JP2020027876A - 磁気粘弾性流体 - Google Patents
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Description
磁性粒子と、
分散媒と、
を含み、
前記磁性粒子が、大磁性粒子と、小磁性粒子とを含み、
前記大磁性粒子の平均粒子径は、1〜50μmであり、
前記小磁性粒子の平均粒子径は、20〜300nmであり、
前記磁性粒子の合計質量に対する、前記小磁性粒子の割合が、5〜40質量%であり、
前記分散媒は、前記磁性粒子と相互作用する基を1分子中に2種以上有する化合物を含み、
前記分散媒の合計質量に対する、前記化合物の割合が、50質量%以上であり、
前記磁性粒子の質量と前記分散媒の質量との合計質量に対する、前記分散媒の割合が、5〜45質量%である、磁気粘弾性流体である。これにより、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、磁場印加条件下での降伏応力の最大変化量が大きい磁気粘弾性流体を提供することができる。
本発明に係る磁気粘弾性流体は、
磁性粒子と、
分散媒と、
を含み、
前記磁性粒子が、大磁性粒子と、小磁性粒子とを含み、
前記大磁性粒子の平均粒子径は、1〜50μmであり、
前記小磁性粒子の平均粒子径は、20〜300nmであり、
前記磁性粒子の合計質量に対する、前記小磁性粒子の割合が、5〜40質量%であり、
前記分散媒は、前記磁性粒子と相互作用する基を1分子中に2種以上有する化合物を含み、
前記分散媒の合計質量に対する、前記化合物の割合が、50質量%以上であり、
前記磁性粒子の質量と前記分散媒の質量との合計質量に対する、前記分散媒の割合が、5〜45質量%である、磁気粘弾性流体である。
本発明に係る磁気粘弾性流体の磁性粒子は、大磁性粒子と小磁性粒子とを含む。大磁性粒子と小磁性粒子は、それぞれ、1種単独で用いてもよいし、材料および/または平均粒子径の異なるものを2種以上組み合わせて用いてもよい。
大磁性粒子は、後述する平均粒子径を満たし、磁場印加条件下で降伏応力が変化する磁性粒子であればよく、公知の磁性粒子を用いることができる。
小磁性粒子は、後述する平均粒子径を満たす磁性粒子であればよく、公知の磁性粒子を用いることができる。
本発明に係る磁気粘弾性流体は、上記大磁性粒子と小磁性粒子を含めばよく、これらに加えて第3の磁性粒子を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
本発明に係る磁気粘弾性流体の分散媒は、磁性粒子と相互作用する基を1分子中に2種以上有する化合物(以下、単に「分散媒化合物」ということがある)を含み、分散媒の合計質量に対する、前記化合物の割合が、50質量%以上である。これにより、従来の磁気粘性流体の基油である、シリコーンオイルなどを用いなくとも、磁性粒子の長期の分散安定性に優れる。
本発明に係る磁気粘弾性流体には、上述した成分以外に、分散助剤、レオロジーコントロール剤、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、固体潤滑剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、消泡剤、着色剤、粘度指数向上剤及び流動点降下剤などのその他の添加剤を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。これらその他の添加剤はそれぞれ、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
分散助剤は、一般に用いられる非水性または水性の湿潤分散剤を用いることができる。分散助剤が有する磁性体吸着に寄与する官能基は酸性、塩基性、塩のいずれでもよいが、一部の材質の磁性粒子との相互作用が少ないことから、塩基性または塩が好ましい。分散助剤の分子量は、低分子量のものから高分子量のものまで、分散媒との組合せから適切なものを選択すればよい。
磁気粘弾性流体の調製方法は特に限定されず、磁性粒子と、分散媒と、必要に応じてその他の添加剤とを任意の順序で混合して調製することができる。例えば、磁気粘弾性流体の調製方法は、分散媒と磁性粒子とを準備し、磁性粒子に、分散媒を添加して撹拌し、次いで、任意に、分散助剤などのその他の添加剤を添加して撹拌する。
・磁性粒子
大磁性粒子:カルボニル鉄粉、BASF社製の商品名「CIP−SQ」、平均粒子径4.5μm
小磁性粒子:Mn−Mg−Srフェライト、パウダーテック社製の商品名「E−001」、平均粒子径40nm
・分散媒
アミド系分散媒化合物1:磁性粒子と相互作用する基を1分子中に2種以上有する化合物(脂肪酸アミドのポリオキシアルキレン付加物)、青木油脂工業社製の商品名「ブラウノン(登録商標)O−15」、ポリオキシエチレンオレイルアミド、化学式C17H33CONH(C2H4O)7H
アミド系分散媒化合物2:磁性粒子と相互作用する基を1分子中に2種以上有する化合物(脂肪酸アミドのポリオキシアルキレン付加物)、青木油脂工業社製の商品名「ブラウノン(登録商標)O−15−4」、ポリオキシエチレンオレイルアミド、化学式C17H33CONH(C2H4O)4H
アミド系分散媒化合物3:磁性粒子と相互作用する基を1分子中に2種以上有する化合物(脂肪酸アミドのポリオキシアルキレン付加物)、青木油脂工業社製の商品名「ブラウノン(登録商標)O−15−12」、ポリオキシエチレンオレイルアミド、化学式C17H33CONH(C2H4O)12H
アミド系分散媒化合物4:磁性粒子と相互作用する基を1分子中に2種以上有する化合物(脂肪酸アミドのポリオキシアルキレン付加物)、青木油脂工業社製、ポリオキシプロピレンオレイルアミド、化学式C17H33CONH(C3H6O)20H
・比較分散媒
潤滑油:カストロール社製エンジンオイル(重質パラフィン系基油)、商品名「Castrol(登録商標) EDGE 5W−40」
エステル系分散媒:磁性粒子と相互作用する基はエチレンオキサイドのみ、青木油脂工業社製の商品名「ブラウノン(登録商標)O−400SA」、ポリオキシエチレンモノオレエート、化学式C17H33COO(C2H4O)9.1H
3本ロール分散機:EXAKT社製の商品名「50I」
レオメータ:アントンパール社製の商品名「MCR 302」、ダブルギャップ構造MRDセル(磁場測定ユニット)を搭載
表1に示す配合で磁性粒子と分散媒を準備した。容器に磁性粒子を充填し、次いで分散媒を添加して、均一になるまで簡易に撹拌した。その後、その混合物を3本ロール分散機を用いて、最も開度を狭めた条件で、5回通して分散させて、磁気粘弾性流体または比較MR流体を調製した。
磁気粘弾性流体または比較MR流体を調製後、直ちに30mLサンプル管の肩部まで磁気粘弾性流体または比較MR流体を充填し、25℃で静置して貯蔵した。貯蔵後14日と60日における磁気粘弾性流体または比較MR流体について、サンプル管の肩部から、分散媒と磁性粒子とが分離した界面までの距離(分離幅)を測定し、以下の基準で分散安定性を評価した。分離幅が小さいほど、分散安定性に優れる。貯蔵後14日時点で基準AまたはBである場合、合格である。また、貯蔵後60日時点で基準AまたはBであることがより好ましい。
・基準
A:分離は見られない
B:分離幅が3mm未満
C:分離幅が3mm以上8mm未満
D:分離幅が8mm以上15mm未満
E:分離幅が15mm以上
レオメータに0.6mLの磁気粘弾性流体または比較MR流体を充填し、磁束密度1T(テスラ)の磁場印加条件で、歪み10%、10Hz周波数振動解析を実施した。その磁場印加条件下で発生したせん断降伏応力(Pa)を測定した。その結果を表1に合わせて示す。せん断降伏応力3000Pa以上が合格である。
Claims (3)
- 磁性粒子と、
分散媒と、
を含み、
前記磁性粒子が、大磁性粒子と、小磁性粒子とを含み、
前記大磁性粒子の平均粒子径は、1〜50μmであり、
前記小磁性粒子の平均粒子径は、20〜300nmであり、
前記磁性粒子の合計質量に対する、前記小磁性粒子の割合が、5〜40質量%であり、
前記分散媒は、前記磁性粒子と相互作用する基を1分子中に2種以上有する化合物を含み、
前記分散媒の合計質量に対する、前記化合物の割合が、50質量%以上であり、
前記磁性粒子の質量と前記分散媒の質量との合計質量に対する、前記分散媒の割合が、5〜45質量%である、磁気粘弾性流体。 - 前記化合物が、カルボン酸アミドのポリオキシアルキレン付加物である、請求項1に記載の磁気粘弾性流体。
- 前記化合物が、脂肪酸アミドのポリオキシアルキレン付加物である、請求項1または2に記載の磁気粘弾性流体。
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