JP2014095031A - Magnetic viscous fluid composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気粘性流体組成物に関し、詳しくは磁性粒子の長期にわたる沈降防止性に優れ、しかも磁界を与えない場合にも適切なせん断応力を示す磁気粘性流体組成物に関するものである。産業上の用途としては、建造物のダンパーや、自動車や建設機械のトルク配分機構あるいは各種クラッチ、ブレーキ、振動吸収装置などである。 The present invention relates to a magnetorheological fluid composition, and more particularly to a magnetorheological fluid composition that exhibits excellent anti-settling properties of magnetic particles over a long period of time and exhibits an appropriate shear stress even when no magnetic field is applied. Industrial applications include building dampers, torque distribution mechanisms for automobiles and construction machinery, various clutches, brakes, and vibration absorbers.
合成油などに磁性粒子を混合したものとして、磁性流体と言われるものがすでに販売されている。この磁性流体は磁性粒子径が数ナノメートルと極めて小さいので安定性に優れていて、通常、数年間静置していても磁性粒子は沈降しない。しかし、その磁性粒子径の小ささから磁界を印加しても鎖状構造にならず、粘度や降伏応力の増加幅は小さいためクラッチやダンパーなどへの適用は困難で、磁気シール等の用途で使用されているに過ぎない。 As a mixture of synthetic oil and magnetic particles, what is called a magnetic fluid has already been sold. Since this magnetic fluid has a very small magnetic particle diameter of several nanometers, it is excellent in stability, and usually the magnetic particles do not settle even after standing for several years. However, even when a magnetic field is applied due to its small magnetic particle size, it does not form a chain structure, and the increase in viscosity and yield stress is small, making it difficult to apply to clutches and dampers. It is only used.
そこで１０数年前に、自動車のダンパーへの使用を目的として、磁性流体に配合されている磁性粒子に比べ格段にサイズの大きい磁性粒子を配合した、磁気粘性流体が開発された。この磁気粘性流体は、外部から印加される磁界強度に応じて、流動性の高い状態から大きな降伏応力を有するゲル状態に、急速かつ連続的、可逆的に変化する機能性流体で、この流体が充填された自動車用ダンパーを一般にＭＲダンパーという。ＭＲダンパーは、磁界強度を変化させることにより降伏応力の大きさを制御できることから、減衰力の調整が幅広いレンジで可能となっている。（非特許文献１） Therefore, a magnetorheological fluid was developed a few decades ago, in which magnetic particles that are much larger in size than magnetic particles that are blended in magnetic fluids were used for the purpose of use in automobile dampers. This magnetorheological fluid is a functional fluid that rapidly, continuously, and reversibly changes from a highly fluid state to a gel state having a large yield stress in accordance with the magnetic field strength applied from the outside. The filled automobile damper is generally called MR damper. Since the MR damper can control the magnitude of the yield stress by changing the magnetic field strength, the damping force can be adjusted in a wide range. (Non-Patent Document 1)
この磁気粘性流体の降伏応力が磁界強度に応じて大きく変化するのは、磁界を加えると磁性粒子が磁化されて磁界方向に配列し、磁界を印加する電極間に鎖状構造（クラスター）を形成すること、そして磁界強度が高いほど強固なクラスターを形成する作用をすることによる。すなわち、印加する磁界の強さに応じて粘度や降伏応力を高精度で制御することができる。そして、そのクラスター形成速度、すなわち応答性は数マイクロ秒と極めて瞬時である。このような優れた特徴を示すことから近年では、自動車用のＭＲダンパーのみならず、各種クラッチ、アクチェーター、ブレーキ等への応用が種々検討されている。 The yield stress of this magnetorheological fluid changes greatly according to the magnetic field strength. When a magnetic field is applied, the magnetic particles are magnetized and arranged in the direction of the magnetic field, forming a chain structure (cluster) between the electrodes to which the magnetic field is applied. And the action of forming a stronger cluster as the magnetic field strength increases. That is, the viscosity and yield stress can be controlled with high accuracy in accordance with the strength of the applied magnetic field. The cluster formation speed, that is, responsiveness is very instantaneous at several microseconds. In view of such excellent features, various applications for various clutches, actuators, brakes, etc. have been recently studied in addition to MR dampers for automobiles.
ちなみに自動車用ＭＲダンパーに用いられる磁気粘性流体には、直径１〜１００μｍの磁性粒子（例えば、鉄等の金属粒子やカルボニル鉄、マグネタイト等の強磁性を示す金属化合物粒子等）と、オイル分として鉱油やポリアルファオレフィンあるいはエステルなどの合成油、そして粒子の沈降抑制や分散を目的に界面活性剤や各種チキソトロープ剤が含まれている。（特許文献１，特許文献２） Incidentally, the magnetorheological fluid used in the automotive MR damper includes magnetic particles having a diameter of 1 to 100 μm (for example, metal particles such as iron, metal compound particles showing ferromagnetism such as carbonyl iron and magnetite, etc.) and oil components. It contains synthetic oils such as mineral oil, polyalphaolefin or ester, and surfactants and various thixotropic agents for the purpose of suppressing and dispersing particles. (Patent Document 1, Patent Document 2)
このように外部から磁界を加えることで力学特性を変化させる磁気粘性流体は、建築の免震・制振構造分野においても注目されてきており、ダンパーなどのエネルギー吸収部材に応用されつつある。これはＭＲダンパーを制振装置として、振動に対する構造物の応答加速度と応答変位の両面を低減させることを目的としたものである。建築物としては、例えば高層ビルあるいは一般の戸建住宅などである。この用途にＭＲダンパーを適用すると、降伏応力の制御範囲が広いため建造物の揺れ度合いに応じた減衰力を発生することができるし、その減衰力も一般的な地震が発生した時にマイクロセコンドの応答速度で瞬時に強い磁界を発生させ、建造物の揺れを減衰することができる点で有利である。しかし、地震が起こった際に、地震による電気系統の寸断等の何らかの不具合によって磁界印加デバイスが起動せずにＭＲダンパーを磁界オンとできない場合には、折角の装置の効果が期待できないことになる。このことから、磁界オフの時でも一定のせん断応力を発生させることができる磁気粘性流体が望ましい。 Magnetorheological fluids that change their mechanical properties by applying a magnetic field from the outside are attracting attention in the field of building seismic isolation and vibration control structures, and are being applied to energy absorbing members such as dampers. The purpose of this is to reduce both the response acceleration and response displacement of the structure against vibration by using the MR damper as a vibration control device. Examples of the building include a high-rise building or a general detached house. When MR damper is applied to this application, the yield stress control range is wide, so it is possible to generate damping force according to the degree of shaking of the building, and the damping force is also the response of microseconds when a general earthquake occurs It is advantageous in that a strong magnetic field can be generated instantaneously at a speed, and the shaking of the building can be attenuated. However, when an earthquake occurs, if the MR damper is not turned on without starting the magnetic field application device due to some trouble such as a breakage of the electrical system due to the earthquake, the effect of the folding device cannot be expected. . Therefore, a magnetorheological fluid that can generate a constant shear stress even when the magnetic field is off is desirable.
別の用途として四輪駆動車などのトルク配分機構に磁気粘性流体を用い、磁界強度を変化することで伝達トルクをコントロールする方法が考えられる。しかし従来の磁気粘性流体では、車軸の回転に伴う遠心力で流体中の磁性粒子の一部は、ケーシング内壁付近に集中する状態となる。こうなると磁界強度に応じた適切な降伏応力が得られず、伝達トルクが不安定になってしまう。従って、この用途も建造物のＭＲダンパーと同じく、磁界オフのときに一定のトルク伝達力が得られる、すなわち高いせん断応力を有する磁気粘性流体が望ましい。
なお、建造物に設置されたＭＲダンパーは静置状態で長年おかれるので、多少の差はあれ、磁性粒子は沈降することになる。自動車用ＭＲダンパーでは、沈降した磁性粒子も走行中の路面の凹凸による車体振動で分散するが、静置状態の建造物ダンパーではこの効果も期待できない。少なからず磁性粒子が沈降すると必要時に設定値に見合う出力（降伏応力）が得られないことになり、その場合には地震時に磁界オンになっても実際の降伏応力は小さく、結果として初期設定値に比べ十分な制震効果が得られないおそれがある。この課題を解決する手段として、磁性粒子の沈降を何年にもわたり抑制する技術構築が期待されているが、オイルに比しはるかに高密度の磁性粒子の沈降抑制は難しく、さらなる改良が望まれている。
Another possible application is to use a magnetorheological fluid in a torque distribution mechanism such as a four-wheel drive vehicle and control the transmission torque by changing the magnetic field strength. However, in the conventional magnetorheological fluid, a part of the magnetic particles in the fluid is concentrated near the inner wall of the casing due to the centrifugal force accompanying the rotation of the axle. In this case, an appropriate yield stress corresponding to the magnetic field strength cannot be obtained, and the transmission torque becomes unstable. Therefore, in this application as well as a building MR damper, a magnetorheological fluid having a constant torque transmission force when the magnetic field is off, that is, having a high shear stress is desirable.
In addition, since the MR damper installed in the building is left standing for many years, the magnetic particles will settle down with some difference. In the MR damper for automobiles, the settled magnetic particles are also dispersed by the vibration of the vehicle body due to the unevenness of the running road surface, but this effect cannot be expected in a stationary building damper. If the magnetic particles settle, the output (yield stress) corresponding to the set value cannot be obtained when necessary. In this case, the actual yield stress is small even when the magnetic field is turned on during an earthquake, resulting in the initial set value. There is a risk that sufficient seismic control effect will not be obtained. As a means to solve this problem, it is expected to establish a technology that suppresses the sedimentation of magnetic particles for many years, but it is difficult to suppress the sedimentation of magnetic particles that are much denser than oil, and further improvement is hoped for. It is rare.
本発明者は、磁界オフでも一定のせん断応力を有する、しかも磁性粒子の沈降抑制に優れた新規の磁気粘性流体組成物を提供することを目的とする。
なお、本発明において、「磁界オン」とは、磁気粘性流体に対して磁界を印加した状態をいい、「磁界オフ」とは、磁気粘性流体に対して磁界を印加していない状態をいう。磁界の印加方法については、装置によって様々であるが、例えばＭＲダンパーなどでは、封入された磁気粘性流体組成物が通過する流路に対して、磁界が直角に形成するように配置されたコイルに電流を印加することで、流路内に磁界が発生し、「磁界オン」の状態となる。一方、このコイルに電流を印加しなければ磁界が発生しないため、「磁界オフ」の状態となる。
An object of the present invention is to provide a novel magnetorheological fluid composition having a constant shear stress even when the magnetic field is off and excellent in suppressing sedimentation of magnetic particles.
In the present invention, “magnetic field on” refers to a state in which a magnetic field is applied to the magnetorheological fluid, and “magnetic field off” refers to a state in which no magnetic field is applied to the magnetorheological fluid. The method of applying a magnetic field varies depending on the apparatus. For example, in an MR damper, a coil disposed so that a magnetic field is formed at a right angle with respect to a flow path through which an encapsulated magnetorheological fluid composition passes. By applying an electric current, a magnetic field is generated in the flow path, and the magnetic field is turned on. On the other hand, if no current is applied to the coil, a magnetic field is not generated, and the magnetic field is turned off.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、磁気粘性流体に配合するオイル成分として特定のポリオルガノシロキサンを用い、さらに磁性粒子及びヒュームドシリカを特定量配合することにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明の磁気粘性流体組成物を完成するに至った。 As a result of diligent research to solve the above problems, the inventor of the present invention uses a specific polyorganosiloxane as an oil component to be blended in a magnetorheological fluid, and further blends a specific amount of magnetic particles and fumed silica. The inventors have found that the above problems can be solved, and have completed the magnetorheological fluid composition of the present invention.
すなわち、本発明は、
（Ａ）一般式（１）を平均単位式とする２５℃における動粘度が５００〜３５，０００ｍｍ２／ｓであるポリオルガノシロキサン流体と、
(Ｒ１)ａＳｉＯ(４−ａ)/２ （１）
（式中、Ｒ１は１価の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基であり、ａは１．９〜２．１の数である。）
（Ｂ） 鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる１種以上の金属を主成分とする金属粒子、その金属合金粒子、並びに窒化鉄、炭化鉄、カルボニル鉄、フェライト及びマグネタイトから選ばれる１種以上を主成分とする強磁性を示す金属化合物粒子から選ばれる１種以上の磁性粒子であって、その平均粒子直径が２μｍ〜１５μｍの磁性粒子と、
（Ｃ）ヒュームドシリカを含有する磁気粘性流体であって、
組成物中に、（Ｂ）の磁性粒子を５０〜９０質量％、（Ｃ）のヒュームドシリカを０．１〜５．０質量％含有することを特徴とする磁気粘性流体組成物を提供するものである。
That is, the present invention
(A) a polyorganosiloxane fluid having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 500 to 35,000 mm 2 / s with the general formula (1) as an average unit formula;
(R 1 ) a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is a monovalent hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, and a is a number from 1.9 to 2.1.)
(B) Mainly composed of metal particles mainly composed of one or more metals selected from iron, cobalt and nickel, metal alloy particles thereof, and one or more selected from iron nitride, iron carbide, carbonyl iron, ferrite and magnetite. One or more magnetic particles selected from metal compound particles exhibiting ferromagnetism as a component, the average particle diameter of which is 2 μm to 15 μm,
(C) a magnetorheological fluid containing fumed silica,
Provided is a magnetorheological fluid composition comprising 50 to 90% by mass of magnetic particles (B) and 0.1 to 5.0% by mass of fumed silica (C) in the composition. Is.
また、本発明は、上記磁気粘性流体組成物において、さらに２５℃でのせん断速度１００（１／ｓ）における磁気粘性流体組成物の粘度が２，０００〜１００，０００ｍＰａ・ｓ
の範囲にあることを特徴とする磁気粘性流体組成物を提供するものである。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned magnetoviscous fluid composition, the viscosity of the magnetorheological fluid composition at a shear rate of 100 (1 / s) at 25 ° C. is 2,000 to 100,000 mPa · s.
The present invention provides a magnetorheological fluid composition characterized by being in the range of
本発明の磁気粘性流体組成物によれば、磁界オフ状態でも一定のせん断応力を得ることができる。しかも磁性粒子の沈降抑制に優れる特徴を有している。 According to the magnetorheological fluid composition of the present invention, a constant shear stress can be obtained even in a magnetic field off state. Moreover, it has a feature that is excellent in suppressing sedimentation of magnetic particles.
（１）（Ａ）成分：ポリオルガノシロキサン流体
本発明の磁気粘性流体組成物は、一般式（１）で表される平均単位式を有する流体成分である（Ａ）成分を含有する。
(Ｒ１)ａＳｉＯ(４−ａ)/２ （１）
（式中、Ｒ１は１価の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基であり、ａは１．９〜２．１の数である。）
(1) Component (A): Polyorganosiloxane Fluid The magnetorheological fluid composition of the present invention contains the component (A) which is a fluid component having an average unit formula represented by the general formula (1).
(R 1 ) a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is a monovalent hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, and a is a number from 1.9 to 2.1.)
一般式（１）で示されるポリオルガノシロキサンにおいて、式中のＲ1 は１価の炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基を示す。ここで炭化水素基の例としては、炭素数１〜１２の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基（例えばアルキル基、アルケニル基等）、炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基が挙げられ、ハロゲン化炭化水素基の例としては上記炭化水素基の少なくとも１個の水素原子がハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）で置換されたものが挙げられる。脂肪族炭化水素基としては、炭素数１〜８のものが望ましく、例えばメチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、及びオクテニル基が挙げられる。ハロゲン化脂肪族炭化水素基としては前記の脂肪族炭化水素基の内の少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子で置換したものなどが挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。具体的には、前記の具体例として例挙されたメチル基、エチル基などの脂肪族炭化水素基の内の少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子で置換したものが挙げられ、更に好ましい具体例としては、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、モノフルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、モノフルオロプロピル基、ジフルオロプロピル基、トリフルオロプロピル基などが挙げられる。芳香族炭化水素基の例としてはフェニル基、トリル基及びキシリル基などが挙げられる。ケイ素原子に結合するこれらの基は同一または異種のものであってもよい。この内、Ｒ１としてより好ましいのは炭素数１〜６の脂肪族炭化水素基であり、メチル基が最も好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the general formula (1), R 1 in the formula represents a monovalent hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include a linear or branched saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group (for example, an alkyl group, an alkenyl group, etc.) having 1 to 12 carbon atoms, and an aromatic having 6 to 18 carbon atoms. Examples of the halogenated hydrocarbon group include those in which at least one hydrogen atom of the hydrocarbon group is substituted with a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom). Can be mentioned. As an aliphatic hydrocarbon group, a C1-C8 thing is desirable, for example, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, and an octenyl group are mentioned. Examples of the halogenated aliphatic hydrocarbon group include those in which at least one hydrogen atom in the aliphatic hydrocarbon group is substituted with a halogen atom. As the halogen atom, a fluorine atom is preferable. Specific examples include those obtained by substituting at least one hydrogen atom of an aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group or an ethyl group as a specific example with a halogen atom, and more preferable specific examples. Includes a monofluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a monofluoroethyl group, a difluoroethyl group, a trifluoroethyl group, a monofluoropropyl group, a difluoropropyl group, and a trifluoropropyl group. Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a tolyl group, and a xylyl group. These groups bonded to the silicon atom may be the same or different. Among these, R 1 is more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and a methyl group is most preferable.
式（１）のポリオルガノシロキサンは基本的に直鎖状の骨格を成しており、若干の分岐部分を有してもよい。
式（１）のポリオルガノシロキサンにおいて、直鎖で分子量の高いものはａが２．０に近く、分子量が低いものはａが２．０より大きく、分岐部分を含むものはａが２．０より小さい。
The polyorganosiloxane of the formula (1) basically has a linear skeleton, and may have some branched portions.
Of the polyorganosiloxanes of formula (1), those having a straight chain and a high molecular weight have a of close to 2.0, those having a low molecular weight have a of greater than 2.0, and those having a branched portion have a of 2.0. Smaller than.
本発明に使用されるポリオルガノシロキサンの例としては、ポリジメチルシロキサン、ポリジメチル・メチルフェニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジメチル・ジフェニルシロキサン、ポリメチルヘキシルシロキサン、ポリメチルオクチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリジメチル・メチルトリフルオロプロピルシロキサンなど単一重合体や共重合体又はこれらの混合物が挙げられる。
また、分子鎖末端はトリオルガノシリル基で封鎖されていることが望ましく、その例としてはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基などが挙げられる。この内、分枝鎖末端としてはトリメチルシリル基が最も好ましい。
Examples of polyorganosiloxanes used in the present invention include polydimethylsiloxane, polydimethylmethylphenylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polydimethyldiphenylsiloxane, polymethylhexylsiloxane, polymethyloctylsiloxane, polymethyltrifluoropropyl. Examples thereof include single polymers such as siloxane and polydimethylmethyltrifluoropropylsiloxane, copolymers, and mixtures thereof.
The molecular chain terminal is preferably blocked with a triorganosilyl group, and examples thereof include a trimethylsilyl group and a triethylsilyl group. Of these, a trimethylsilyl group is most preferred as the branched chain end.
本発明で用いられる（Ａ）成分のポリオルガノシロキサン流体は、２５℃における動粘度（ＪＩＳ−Ｋ２２８３）が５００〜３５，０００ｍｍ2／ｓ であり、好ましくは７００〜３０，０００ｍｍ2／ｓ
である。５００ｍｍ2／ｓ 未満では磁界オフ時に十分なせん断応力を得ることができず、また磁性粒子の沈降が早くなり好ましくない。一方、動粘度が高いほど磁界オフのときに大きなせん断応力を得やすいが、３５，０００ｍｍ2／ｓ を超えた場合には、特に冬季において装置内部の粘性抵抗が大きすぎエネルギー損失ロスにつながったり、半固体状となって流動性を失ったりする傾向にあるため、好ましくない。またトルク伝達装置では発熱による粘度低下が激しく耐久性に優れない傾向にもある。
The polyorganosiloxane fluid of component (A) used in the present invention has a kinematic viscosity (JIS-K2283) at 25 ° C. of 500 to 35,000 mm 2 / s, preferably 700 to 30,000 mm 2 / s.
It is. If it is less than 500 mm 2 / s, sufficient shear stress cannot be obtained when the magnetic field is turned off, and the sedimentation of the magnetic particles is accelerated, which is not preferable. On the other hand, the higher the kinematic viscosity, the easier it is to obtain a large shear stress when the magnetic field is off. However, when the viscosity exceeds 35,000 mm 2 / s, the viscosity resistance inside the device is too large, especially in winter, leading to energy loss loss. , Because it tends to become semi-solid and lose its fluidity. In addition, the torque transmission device has a tendency that the viscosity is greatly lowered due to heat generation and the durability is not excellent.
上記（Ａ）成分であるポリオルガノシロキサン流体としては、単一の動粘度のものを使用しても良いし、構造の異なる複数の混合系でもよい。また動粘度の異なるものを混合して使用してもよい。ただし、複数種類の混合系である場合には、混合後の動粘度が上記の範囲内である必要がある。
なお、（Ａ）成分であるポリオルガノシロキサン流体の最適動粘度は、磁性粒子の配合量によって異なり、磁性粒子の配合量が少ない場合はここに定めた範囲の中で比較的に高動粘度のポリオルガノシロキサン流体を用いることが好ましく、磁性粒子の配合量が多い場合には比較的に低動粘度のポリオルガノシロキサン流体を用いることが好ましい。
As the polyorganosiloxane fluid as the component (A), a fluid having a single kinematic viscosity may be used, or a plurality of mixed systems having different structures may be used. Moreover, you may mix and use what differs in kinematic viscosity. However, in the case of a plurality of types of mixed systems, the kinematic viscosity after mixing needs to be within the above range.
The optimum kinematic viscosity of the polyorganosiloxane fluid as component (A) varies depending on the blending amount of the magnetic particles, and when the blending amount of the magnetic particles is small, it has a relatively high kinematic viscosity within the range defined here. It is preferable to use a polyorganosiloxane fluid. When the amount of magnetic particles is large, it is preferable to use a polyorganosiloxane fluid having a relatively low kinematic viscosity.
本発明の磁気粘性流体組成物における流体成分としてポリオルガノシロキサンを必須成分としたのは、他のオイル、例えば石油から精製された鉱油や、エンジン油などで用いられるポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）やポリブテン及び各種エステルあるいはエチレン／プロピレングリコールなどに比べ、耐熱性や温度に対する粘度変化が極めて優れることによる。建造物のＭＲダンパーのように高温とならない環境で使用されるものには、ここに示したポリオルガノシロキサン以外のオイルでも、磁界のオンとオフ時の応力を確保できれば、磁気粘性流体のオイル成分として使用可能のように考えられるかもしれないが、ポリオルガノシロキサン以外のオイルを用い磁気粘性流体としたものは、たとえ磁界オフ時のせん断応力を確保できたとしても、冬季の低温状態では流動性を失い、半固体状となって磁気粘性流体として機能しづらくなる。 The polyorganosiloxane is essential as a fluid component in the magnetorheological fluid composition of the present invention because other oils such as mineral oil refined from petroleum, polyalphaolefin (PAO) and polybutene used in engine oils, etc. In addition, compared with various esters or ethylene / propylene glycol, etc., heat resistance and viscosity change with respect to temperature are extremely excellent. For components that are used in environments that do not reach high temperatures, such as MR dampers for buildings, oil components of magnetorheological fluids can be used with oils other than the polyorganosiloxanes shown here as long as the magnetic field can be turned on and off. Although it may be considered that it can be used as a magnetorheological fluid using oils other than polyorganosiloxane, even if it can secure the shear stress when the magnetic field is off, it will be fluid at low temperatures in winter. It becomes difficult to function as a magnetorheological fluid in a semi-solid state.
なお、耐熱性や粘度温度特性に大きな影響を与えない範囲であれば、石油精製によって製造される鉱油やポリオルガノシロキサン以外の合成油を少量程度配合しても良い。ただし、一般に使用されている鉱油やポリアルファオレフィンはポリオルガノシロキサンと相溶性に劣るとともに、沈降抑制性に悪影響を与えることがある。よって、その含有量は流体成分全量中に好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは１質量％以下であって、含有しないことが最も好ましい。なお、少量配合してもよい石油精製によって製造される鉱油やポリオルガノシロキサン以外の合成油の動粘度は、２０℃動粘度で１０，０００ｍｍ２／ｓ以下が好ましい。 In addition, as long as heat resistance and viscosity temperature characteristics are not greatly affected, a small amount of mineral oil produced by petroleum refining or synthetic oil other than polyorganosiloxane may be blended. However, commonly used mineral oils and polyalphaolefins are incompatible with polyorganosiloxanes and may adversely affect sedimentation inhibition. Therefore, the content is preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and most preferably not contained in the total amount of fluid components. In addition, the kinematic viscosity of a synthetic oil other than mineral oil or polyorganosiloxane produced by petroleum refining, which may be blended in a small amount, is preferably 10,000 mm 2 / s or less at 20 ° C. kinematic viscosity.
（Ａ）成分のポリオルガノシロキサン流体は、本発明の磁気粘性流体組成物において（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の分散媒の役割を担うため、その含有割合は組成物全量に対して最大で４９．９質量％、最少で５質量％であるが、好ましくは７〜３５質量％、更に好ましくは１２〜３０質量％である。 Since the polyorganosiloxane fluid of component (A) plays the role of the dispersion medium of component (B) and component (C) in the magnetorheological fluid composition of the present invention, the content ratio is maximum with respect to the total amount of the composition. The content is 49.9% by mass and at least 5% by mass, preferably 7 to 35% by mass, and more preferably 12 to 30% by mass.
（２）（Ｂ）成分：磁性粒子
本発明の磁気粘性流体組成物は、上記ポリオルガノシロキサンよりなる流体成分（Ａ）に、（Ｂ）成分として、鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる１種以上を主成分とする金属粒子、その金属合金粒子、並びに窒化鉄、炭化鉄、カルボニル鉄、フェライト及びマグネタイトから選ばれる１種以上を主成分とする強磁性を示す金属化合物粒子から選ばれる１種以上の磁性粒子を含有する。その中で、好ましい材料は切片状でなく比較的球形状の鉄カルボニルである。鉄カルボニルは鉄ペンタカルボニルの熱分解により製造される。なお、本発明の磁気粘性流体組成物に用いる磁性粒子は、シランカップリング剤などで表面コーティングしたものを用いても良いし、表面コーティングをしないものでも良い。
(2) Component (B): Magnetic Particles The magnetorheological fluid composition of the present invention is one or more selected from iron, cobalt and nickel as the component (B) in the fluid component (A) comprising the polyorganosiloxane. One or more selected from metal particles having a main component, metal alloy particles thereof, and metal compound particles exhibiting ferromagnetism mainly including one or more selected from iron nitride, iron carbide, carbonyl iron, ferrite and magnetite Containing magnetic particles. Among them, a preferable material is iron carbonyl having a relatively spherical shape instead of a section shape. Iron carbonyl is produced by thermal decomposition of iron pentacarbonyl. The magnetic particles used in the magnetorheological fluid composition of the present invention may be those that have been surface-coated with a silane coupling agent or the like, or may be those that are not surface-coated.
（Ｂ）成分の磁性粒子の平均粒子直径は２〜１５μｍであり、好ましくは３〜１３μｍ、さらに好ましくは４〜１２μｍである。なお、この平均粒子直径はレーザー回折散乱式法で測定される平均粒子直径である。平均粒子直径が２μｍより小さいと降伏応力が低くなり、逆に１５μｍより大きいと磁性粒子の沈降は早くなり安定性に欠け、摺動時のフリクション増加につながるので好ましくない。
（Ｂ）成分の磁性粒子の含有割合は組成物全量に対して５０〜９０質量％、好ましくは５５〜８７質量％、更に好ましくは６０〜８５質量％である。磁性粒子の配合割合が少ないと、磁界オン時に必要な降伏応力が得られず、多過ぎると流体ではなく固体状となり装置への充填が困難となるとともに、磁気粘性流体として機能しない。
(B) The average particle diameter of the magnetic particle of a component is 2-15 micrometers, Preferably it is 3-13 micrometers, More preferably, it is 4-12 micrometers. The average particle diameter is an average particle diameter measured by a laser diffraction / scattering method. If the average particle diameter is less than 2 μm, the yield stress is low. On the other hand, if the average particle diameter is more than 15 μm, the sedimentation of the magnetic particles is accelerated and lacks stability, leading to an increase in friction during sliding.
(B) The content rate of the magnetic particle of a component is 50-90 mass% with respect to the composition whole quantity, Preferably it is 55-87 mass%, More preferably, it is 60-85 mass%. If the blending ratio of the magnetic particles is small, the required yield stress cannot be obtained when the magnetic field is on, and if it is too large, it becomes a solid rather than a fluid, making it difficult to fill the device and not functioning as a magnetorheological fluid.
（３）（Ｃ）成分：ヒュームドシリカ
本発明の磁気粘性流体組成物は、磁性粒子の沈降を防止するために、（Ｃ）成分としてヒュームドシリカを含有する。
ヒュームドシリカは四塩化ケイ素を酸水素炎中で高温加水分解（気相法）する方法によって製造することが知られている。このヒュームドシリカは、通常の湿式シリカに比べ純度が高く、一次粒子平均径も５〜４０ナノメートルと極めて小さい。また通常の場合、湿式シリカは粉砕などで粒度分布を調節するのに対し、ヒュームドシリカは気相法で製造されるため粒度分布はシャープとなる特徴を有している。なお、ヒュームドシリカには表面を疎水性とするためにシランカップリング剤で表面処理したものや、表面処理しない親水性を示すものがあるが、本発明の磁気粘性流体組成物では表面処理の有無に関わらず用いることができる。
(3) Component (C): Fumed Silica The magnetorheological fluid composition of the present invention contains fumed silica as the component (C) in order to prevent sedimentation of magnetic particles.
It is known that fumed silica is produced by a method in which silicon tetrachloride is hydrolyzed at high temperature (gas phase method) in an oxyhydrogen flame. This fumed silica is higher in purity than ordinary wet silica and has an average primary particle size of 5 to 40 nanometers, which is extremely small. In general, wet silica adjusts the particle size distribution by pulverization or the like, whereas fumed silica is manufactured by a gas phase method, and therefore has a characteristic that the particle size distribution is sharp. Although fumed silica has a surface treated with a silane coupling agent in order to make the surface hydrophobic, or has a hydrophilic property that is not surface treated, the magneto-rheological fluid composition of the present invention has a surface treatment. Can be used with or without.
（Ｃ）成分のヒュームドシリカの配合量は、組成物全量に対して０．１〜５．０質量％、好ましくは０．１５〜４．０質量％、更に好ましくは０．３〜３．５質量％である。含有量が少ない時には磁性粒子の沈降抑制効果が少なく、含有量が多過ぎるとゲル状すなわち半固体状となり好ましくない。 (C) The compounding quantity of the fumed silica of a component is 0.1-5.0 mass% with respect to the composition whole quantity, Preferably it is 0.15-4.0 mass%, More preferably, it is 0.3-3. 5% by mass. When the content is small, the effect of suppressing sedimentation of the magnetic particles is small, and when the content is too large, it is not preferable because it becomes a gel, that is, a semisolid.
（４）磁気粘性流体組成物の粘度
上記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の各成分を含有する磁気粘性流体組成物は、２５℃、せん断速度１００（１／ｓ）における粘度が、２，０００〜１００，０００ｍＰａ・ｓ
の範囲にあることが好ましい。より好ましくは、３，０００〜１００，０００ｍＰａ・ｓ である。２，０００ｍＰａ・ｓ より粘度が小さいと磁界オフのときに発生するせん断応力が低くなり、充分な制震作用やトルク伝達力を得られない。１００，０００ｍＰａ・ｓ
以上になると、２５℃では流動性を保てても、冬季の寒冷地のように気温が低くなると、半固体状を呈するようになり作動しなくなる。
(4) Viscosity of Magnetorheological Fluid Composition The magnetorheological fluid composition containing the components (A), (B) and (C) has a viscosity at 25 ° C. and a shear rate of 100 (1 / s). 2,000-100,000 mPa · s
It is preferable that it exists in the range. More preferably, it is 3,000 to 100,000 mPa · s. If the viscosity is less than 2,000 mPa · s, the shear stress generated when the magnetic field is turned off becomes low, and sufficient seismic control and torque transmission force cannot be obtained. 100,000 mPa · s
If it becomes above, even if fluidity | liquidity will be maintained at 25 degreeC, when air temperature becomes low like the cold district of winter, it will become a semi-solid state and will not operate | move.
（５）その他の成分
本発明の磁気粘性流体組成物では、上記の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の各成分の他に、必要に応じて、界面活性剤やヒュームドシリカ以外の沈降防止剤を添加することができる。界面活性剤としては、磁性粒子と親和性のある官能基を備えたものが好ましく、具体的には、カプロン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸や、脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどのエステル類が挙げられる。また、脂肪酸アミド、脂肪酸アミン、ポリオキシエチレン誘導体、グリセリン誘導体、ひまし油誘導体、アンモニウム塩等が用いられる。ヒュームドシリカ以外の沈降防止剤としては、各種のチクソトロピー性を示す物質、例えば脂肪酸アマイドワックス、ベントナイド等である。
(5) Other components In the magnetorheological fluid composition of the present invention, in addition to the above components (A), (B) and (C), other than surfactants and fumed silica, if necessary. An anti-settling agent can be added. As the surfactant, those having a functional group having an affinity for magnetic particles are preferable. Specifically, higher fatty acids such as caproic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, Examples include esters such as fatty acid esters and sorbitan fatty acid esters. In addition, fatty acid amides, fatty acid amines, polyoxyethylene derivatives, glycerin derivatives, castor oil derivatives, ammonium salts and the like are used. Anti-settling agents other than fumed silica include various thixotropic substances such as fatty acid amide wax and bentonide.
また、磁気粘性流体組成物の長期安定性を確保するために、潤滑剤に一般に用いられている公知の添加剤、例えば金属型清浄分散剤、無灰型清浄分散剤、油性剤、摩耗防止剤、極圧剤、さび止め剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、着色剤などを添加することもできる。 In addition, in order to ensure the long-term stability of the magnetorheological fluid composition, known additives generally used in lubricants, such as metal-type cleaning dispersants, ashless cleaning dispersants, oil-based agents, antiwear agents , Extreme pressure agents, rust inhibitors, friction modifiers, antioxidants, metal deactivators, colorants and the like can also be added.
金属型清浄分散剤としては、金属がカルシウムやマグネシウムであるスルホネート、フィネートやサリシレートが挙げられる。これらの添加剤は特に内部が高温になるトルク伝達装置用の磁気粘性流体組成物として好適で、配合量としては０．１〜２質量％の範囲が好ましい。無灰型分散剤としてはポリアルケニルコハク酸イミド、ホウ素系イミドなどが挙げられる。 Examples of the metal detergent / dispersant include sulfonates, finates and salicylates whose metals are calcium and magnesium. These additives are particularly suitable as a magnetorheological fluid composition for a torque transmission device having a high temperature inside, and the blending amount is preferably in the range of 0.1 to 2% by mass. Examples of the ashless dispersant include polyalkenyl succinimide and boron imide.
油性剤としては、オレイン酸、ステアリン酸、高級アルコール、アミン、エステル、硫化油脂、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルなどが挙げられる。摩耗防止剤としては、硫黄化合物、リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性リン酸エステルやそのアミン塩などが挙げられる。極圧剤としては、炭化水素硫化物、硫化油脂、リン酸エステル、亜リン酸エステル、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニルなどが挙げられる。 Examples of oil agents include oleic acid, stearic acid, higher alcohols, amines, esters, sulfurized fats and oils, acidic phosphate esters, and acidic phosphite esters. Examples of the antiwear agent include sulfur compounds, phosphate esters, phosphite esters, acidic phosphate esters and amine salts thereof. Examples of extreme pressure agents include hydrocarbon sulfides, sulfurized fats and oils, phosphate esters, phosphite esters, chlorinated paraffins, and chlorinated diphenyls.
摩耗防止剤としてはジアルキルジチオリン酸亜鉛、各種のリン酸エステル、チオリン酸エステルなどが挙げられる。極圧剤としては、硫化油脂、硫黄などが挙げられる。この中でも特に化合物中に硫黄を含む物質は、ポリオルガノシロキサンを配合する本発明の磁気粘性流体組成物の摩耗防止剤としての効果が大きい。 Examples of the antiwear agent include zinc dialkyldithiophosphate, various phosphate esters, and thiophosphate esters. Examples of extreme pressure agents include sulfurized fats and oils and sulfur. Among these, a substance containing sulfur in the compound is particularly effective as an antiwear agent for the magneto-rheological fluid composition of the present invention containing polyorganosiloxane.
さび止め剤としては、カルボン酸やそのアミン塩、エステル、スルホン酸塩、ホウ素化合物などが挙げられる。摩擦調整剤としては、有機モリブテン化合物、多価アルコール部分エステル系、アミン系、アミド系、硫化エステル、リン酸エステル、酸性リン酸エステルやそのアミン塩、ジオール類などが挙げられる。 Examples of the rust inhibitor include carboxylic acid and its amine salt, ester, sulfonate, boron compound and the like. Examples of the friction modifier include organic molybdenum compounds, polyhydric alcohol partial esters, amines, amides, sulfurized esters, phosphate esters, acidic phosphate esters and amine salts thereof, diols, and the like.
酸化防止剤としては、アミン系、フェノール系、ジルコニウム系、硫黄系の酸化防止剤などが挙げられる。金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール、チアジアゾール、アルケニルコハク酸エステルなどが挙げられる。 Examples of the antioxidant include amine-based, phenol-based, zirconium-based, and sulfur-based antioxidants. Examples of the metal deactivator include benzotriazole, thiadiazole, alkenyl succinate and the like.
（６）用途
本発明の磁気粘性流体組成物は、例えば建造物のＭＲダンパー、ＭＲ機構を利用したトルク伝達装置及びブレーキ機構等に適用することができる。
本発明の磁気粘性流体組成物をＭＲダンパーに適用した場合には、強度地震の強烈な建物の揺れの場合は磁界オンとして瞬時に磁性粒子のクラスター構造を形成させ、高い降伏応力を得て建物の倒壊や揺れを抑えることができる。また種々の原因で磁場印加デバイスが起動しなかった場合、すなわち磁界オフ状態でも、一定の降伏応力を得ることができるので、磁界オンに比べればその制震力は小さくとも、一定の揺れを防止することができる。
本発明の磁気粘性流体組成物をＭＲ機構を利用したトルク伝達装置に適用した場合には、磁界オフ状態でも、そのせん断応力で一定のトルク伝達が可能となるし、車輪がぬかるみにハマった際には、磁界オンにして大きな伝達力を別の車輪に伝えることでぬかるみから脱出することができる。また、ブレーキ機構でも同様で、磁界オフでも一定のブレーキ作用を持つことが期待できる。
(6) Applications The magnetorheological fluid composition of the present invention can be applied to, for example, building MR dampers, torque transmission devices using MR mechanisms, brake mechanisms, and the like.
When the magneto-rheological fluid composition of the present invention is applied to an MR damper, in the case of a strong shaking of a strong earthquake, the magnetic field is turned on and a cluster structure of magnetic particles is instantly formed to obtain a high yield stress. Can be prevented from collapsing and shaking. In addition, when the magnetic field application device does not start for various reasons, that is, even when the magnetic field is off, a constant yield stress can be obtained, so even if the damping force is small compared to the magnetic field on, a constant shaking is prevented. can do.
When the magneto-rheological fluid composition of the present invention is applied to a torque transmission device using an MR mechanism, even when the magnetic field is off, a constant torque transmission is possible with the shear stress, and the wheel becomes stuffy. In order to escape from the mud, the magnetic field is turned on and a large transmission force is transmitted to another wheel. The same applies to the brake mechanism, and a constant braking action can be expected even when the magnetic field is off.
本発明の磁気粘性流体組成物の調製方法は、上記必須成分並びに必要に応じて各種添加剤を適宜混合すればよく、その混合順序は特に制限されるものではないが、プロペラタイプの高速撹拌機やプラネタリミキサー型の撹拌装置が好ましく用いられ、その撹拌時の磁気粘性流体組成物の温度は４０℃〜８０℃程度が好ましい。
本発明の磁気粘性流体組成物の磁界オフ状態で示すせん断応力は、１００Ｐａ以上が好ましく、より好ましくは２００Ｐａ以上であり、特に好ましくは３００Ｐａ以上である。せん断応力の上限に特に制限はないが、２０，０００Ｐａ以下が好ましく、１５，０００Ｐａ以下がより好ましく、１０，０００Ｐａ以下が特に好ましい。２０，０００Ｐａ以下とすることで、特に冬季において装置内部の粘性抵抗の増加によるエネルギー損失ロスを抑制し易く、適度な流動性を確保し易い傾向にある。
The method for preparing the magnetorheological fluid composition of the present invention may be prepared by appropriately mixing the above essential components and various additives as necessary, and the mixing order is not particularly limited, but a propeller type high-speed stirrer Or a planetary mixer type stirring device is preferably used, and the temperature of the magnetorheological fluid composition during the stirring is preferably about 40 ° C to 80 ° C.
The shear stress shown in the magnetic field off state of the magnetorheological fluid composition of the present invention is preferably 100 Pa or more, more preferably 200 Pa or more, and particularly preferably 300 Pa or more. The upper limit of the shear stress is not particularly limited, but is preferably 20,000 Pa or less, more preferably 15,000 Pa or less, and particularly preferably 10,000 Pa or less. By setting the pressure to 20,000 Pa or less, it is easy to suppress energy loss loss due to an increase in the viscous resistance inside the apparatus, particularly in winter, and it is easy to ensure appropriate fluidity.
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
実施例および比較例では、表２〜表４に示す割合でポリオルガノシロキサン流体並びに磁性粒子と沈降防止剤を配合して、プロペラタイプの高速撹拌機を用い約６０℃で混合し、磁気粘性流体組成物を調製し、それぞれの性能を評価した。結果は、表中に示す。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not restrict | limited at all by these examples.
In the examples and comparative examples, the polyorganosiloxane fluid and magnetic particles and an anti-settling agent are blended in the proportions shown in Tables 2 to 4, and mixed at about 60 ° C. using a propeller type high-speed stirrer. Compositions were prepared and their performance was evaluated. The results are shown in the table.
実施例及び比較例の組成物の調製に用いた成分は次の通りである。
ポリジメチルシロキサン（表中ではＰＤＭＳと略）：いずれも一般式（１）のａが２．０でＲ１がメチル基の平均単位式からなり、全て分子鎖末端がトリメチルシリル基で封鎖されたものであり、２５℃の動粘度は表に示した通りである。
鉱油（比較例５で用いた鉱油）：石油を精製して製造したものであり、２５℃動粘度は６８ｍｍ2／ｓ
である。
磁性粒子：カルボニル鉄。形状はほぼ球状。平均粒子径は８．５μｍ（レーザー回折散乱式法で測定される平均粒子径 ）。
ヒュームドシリカ表面処理なし（親水性）：日本アエロジル株式会社製。物性値は表１に記載の通りである。
ヒュームドシリカ表面処理あり（疎水性）：日本アエロジル株式会社製。ジメチルジクロロシランで表面処理したものであり、物性値は表１に記載の通りである。
The components used in the preparation of the compositions of the examples and comparative examples are as follows.
Polydimethylsiloxane (abbreviated as PDMS in the table): All are composed of an average unit formula in which a in General Formula (1) is 2.0 and R 1 is a methyl group, and all molecular chain ends are blocked with a trimethylsilyl group The kinematic viscosity at 25 ° C. is as shown in the table.
Mineral oil (mineral oil used in Comparative Example 5): manufactured by refining petroleum, kinematic viscosity at 25 ° C. of 68 mm 2 / s
It is.
Magnetic particles: carbonyl iron. The shape is almost spherical. The average particle size is 8.5 μm (average particle size measured by laser diffraction scattering method).
No fumed silica surface treatment (hydrophilic): manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. The physical property values are as shown in Table 1.
With fumed silica surface treatment (hydrophobic): manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. The surface is treated with dimethyldichlorosilane, and the physical properties are as shown in Table 1.
実施例及び比較例の組成物は、次の方法で評価した。
（１）流動性
１００ｍｌのガラスビーカーに組成物を１０ｍｌ入れ、ガラスビーカーを横倒しした時に流動するか否かで判定した。
「流動性あり」が「合格」で、「流動性なし」は「不合格」とした。本試験で流動性がないものは半固体状を呈している。すなわち流体として機能しないのでダンパーなどへの充填が困難となり実際の使用に適さない。
The compositions of Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
(1) Fluidity 10 ml of the composition was placed in a 100 ml glass beaker, and whether or not the glass beaker was fluidized was determined by whether or not it flowed.
“Fluidity” was “passed” and “no fluidity” was “failed”. Those that do not have fluidity in this test are semi-solid. That is, since it does not function as a fluid, it is difficult to fill a damper or the like, which is not suitable for actual use.
（２）沈降特性試験
１０ｍｌのガラス製メスシリンダーに組成物を１０ｍｌ入れ室温（約２５℃）で静置し、５０４時間後にメスシリンダー上部に分離してきたオイル量を目視で読み取り、この数値を分離油量とした。
分離油量は少ないほどよく、実用的なものは１０ｍｌ以下であり、５ｍｌ以下が好ましい。
(2) Sedimentation property test 10 ml of the composition was placed in a 10 ml glass graduated cylinder and allowed to stand at room temperature (about 25 ° C.). After 504 hours, the amount of oil separated at the top of the graduated cylinder was visually read, and this value was separated. The amount of oil was used.
The smaller the amount of the separated oil, the better. The practical one is 10 ml or less, preferably 5 ml or less.
（３）粘度及びせん断応力の測定
Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社の粘弾性測定装置ＭＣＲ−１０１で磁界オフ時におけるせん断応力を測定した。試験は平行円板方式で、円板の直径は２５ｍｍ、すきまは０．１０ｍｍないし０．１５ｍｍの条件とした。円板の間に空気が入らないように注意しながら調製した磁気粘性流体組成物を満たし、ユラボジャパン社の高低温サーキュレーターで２５℃にコントロールしたエチレングリコール水溶液を測定部に循環し温度を均一に保った。そして円板をせん断速度が１００（1/s）となるように一定速度で回転させ、その時の回転トルクを測定し粘度及びせん断応力を求めた。
せん断応力は１００Ｐａ以上を基準に合否を判断した。１００Ｐａ以下では磁界オフ時に十分なせん断応力を生じないことになる。
(3) Measurement of viscosity and shear stress The shear stress when the magnetic field was turned off was measured with a viscoelasticity measuring device MCR-101 manufactured by Anton Paar. The test was performed using a parallel disk system, in which the diameter of the disk was 25 mm and the clearance was 0.10 mm to 0.15 mm. Fill the magnetorheological fluid composition prepared with care so that air does not enter between the discs, and circulate an ethylene glycol aqueous solution controlled at 25 ° C with a high and low temperature circulator of Yurabo Japan to the measurement part to keep the temperature uniform. It was. The disk was rotated at a constant speed so that the shear rate was 100 (1 / s), and the rotational torque at that time was measured to determine the viscosity and shear stress.
Pass / fail was judged based on the shear stress of 100 Pa or more. If it is 100 Pa or less, sufficient shear stress is not generated when the magnetic field is off.
本発明の、磁気粘性流体組成物は、実施例で示した通り、磁性粒子の沈降防止性に優れ、かつ無磁界下（磁界オフ）におけるせん断応力を確保できるので、各種ダンパー、トルク伝達装置、クラッチ、各種ブレーキ、振動吸収装置などに有用なのは明らかである。 The magnetorheological fluid composition of the present invention, as shown in the examples, is excellent in preventing sedimentation of magnetic particles and can secure shear stress under no magnetic field (magnetic field off), so that various dampers, torque transmission devices, It is clear that it is useful for clutches, various brakes, vibration absorbers and the like.
Claims (2)
(Ｒ１)ａＳｉＯ(４−ａ)/２ （１）
（式中、Ｒ１は１価の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基であり、ａは１．９〜２．１の数である。）
（Ｂ） 鉄、コバルト及びニッケルから選ばれる１種以上の金属を主成分とする金属粒子、その金属合金粒子、並びに窒化鉄、炭化鉄、カルボニル鉄、フェライト及びマグネタイトから選ばれる１種以上を主成分とする強磁性を示す金属化合物粒子から選ばれる１種以上の磁性粒子であって、その平均粒子直径が２μｍ〜１５μｍの磁性粒子と、
（Ｃ）ヒュームドシリカを含有する磁気粘性流体組成物であって、
組成物中に（B）の磁性粒子を５０〜９０質量％、（Ｃ）のヒュームドシリカを０．１〜５．０質量％含有することを特徴とする磁気粘性流体組成物。 (A) a polyorganosiloxane fluid having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 500 to 35,000 mm 2 / s with the general formula (1) as an average unit formula;
(R 1 ) a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is a monovalent hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, and a is a number from 1.9 to 2.1.)
(B) Mainly composed of metal particles mainly composed of one or more metals selected from iron, cobalt and nickel, metal alloy particles thereof, and one or more selected from iron nitride, iron carbide, carbonyl iron, ferrite and magnetite. One or more magnetic particles selected from metal compound particles exhibiting ferromagnetism as a component, the average particle diameter of which is 2 μm to 15 μm,
(C) a magnetorheological fluid composition containing fumed silica,
A magnetorheological fluid composition comprising 50 to 90% by mass of the magnetic particles (B) and 0.1 to 5.0% by mass of fumed silica (C) in the composition.
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