JP7288560B1 - 磁気粘性流体及び機械装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、ブレーキ、クラッチ、防振装置、制振装置のダンパといった各種機械装置等において、物体間に作用する摩擦力が安定するため、励磁時の抗力は経時安定性に優れているほうが良い。
[1]磁性粒子、
エステル系合成油、エーテル系合成油、炭素数が10~20のアルキル基を有するアルキルナフタレンから選択される少なくとも一種、
シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体、及び、
シリコーンオイル
を含有する、磁気粘性流体。
[2]前記エステル系合成油が、ポリオールエステル、二塩基酸エステルから選択される少なくとも一種である前記[1]に記載の磁気粘性流体。
[3]前記ポリオールエステルが、ヒンダードエステルである、前記[2]に記載の磁気粘性流体。
[4]前記二塩基酸エステルが、脂肪族二塩基酸エステルである、前記[2]に記載の磁気粘性流体。
[5]前記脂肪族二塩基酸エステルは、炭素数2~10の脂肪族ジカルボン酸と、炭素数1~10のアルコールとのエステルである、前記[4]に記載の磁気粘性流体。
[6]前記エーテル系合成油が、ポリアルキレングリコール類である前記[1]に記載の磁気粘性流体。
[7]前記ポリアルキレングリコール類が、下記式(1)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種である前記[6]に記載の磁気粘性流体。
R1-O-(R2-O)n-R3 (1)
[式(1)中、R1およびR3は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1~18のアルキル基を示し、R2は炭素数が2~4のアルキレン基を示し、nは2~30の整数を示す。]
[8]前記[1]~[7]のいずれかに記載の磁気粘性流体を用いた機械装置。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。
また、本明細書に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率または含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率または含有量を意味する。
本実施形態に係る磁気粘性流体は、磁性粒子、特定の基油、シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体、及び、シリコーンオイルを含有する。このような構成により、本実施形態に係る磁気粘性流体は良好な励磁時の抗力と抗力の経時安定性を有する。この理由について、エステル系合成油の一種であるヒンダードエステルとシリコーンオイルの一種であるジメチルシリコーンオイルを例として以下に説明する。
この状態で磁場を印加させると、ジメチルシリコーンオイル4で取り囲まれた磁性粒子1同士が速やかに結合しクラスター化する。ジメチルシリコーンオイル4が磁性粒子1の周囲に存在していることにより、磁性粒子1の過度の凝集が抑制されている。このため、磁場を印加させて抗力(粘度)を測定する場合には、せん断力が生じるものの、クラスターが崩壊することがなく、その抗力が高く安定することで、励磁時の抗力が大きく、抗力の経時安定性が良好な磁気粘性流体が得られると推測される。
本実施形態に係る磁気粘性流体に含まれる磁性粒子は、目的とする透磁率に応じて選択することができる。例えば、マグネタイト、カルボニル鉄、γ酸化鉄、マンガンフェライト、コバルトフェライト、またはこれらと亜鉛、ニッケルとの複合フェライトやバリウムフェライト等の強磁性酸化物;鉄、コバルト、希土類等の強磁性金属;窒化金属;センダスト(登録商標)、パーマロイ(登録商標)、スーパーマロイ(登録商標)等の各種合金等が挙げられる。これらの中でも、保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料である点でカルボニル鉄が好ましい。カルボニル鉄は、ペンタカルボニル鉄(Fe(CO)5)の熱分解により製造される高純度の金属粒子である。
なお、磁性粒子は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る磁気粘性流体では、外部から磁場が加えられたとき分散した磁性粒子が磁場の方向に配向して鎖状のクラスターを形成することにより、増粘し、その流動特性や降伏応力が変化する。このような挙動を示すように磁性粒子の平均粒子径は定められる。具体的には、0.1~100μmの範囲であることが好ましい。当該磁性粒子の平均粒子径の下限値は1μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることが更により好ましく、10μm以上であることが更により好ましい。当該磁性粒子の平均粒子径の上限値は80μm以下であるのがより好ましく、60μm以下であるのが更により好ましく、50μm以下であるのが更により好ましく、40μm以下であるのが更により好ましい。磁性粒子の形状は、分散が容易になるため、球状、またはほぼ球状であることが好ましい。
なお、磁性粒子の平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定される平均一次粒子径である。
本実施形態に係る磁気粘性流体に含まれる基油は、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭素数が10~20のアルキル基を有するアルキルナフタレンから選択される少なくとも一種である。以下、本明細書において、特段の断りのない場合、単に「基油」とは、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭素数が10~20のアルキル基を有するアルキルナフタレンのいずれかであることを意味する。基油は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
エステル系合成油としては、例えば、モノエステル、ポリオールエステル、二塩基酸エステル(ジエステル)、ポリオキシアルキレングリコールエステル等が挙げられる。このうち、モノエステルとしては、例えば炭素数12~30のモノエステルが好ましく、例えば、2-エチルヘキシルラウレート、2-エチルヘキシルパルミテート、n-ブチルステアレートなどが挙げられる。ポリオールエステルとは、多価アルコール(ポリオール)と、直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和脂肪酸とのエステルをいう。ポリオールエステルとしては、例えば、ヒンダードエステルが挙げられる。エステル系合成油は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る磁気粘性流体に含まれるエステル系合成油の一種であるヒンダードエステルについて、以下に詳述する。
なお、特に言及しない限り、本発明において脂肪族モノカルボン酸の炭素数には、当該脂肪族モノカルボン酸が有するカルボキシ基(-COOH)の炭素原子も含まれる。
本実施形態に係る磁気粘性流体に含まれるエステル系合成油の一種である二塩基酸エステルについて、以下に詳述する。
炭素原子数2~10のジカルボン酸として、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、2-メチルグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸及びセバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸等を挙げることができる。
炭素原子数1~10のアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、オクタノール、2-エチルヘキサノール、イソノニルアルコール、デシルアルコール及びイソデシルアルコール等が挙げられる。
より、具体的には、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジイソブチル、セバシン酸ジ(2-エチルヘキシル)、セバシン酸ジイソデシル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジ(2-エチルヘキシル)、フタル酸ジイソデシル等が挙げられる。
これらの中で、炭素原子数2~10の脂肪族ジカルボン酸と炭素原子数1~10のアルコールとのエステルである脂肪族二塩基酸エステルが、励磁時の抗力の経時安定性がより向上するため好ましい。
上記の脂肪族二塩基酸エステルの中では、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジ(2-エチルヘキシル)等の炭素原子数6~10の脂肪族ジカルボン酸と炭素原子数4~10のアルコールとのエステルである二塩基酸エステルが好ましい。特に、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシル)、セバシン酸ジ(2-エチルヘキシル)等の炭素原子数6~10の脂肪族ジカルボン酸と炭素原子数4~8のアルコールとのエステルである二塩基酸エステルが好ましい。これらのジカルボン酸とアルコールは、それぞれ、エステル化の際、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
なお、特に言及しない限り、本発明において脂肪族ジカルボン酸の炭素数には、当該脂肪族ジカルボン酸が有するカルボキシ基(-COOH)の炭素原子も含まれる。また、特に言及しない限り、本発明において芳香族カルボン酸の炭素数には、当該芳香族カルボン酸が有する芳香環の炭素原子も含まれる。二塩基酸エステルは、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
エーテル系合成油としては、例えば、ポリビニルエーテル類、ポリアルキレングリコール類、ポリフェニルエーテル類、パーフルオロエーテル類等が挙げられる。エーテル系合成油は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る磁気粘性流体に含まれるエーテル系合成油の一種であるポリアルキレングリコール類について、以下に詳述する。
R1-O-(R2-O)n-R3 (1)
式(1)中、R1およびR3 は同一でも異なっていてもよく、R1およびR3は、それぞれ水素原子または炭素数が1~18のアルキル基を示す。R2は炭素数が2~4のアルキレン基を示す。nは2~30の整数を示す。
なお、式(1)中のR1およびR3の双方が水素原子である場合、上記式(1)で表される化合物はポリアルキレングリコールである。また、式(1)中のR1またはR3の一方が水素原子である場合、式(1)で表される化合物はポリアルキレングリコールのモノエーテル化物である。また、式(1)中のR1およびR3の双方がアルキル基である場合、式(1)で表される化合物はポリアルキレングリコールのジエーテル化物である。
アルキル基の炭素数が5以上とすることにより、極性を有するため励磁時の粘度が向上することが期待できる。
入手容易性の観点からアルキル基の炭素数は18以下とすることが好ましい。アルキル基は、直鎖状でも分岐状であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、およびオクタデシル基等が挙げられる。
炭素数が10~20のアルキル基を有するアルキルナフタレンとしては、例えば、デシルナフタレン、ウンデシルナフタレン、ドデシルナフタレン、トリデシルナフタレン、テトラデシルナフタレン、ペンタデシルナフタレン、ヘキサデシルナフタレン、ヘプタデシルナフタレン、オクタデシルナフタレン、ノナデシルナフタレン、イコシルナフタレン、ジ(デシル)ナフタレン、ジ(ウンデシル)ナフタレン、ジ(ドデシル)ナフタレン、ジ(トリデシル)ナフタレン、ジ(テトラデシル)ナフタレン、ジ(ペンタデシル)ナフタレン、ジ(ヘキサデシル)ナフタレン、ジ(ヘプタデシル)ナフタレン、ジ(オクタデシル)ナフタレン、ジ(ノナデシル)ナフタレン、ジ(イコシル)ナフタレンが挙げられる。また、これらの全ての異性体も挙げられる。炭素数が10~20のアルキル基を有するアルキルナフタレンは、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
溶解度パラメータを12.0(cal/cm3)1/2以下とすると、基油の耐熱性を向上させることができる点でより好ましい。
なお、溶解度パラメータ(SP値)は、Fedorsらが提案した方法「Polymer Engineering and Science,14,147-154(1974)参照」に従って計算することができる。
すなわち、次式に基づき計算することができる。
SP値δ=(Σ△e/Σ△v)1/2
(上式中、△eは、25℃における各原子または原子団の蒸発エネルギーであり、△vは、同温度における各原子または原子団のモル容積である。)
なお、動粘度は、JIS K2283:2000動粘度試験方法により測定される動粘度である。
基油の引火点が、200℃以上であれば、消防法上の分類が第3石油類から第4石油類となるため、危険物取扱量(指定数量)を増加させることができる点でより好ましい。なお、引火点は、JIS K2265-4:2007(クリーブランド開放(COC)法)に準拠して測定される引火点である。
本実施形態に係る磁気粘性流体は、シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体、及び、後述のシリコーンオイルを含むため、磁気粘性流体の励磁時の抗力が大きくなり、抗力の経時安定性も向上する。
より具体的には、磁性粒子は、基油中で分散している。磁性粒子は陽イオン性を有しているため、シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体を吸着している。また、シリコーンオイルは、表面エネルギーが小さく、溶解度パラメータの大きい基油に溶解せずに分散している。さらに、シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体と、シリコーンオイルは、双方がSiを有しているため親和性が高く、シリコーンオイルは、シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体を吸着した磁性粒子を取り囲んだ状態で存在しているものと推測している。
この状態で、磁場を印加させると、シリコーンオイルで取り囲まれた磁性粒子同士が速やかに結合しクラスター化する。シリコーンオイルが磁性粒子の周囲に存在していることにより、磁性粒子の過度の凝集が抑制されている。このため、磁場を印加させて抗力(粘度)を測定する場合には、せん断力が生じるものの、クラスターが崩壊することがなく、その抗力が高く安定することで、励磁時の抗力が大きく、抗力の経時安定性が良好な磁気粘性流体が得られると推測される。
シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体としては、例えば、ゼオライト、シリカ、層状ケイ酸塩等が挙げられる。これらの中で、耐摩耗性を考慮すると、ゼオライトが好ましい。シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。天然産、合成品の何れも用いることができる。
シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体の陽イオン交換容量は、400meq/100g以下であることが好ましく、350meq/100g以下であることがより好ましく、300meq/100g以下であることが特に好ましい。
シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体の陽イオン交換容量として、モルデナイトは260meq/100g、合成フッ素雲母は120meq/100g 、スメクタイト族は60~150meq/100g、モンモリロナイトは80~150meq/100g、バーミキュライトは100~150meq/100gである。
シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体の含有率の上限値は、本実施形態に係る磁気粘性流体全量に対して4.0質量%以下であることが好ましく、3.5質量%以下であることがより好ましく、3.0質量%以下であることが更により好ましい。含有率を4.0質量%以下とすることで、磁場を印加させた際に、磁性粒子のクラスターを適切に形成できる点でより好ましい。
シリコーンオイルは、基油と非相溶性のものであれば、特に制限なく用いることができる。シリコーンオイルは、ストレートシリコーンオイルと、変性シリコーンオイルとに大別される。ストレートシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルが挙げられる。変性シリコーンオイルとしては、反応性シリコーンオイル、非反応性シリコーンオイルが挙げられる。反応性シリコーンオイルは、例えば、アミノ変性タイプ、エポキシ変性タイプ、カルボキシ変性タイプ、カルビノール変性タイプ、メタクリル変性タイプ、メルカプト変性タイプ、フェノール変性タイプ等の各種シリコーンオイルが挙げられる。非反応性シリコーンオイルは、ポリエーテル変性タイプ、メチルスチリル変性タイプ、アルキル変性タイプ、高級脂肪酸エステル変性タイプ、親水性特殊変性タイプ、高級脂肪酸含有タイプ、フッ素変性タイプ等が挙げられる。この中で、ジメチルシリコーンオイル、フッ素変性タイプのシリコーンオイルが表面エネルギーが小さいため好ましく、入手容易性を考慮するとジメチルシリコーンオイルがより好ましい。
シリコーンオイルの含有率の上限値は、本実施形態に係る磁気粘性流体全量に対して3.0質量%以下であることが好ましく、2.5質量%以下であることがより好ましい。含有率を3.0質量%以下とすることで、磁性粒子の分散性の低下を防止できる点でより好ましい。
2:8~8:2の範囲であると励磁時の抗力の経時安定性を向上させることができる点でより好ましい。
本実施形態に係る磁気粘性流体は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記した各成分に加えて、目的に応じて、さらに種々のその他の成分を併用してもよい。
その他の成分としては、例えば、耐摩耗剤、分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、流動性向上剤、沈降抑制剤、流動点降下剤、極圧剤、さび止め剤、酸化防止剤、腐食防止剤、金属不活性剤、消泡剤等が挙げられる。
耐摩耗剤は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
粘度調整剤は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る磁気粘性流体の励磁前の粘度は、40℃において0.03~1.0Pa・sの範囲であることが好ましく、0.03~0.6Pa・sの範囲であることがより好ましい。なお、励磁前の粘度の測定条件は以下の通りである。
磁気測定オプションを装着したTAインスツルメント社製レオメータDHR-2の試験用プレートに磁気粘性流体を3ml注入し、40℃の雰囲気下100μmギャップ20回転にて粘度(Pa・s)を測定する。
本実施形態に係る磁気粘性流体は、励磁時の抗力が大きく(良好な励磁時の抗力を有する)、抗力の経時安定性が良好であるという特性を有する。励磁時の抗力が大きいとは、本実施形態に係る発明の磁気粘性流体において、磁性粒子の含有割合が質量比で2/3である場合の、以下の条件下における励磁時の粘度の最大値が、230Pa・s以上であることをいう。また、励磁時の粘度の最大値が、230Pa・s以上であることが好ましく、240Pa・s以上であることがより好ましい。励磁時の粘度の最小値が、200Pa・s以上であることが好ましく、210Pa・s以上であることがより好ましい。
また、シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体とシリコーンオイルとを含んでいるため、優れた励磁時の抗力の経時安定性(粘度経時安定性)が得られる。励磁時の抗力の経時安定性(粘度経時安定性)に優れるとは、後述する安定化率Cが90%以上であることをいう。また、安定化率Cが90%以上であることが好ましく、安定化率Bが80%以上であることがより好ましく、安定化率Aが80%以上であることが更に好ましく、安定化率Aが90%以上であることが特に好ましい。
励磁時の粘度は、励磁前の粘度を測定した装置と同じ測定装置を用い、同じ温度雰囲気下において、測定開始後5秒後に直流0.8Tの磁場を印加し、測定開始後215秒後にその磁場の印加を停止し、磁場を印加している210秒間の粘度をいう。
安定化率A~C(%)それぞれは、次式に基づき算出される。
安定化率A(%)=(安定化時間A/全印加時間)×100
なお、安定化時間Aとは、励磁時の粘度の最大値の97~100%に相当する印加時間を示す。
安定化率B(%)は、次式に基づき算出される。
安定化率B(%)=(安定化時間B/全印加時間)×100
なお、安定化時間Bとは、励磁時の粘度の最大値の95~100%に相当する印加時間を示す。
安定化率C(%)は、次式に基づき算出される。
安定化率C(%)=(安定化時間C/全印加時間)×100
なお、安定化時間Cとは、励磁時の粘度の最大値の90~100%に相当する印加時間を示す。
本実施形態に係る磁気粘性流体の製造方法は、特に限定されない。例えば、磁性粒子、特定の基油と、シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体、及び、シリコーンオイル、更に所望により添加されるその他の成分を、各所定量、ホモジナイザー、ビーズミル、メカニカルミキサー等の高せん断力が与えられる処理機で混合する方法が挙げられる。なお、磁気粘性流体の製造においては必要に応じ加温または冷却してもよい。
本実施形態に係る磁気粘性流体は、良好な励磁時の抗力及び経時安定性を備える。このため、物体間に作用する摩擦力を制御するために用いられるブレーキ、クラッチ、防振装置、制振装置のダンパといった各種機械装置に本実施形態に係る磁気粘性流体を適用することができる。
表1~3に示す各成分を、その記載の質量比に基づきビーカーに入れ、セイコーアドバンス社製の万能型振動撹拌機AD-MIXを用いて40Hzにて室温で5分間撹拌し、磁気粘性流体を製造した。表1~3に示す各成分の原料を以下に示す。
(A)磁性粒子
(a1)カルボニル鉄(平均粒子径D50=6.0μm)
<ヒンダードエステル>
(b1)トリメチロールプロパントリオクタン酸エステル(SP値:9.1(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度16.0mm2/s、引火点260℃、流動点-57℃)
(b2)ペンタエリスリトール-テトラ-n-ヘキサン酸エステルとペンタエリスリトール-テトラ-n-オクタン酸エステルの混合物(SP値:9.4(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度24.8mm2/s、引火点266℃、流動点-57℃)
<二塩基酸エステル>
(b3)アジピン酸ジイソデシル(SP値:8.9(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度14.2mm2/s、引火点232℃、流動点-63℃)
(b4)アジピン酸ジ(2-エチルヘキシル)(SP値:8.9(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度7.8mm2/s、引火点205℃、流動点-68℃)
(b5)フタル酸ジ(2-エチルヘキシル)(SP値:9.5(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度27.0mm2/s、引火点218℃、流動点-55℃)
<ポリアルキレングリコール類>
(b6)ポリオキシエチレンドデシルエーテル(SP値:9.5(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度27.0mm2/s、引火点218℃、流動点-55℃)
<炭素数が10~20のアルキル基を有するアルキルナフタレン>
(b7)ヘキサデシルナフタレン(SP値:9.2(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度:29.0mm2/s、引火点222℃、流動点-39℃)
(c1)1-デセンの3量体であるポリαオレフィン(SP値:7.9(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度:17.2mm2/s、引火点222℃、流動点-68℃)
(c2)1-テトラデセン(SP値:8.0(cal/cm3)1/2、引火点113℃)
(c3)流動パラフィン(SP値:7.9(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度:7.8mm2/s、引火点162℃、流動点-10.0℃)
(d1)層状ケイ酸塩(鉱物種類:スメクタイト族系、陽イオン交換容量:70meq/100g)
(d2)ゼオライト(結晶構造:モルデナイト系、陽イオン交換容量:160~190meq/100g)
(d3)タルク(陽イオン交換容量:40meq/100g)
(e1)ジメチルシリコーンオイル(SP値:7.2(cal/cm3)1/2、40℃における動粘度:37.8mm2/s)
磁気測定オプションを装着したTAインスツルメント社製レオメータDHR-2の試験用プレートに実施例及び比較例の磁気粘性流体を3ml注入し、40℃の雰囲気下100μmギャップ20回転にて粘度(Pa・s)を測定し、励磁前の粘度を測定した。励磁時の粘度も同じ測定装置を用い、40℃の雰囲気下で次の測定条件に基づき測定した。
磁場の励磁条件:測定開始後5秒後に直流0.8Tの磁場を印加し、測定開始後215秒後にその磁場の印加を停止した。
経時安定性は、次式に基づき算出される安定化率A(%)、安定化率B(%)、安定化率(C)により評価した。なお、経時安定性の評価は、励磁時の粘度の最小値が200Pa・s以上のものについて評価した。
安定化率A(%)=(安定化時間A/全印加時間)×100
なお、安定化時間Aとは、励磁時の粘度の最大値の97~100%に相当する印加時間を示す。
安定化率B(%)=(安定化時間B/全印加時間)×100
なお、安定化時間Bとは、励磁時の粘度の最大値の95~100%に相当する印加時間を示す。
安定化率C(%)=(安定化時間C/全印加時間)×100
なお、安定化時間Cとは、励磁時の粘度の最大値の90~100%に相当する印加時間を示す。
試験条件及び試験結果を表1~3に示す。
一方、比較例1の磁気粘性流体はシリコーンオイルを含有しておらず、比較例2の磁気粘性流体はシロキサン結合を有する無機陽イオン交換体を含有しておらず、比較例3の磁気粘性流体はシリコーンオイル及び無機陽イオン交換体を含有しておらず、いずれも安定化率Cが90%未満であった。
また、比較例4~6の磁気粘性流体は、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭素数が10~20のアルキル基を有するアルキルナフタレンから選択される少なくとも一種を含有していないため、励磁時の粘度の最小値が実施例と比べて低く、200Pa・s未満であった。このため、比較例4~6の安定化率は評価をしなかった。
図4は、実施例2、実施例11、実施例13、比較例4の磁気粘性流体における、経過時間と粘度との関係を表したグラフである。図4のグラフより、比較例4に対して実施例2、実施例11、実施例13は抗力の最大値が大きく、経時安定性にも優れていることがわかる。
2 ヒンダードエステル
3 シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体
4 ジメチルシリコーンオイル
Claims (6)
- 磁性粒子、
エステル系合成油、エーテル系合成油、炭素数が10~20のアルキル基を有するアルキルナフタレンから選択される少なくとも一種である基油、
シロキサン結合を有する無機陽イオン交換体、及び、
シリコーンオイル
を含有する磁気粘性流体であり、
前記エステル系合成油が、ポリオールエステル、二塩基酸エステルから選択される少なくとも一種であり、
前記エーテル系合成油が、ポリアルキレングリコール類であり、
前記シリコーンオイルの含有率は、前記磁気粘性流体全量に対して3.0質量%以下である、磁気粘性流体。 - 前記ポリオールエステルが、ヒンダードエステルである、請求項1に記載の磁気粘性流体。
- 前記二塩基酸エステルが、脂肪族二塩基酸エステルである、請求項1に記載の磁気粘性流体。
- 前記脂肪族二塩基酸エステルは、炭素数2~10の脂肪族ジカルボン酸と、炭素数1~10のアルコールとのエステルである、請求項3に記載の磁気粘性流体。
- 前記ポリアルキレングリコール類が、下記式(1)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種である請求項1に記載の磁気粘性流体。
R1-O-(R2-O)n-R3 (1)
[式(1)中、R1およびR3は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1~18のアルキル基を示し、R2は炭素数が2~4のアルキレン基を示し、nは2~30の整数を示す。] - 請求項1~5のいずれか一項に記載の磁気粘性流体を用いた機械装置。
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