JP2004510020A - 磁気レオロジ−・グリ−ス組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気応答粒子、ャリヤ−流体、及び少なくとも１つの増粘剤から成る磁気レソロジ−・グリ−ス組成物を提供することである。
【解決手段】本発明による組成物は、有効量の増粘剤を含有して適当なコンシステンシ−を有し、良好な性質及び磁気応答粒子の沈殿の少ない組成物を提供する。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈殿、磨耗、腐食及び酸化に対して高耐性を有する磁気レオロジ−・グリ−ス組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は高濃度の増粘剤を利用する磁気レオロジ−・グリ−ス組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気レオロジ−組成物は、典型的にミクロン・サイズの磁気応答粒子を含む。磁界の存在下で、その磁気応答粒子は、分極化されて、粒子鎖又は粒子フイブリルへと組織化される。その鎖は流体の見掛け粘度（流動抵抗）を上げて、磁気レオロジ−流体の流れ開始を誘導するために越えなけばならない降伏応力を有するソリッドマスの発達をもたらす。その磁界を除去するとそれらの粒子は非組織化状態に戻り、磁気レオロジ−組成物の粘度を下げる。
【０００３】
磁気レオロジ−組成物は磁界に応答し、従って制御可能挙動を示す。しかしながら、多くの磁気レオロジ−材料は過剰の重力粒子沈殿をし、それは不均一な粒子分布のために材料の磁気レオロジ−活性を妨げる。磁気レオロジ−材料における重力による粒子沈殿の一つの原因は、磁気粒子の比重とキャリヤ−流体の比重との大きな差であって、それは磁気レオロジ−材料における粒子の急速な沈殿の原因となる。
【０００４】
米国特許第５、６４５、７５２号は、粒子沈殿に対して安定性を提供するチキソトロ−プ添加剤を含有する磁気レオロジ−材料を開示している。チキソトロ−プの網状構造の形成を促進するために、チキソトロ−プ添加剤と共に任意のコロイド添加剤が利用される。
【０００５】
米国特許第５、３８２、３７３号は、磁気レオロジ−材料全体の降伏応力を独立して上げることができる粒子成分を利用する磁気レオロジ−材料に関する。粒子成分を分散させる界面活性剤を任意に利用する。利用する場合、その界面活性剤は、疎水性ヒュ−ムドシリカ、乾燥した沈殿シリカゲル、リン酸塩エステル、フルオロ脂肪族重合体エステル、又はカップリング剤が望ましく、粒子成分の流量に対して約０．１〜２０重量％の範囲内の量で使用される。
【０００６】
米国特許第４、９９２、１９０号は、磁界に応答する磁気流体組成物を開示している。その流体組成物はビヒクル、そのビヒクルに懸濁する固体磁化性粒子、及びシリカゲル分散剤から成る。さらに界面活性剤を添加してチキソトロ−プ性を与えることができる。
【０００７】
米国特許第２、６６１、８２５号は、磁界又は電界の使用を介して移動部品間の滑りを制御できる装置を記載している。その移動部品間のスペ−スは磁界又は電界応答媒質が充てんされる。この媒質を介して磁界又は電界フラックスの発生が生じる滑りを制御する。磁界の印加に応答する流体はカルボニル鉄及び軽い鉱物油を含有すると記載されている。
【０００８】
米国特許第３、３８５、７９３号は、導電性材料を含有する電気粘性流体に関する。その流体はビヒクルとして作用するシリカゲル及びシリコ−ン油を含む。その流体は導電性剤として作用すると開示されている鉄粒子も含有できる。その組成物は電磁界に応答するのもとして記載されていない。
【０００９】
米国特許第３、００６、６５６号は、カルボニル鉄粉末、及び油、ケロシン、ベンゼン、黒鉛、チョ−ク、マイカ、セッケン石、シリコ−ン、及びグリセリンのような添加物から成る緩衝装置用の磁気材料に関する。
【００１０】
米国特許第２、７５１、３５２号は、鉄粉、ベ−スキャリヤ−としての有機潤滑剤及び疎油性−親鉄性液体分散剤から成るクラッチなどの装置用磁気流体を記載している。
【００１１】
磁気レオロジ−技術は、振動及び／又は騒音を制御する装置又はシステムに有用である。しかしながら、磁気レオロジ−流体は、一般に、装置内の磁気レオロジ−流体をシ−ルするためにｏ−リング又は他のタイプの流体シ−ル機構を必要とするような低粘度を有する。磁気レオロジ−装置は、精密公差の構成要素、高価なシ−ル、高価な軸受、及び比較的大きい体積の磁気制御可能流体を必要とする。かかる装置に伴うコストは用途によってはそれらの使用を禁止する。
【００１２】
さらに、低粘度の磁気レオロジ−流体の使用は、金属磁気粒子の高比重による沈殿問題を回避するために磁気レオロジ−流体の混合中に高効率を必要とする。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、シ−ル機構の助け無しに装置に高い十分なコンシステンシ−を有する磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の要求がある。さらに、磁気粒子の沈殿耐性をもった磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の要求がある。磨耗及び酸化に対する耐性を有する磁気レオロジ−組成物の要求もある。この発明はかかる組成物を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による磁気レオロジ−組成物は、磁気応答粒子、キャリヤ−流体、及び少なくとも１つの増粘剤から成り、その増粘剤はグリ−スようのコンシステンシ−を形成する実質的に有効な量で使用される。その増粘剤は、磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の全体積に対して３０〜９０体積％の範囲内の量で存在する。
【００１５】
一面における本発明による磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、磁気応答粒子、キャリヤ−流体、及び少なくとも１つの増粘剤から成り、該磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は００〜４のＮＬＧＩコンシステンシ−数を有する。
【００１６】
別の面における本発明による磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、磁気応答粒子、キャリヤ−流体、及び少なくとも１つの増粘剤から成り、該増粘剤は、該組成物を磁気レオロジ−装置内の位置を保つのに有効なコンシステンシ−をもった組成物を提供する。
【００１７】
本発明の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、該磁気レオロジ−・グリ−ス組成物において実質的に高濃度の増粘剤であるので優れた沈殿耐性及び磨耗耐性を示す。
【００１８】
【発明の実施の形態】
ここで使用される用語“力の出力”は、装置に依存して減衰力、トルク、制動力又は類似の力を意味する。“降伏強さ”は降伏応力を越えるのに必要な力である。“降伏応力”は、磁界を受けるとき又は“オン−状態”にあるときに磁気レオロジ−組成物の流れの開始を誘導するために越えなければならない応力である。磁界の存在しないのは、ここでは“オフ−状態”と呼ぶ。ここで使用される“オン−状態の力”は磁界の印加の結果としての装置の合力である。“オフ−状態の力”は磁界が印加されないときの装置によって発生される力を意味する。
【００１９】
本発明は、磁気応答粒子、キャリヤ−流体、及び少なくとも１つの増粘剤から成る磁気レオロジ−・グリ−ス組成物に関する。増粘剤はそのグリ−ス組成物にゲル状構造を与えるのに有効な量で提供される。そのゲル構造は、そのグリ−ス組成物を磁気レオロジ−装置に使用中に該磁気レオロジ−装置においてその位置を維持させるにの十分なコンシステンシ−を与える。ここで使用される用語“グリ−ス”はキャリヤ−流体における増粘剤の分散の固体生成物に対する半流体を意味する。用語“増粘剤”は生成物の構造を形成するためにキャリヤ−流体に分散された物質を意味する。“コンシステンシ−”は、応力下での移動に対する抵抗度を意味し、ＡＳＴＭ Ｄ２１７に従って測定できる。
【００２０】
本発明のグリ−ス組成物は、磁気レオロジ−装置における適当なスペ−ス内に閉じ込められた磁気レオロジ−組成物を保つために、シ−ル機構を必要とすることなく利用されるにの十分なコンシステンシ−を有する。これは、軸受、体積補償装置又は精密機械公差のような磁気レオロジ−装置の構造にこれまで必要な装置がもはや必要ないことを意味する。一般に、グリ−ス組成物のＮＬＧＩコンシステンシ−数は約００〜４に間である。本発明の１面におけるＮＬＧＩコンシステンシ−数は約０〜２の間である。粘度の用語における本発明のグリ−ス組成物は、一般に２５℃で約１０００セインチポアズ以上の粘度を有する。
【００２１】
本発明の組成物に使用できる増粘剤は広範囲の有機増粘剤及び無機増粘剤を含む。本発明の有機増粘剤は種々の金属セッケン、金属セッケン錯体、及び有機金属塩類並びにポリウレアのような非金属有機増粘剤を含む。他の増粘剤は有機粘土、関連重合体又はポリアクリレ−ト関連増粘剤、例えば、Ｒｏｈｍ及びＨａａｓ社の商品名Ａｃｒｙｓｏｌ，Ａｌｃｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社の商品名
Ａｌｃｏｇｕｍ，ポリ電解質、ポリ多糖類、リン脂質及びポリカルボン酸塩を含む。本発明に適当な無機増粘剤は金属酸化物、沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、酸化アルミニウム、カ−ボンブラック、タルク、黒鉛及び繊維のような無機固体を含む。
【００２２】
本発明の一面における増粘剤は、カルボン酸塩セッケン、リチウム錯体又はカルシウム錯体のような錯体、ステアリン酸塩、ベントナイト及びヘクトライト有機粘土、疎水性的改質のアルカリ溶性アクリル共重合体、疎水性的改質のエチレン−酸化物−基ウレタンブロック共重合体、疎水性的改質のエトキシレ−ト−ウレタンアルカリ膨脹潤性／溶性エマルション、金属酸化物、沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、酸化アルミニウム、カ−ボンブラック、タルク、黒鉛及び繊維、ポリウレア、スチレンジビニルベンゼン共重合体マトリックス、メタクリル酸ジビニルベンゼン、ヒドロキシルエチルセルロ−ス、リン脂質、ポリカルボキシレ−ト、及びそれらの混合物を含む。特に望ましい増粘剤は沈殿シリカ及びヒュ−ムドシリカである。
【００２３】
本発明の好適なカルボン酸塩セッケンの例は、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、及びそれらの混合物を含む。
本発明の適当な増粘剤は、Ｒｈｅｏｘ社から商品名Ｂａｒａｇｅｌ、Ｂｅｎｔｏｎｅ，Ｎｙｋｏｎ及びＮａｌｚｉｎで入手できる；Ｕｎｉｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ社から商品名ＵＣＡＲ　Ｐｏｌｙｐｈｏｂｅで入手できる；及びＲｏｈｍ及びＨａａｓ社から商品名Ａｃｒｙｓｏｌで入手できる。
【００２４】
その増粘剤は一般に、グリ−スようコンシステンシ−をもった組成物を生成するのに有効な量で使用される。増粘剤の量は一般に、組成物を磁気レオロジ−装置内の必要な位置に維持させるのに十分な量である。増粘剤は、必要なＮＬＧＩコンシステンシ−数をもった組成物を生成するのに有効な量で使用される。必要な増粘剤の濃度は、特定の剤及び必要なＮＬＧＩコンシステンシ−数になるのに必要な量に依存する。増粘剤は、全磁気レオロジオ−・グリ−ス組成物の約３０％〜９０％範囲内の量で使用される。本発明の一面における増粘剤は、全磁気レオロジオ−・グリ−ス組成物の約５０％〜８５％範囲内の量で使用される。
本発明に有用な磁気応答粒子は、磁気レオロジ−活性を示すことが知られている固体である。本発明に有用な典型的な粒子は、例えば、常磁性、超常磁性又は強磁性化合物から成る。使用される磁気応答粒子の特定例は、鉄、鉄合金、鉄酸化物、鉄窒化物、鉄炭化物、カルボニル鉄、二酸化クロム、低炭素鋼、ケイ素鋼、ニッケル、コバルト、及びそれらの混合物のような材料から成る粒子を含む。酸化鉄は、Ｆｅ_２Ｏ_３及びＦｅ_３Ｏ_４のような全て既知の純酸化鉄、並びにマンガン、亜鉛又はバリウムのような他の元素の少量を含有するものを含む。酸化鉄の特定例はフェライト及びまマグネタイトを含む。さらに、磁気応答粒子成分はアルミニウム、シリコン、コバルト、ニッケル、バナジウム、モリブデン、クロム、タングステン、マンガン及び／又は銅を含有するもののような既知鉄合金から成る。
【００２５】
本発明に磁気応答粒子として使用できる鉄合金は鉄−コバルト合金及び鉄−ニッケル合金を含む。磁気レオロジ−組成物に使用するのに望ましい鉄−コバルト合金は約３０：７０〜９５：５、望ましくは約５０：５０〜８５：１５の範囲内の鉄：コバルト比を有するが、一方鉄−ニッケル合金は、約９０：１０〜９９：１、望ましくは約９４：６〜９７：３の範囲内の鉄：ニッケル比を有する。鉄合金は、合金の展延性及び機械的性質を改善するためにバナジウム、クロム等のような他の元素を少量含有する。これらの他の元素は典型的に約３．０重量％以下の量で存在する。
【００２６】
本発明の磁気応答粒子は典型的に当業者には周知の方法によって調製できる金属粉末の形態である。金属粉末の典型的な調製法は、水噴霧法、金属酸化物の還元、粉砕又は磨砕、電解析出、金属カルボニル分解、急速凝固、又は溶融法を含む。粒子は球状又は不規則形状粒子又は楕円粒子のような球状から変わる。
【００２７】
本発明の一面おける磁気応答粒子は高含量、一般に少なくとも約９５％以上の粒子である。使用される磁気応答粒子は約０．０１％以下の炭素であることが望ましい。特に望ましい実施態様における磁気応答粒子は約９８％〜９９％鉄及び約１％以下の酸素及び窒素を含有する。かかる粒子は、例えば、溶融鉄の水噴霧法又はガス噴霧法によって得られる。これらの特性をもった鉄粒子は商的に入手できる。水噴霧法は本発明による磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の全コストの低下に寄与する。水噴霧法は、約１６００℃以下で溶融している金属から元素及び合金粉末を製造する最も一般的な技術として、Ｒａｎｄａｌｌ　Ｍ．ＧｅｒｍａｎによるＰｏｗｄｅｒ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅの第３章、“粉末の製造”、ｐｐ．１０７−１１０（１９８４、１９９９）に記載されている。この方法は、溶融流に対して高圧水ジェットを向け、強制的に砕解し、そして急速凝固する工程を含む。
【００２８】
本発明に有用な磁気応答粒子の例は、ＩＳＰ　Ｒ２４３０及び１６４０のようなカルボニル鉄粒子と共にＨｏｅａｇａｎｅｓ　ＦＰＩ，１００１ＨＰ及びＡＴＷ２３０を含む。他の有用な粒子は４３０Ｌ及び４１０Ｌのようなステンレス鋼粉末を含む。
【００２９】
磁気応答粒子の粒度は、磁界を受けたときに多磁壁特性を示すように選択する必要がある。ここで教示される増粘剤の使用は、磁気レオロジ−組成物に典型的に使用されるより大きい粒子の使用を可能にする。磁気応答粒子の数平均粒子直径分布は一般に約０．１〜５００ミクロン、望ましくは約１〜１００ミクロンの間である。最適の実施態様における磁気応答粉末の数平均粒子直径分布は約３〜５０ミクロンである。その粒子成分は、数平均粒子直径分布が示した値である限り種々のサイズの磁気応答粒子を含有する。その磁気応答粒子のサイズは、走査電子顕微鏡、レ−ザ光散乱法によって測定したり、種々のふるいを使用して特定のメッシュサイズを与えることによって測定する。
【００３０】
磁気応答粒子は、磁気レオロジ−・グリ−ス組成物に約５％〜５０体積％、好適には約２０％〜４５体積％の量で存在する。
【００３１】
キャリヤ−成分は磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の連続相を形成する流体である。本発明による磁気レオロジ−組成物の形成に使用するキャリヤ−流体は、磁気レオロジ−材料と共に使用することが知られているビヒクル又はキャリヤ−流体である。好適な実施態様におけるキャリヤ−流体は有機流体、又は油を基剤とした流体である。使用できる適当なキャリヤ−流体は天然脂肪油、鉱物油、ポリフェニルエ−テル、二塩基酸エステル、ネオペンチルポリオ−ルエステル、リン酸塩エステル、合成シクロパラフィン、合成パラフィン、不飽和炭化水素油、一塩基酸エステル、グリコ−ルエステル、グリコ−ルエ−テル、ケイ酸塩エステル、シリコ−ン油、シリコ−ン共重合体、合成炭化水素類、ペルフッ素化ポリエ−テル及びエステル、及びハロゲン化炭化水素類、及びそれらの混合物を含む。鉱物油、パラフィン油、シクロパラフィン油、合成炭化水素油のような炭化水素類が好適なクラスのキャリヤ−流体である。その合成炭化水素油ポリブテンのようなオレフィンのオリゴマ−化から得た油、及び酸触媒化二量体化及び触媒としてトリアルミニウムを使用したオリゴマ−化によって炭素原子が８〜２０の高アルファオレフィンから得た油を含む。かかるポリオレフィン油は特に望ましいキャリヤ−流体である。本発明に適当なキャリヤ−流体は、技術的に周知の方法によって調製され、多くはＤｕｒａｓｙｎ　ＰＡＯ及びＣｈｅｖｒｏｎ　Ｓｙｎｆｌｕｉｄ　ＰＡＯのように商的に入手できる。
【００３２】
キャリヤ−成分はこれらクラスの流体の混合体である。好適なキャリヤ−成分は非揮発性、非極性であって、実質的な量の水を含まない。本発明のキャリヤ−流体は典型的に全磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の約５〜６５体積％、好適には約１５〜４５体積％の範囲内の量で利用される。
【００３３】
磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は任意に酸化防止剤、潤滑剤、及び粘度調整剤、等のような他の成分を含む。かかる任意成分は当業者には周知である。酸化防止剤の例は金属及び非金属ジチオリン酸塩類、ヒンダ−ドフェノ−ル、芳香族アミン、及び硫化フェノ−ル、等を含む。潤滑剤の例は有機脂肪酸及びアミド、ラ−ド油、高分子量の有機リン酸及び亜リン酸エステルを含み、粘度調整剤の例はオレフィンの重合体及び共重合体、メタクリレ−ト、ジエン又はアルキル化スチレンを含む。特定の用途にこれら成分のどちらが有用かは、磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の用途によって決まる。存在する場合のこれらの任意成分は、全磁気レオロジ−・グリ−ス組成物を基準にして約０．２５〜１０体積％の範囲である。その任意成分は、全磁気レオロジ−・グリ−ス組成物を基準にして約０．５〜７．５体積％の範囲で存在することが望ましい。
【００３４】
さらに他の添加物も磁気レオロジ−・グリ−スの必要な性質を与えるために利用できる。これらの添加物は腐食抑制剤、耐磨耗添加物、摩擦調整剤、粘度指数改良剤、金属奪活剤、分散剤、極高圧添加物、界面活性剤、又はそれらの混合物等を含む。耐磨耗添加物の例は金属及び非金属ジアルキルジチオカルバメ−ト、例えば、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛又はメチレンビスジブチルジカルバメ−トを含む。摩擦調整剤は二硫化モリブデン又はオルガノモリブデンである。磁気レオロジ−組成物の粘度の温度変化を減少させるのに有用な粘度指数改良剤低分子量重合体、等である。特定のグリ−ス組成物に有用な添加物はグリ−ス組成物が意図する用途に依存する。
【００３５】
本発明の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、ブレ−キ、ピストン、クラッチ、ダンパ、練習装置、トイ、制御可能複合構造物及び構造要素を含む多数の装置に使用される。本発明の組成物は、高降伏応力もった低コスト磁気レオロジ−組成物及び無沈殿を必要とする用途に最も有用である。例えば、本発明の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、長期の安定性を必要とする地震減衰装置に有用である。
【００３６】
一面における本発明の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物はスポンジダンパのようなスポンジ技術装置に使用される。ここでの用語“スポンジ装置”は、磁気レオロジ−流体又はグリ−スがスポンジと呼ぶ二次的支持マトリックスによってその場所に保持される装置を意味する。磁気レオロジ−組成物は、装置に使用したときに最高落下点を提供し、かつ剪断弱小挙動を提供するように選択する。スポンジ用途に使用される磁気レオロジ−材料は、磁界を受けたときに最少の沈殿及び最高の降伏応力を必要とする。かかる装置は、例えば、Ｃａｒｌｓｏｎの“Ｌｏｗ−Ｃｏｓｔ　ＭＲ　Ｆｌｕｉｄ　Ｄｅｖｉｃｅ”，Ａｃｔｕａｔｏｒ　９８、６ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　ＮｅｗＡｃｔｕａｔｏｒｅｓ，Ｊｕｎｅ　１７−１９，１９９８，Ｂｅｍｅｎ　Ｇｅｒｍａｎｙ，ｐｐ．４１７−４２１；Ｊ．Ｄ．Ｃａｒｌｓｏｎの“Ｌｏｗ−Ｃｏｓｔ　ＭＲ　Ｓｐｏｎｇｅ　Ｄｅｖｉｃｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　７ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　ＥＲ　Ｆｌｕｉｄｓ　ａｎｄ　ＭＲ　Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ，Ｈｏｎｏｌｕｌｕ，Ｊｕｌｙ　１９−２３，１９９９，Ｒ．Ｔａｏ，ｅｄｉｔｏｒ，Ｗｏｒｌｄ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ　（２０００）ｐｐ．６２１−６２８；及びＪ．Ｄａｖｉｄ　Ｃａｒｌｓｏｎ，“Ｎｅｗ　Ｃｏｓｔ　Ｅｆｆｅｃｔｖｅ　Ｂｒａｋｉｎｇ，Ｄａｍｐｉｎｇ，ａｎｄ　Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｍａｄｅ　ｗｉｔｈ　Ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｆｌｕｉｄ”，Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｌｙ，１３／３（１９９８）９６−９９に記載されている。
【００３７】
本発明の一面において、大きな粒子の水噴霧化鉄がスポンジ磁気レオロジ−装置に使用される。このタイプの鉄の使用は大きな粒度の結果として増粘の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物を与えて、より低コストの組成物にする。例えば、Ｈｏｅｇａｎａｅｓ社によって商品名Ａｎｃｈｏｒｓｔｅｅｌ　ＦＰＩで供給される水噴霧化鉄はこの用途に有用であることがわかった。この粉末は４４ミクロン以下の粒度分布をもった最高粒子充てん率を有するように設計される。水噴霧法は一般に規則的形状の粒子を提供して充てんを改善するように最適化されている。他の磁気−応答粒子も使用できる。
【００３８】
本発明の一面において、キャリヤ−流体及び合成炭化水素油及び金属ステアレ−トをベ−スとした増粘剤と共に水噴霧化鉄粒子が使用際に磁気レオロジ−スポンジ装置が提供される。かかる用途に使用される一つの増粘剤は、Ｅｘｘｏｎ社によって提供されるＮｅｂｕｌａ　ＥＰグリ−ス（それは合成炭化水素油を基材としたカルシウム錯体ステアレ−トである）。
【００３９】
本発明のグリ−ス組成物は、かかる用途に既知の装置において種々の通常の混合法によって作ることができる。例えば、磁気応答粒子の全てが増粘剤に装入中及び後に、磁気応答粒子をキャリヤ−流体の添加と共にその増粘剤中に少しずつ増して装入することができる。得られた混合物は実質的になめらかで均質でなければならない。
【００４０】
【実施例】
本発明の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の実施例は次の通りであった。これらの実施例は発明の説明のためのものであって、発明の範囲を限定するものではない。
【００４１】
実施例１
磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、１６ｇのＩＳＰカルボニル鉄（Ｒ２４３０）を４ｇのＣａｓｔｏｌＳｙｎｔｅｃグリ−ス、ＮＬＧＩコンシステンシ−数が２の鉱物油を基剤としたリチウム錯体グリ−スと混合することによって調製した。得られた組成物はＮＬＧＩコンシステンシ−数が２で、自身の重量で流動せず、かつ剪断が少ない。組成物は均質でなめらかである。このグリ−ス組成物は３．５年後でも分離の徴候は示さない。
【００４２】
実施例２
磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、１６ｇのＩＳＰカルボニル鉄（Ｒ２４３０）、２ｇのＣａｓｔｏｌ　Ｓｙｎｔｅｃグリ−ス及び２ｇのＣａｓｔｏｌ　Ｓｙｎｔｅｃグリ−ス（１０Ｗ−３０）を混合することによって調製した。得られた組成物はＮＬＧＩコンシステンシ−数が１で、均質でなめらかであった。数か月後、この組成物は瓶内で多少のレベルの表面に流れた。
【００４３】
実施例３
磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、１６ｇのＩＳＰカルボニル鉄（Ｒ２４３０）、３ｇのＣａｓｔｏｌ　Ｓｙｎｔｅｃグリ−ス及び１ｇのＣａｓｔｏｌ　Ｓｙｎｔｅｃグリ−ス（１０Ｗ−３０）を混合することによって調製した。得られた組成物はＮＬＧＩコンシステンシ−数が２で、均質でなめらかであった。
【００４４】
実施例４
磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、次の表１に示す成分で調製した：
【表１】

【００４５】
実施例５
本発明による磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、次の表２に示す特性を有して調製した：
【表２】

【００４６】
Ｎｅｂｕｌａ ＥＰ００を１２５ｍｌのステンレス鋼ビ−カ−に装入した。その鉄はビ−カ−に増分ずつ装入し、それぞれの添加後に混合した。３増分の鉄添加後に、油の全てをそのビ−カ−にただちに装入して、ビ−カ−内濃い混合体に添加した。残りの鉄は、次にそのビ−カ−に増分ずつ装入した。次にその混合体に別に１．５分間、合計８分の混合時間混合した。
【００４７】
実施例６
磁気レオロジ−・グリ−ス組成物は、実施例５のように次の表３に示す特製を有して調製した。
【表３】

【００４８】
このグリ−ス組成物は、４０．３３ｓ^−１の剪断速度で１１，３０８センチポアズの粘度、そして１０．７５ｓ^−１の剪断速度で２４，３７２センチポアズの粘度を有した。

Claims (26)

1. 磁気応答粒子；キャリヤ−流体；及び少なくとも１つの増粘剤から成り、前記増粘剤の全量が磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の全体積に対して３０〜９０体積％であることを特徴とする磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
2. 前記増粘剤は、金属セッケン、金属セッケン錯体、有機金属塩類、ポリウレア、有機粘土類、高分子電解質類、多糖類、リン脂質類、ポリカルボン酸塩類、金属酸化物、沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、酸化アルミニウム、カ−ボンブラック、タルク、黒鉛、繊維及びその混合物から成る群から選択することを特徴とする請求項１記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
3. 前記増粘剤は、ポリウレア、有機粘土類、金属セッケン、金属セッケン錯体又はそれらの混合物から成ることを特徴とする請求項２記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
4. 前記増粘剤は、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、及びそれらの混合物から成る群から選択するカルボン酸塩セッケンであることを特徴とする請求項２記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
5. 前記増粘剤は、沈殿シリカ又はヒュ−ムドシリカであることを特徴とする請求項２記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
6. 前記磁気応答粒子は、０．１〜５０ミクロンの範囲内の数平均粒子直径分布を有することを特徴とする請求項１記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
7. 前記キャリヤ−流体は、天然脂肪油、鉱物油、ポリフェニルエ−テル、二塩基酸エステル、ネオペンチルポリオ−ルエステル、リン酸塩エステル、合成シクロパラフィン、合成パラフィン、不飽和炭化水素油、一塩基酸エステル、グリコ−ルエステル、グリコ−ルエ−テル、ケイ酸塩エステル、シリコ−ン油、シリコ−ン共重合体、合成炭化水素類、ペルフッ素化ポリエ−テル及びエステル、及びハロゲン化炭化水素類、及びそれらの混合物から成る群から選択する少なくとも１つの流体から成ることを特徴とする請求項１記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
8. 前記キャリヤ−流体は、鉱物油、パラフィン油、シクロパラフィン油、合成炭化水素油又はそれらの混合体から成ることを特徴とする請求項７記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
9. 前記キャリヤ−流体は、ポリオレフィンから誘導された合成炭化水素油から成ることを特徴とする請求項８記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
10. さらに、酸化防止剤、潤滑油、粘度調整剤、又はそれらの混合物から成ることを特徴とする請求項１記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
11. 全磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の５〜５０重量％の磁気応答粒子；全磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の５〜６５体積％のキャリヤ−流体；及び全磁気レオロジ−・グリ−ス組成物の３０〜９０体積％の少なくとも１つの増粘剤から成ることを特徴とする磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
12. 前記キャリヤ−流体が、鉱物油、パラフィン油、シクロパラフィン、又は合成炭化水素油であり；前記増粘剤が沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、ポリウレア、有機粘土、金属セッケン又は金属セッケン錯体であることを特徴とする請求項１１記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
13. 磁気応答粒子；キャリヤ−流体；及び少なくとも１つの増粘剤から成る磁気レオロジ−・グリ−ス組成物であって、該グリ−ス組成物が００〜４のＮＬＧＩコンシステンシ−数を有することを特徴とする磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
14. 前記増粘剤は、金属セッケン、金属セッケン錯体、有機金属塩類、ポリウレア、有機粘土類、高分子電解質類、多糖類、リン脂質類、ポリカルボン酸塩類、金属酸化物、沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、酸化アルミニウム、カ−ボンブラック、タルク、黒鉛、繊維及びその混合物から成る群から選択することを特徴とする請求項１３記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
15. 前記磁気応答粒子は水噴霧化によって得られることを特徴とする請求項１３記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
16. 前記磁気応答粒子が、カルボニル鉄であることを特徴とする請求項１３記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
17. 前記キャリヤ−流体が合成炭化水素油であることを特徴とする請求項１６記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
18. さらに、酸化防止剤、潤滑油、粘度調整剤、又はそれらの混合物から成ることを特徴とする請求項１３記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
19. 前記増粘剤は、沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、ポリウレア、有機粘土、金属セッケン又は金属セッケン錯体から成ることを特徴とする請求項１４記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
20. 磁気応答粒子；キャリヤ−流体；及び少なくとも１つの増粘剤から成る磁気レオロジ−・グリ−ス組成物であって、該組成物が組成物を磁気レオロジ−装置内の位置にを維持するのに有効なコンシステンシ−をもった組成物を提供することを特徴とする磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
21. 磁気レオロジ−・グリ−ス組成物のＮＬＧＩコンシステンシ−数が、００〜４のの範囲内にあることを特徴とする請求項２０記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
22. 前記増粘剤は、金属セッケン、金属セッケン錯体、有機金属塩類、ポリウレア、有機粘土類、高分子電解質類、多糖類、リン脂質類、ポリカルボン酸塩類、金属酸化物、沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、酸化アルミニウム、カ−ボンブラック、タルク、黒鉛、繊維及びその混合物から成る群から選択することを特徴とする請求項２０記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
23. 前記増粘剤は、沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、ポリウレア、有機粘土、金属セッケン又は金属セッケン錯体から成ることを特徴とする請求項２２記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
24. 前記キャリヤ−流体が、鉱物油、パラフィン油、シクロパラフィン、又は合成炭化水素油であり；前記増粘剤が沈殿シリカ、ヒュ−ムドシリカ、ポリウレア、有機粘土、金属セッケン又は金属セッケン錯体であることを特徴とする請求項２０記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
25. 前記磁気応答粒子は、１〜１００ミクロンの範囲内の数平均粒子直径分布を有し、水噴霧化によって得られることを特徴とする請求項２４記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。
26. 前記ＮＬＧＩコンシステンシ−数が、０〜２のの範囲内にあることを特徴とする請求項２０記載の磁気レオロジ−・グリ−ス組成物。