE) beinhalten (aber sind nicht beschränkt auf) die folgenden: Styren-basierte TPE; Olefin-basierte TPE; Vinylchlorid-basierte TPE; Urethan-basierte TPE; Ester-basierte TPE; Amid-basierte TPE; chloriniertes-Polyethylen-basierte TPE; syn-1,2-Polybutadien-basierte TPE; trans-1,4-Polyisopren-basierte TPE; und Fluor-basierte TPE. Das Vernetzen von Silikon-Kautschuk kann entweder eine Additionsreaktion oder eine Peroxidreaktion sein. In der folgenden Beschreibung wird das Vernetzen durch eine Additionsreaktion durchgeführt.
Der radial ausgerichtete magnetorheologische Elastomer-Formkörper weist eine Asker C-Härte von 5 bis 60 auf, welche auf dem Standard (SRIS0101) der Society of Rubber Science and Technology, Japan, beruht. Somit vermag der magnetorheologische Elastomer-Formkörper bei Beaufschlagung mit einer Magnetkraft eine große Veränderung seines Speichermoduls (engl.: storage modulus) zeigen.
Das Matrixharz ist vorzugsweise ein Organopolysiloxan. Dies deshalb, weil das Organopolysiloxan eine große Wärmebeständigkeit und gute Verarbeitbarkeit aufweist. Die Zusammensetzung, die das Organopolysiloxan als Matrix beinhaltet, kann in jeglicher Form von Kautschuk, Kautschukbogen, Kitt oder Paste vorliegen.
Beispiele des Permanentmagneten beinhalten einen Neodymiummagneten, einen Ferritmagneten, einen Samarium-Cobalt-Magneten, einen Alnicomagneten, KS-Stahl und MK-Stahl. Unter diesen ist der Neodymiummagnet bevorzugt. Da die Magnetkraft des Neodymiummagneten groß ist, kann die Größe der Formungsvorrichtung verringert werden. Der Neodymiummagnet ist vorzugsweise mit Ni plattiert, um die Korrosionsvermeidungs-Eigenschaften zu verbessern.
Es ist bevorzugt, dass ein Verlagerungsglied zum Verlagern der Metallform weg von und/oder näher an den Permanentmagneten heran bereitgestellt ist, sodass die Metallform von dem Permanentmagneten weg zu einer Position verlagert wird, an der sie von der Magnetkraft des Permanentmagneten nicht beeinflusst wird, wenn ein Formungsmaterial in den Hohlraum der Metallform eingespritzt wird, und die Metallform näher an den Permanentmagneten heran verlagert wird, wenn das Formungsmaterial geformt wird. Mit dieser Konfiguration kann das Formungsmaterial eingespritzt werden, ohne von dem Magnetfeld beeinflusst zu werden. In diesem Zusammenhang bezeichnet Formen einen Vorgang, bei dem ein Harz in dem Hohlraum aushärtet, um einen Formkörper mit vorgegebener Gestalt zu bilden, wenn das Harz ein thermo-härtendes Harz ist. Darüber hinaus bezeichnet Formen einen Vorgang, bei dem ein geschmolzenes Harz abgekühlt und in der Form verfestigt wird, um einen Formkörper mit vorgegebener Gestalt zu bilden, wenn das Harz ein thermoplastisches Harz ist.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Permanentmagneten als Erzeuger des Magnetfelds und eine Metallform mit einem Hohlraum. Der Permanentmagnet wird an wenigstens einer Position angeordnet, die sich unterhalb der Mitte der Metallform befindet. Nicht-magnetische Körper sind an der oberen bzw. unteren Oberfläche der Metallform bereitgestellt. Um eine Schleife des von dem Permanentmagneten erzeugten magnetischen Flusses zu bilden, wird an der unteren Oberfläche des Permanentmagneten ein unterer magnetischer Körper bereitgestellt, und seitliche magnetische Körpersind an der Seite und der Kante der Metallform und dem unter der Metallform befindlichen nicht-magnetischen Körper bereitgestellt. Die Vorrichtung beinhaltet vorzugsweise ein Verlagerungsglied zum Verlagern der Metallform derart, dass die Metallform von dem Permanentmagneten weg an eine Stelle verlagert wird, wo sie von dem Magnetfeld des Permanentmagneten nicht beeinflusst wird, wenn ein Formungsmaterial in den Hohlraum der Metallform eingespritzt wird, und die Metallform näher an den Permanentmagneten heran verlagert wird, wenn das Formungsmaterial geformt wird.
Wenn ein Organopolysiloxan als Matrixharz verwendet wird, kann eine Verbindung mit der folgenden Zusammensetzung durch Härten erhalten werden:

(A) Basispolymerkomponente: ein lineares Organopolysiloxan mit im Durchschnitt zwei oder mehr Alkenylgruppen pro Molekül, wobei die Alkenylgruppen an Siliziumatome an beiden Enden der Molekülkette gebunden sind.
(B) Vernetzerkomponente: ein Organohydrogenpolysiloxan mit im Durchschnitt zwei oder mehr an Siliziumatomen gebundenen Wasserstoffatomen pro Molekül, wobei der Gehalt an Organohydrogenpolysiloxan weniger als 1 Mol bezogen auf 1 Mol der an Siliziumatomen gebundenen Alkenylgruppen in der Komponente (A) beträgt.
(C) Platin-basierter Metallkatalysator: der Gehalt an Katalysator beträgt 0,01 bis 1000 ppm nach Gewicht bezogen auf die Komponente (A).
(D) Magnetischer Füllstoff: der Gehalt an magnetischem Füllstoff beträgt 1 bis 70 Volumen% bezogen 100 Volumen% der Zusammensetzung.
(E) Anorganisches Pigment: der Gehalt an anorganischem Pigment beträgt 0,1 bis 10 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Matrixharzes.

Basispolymerkomponente (Komponente (A))
Die Basispolymerkomponente (Komponente (A)) ist ein Organopolysiloxan mit zwei oder mehr an Siliziumatome gebundenen Alkenylgruppen pro Molekül. Das Organopolysiloxan mit zwei Alkenylgruppen ist das Basisharz (Basispolymerkomponente) der Silikonkautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung. In dem Organopolysiloxan sind pro Molekül zwei Alkenylgruppen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, und vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wie Vinylgruppen oder Allylgruppen an die Siliziumatome gebunden. Die Viskosität des Organopolysiloxans beträgt vorzugsweise 10 bis 1000000 mPa·s, und mehr bevorzugt 100 bis 100000 mPa·s bei 25°C in Hinblick auf Verarbeitbarkeit und Härtbarkeit.
Insbesondere wird ein durch die folgenden allgemeine Formel (chemische Formel 1) ausgedrücktes Organopolysiloxan verwendet. Das Organopolysiloxan hat im Durchschnitt zwei oder mehr Alkenylgruppen pro Molekül, wobei die Alkenylgruppen an Siliziumatome an beiden Enden der Molekülkette gebunden sind. Das Organopolysiloxan ist ein lineares Organopolysiloxan, dessen Seitenketten mit Triorganosiloxygruppen blockiert sind. Die Viskosität des linearen Organopolysiloxans beträgt vorzugsweise 10 bis 1000000 mPa·s bei 25°C in Hinblick auf Verarbeitbarkeit und Härtbarkeit. Außerdem kann das lineare Organopolysiloxan einen kleinen Anteil an verzweigten Strukturen (trifunktionelle Siloxaneinheiten) in der Molekülkette aufweisen.
In dieser Formel stellt R¹ substituierte oder unsubstituierte monovalente Kohlenwasserstoffgruppen dar, die untereinander gleich oder verschieden sind und keine aliphatischen ungesättigten Bindungen aufweisen, R² stellt Alkenyl oder Cycloalkenylgruppen dar, und k ist 0 oder eine positive Ganzzahl. Die durch R¹ dargestellten monovalenten Kohlenwasserstoffgruppen weisen vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome auf, und mehr bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Spezifische Beispiele der monovalenten Kohlenwasserstoffgruppen beinhalten die folgenden: Alkyl- oder Cycloalkylgruppen wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Octyl-, Nonyl- und Decylgruppen; Arylgruppen wie Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; Aralkylgruppen wie Benzyl-, Phenylethyl- und Phenylpropylgruppen; und substituierte Formen dieser Gruppen,, bei denen einige oder alle Wasserstoffatome durch Halogenatome (Fluor, Brom, Chlor etc.) oder Cyanogruppen substituiert sind, einschließlich Halogen-substituierte Alkylgruppen wie Chlormethyl-, Chlorpropyl-, Bromethyl- und Trifluorpropylgruppen und Cyanoethylgruppen. Die durch R² dargestellten Alkenyl- oder Cycloalkenylgruppen weisen vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatome, und mehr bevorzugt 2 bis 3 Kohlenstoffatome auf. Spezifische Beispiele der Alkenyl- oder Cycloalkenylgruppen beinhalten Vinyl-, Allyl-, Propenyl-, Isopropenyl-, Butenyl-, Isobutenyl-, Hexenyl- und Cyclohexenylgruppen. Insbesondere ist die Vinylgruppe bevorzugt. In der allgemeinen Formel (1) ist k typischerweise 0 oder eine positive Ganzzahl, die 0 ≤ k ≤ 10000 erfüllt, vorzugsweise 5 ≤ k ≤ 2000, und mehr bevorzugt 10 ≤ k ≤ 1200.
Die Komponente (A) kann auch ein Organopolysiloxan mit drei oder mehr, typischerweise 3 bis 30, und mehr bevorzugt etwa 3 bis 20 Alkenylgruppen aufweisen, die pro Molekül an Siliziumatome gebunden sind. Die Alkenylgruppen weisen 2 bis 8 Kohlenstoffatome, und vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatome auf und können z. B. Vinylgruppen oder Allylgruppen sein. Die Molekülstruktur kann linear, ringförmig, verzweigt oder drei-dimensional vernetzt sein. Das Organopolysiloxan ist vorzugsweise ein lineares Organopolysiloxan, bei welchem die Hauptketter aus sich wiederholenden Diorganosiloxaneinheiten besteht und beide Enden der Molekülkette mit Triorganosiloxygruppen blockiert sind. Die Viskosität des linearen Organopolysiloxans beträgt vorzugsweise 10 bis 1000000 mPa·s, und mehr bevorzugt 100 bis 100000 mPa·s bei 25°C.
Jede der Alkenylgruppen kann an jedweden Teil des Moleküls gebunden sein. Beispielsweise können die Alkenylgruppen entweder an ein Siliziumatom am Ende der Molekülkette gebunden sein, oder an ein Siliziumatom, das sich nicht am Ende (sondern in der Mitte) der Molekülkette befindet. Insbesondere ist ein lineares Organopolysiloxan bevorzugt, das durch folgende allgemeine Formel (chemische Formel 2) ausgedrückt wird. Das lineare Organopolysiloxan weist 1 bis 3 Alkenylgruppen an jedem der Siliziumatome an beiden Enden der Molekülkette auf. Wenn in diesem Fall aber die Gesamtzahl der an die Siliziumatome an den beiden Enden der Molekülkette gebundenen Alkenylgruppen weniger als 3 beträgt, ist wenigstens eine Alkenylgruppe an ein Siliziumatom gebunden, dass sich nicht an einem Ende (sondern in der Mitte) der Molekülkette befindet (z. B. als ein Substituent in der Diorganosiloxaneinheit). Wie oben beschrieben, beträgt die Viskosität des linearen Organopolysiloxans vorzugsweise 10 bis 1000000 mPa·s bei 25°C in Hinblick auf die Verarbeitbarkeit und Härtbarkeit. Außerdem kann das lineare Organopolysiloxan eine kleine Menge an verzweigten Strukturen (trifunktionellen Siloxaneinheiten) in der Molekülkette aufweisen.
In dieser Formel stellt R³ substituierte oder unsubstituierte monovalente Kohlenwasserstoffgruppen dar, die untereinander gleich oder verschieden sind, und wenigstens eine davon ist eine Alkenylgruppe, R⁴ stellt substituierte oder unsubstituierte monovalente Kohlenwasserstoffgruppen dar, die untereinander gleich oder verschieden sind und keine aliphatische ungesättigte Bindung aufweisen, R⁵ stellt Alkenylgruppen dar, und 1 und m sind 0 oder positive Ganzzahlen. Die durch R³ dargestellten monovalenten Kohlenwasserstoffgruppen weisen vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome, und mehr bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf. Spezifische Beispiele der monovalenten Kohlenwasserstoffgruppen beinhalten die folgenden: Alkylgruppen wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Octyl-, Nonyl- und Decylgruppen; Arylgruppen wie Phenyl-, Tolyl-, Xylyl- und Naphthylgruppen; Aralkylgruppen wie Benzyl-, Phenylethyl- und Phenylpropylgruppen; Alkenylgruppen wie Vinyl-, Allyl-, Propenyl-, Isopropenyl-, Butenyl-, Hexenyl-, Cyclohexenyl- und Octenylgruppen; und substituierte Formen dieser Gruppen, bei denen einige oder alle Wasserstoffatome durch Halogenatome (Fluor, Brom, Chlor etc.) oder Cyanogruppen substituiert sind, einschließlich Halogen-substituierte Alkylgruppen wie Chlormethyl-, Chlorpropyl-, Bromethyl- und Trifluorpropylgruppen und Cyanoethylgruppen.
Die durch R⁴ dargestellten monovalenten Kohlenwasserstoffgruppen weisen auch vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome auf, und mehr bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Die monovalenten Kohlenwasserstoffgruppen können dieselben sein, wie die spezifischen Beispiele für R¹, aber beinhalten nicht die Alkenylgruppe. Die durch R⁵ dargestellten Alkenylgruppen weisen vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatome auf, und mehr bevorzugt 2 bis 3 Kohlenstoffatome. Spezifische Beispiele der Alkenylgruppen sind dieselben wie für R² in der obigen Formel (chemische Formel 1), und die Vinylgruppe ist bevorzugt.
In der allgemeinen Formel (chemische Formel 2) sind 1 und m typischerweise 0 oder positive Ganzzahlen, die 0 < 1 + m ≤ 10000, vorzugsweise 5 ≤ 1 + m ≤ 2000, und mehr bevorzugt 10 ≤ 1 + m ≤ 1200 erfüllen. Außerdem sind 1 und m Ganzzahlen, die 0 < 1 / (1 + m) ≤ 0,2, und vorzugsweise 0,0011 ≤ 1 / (1 + m) ≤ 0,1 erfüllen.
Vernetzerkomponente (Komponente (B))
Die Komponente (B) ist ein Organohydrogenpolysiloxan, das als vernetzendes Agens fungiert. Die Additionsreaktion (Hydrosilylierung) zwischen SiH-Gruppen in der Komponente (B) und Alkenylgruppen in der Komponente (A) erzeugt ein gehärtetes Produkt. Jegliches Organohydrogenpolysiloxan mit zwei oder mehr an Siliziumatome gebundenen Wasserstoffatomen (d. h., SiH-Gruppen) pro Molekül kann verwendet werden. Die Molekülstruktur des Organohydrogenpolysiloxans kann linear, ringförmig, verzweigt oder drei-dimensional vernetzt sein. Die Anzahl der Siliziumatome in einem Molekül (d. h. der Polymerisationsgrad) kann 2 bis 1000, und vorzugsweise etwa 2 bis 300 betragen.
Die Lokationen der Siliziumatome, an die die Wasserstoffatome gebunden sind, sind nicht besonders beschränkt. Die Siliziumatome können entweder an den Enden, oder nicht an den Enden (sondern in der Mitte) der Molekülkette sein. Die an die Siliziumatome neben den Wasserstoffatomen gebundenen organischen Gruppen können z. B. substituierte oder unsubstituierte monovalente Kohlenwasserstoffgruppen ohne aliphatische ungesättigte Bindungen sein, welche dieselben sein können, wie die von R¹ in der obigen allgemeinen Formel (chemische Formel 1).
Die folgenden Strukturen können als Beispiele für das Organohydrogenpolysiloxan der Komponente (B) angegeben werden.
In diesen Formeln stellt Ph organische Gruppen einschließlich wenigstens einem von Phenyl-, Epoxy-, Acryloyl-, Methacryloyl- und Alkoxygruppen dar, L ist eine Ganzzahl von 0 bis 1000, und vorzugsweise 0 bis 300, und M ist eine Ganzzahl von 1 bis 200.
Katalysatorkomponente (Komponente (C))
Die Komponente (C) ist eine Katalysatorkomponente, die das Aushärten der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung beschleunigt. Die Komponente (C) kann ein bekannter, für die Hydrosilylierungsreaktion verwendeter Katalysator sein. Beispiele des Katalysators beinhalten Platingruppen-Metallkatalysatoren wie Platin-basierte, Palladium-basierte und Rhodium-basierte Katalysatoren. Die Platin-basierten Katalysatoren beinhalten z. B. Platinschwarz, Platinchlorid, Chloroplatinsäure, ein Reaktionsprodukt von Chloroplatinsäure und einwertigem Alkohol, einen Komplex von Chloroplatinsäure und Olefin oder Vinylsiloxan und Platin-bisacetoacetat. Die Komponente (C) kann in einer Menge zugemischt werden, die für das Aushärten, und die Menge kann je nach der gewünschten Aushärtungsrate oder dergleichen angepasst werden. Die Komponente (C) wird mit 0,01 bis 1000 ppm, bezogen auf das Gewicht der Metallatome, der Komponente (A) zugegeben.
Magnetisches Pulver (Komponente (D))
Es ist bevorzugt, dass das magnetische Pulver mit Alkoxysilan oder Alkyltitanat oberflächenbehandelt wird. Die Oberflächenbehandlung kann eine Aushärtungs-Inhibierung verhindern, wenn Silikonkautschuk verwendet wird. Das Alkoxysilan ist vorzugsweise eine Silanverbindung oder sein partielles Hydrolysat. Die Silanverbindung wird durch R(CH₃)_aSi(OR')_3-a dargestellt, wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, R' eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt, und „a“ 0 oder 1 ist. Beispiele einer Alkoxysilanverbindung (im Folgenden einfach als „Silan“ bezeichnet) werden ausgedrückt durch R(CH₃)_aSi(OR')_3-a, wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, R' eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt, und „a“ 0 oder 1 ist, einschließlich der folgenden: Methyltrimethoxysilan; Ethyltrimethoxysilan; Propyltrimethoxysilan; Butyltrimethoxysilan; Pentyltrimethoxysilan; Hexyltrimethoxysilan; Hexyltriethoxysilan; Octyltrimethoxysilan; Octyltriethoxysilan; Decyltrimethoxysilan; Decyltriethoxysilan; Dodecyltrimethoxysilan; Dodecyltriethoxysilan; Hexadecyltrimethoxysilan; Hexadecyltriethoxysilan; Octadecyltrimethoxysilan; und Octadecyltriethoxysilan. Diese Silanverbindungen können einzeln oder in Kombinationen von zwei oder mehr verwendet werden. Die Alkoxysilane und ein-endigen Silanolsiloxane können zusammen als Oberflächenbehandlungsagenzien verwendet werden. In diesem Fall kann die Oberflächenbehandlung zusätzlich zu einer kovalenten Bindung Adsorption beinhalten.
Andere Komponenten (Komponente (E))
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann neben den obigen je nach Bedarf weitere Komponenten beinhlaten. Zum Beispiel kann die Zusammensetzung ein anorganisches Pigment wie Colcothar beinhalten, und z. B. für die Oberflächenbehandlung eines Füllstoffs verwendetes Alkyltrialkoxysilan. Außerdem kann Alkoxygruppen-enthaltendes Silikon zugefügt werden, z. B. für die Oberflächenbehandlung eines Füllstoffs.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Zeichnungen werden gleiche Komponenten mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. 1 ist eine schematische Aufsicht auf einen Formkörper in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Formkörper ist ein radial ausgerichteter magnetorheologischer Elastomer-Formkörper 1 beinhaltend ein Matrixharz 2 und einen magnetischen Füllstoff 3. Der magnetische Füllstoff 3 ist radial ausgerichtet. Der radial ausgerichtete magnetorheologische Elastomer-Formkörper 1 hat im Ganzen eine Ring-Gestalt, wobei in deren Mitte ein Raum 4 verbleibt.
2 ist eine Aufsichts-Photographie des Formkörpers (mit einem Außendurchmesser von 40 mm, einem Innendurchmesser von 30 mm und einer Dicke von 5 mm). In 2 wurde ein transparentes Matrixharz verwendet, um die radiale Ausrichtung des magnetischen Füllstoffs zu zeigen.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung 10 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt beinhaltet die Formungsvorrichtung 10 einen Permanentmagneten 11 al Erzeuger des Magnetfelds und eine Metallform 14a mit einem ringförmigen Hohlraum 14b. Der Permanentmagnet 11 ist an wenigstens einer Position angeordnet, die sich unterhalb der Mitte der Metallform 14a befindet. Nicht-magnetische Körper 13a, 13b sind an der unteren Oberfläche bzw. der oberen Oberfläche der Metallform 14a, angeordnet. Um eine Schleife des von dem Permanentmagneten 11 erzeugten magnetischen Flusses 19a zu bilden, ist ein unterer magnetischer Körper 12a an der unteren Oberfläche des Permanentmagnet 11 bereitgestellt, und seitliche magnetische Körper 12c, 12b sind an den Seiten und Kanten der Metallform 14a bereitgestellt und der nicht-magnetische Körper 13a ist unter der Metallform 14a bereitgestellt. Ein Raum 15 ist um den Permanentmagneten 11 herum gebildet. Ein basis-magnetischer Körper 12d ist unter dem unteren magnetischen Körper 12a und dem seitlichen magnetischen Körper 12b bereitgestellt. In dem basis-magnetischen Körper 12d liegt kein Magnetfeld vor. Der magnetische Fluss 19a bildet eine Schleife und bewirkt, dass der magnetische Füllstoff horizontal in dem Hohlraum 14b ausgerichtet wird. In diesem Zustand wird das Matrixharz ausgehärtet und geformt. Als Beispiel können die folgenden Materialien verwendet werden: Neodymium für den Permanentmagneten; Eisen und Stahl für den unteren und die seitlichen magnetischen Körper; AluminiumLegierung für die nicht-magnetischen Körper; Eisen und Stahl für die Metallform; und rostfreier Stahldraht für den magnetischen Füllstoff.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung 16 in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 dargestellt, unterscheidet sich die Formungsvorrichtung 16 von der Formungsvorrichtung 10 in 3 darin, dass ein nicht-magnetischer Körper 13b mit demselben äußeren Durchmesser wie die Metallform 14a an der oberen Oberfläche der Metallform 14a bereitgestellt ist, dass ein seitlicher magnetischer Körper 12e an der seitlichen Oberfläche des nicht-magnetischen Körpers 13b bereitgestellt ist, und dass ein nicht-magnetischer Körper 13d an den oberen Oberflächen des nicht-magnetischen Körpers 13b und des seitlichen magnetischen Körpers 12e bereitgestellt ist. Ein magnetischer Fluss 19b fließt, wir oben beschrieben, in einer Schleife.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung 17 in noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 5 dargestellt, unterscheidet sich die Formungsvorrichtung 17 von der Formungsvorrichtung 16 in 4 darin, dass ein magnetischer Körper 12f an der oberen Oberfläche des Permanentmagneten 11 bereitgestellt ist. Ein magnetischer Fluss 19c fließt, wie oben beschrieben, in einer Schleife.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung 18 in noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 6 dargestellt, unterscheidet sich die Formungsvorrichtung 18 von der Formungsvorrichtung 16 in 4 darin, dass der nicht-magnetische Körper 13d durch einen magnetischen Körper 12g ersetzt ist. Ein magnetischer Fluss 19d und ein magnetischer Fluss 19e fließen, wie oben beschrieben, in je einer Schleife.
7A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung 21 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher die Metallform 14a von dem Permanentmagneten 11 getrennt ist. 7B ist eine schematische Querschnittsansicht der Formungsvorrichtung 21, bei der die Metallform 14a mit dem Permanentmagneten verbunden ist 11. Wenn ein Formungsmaterial in den Hohlraum 14b der Metallform 14a eingespritzt wird, wird die Metallform 14a von dem Permanentmagneten 11 weg an eine Position verlagert, an der sie von der Magnetkraft des Permanentmagneten 11 nicht beeinflusst wird. Wenn das Formungsmaterial geformt wird, wird die Metallform 14a näher an den Permanentmagneten 11 heran verlagert. Jegliche bekannten Systeme wie Federn, Heber und Schrauben können als Verlagerungsglieder 20a, 20b zum Verlagern der Metallform 14a eingesetzt werden. In dieser Ausführungsform sind die Verlagerungsglieder 20a, 20b Federn.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Formungsvorrichtung 23 zum Bilden von mehreren Formkörpern in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Als ein Beispiel werden drei Formungsvorrichtungen, wie in 3 beschrieben, in einer Reihe angeordnet, und ein nicht-magnetischer Körper 27a wird zwischen jedem der Formungsvorrichtungen angeordnet. Mit dieser Konfiguration werden drei Formkörper gleichzeitig gebildet.
9A ist eine Aufsicht auf einen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Neodymiummagneten 24. 9B ist eine Querschnittsansicht des Neodymiummagneten 24. Der Neodymiummagnet 24 ist aus einem zylindrischen Magnetkörper 25 mit einem Hohlraum 26 darin aufgebaut. Der Hohlraum 26 wird zum oberen Ende des Magnetkörpers 25 hin allmählich größer.
Der radial ausgerichtete magnetorheologische Elastomer-Formkörper der vorliegenden Erfindung kann in einen vibrierenden Teil eingebaut werden, und kann somit für ein Vibrations-absorbierendes Gerät verwendet werden, das Vibrationen des vibrierenden Teils vermittels einer Änderung des Speichermoduls des magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers in Abhängigkeit von einer beaufschlagten Magnetkraft absorbiert. Es ist bevorzugt, dass der vibrierende Teil in wenigstens einem ausgewählt aus den folgenden eingesetzt wird: Schlagabsorber; Kraftübertrager; Lagesteuerungen; Kupplungen für Fahrzeuge; Dämpfer für Fahrzeuge; Stoßabsorber für Fahrzeuge; Vibrations-dämpfende Halterungsvorrichtungen für Gebäude; Muskelteile für Montageroboter; Flüssigkeitsstrom-Steuerventile; akustische Geräte; und Roboterhände für medizinische, Wellness- und Pflegezwecke.
Beispiele
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
< Härte >
Die Asker C-Härte wurde gemäß den Standards (SRIS0101) der Society of Rubber Science and Technology, Japan, gemessen.
(Beispiel 1)
Materialkomponente
Silikonkomponente
Bei Raumtemperatur aushärtender Zwei-Komponenten-Silikonkautschuk wurde als Silikonkomponente verwendet. Der Zwei-Komponenten-RTV (für engl. „room temperature vulcanizing“)-Silikonkautschuk war vorab mit der BasispolymerKomponente (Komponente (A)), der Vernetzerkomponente (Komponente (B)) und dem Platin-basierten Metallkatalysator (Komponente (C)) vermischt worden.
Magnetischer Füllstoff
Ein Rostfreier-Stahl-Draht (mit einem Durchmesser von 12 µm und einer Länge von 1 mm) wurde als magnetischer Füllstoff verwendet, und 5 Gewichtsteile des magnetischen Füllstoffs wurden pro 100 Gewichtsteile der Silikonkomponente eingesetzt.
Permanentmagnet

Ein Neodymiummagnet (Handelsname: „Neodymium“, hergestellt von Magfine Corporation) mit der in 9 gezeigten Gestalt wurde als Permanentmagnet verwendet. Tabelle 1 zeigt die Spezification des Neodymiummagneten. In Tabelle 1 bedeutet die Oberflächenbehandlung Ni-Plattierung. [TABELLE 1]

Produktname	Neodymium Φ20 mm × Φ4.3 mm × 10 mm / M4
Item	Name	Symbol	SI		CGS
Gestalt	Durchmesser	D	20	mm	2	cm
	Innerer Durchmesser	ID	4.3	mm	0.43	cm
	Innerer Durchmesser am Ende	S	8.6	mm	0.86	cm
	Höhe	H	10	mm	1	cm
	Schraube	M	4	mm	0.4	cm
	Dimensionstoleranz +/-	D	0.1	mm	0.01	cm
		ID	0.1	mm	0.01	cm
		H	0.1	mm	0.01	cm
	Richtung der Magnetisierung	M	axiale Richtung
	Gewicht	Net	0.0224	kg	22.4	g
	Oberflächenbehandlung	Ni	12	µm
Magnetische Eigenschaften	Oberflächen-Magnetflussdichte	B	419.9	mT	4199	G
	Anziehungskraft	F	8.23	kgf	8231	gf
	Magnetflussdichte am Lastpunkt	Bd	753.8	mT	7538	G
	Gesamtfluss	Φo	0.00022588	Wb	22588	Mx
	Permeanzkoeffizient	Pc	1.8	Pc
	Obere Grenze der Betriebstemperatur	Tw	90	°C
	Untere Grenze der Betriebstemperatur	Tw	-	°C
Materialeigenschaften	Materialsorte	Neodymium	35
	Remanenz	Br	1170- 1220	mT	11.7- 12.2	kG
	Koerzitivkraft	Hcb	≥ 868	kA/m	≥ 10.9	kOe
	Intrinsische Koerzitivkraft	Hcj	≥ 955	kA/m	≥ 12	kOe
	Maximales	BH	263-	KJ/m³	33-	MGOe
	Energieprodukt	BH	287	KJ/m³	36	MGOe
	Temperatur	Br	-0.12	%/°C
	koeffizient	Hcj	-0.55	%/°C
	Wärmebeständigkeitstemperatur	Tw	≤ 80	°C
	Curietemperatur	Tc	310	°C
	Dichte	ρ	7.5	kg/m³
(Notiz: SI bezeichnet das Internationale Einheitensystem und CGS bezeichnet das CGS-Einheitensystem.)

Formungsverfahren
Unter Verwendung der Formungsvorrichtung wie in 3 und 7A bis 7B dargestellt wurde das Formungsverfahren bei 50°C für 10 Minuten durchgeführt, wodurch ein radial ausgerichteter magnetorheologischer Elastomer-Formkörper wie in 2 gezeigt bereitgestellt wurde. Der radial ausgerichtete magnetorheologische Elastomer-Formkörper wies einen Außendurchmesser von 40 mm, einen Innerdurchmesser von 30 mm und eine Dicke von 5 mm auf.
(Beispiel 2)
Der Formungsprozess wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, das sein Carbonyleisenpulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 3,9 bis 5,0 µm als magnetischer Füllstoff verwendet wurde, und der magnetische Füllstoff in einer Menge von 50 Volumen% zugegeben und dann gleichmäßig vermischt. Als Ergebnis wurde, wie der in 2 gezeigte Formkörper, ein magnetorheologischer Elastomer-Formkörper erhalten, in dem das Carbonyleisenpulver radial ausgerichtet war. Der radial ausgerichtete magnetorheologische Elastomer-Formkörper wies einen Außendurchmesser von 40 mm, einen Innendurchmesser von 30 mm und eine Dicke von 5 mm auf.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Der radial ausgerichtete magnetorheologische Elastomer-Formkörper der vorliegenden Erfindung kann in einen vibrierenden Teil eingebaut werden, und kann somit für ein Vibrations-absorbierendes Gerät verwendet werden, welches Vibrationen des vibrierenden Teils vermittels einer Änderung eines Speichermoduls des magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers in Abhängigkeit von einer beaufschlagten Magnetkraft absorbiert.
Bezugszeichenliste

1: Formkörper
2: Matrixharz
3: Magnetischer Füllstoff
4, 15,26: Hohlraum
10, 16-18, 21, 23: Formungsvorrichtung
11: Permanentmagnet
12a-12g: Magnetischer Körper
13a-13d, 27a: Nicht-magnetischer Körper
14a: Metallform
14b: Ring-förmiger Hohlraum
19a-19e: Magnetischer Fluss
20a, 20b: Verlagerungsglieder
24: Neodymiummagnet
25: Zylindrischer Magnetkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016086050 A [0002]
JP 2007035786 A [0002]
JP 2005226108 A [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers (1) umfassend ein Matrixharz (2) und einen magnetischen Füllstoff (3), das Verfahren umfassend: Anordnen eines Permanentmagneten (11) an wenigstens einer Position, die ausgewählt ist aus Positionen, die von einer Metallform (14a) mit einem Hohlraum (14b) beabstandet und oberhalb und unterhalb einer Mitte der Metallform (14a) befindlich sind; Bereitstellen eines geschlossenen Magnetkreises, der einen von dem Permanentmagneten (11) erzeugten magnetischen Fluss (19a-19c) von deren Seite her durch die Metallform (14a) leitet; Füllen des Hohlraums (14b) mit einer Zusammensetzung, die das Matrixharz (2) und den magnetischen Füllstoff (3) beinhaltet; und Formen der Zusammensetzung, während der magnetische Füllstoff (3) radial ausgerichtet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein nicht-magnetischer Körper (13a, 13b) in wenigstens einem Teil der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche der Metallform (14a) bereitgestellt ist, und ein magnetischer Körper (12c) an einer seitlichen Oberfläche der Metallform (14a) bereitgestellt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein magnetischer Körper (12a) an einer unteren Oberfläche des Permanentmagneten (11) bereitgestellt und über einen magnetischen Körper (12b) mit dem magnetischen Körper (12c) an der seitlichen Oberfläche der Metallform (14a) verbunden ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein magnetischer Körper oder ein nicht-magnetischer Körper zwischen dem Permanentmagneten (11) und der Metallform (14a) bereitgestellt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der magnetische Füllstoff (3) wenigstens einer ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem magnetischen Draht, einem magnetischen Pulver, einem anorganischen Pulver mit einem magnetischen Film, einem Plättchen-förmigen Pulver und einem Füllstoff, der auf Magnetismus reagiert, besteht.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der magnetische Draht ein Metalldraht ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das magnetische Pulver wenigstens eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Carbonyleisenpulver und Eisenbasierten Legierungspulvern von Fe-Si-Legierung, Fe-Al-Legierung, Fe-Si-Al-Legierung (Sendust), Fe-Si-Cr-Legierung, Fe-Ni-Legierung (Permalloy), Fe-Ni-Co-Legierung (Mumetall), Fe-Ni-Mo-Legierung (Supermalloy), Fe-Co-Legierung, Fe-Si-Al-Cr-Legierung, Fe-Si-B-Legierung und Fe-Si-Co-B-Legierung besteht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Gehalt des magnetischen Füllstoffs (3) 1 bis 70 Volumen% bezogen auf 100 Volumen% des radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers (1) beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Matrixharz (2) ein Organopolysiloxan ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Permanentmagnet (11) aus einem hartmagnetischen Material besteht, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Neodymium, Ferrit und Samarium-Cobalt besteht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Verlagerungsglied (20a, 20b) bereitgestellt ist, um die Metallform (14a) in den geschlossenen Magnetkreis zu verlagern, bzw. die Metallform (14a) aus dem geschlossenen Magnetkreis heraus an eine Position zu verlagern, an der die Metallform (14a) von der Magnetkraft des Permanentmagneten (11) nicht beeinflusst ist.
Vorrichtung (10, 16-18, 21, 23) zum Herstellen eines radial ausgerichteten magnetorheologischen Elastomer-Formkörpers (1), wobei die Vorrichtung zur Verwendung in dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Metallform (14a) mit einem Hohlraum (14b) zum Befüllen mit einer Zusammensetzung, die ein Matrixharz (2) und einen magnetischen Füllstoff (3) beinhaltet; einen Permanentmagneten (11), der an wenigstens einer Position angeordnet ist, die ausgewählt ist aus Positionen, die von einer Metallform (14a) mit einem Hohlraum (14b) beabstandet und oberhalb und unterhalb einer Mitte der Metallform (14a) befindlich sind; und einen geschlossenen Magnetkreis, der einen von dem Permanentmagneten (11) erzeugten magnetischen Fluss (19a-19c) von deren Seite her durch die Metallform (14a) leitet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei ein nicht-magnetischer Körper (13a, 13b) in wenigstens einem Teil einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche der Metallform (14a), und ein magnetischer Körper (12c) an einer seitlichen Oberfläche der Metallform (14a) bereitgestellt sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, ferner aufweisend ein Verlagerungsglied (20a, 20b) zum Verlagern der Metallform (14a) in den geschlossenen Magnetkreis bzw. zum Verlagern der Metallform (14a) aus dem geschlossenen Magnetkreis heraus an eine Position, an der die Metallform (14a) von der Magnetkraft des Permanentmagneten (11) nicht beeinflusst ist.