KR20050115316A - 화학적 안정성이 개선된 자성유체와 이를 준비하는 방법 - Google Patents

화학적 안정성이 개선된 자성유체와 이를 준비하는 방법 Download PDF

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Abstract

요소개질된 자성유체는 베이스 오일, 적어도 하나의 계면활성제로 코팅된 다수의 자성 입자와 요소 개질제를 포함한다. 상기 요소 개질제는 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속이다.

Description

화학적 안정성이 개선된 자성유체와 이를 준비하는 방법{MAGNETIC FLUID HAVING AN IMPROVED CHEMICAL STABILITY AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 자성유체와 이를 준비하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 화학적 안정성이 개선된 자성유체 성분과 이를 준비하는 방법에 관한 것이다.
"철 유체" 또는 자성 콜로이드 라고도 불리우는 자성유체는 3000Å 내지 150Å 범위의 미세하게 분할된 자성 또는 자화가능한 입자의 콜로이드 분산액이나 현탁액이다. 자성유체의 중요한 특징중 한가지는 용기를 필요로 하지 않고 자장에 의해 공간에 배치되어 지지될 수 있는 능력이다. 자성유체의 이러한 독특한 특징으로 인해 그 용도는 매우 다양하다. 이러한 용도중 한가지는 종래의 밀봉과 마찬가지로 작동시 밀봉에 의해 입자를 발생시키지 않는, 낮은 항력(drag force)으로 액체 밀봉부로 사용하는 것이다. 액체 밀봉은 공중의 입자에 의해 가스가 밀봉부의 한쪽에서 다른쪽으로 통과하는 것을 방지하기 위해, 배타적 밀봉부로서 컴퓨터 디스크 드라이브에 널리 사용되고 있다. 위험한 또는 잠재적으로 위험한 고형 방출물 등의 도피 방출물이나 액체나 가스가 대기로 방출되는 것을 방지하기 위해, 환경적 영역에서는 환경적 밀봉부가 사용된다.
자성유체의 또 다른 용도로는 댐핑용도로서의 댐핑 유체와 유체역학적 베어링용도로서의 베어링 윤활유로서, 오디오 스피커의 자석과 음성 코일 사이에서 열전달 유체로 사용하는 것이다. 또 다른 용도로는 진공회전식 피드스루 밀봉부 등과 같은 다수의 액체 밀봉부나 스테이지를 갖는 장치에서 압력 밀봉부로 사용하는 것이다. 전형적으로, 이러한 형태의 밀봉부는 압력편차가 존재하는 환경내로 회전축을 돌출시키면서, 밀봉부의 한쪽으로부터 다른쪽까지 압력편차를 유지하기 위한 것이다.
일반적으로, 자성 입자는 분쇄, 침전, 증착 또는 기타 다른 유사 수단에 의해 준비되는 페라이트의 미세한 입자이다. 순도와 입자 크기 및 제어 그리고 생산성이라는 관점에서 볼 때, 침전은 통상적으로 페라이트 입자를 준비하는데 사용되는 양호한 수단이다. 자성유체를 사용하는 대부분의 산업용은 자성 입자로서 철 산화물을 사용한다. 자성유체용으로 가장 적합한 철 산화물은 마그헤미트(maghemite)로 불리우는 자성 및 γ-산화제이철 등과 같은 페라이트이다. 페라이트와 산화제이철은 자성유체에 많은 물리적 특성 및 화학적 특성을 제공하며, 이러한 특성들중 중요한 것으로는 점도, 자화안정성, 시스템 전체의 화학적 안정성이다. 현탁을 유지하기 위해, 페라이트 입자는 입자가 응결되거나 집괴(集塊)되는 것을 방지하도록 본 기술분야에 분산제로 공지되어 있는 계면활성제 코팅을 필요로 한다. 올레산 등과 같은 지방산은 일부 저분자량 비극성 탄화수소액에서 자성 입자 현탁액을 안정시키는 분산제로 사용된다. 이러한 저분자량 비극성 탄화수소액은 등유, 톨루엔 등처럼 휘발성이 매우 높은 솔벤트이다. 그 휘발성으로 인해, 자성유체 자체의 기능을 악화시키므로 이러한 휘발성 탄화수소액의 증발이 중요한 결점으로 된다. 따라서, 사용할 수 있도록 하기 위해, 자성유체는 비등점이 낮은 탄화수소액으로 제조되는 것이 아니라, 증발압력이 낮은 캐리어 액체로 제조되어야만 한다.
계면활성제/분산제는 2가지의 주요한 기능을 갖고 있다. 첫번째 기능은 반데르발스 힘에 의한 견인력과 자기 견인력을 극복하기 위해 즉, 등고나 집괴를 방지하기 위해 자성 입자들 사이에 영구적 거리를 보장하는 것이다. 두번째 기능은 액체 캐리어와 양립할 수 있는 자성 입자의 외측면상에 화학적 성분을 제공하는 것이다.
자성유체의 포화 자기화(G)는 자장내 자성 물질의 분산 상 체적의 함수이다. 자성유체에 있어서, 실제 분산 상 체적은 부착된 분산제의 상 체적에 자성 물질의 상 체적을 더한 값과 동일하다. 자성 입자의 함량이 높을수록, 포화 자기화도 높아진다. 유체내에서의 자성 입자의 형태는 유체의 포화 자기화를 결정한다. 코발트와 철 등과 같은 유체내에서의 금속 입자의 설정 체적비는 페라이트의 체적비 보다 높은 포화 자기화를 생성한다. 자성유체에 대한 이상적인 포화 자기화는 용도에 따라 결정된다. 예를 들어, 하드 디스크 드라이브에 사용되는 배타적 밀봉부에 대한 포화 자기화값은 전형적으로 반도체 산업에서 사용되는 진공 밀봉부에 대한 포화 자기화값 보다 적다.
자성유체의 점도는 특정용도를 위한 자성유체의 안정성에 영향을 미치기 때문에, 양호하게 제어되는 특성이다. 자성유체의 점도는 이상적인 콜로이드의 특성을 서술하는데 사용되는 원리에 의해 예측될 수 있다. 아인슈타인 관계에 따르면, 이상적인 콜로이드의 점도는 다음과 같다.
(N/N0) = 1 + αφ
N = 콜로이드 점도
N0 = 캐리어 액체 점도
α= 상수
겔 시간은 자성유체의 기대수명의 함수이다. 자성유체의 겔 시간은 캐리어 액체 및 분산제에서의 온도와 점도 및 휘발성분과 포화 자기화를 포함하는 다양한 요소에 의존한다. 자성유체가 가열될 때, 캐리어 액체의 증발과 분산제의 산화 악화가 발생된다. 분산제의 산화 악화는 콜로이드내에서 입자-입자의 견인을 증가시키며, 이에 따라 산화 악화가 없을 때 발생되는 경우 보다 급속하게 높은 비율로 자성 콜로이드의 겔화를 초래한다.
현재 사용되고 있는 대부분의 자성유체는 자성 입자 주위에서 하나의 층, 2개의 층 또는 3개의 층에 배열된 한가지 형태 내지 3가지 형태의 계면활성제를 갖는다. 자성유체를 위한 계면활성제는 탄소처럼 적어도 16개 원자의 사슬 길이와, 탄소 및 산소의 체인과 한쪽 단부에 기능기를 갖는 긴 사슬분자이다. 상기 사슬은 방향족 탄화수소를 포함하고 있다. 상기 기능기는 그 특성상 양이온이나 음이온 또는 비이온일 수도 있다. 상기 기능기는 화학적 결합이나 물리적 힘에 의해 또는 이들의 조합에 의해 자성 입자의 외층에 부착된다. 계면활성제의 사슬이나 꼬리(tail)는 입자들 사이에 영구적 거리와 액체 캐리어와의 양립성을 제공한다.
다양한 자성유체와 이를 제조하는 방법은 과거에 이미 제안되어져 왔다. 오일계 캐리어 액체는 탄화수소(폴리알파 올레핀, 방향성 사슬 구조 분자), 에스테르(폴리올 에스테르), 실리콘, 또는 분자량의 범위가 8000 내지 9000인 플루오르화된 기타 다른 이상한 분자 등과 같이, 일반적으로 다양한 화학적 성분의 극성이거나 비극성인 유기성 분자이다. 대부분의 처리는 페라이트 입자를 용액화하기 위해 비등점이 낮은 탄화수소를 사용한다. 이러한 처리에 있어서 최종 오일계 자성유체로부터 탄화수소를 증발시키기 위하여, 이러한 모든 처리는 감압 환경에서 약 70℃의 온도로 또는 이보다 높거나 낮은 온도에서 자성유체의 열처리를 필요로 한다. 자성유체의 물리적 특성 및 화학적 특성에 영향을 끼치는 요소가 많이 있고 어떤 한가지 특성에서의 개선은 다른 특성에 다른 특성에 악영향을 끼칠 수도 있기 때문에, 자성유체의 모든 유용성에서 갖게 될 성분이나 처리에서의 변화에 대한 효과를 예견하기가 어렵다. 본 기술분야에서 분산제중 한가지가 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 스테아린산 또는 이소스테아린산 등과 같은 지방산인 자성유체는 분산제 시스템의 산화 악화에 민감한 것으로 알려져 있다. 이것은 자성유체의 겔화를 초래한다.
미국특허 제5.676.877호(1997년, 보르드즈 등에 허여)에는 계면활성제로 덮인 미세하게 분할된 자성 입자를 갖는, 화학적으로 안정된 자성유체를 생산하기 위한 방법 및 성분이 개시되어 있다. 콜로이드 시스템의 양호한 화학적 안정성을 보장하기 위하여, 입자 외층의 자유산화가능한 외측면을 완전히 덮는 표면 개질제가 사용된다.
미국특허 제5.013.471호(1991년, 오가와에 허여)에는 자성유체와, 이러한 자성유체의 생산방법과, 자성유체를 사용하는 자성 밀봉장치가 개시되어 있다. 상기 자성유체는 10개 내지 25개의 탄소 원자가 구비된 사슬을 갖는 클로로실란형 계면활성제로 구성된 단분자 흡착필름으로 덮이는 강자성 입자를 갖는다. 플루오르화 원자는 이러한 처리에 사용된 클로로실란형 계면활성체의 탄화수소 사슬의 수소원자로 치환된다. 이에 따르면, 클로로실란 계면활성제는 입자들 사이에 충분한 거리를 제공하므로써, 입자를 분산시킬 수 있고 자성유체의 콜로이드 안정성을 보장할 수 있을 정도로 커야 한다.
미국특허 제5.143.637호(1991년, 요코우치 등에 허여)에는 유기 솔벤트와, 저분자량 분산제와, 25개 내지 1500개의 탄소가 구비된 첨가제에 분산된 강자성 입자로 구성된 자성유체가 개시되어 있다. 상기 저분자량 분산제는 입자를 유기 캐리어에 분산시키는데 사용된다. 이러한 특허에서는 분산제로서 실란 등과 같은 결합제를 사용하는 것에 대해 서술하고 있다. 그러나, 상기 결합제는 분산기능을 실행할 수 있는 분자량을 가질 정도로 커야 한다. 미국특허 제5.143.637호에는 첨가제나 분산제로서 실란을 사용하는 것에 대해서는 서술하고 있지 않다. 유체의 열적 안정성은, 예를 들어 폴리스티렌, 폴리프로필렌 폴리부텐, 또는 폴리부타디엔 폴리머 등과 같이 분자량이 20000 이상인 고분자량의 첨가제를 첨가하므로써 증가된다.
미국특허 제4.554.088호(1985년, 화이트헤드 등에 허여)에서는 결합제로서 폴리머 실란의 사용에 대해 서술하고 있다. 상기 결합제는 긴 사슬 분자의 양단부에서 기능기를 갖는 특정 형태의 표면활성 화학물이다. 분자의 한쪽 단부는 자성 입자의 외측 산화물층에 부착되고, 분자의 다른쪽 단부는 약물용, 항체용, 효소용 등으로 사용시 특정 관심성분에 부착된다.
미국특허 제5.064.550호(1991년, 와이맨에 허여)에는 비극성 탄화수소 오일 캐리어 및 코팅된 자성 입자를 갖는 초-상자성 유체가 개시되어 있다. 자성 입자는 카르복실기에 연결된 사슬에서 오직 탄소 및 수소 원자만을 함유한 유기산으로 구성된 집단에서 선택된 적어도 하나의 산으로 코팅된다. 사슬은 적어도 19개의 탄소 원자와, 지방산으로 아크릴레이트된 아미노산을 포함한다. 또한, 이러한 특허에는 카르복실기에 연결된 사슬이 적어도 19개의 탄소 원자와, 지방산으로 아크릴레이트된 아미노산을 포함하는 유기산으로 구성된 집단에서 선택된 적어도 하나의 산으로 코팅된 자성 입자의 수용성 현탁액을 제공하는 단계를 포함하는 초-상자성 유체의 제조방법이 개시되어 있다.
미국특허 제4.976.883호(1990년, 칸노 등에 허여)에는 자성유체를 준비하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 자성유체는 캐리어 액체에 분산된, 계면활성제로 코팅된 페라이트의 미세 입자를 포함한다. 페라이트의 미세 입자에 흡착되는 계면활성제 또는 제1분산제는 미세 입자를 탄화수소 솔벤트에 분산시키는데 사용되는, 양호하기로는 고지방산 염 및 소르비탄(sorbitan) 에스테르에 분산시키는데 사용되는 것들중 하나이다. 사용된 분산제는 N-폴리알킬렌폴리아민 치환된 알케닐석신이미드, 옥시알킬렌 치환된 인산 에스테르 및 비이온 계면활성제중에서 선택된다.
미국특허 제4.956.113호(1990년, 칸노 등에 허여)에는 자성유체를 준비하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 자성유체는 증발압력이 낮은 베이스 오일에 안정스럽게 분산되어 있는 페라이트의 미세 입자를 함유한다. 이러한 자성유체는 N-폴리알킬렌폴리아민 치환된 알케닐석신이미드를, 비등점이 낮은 탄화수소 솔벤트에 분산되어 있는 계면활성제 흡착된 페라이트의 미세 입자의 현탁액에 첨가하므로써 준비된다. 페라이트의 미세 입자에 흡착된 계면활성제는 탄화수소 솔벤트에 분산시키는데 사용되는, 양호하기로는 고지방산 염 및 소르비탄 에스테르에 분산시키는데 사용되는 것들중 하나이다. 혼합물은 비등점이 낮은 베이스 오일 및 특정 분산제의 첨가에 이어 탄화수소 솔벤트를 제거하기 위해 가열된다. 최종 혼합물은 분산 처리를 받게 된다.
미국특허 제4.938.886호(1990년, 린드스텐에 허여)에는 안정된 콜로이드 현탁액, 분산제 및 캐리어 액체에 자성 입자를 갖는 초-상자성 액체가 개시되어 있다. 이러한 분산제는 A-X-B 구조를 갖는다(A는 비이온 표면 활성제로부터 유도되며, B는 카르복실산 그룹이며, X는 상기 A와 B 사이의 연결기 이다). 이러한 캐리어 액체는 A에 대해서는 열역학적으로 양호한 솔벤트이지만, 단지 올레산으로만 코팅되는 자성 입자로 안정된 초-상자성 액체를 형성할 수는 없다.
미국특허 제3.843.540호(1974년, 라이머드 등에 허여)에는 콜로이드 용액화 기법을 사용하여 자성유체를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 자성유체는 콜로이드 크기의 페리자성체 철 산화물 입자의 침전을 생성하기 위해, 철 염(iron salt)의 수용성 용액을 염기와 반응시키므로써 생산된다. 이러한 입자는 수용성이지만 분해가능한 분산제의 흡착층으로 코팅된다. 그후, 코팅된 입자는 비수용성 형태로 분해되어, 비수용성 캐리어 액체내로 분산된다.
상술한 그 어떤 종래기술도 자성유체의 안정성을 증가시키기 위해 자성유체내의 자성유체 개질제로서 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속 요소의 사용을 제안하고 있지는 않다.
따라서, 자성유체의 안정성을 증가시키기 위해서는 자성유체에 첨가되는 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 자성유체 개질제를 갖는 자성유체가 요망되고 있다. 또한, 자성유체의 안정성을 증가시키기 위해서는 자성유체에 첨가되는 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 자성유체 개질제를 갖는 탄화수소계나 에스테르계 자성유체가 요망되고 있다. 또한, 안정성이 증가된 탄화수소계나 에스테르계 또는 실리콘계 자성유체도 요망되고 있다.
본 발명의 목적은 자성유체의 안정성을 증가시키기 위해, 자성유체에 첨가되는 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 자성유체 개질제를 갖는 자성유체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 자성유체의 안정성을 증가시키기 위해, 자성유체에 첨가되는 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 자성유체 개질제를 갖는 탄화수소계나 에스테르계 또는 실리콘계 자성유체를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 안정성이 증가된 탄화수소계나 에스테르계 또는 실리콘계 자성유체를 형성하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 산화 공격에 대한 자성유체의 저항이 강화되는 자성유체 제조방법 및 자성유체를 제공하므로써 상술한 바와 같은 목적과 기타 다른 목적을 달성한다.
자성유체가 현존의 산업용으로 사용되기 위해서는 2가지 영역에서 안정성을 나타내야만 한다. 그 첫번째로는 고자장 구배하에서 콜로이드 안정성을 가져야만 한다. 자성 입자는 고자장 구배하에서 집괴되어 모이고 나머지 콜로이드로부터 분리되려는 경향을 갖는다. 두번째로는 계면활성제 및 유기 오일 캐리어의 산화와 연관된 화학적 안정성을 가져야만 한다. 모든 유기 오일은 시간의 경과중에 느리거나 빠른 산화처리를 받게 된다. 이것은 오일이 겔이 되거나 고형물로 되는 시점에서 오일의 점도를 증가시킨다.
종래 기술에 따라 제조된 자성유체는 산화 악화에 노출되었을 때 매우 짧은 겔화 시간을 갖는다. 그러나, 본 발명의 자성유체는 산화 악화에 노출되었을 때 매우 긴 내구성을 갖는다. 자성유체의 내구수명에 유용한 겔화 시간이 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 개질제를 사용하지 않고 제조된 자성유체에 대해 용도에 따라 약 10% 이상의 요소에 의해 상당히 강화되었다는 것은 예견할 수 없었던 매우 놀라운 것이다.
본 발명은 자성유체 개질제로서 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속이 첨가된 계면활성제로 코팅된 자성 입자로 구성된 자성유체를 제공한다. 본 발명의 자성유체는 4개의 성분 즉, 오일 캐리어 액체; 하나이상의 유기 표면활성제/분산제; 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 개질제; 미세 자성 입자로 이루어져 있다.
금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속의 첨가가 자성유체의 내구성을 어떻게 증가시키는지에 대해서는 알려져 있지 않다. 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 개질제의 작은 입자가 자성유체를 준비하는데 사용된 계면활성제로 덮이지 않은 영역을 덮기 때문이라는 가설도 있다. 이러한 계면활성제는 매우 긴 꼬리를 갖고 있어서, 표면활성제로 코팅된 자성유체가 유기성 솔벤트 및/또는 오일계 캐리어 유체에 분산되게 한다. 자성유체 요소 개질제는 표면에 이미 연결되어 있는 표면활성제의 꼬리를 통해, 자성 입자의 피복되지 않은 산화가능한 표면을 관통하는 것으로 여겨지고 있다. 이것은 표면을 피복하여 산화 공격으로부터 표면을 보호하지만, 명확하지는 않다.
또한, 요소 개질제가 오일계 캐리어에 존재하여 "버퍼"와 유사한 방식으로 작용한다는 것도 가정할 수 있다. 환언하면, 상기 요소 개질제는 자성 입자 보다 더욱 용이하게 산화 악화된다. 이것은 자성 입자와는 달리 요소 개질제가 그 표면을 보호할 분산제 코팅을 갖고 있지 않기 때문이다. 따라서, 상기 요소 개질제는 산화 흡착제로서 작용한다. 그러나, 이것은 요소 개질제가 자성유체의 내구성을 개선하는 방법에 대한 추측일 뿐이다.
요소 개질제의 중량당 양은 탄화수소계, 에스테르계, 또는 실리콘계 자성유체에 첨가된다. 요소 개질제를 갖는 자성유체는 "에이징" 처리 즉, 일정 시간경과 처리를 받게 된다. 처리후, 과도한 요소 개질제는 처리된 자성유체로부터 분리된다. 상기 "에이징" 처리는 실온 및 실내 상대습도에서 실행되며, 온도 및 상대습도가 증가된다.
그후, 처리된 자성유체는 산화 환경에 놓인다. 처리된 자성유체의 양은 여러개의 유리 접시/병에 첨가된다. 상기 접시/병은 테스트 주기를 단축시키기 위하여 온도가 상승한 환경에 놓인다.
전형적으로, 요소 개질제는 갖고 있지 않지만 실온 및 상대습도에서 에이징 처리에 놓이는 자성유체는 겔화가 시작되기 전에, 150℃에서 지속적으로 작동될 때, 자성유체의 형태에 따라 양호한 시간주기동안 지속적으로 작용할 것이다. 본 발명에 따라 제조된 자성유체는 처리되지 않은 등가물에 비해, 150℃에서 긴 시간주기로 작동될 수 있다.
자성유체의 내구수명은 처리되지 않은 자성유체에 대해 자성유체의 형태에 따라, 약 8% 내지 10%로 상당히 강화된다는 사실은 예견할 수 없는 매우 놀라운 것이다. 처리된 자성유체는 처리되지 않은 자성유체에 비해 산화 공격에 상당한 저항성을 갖는다. 전형적으로, 처리된 자성유체는 산화 공격에 대해 처리되지 않은 자성유체 보다 1.1배 내지 5배의 저항성을 갖는다.
본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
반복된 실험에 따르면, 오일은 고형면, 특히 산화물과의 접촉시 매우 급속하게 산화되는 것으로 밝혀졌다. 매우 작은 크기의 자성 입자와 오일을 혼합하면, 오일의 내구수명을 상당히 감소시킨다. 간단한 연산에 따르면, 200가우스(200G)(20밀리테스라)의 1cc의 자성유체는 직경이 100Å인 1010 내지 1016의 자성 입자를 갖는다. 이러한 자성 입자의 전체 외측면적은 약 30m2 이다. 이것은 1cc 자성유체에서 쉽게 산화되는 자성 입자의 개략적인 표면적만을 나타낸다. 상기 면적은 외측영역의 표면이 일정하지 않고 "정점과 계곡을 갖는" 형상일 경우 더욱 커진다. 분자 반발 및 기하학적 형상으로 인해, 계면활성제는 입자의 외측 영역을 이론적으로 겨우 80% 내지 90% 피복할 뿐이다. 매우 소량의 오일과 접촉하고 있는 피복되지 않은 외측영역은 3m2 내지 6m2이다. 이러한 간단한 연산에 따르면, 오일 및 계면활성제의 주요한 산화효과는 입자의 피복되지 않은 표면적으로부터 산화물의 상당한 표면에 의한 것임을 나타낸다.
본 발명은 자성유체에 첨가하기 위해 요소 개질제를 사용한다. 자성유체의 개선된 수명과 관련된 메카니즘은 알려지지 않고 있다. 그러나, 요소 개질제의 요소 입자는 존재하고 있는 계면활성제의 꼬리를 통해 피복되지 않은 자성 입자표면으로 관통되는 것으로 가정하고 있다. 요소는 입자의 표면에 흡착되거나, 자성 입자의 앞에서 산화 악화를 받게 되는 방어선을 제공한다. 계면활성제가 자성 입자의 표면에 흡착되기 때문에, 계면활성제/자성 입자의 견인도는 타협되지 않으며, 이에 따라 자성유체의 수명을 연장시킨다. 상기 요소 개질제는 "산화 포화"가 이루어지기 전의 시간동안 산화 공격을 받는 희생 요소로 작용하여, 산화 공격이 자성 입자를 관통하게 한다. 한편, 상기 요소 개질제는 산화 공격을 흡수하는 스펀지처럼 작용하므로써, 산화 공격이 계면활성제/자성 입자 인터페이스를 악화시키는 것을 방지한다. 이러한 작용방법은 완전히 발명자측이 가정한 것에 지나지 않는다. 하부의 메카니즘과; 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 개질제를 탄화수소계나 에스테르계 또는 실리콘계 자성유체에 첨가하는 것은 자성유체의 내수수명을 증가시키지 않는다.
본 발명에 사용된 요소 개질제는 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속을 포함한다.
본 발명의 자성유체는 4개의 성분 즉, 오일 캐리어 액체; 하나이상의 유기 표면활성제/분산제; 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속계 개질제; 미세 자성 입자로 이루어져 있다. 일반적으로, 하나이상의 계면활성제를 갖는 자성유체는 자성 입자를 함유하고 있는 자성유체에 요소 개질제를 직접 첨가하므로써 요소 개질제로 처리된다.
하기의 처리 및 실시예에에서는 반응 온도 및 반응이 훨씬 빠른 것으로 가정한다. 다양한 반응 온도로 테스트되지는 않았지만, 반응 시간은 반응 온도에 반비례하는 것으로 가정한다.
일반적 처리
다양한 요소 개질제로 수많은 자성유체가 처리되었다. "에이징"으로도 불리우는 이러한 처리는 일정 시간주기에 대한 다양한 온도조건 및 상대 습도로 실행되었다. 에이징/컨디셔닝 처리후, 처리된 자성유체는 건조상태 및 상승온도 조건하에서 악화 테스트를 받는다. 하기의 표 및 실시예는 도시된 자성유체의 에이징 및 테스트에 사용된 처리 및 악화 변수를 나타내고 있다. 처리된 자성유체와 처리되지 않은 자성유체의 내구성에 대한 개선점을 비교하기 위해, 모든 테스트에서는 정상적인 시료 즉, 실온 및 실내 상대습도에서의 에이징을 제외한 처리/에이징처리를 받지 않는 자성유체의 시료가 테스트를 받는다.
대부분의 처리에서는 하기의 처리과정이 사용된다.
자성유체의 처리과정
내경이 12.9mm이고 외경이 15mm이며 길이가 10mm인 유리접시에 다양한 형태의 자성유체가 주입되어 중량이 측정된다. 유체의 두께가 3mm가 되도록, 유리접시에는 충분한 양의 유체가 주입된다. 제어부로서 사용되는 자성유체를 함유한 접시(즉, 비교 시료)를 제외한 각각의 접시에, 검사될 금속, 금속 혼합물, 합금, 또는 비금속(총칭하여, "요소 개질제")의 0.04g(자성유체의 약 10중량%)이 각각 가해진 후 혼합된다. 그후, 요소 개질제/자성유체 혼합물을 함유한 접시는 일정 시간주기동안 일정한 온도 및 상대습도에 놓인다(에이징 처리).
특정 형태의 자성유체에 사용된 조건이 하기의 실시예 및 표에 도시되어 있다. 에이징 처리후, 자성유체 시료는 산화 악화 테스트 즉, 겔 테스트를 받는다.
겔 테스트 처리과정
처리된 자성유체 시료는 내경이 12.9mm이고 외경이 15mm이며 길이가 10mm인 유리접시에 각각 놓인다. 유리접시내의 자성유체 두께가 약 3mm가 되도록, 충분한 체적의 자성유체가 각각의 접시에 가해진다. 상기 유리 접시는 구멍이 천공되어 있는 알루미늄판(260mm×290mm×7.7mm)에 놓이며, 상기 구멍은 유리 접시가 양호하게 삽입될 수 있는 크기를 갖는다. 그후, 상기 알루미늄판은 특정 테스트가 실행된 온도에 따라, 약 130±3℃, 150±3℃, 170±3℃의 제어온도로 오븐에 놓인다. 상기 유리접시는 주기적으로 오븐에서 제거되어 1시간 내지 2시간동안 냉각된 후, 겔 형성의 징후가 검사된다. 접시내 유체의 메니스커스에는 소형 자석이 배치된다. 상기 메니스커스의 위에 지지된 자석의 일부에 물질이 더 이상 부착되지 않을 때, 자성유체는 겔이 이루어진 것으로 간주된다.
실시예1
4개의 상이한 자성유체의 내구수명에 대한 효과를 위해, 처리과정에는 2가지의 니켈 분말이 사용되었다. 상기 니켈 분말은 일본 쥬오쿠 신카와 2-3-11에 소재하는 야마이시 메탈즈 코포레이션에 의해 상용화되었으며, 카탈로그 넘버 200(P1) 및 카탈로그넘버 255(P2)로 도시되어 있다. 상기 P1은 44미크론(㎛)의 평균 금속 입자크기와, 99%의 순도를 갖는다. 상기 P2는 2.2 내지 2.8미크론(㎛)의 평균 금속 입자크기와, 99%의 순도를 갖는다. 각각의 자성유체의 시료는 각각의 니켈 분말형태에 따라 처리 및 에이징된다. 각각의 시료 형태는 5중량%의 니켈과 10중량%의 니켈 처리시의 효과가 검사되었다. 4개의 자성유체는 캐리어 액체로 사용된 물질과, 자성유체의 자성 입자를 코팅하는데 사용된 분산제에 따라 서로 상이하다. 상기 캐리어 액체는 폴리α올레핀 등과 같은 극성 또는 비극성 액체와, 디에스테르 및 알킬나프탈렌의 혼합물과, 또는 디에스테르와 트리멜리테이트 에스테르의 혼합물이다. 자성유체는 일본, 도쿄도에 소재하는 페레텍 코포레이션에 의해 상용화되었으며; 카탈로그 넘버 CSG26(폴리α올레핀), CSG24A(폴리α올레핀), CSG33(디에스테르+알킬나프탈렌), 및 CFF100A(디에스테르 + 트리멜리테이트 에스테르)로 도시되어 있다. 상기 자성유체는 상술한 바와 같은 처리를 사용하여 테스트된 후; 상술의 처리과정을 사용하여, 하기의 특징부를 제외한 부분에 대해 산화 악화가 테스트된다. 실시예1에 사용된 유리접시는 처리과정에서 서술한 바와 같이 12.9mm 대신에 27mm의 내경을 갖는다. 약 1.7mm의 자성 유체높이를 형성하기 위해 유리접시에는 1cc의 자성유체가 주입된다. 처리된 자성유체 시료는 고온에서 별도의 에이징 처리나 겔 테스트 처리과정을 실행하지 않고서도, 표1-1에 도시된 특정 조건을 받게 된다.
표1-1은 4개의 상이한 자성유체가 받게 되는 조건을 도시하고 있다. 동일한 베이스 자성유체를 갖는 처리된 모든 시료는 상술한 바와 동일한 조건하에 노출된다.
표1-2는 다양한 자성유체 시료에 대한 겔 시간데이터를 도시하고 있으며; 이러한 시료는 표1-1에 도시된 조건에 노출되어 자성유체에 첨가된 요소 개질제의 상이한 양으로, 상이한 니켈 분말로 처리되었다.
이러한 데이터는 자성유체를 처리하기 위해 니켈이 요소 개질제로서 사용되었을 때, 요소 개질제가 겔화가 실행되기 전에 각각의 처리된 자성유체에 대한 시간주기를 연장시킨다는 것을 나타내고 있다.
실시예2
이러한 실시예에서는 8개의 상이한 자성유체의 내구수명에 대한 효과를 위해, 하나의 니켈 분말이 테스트되었다. 사용된 니켈 분말은 상기 P1으로 서술된 것이다. 각각의 시료 형태는 10중량%의 니켈로 처리되었을 때의 효과에 대해 테스트되었다. 8가지 형태의 자성유체는 오일계 캐리어 액체로 사용된 물질과, 자성유체의 자성 입자를 코팅하는데 사용된 분산제에 따라 서로 상이하다. 상기 오일계 캐리어는 폴리α올레핀 등과 같은 극성 또는 비극성 액체와, 디에스테르 및 알킬나프탈렌의 혼합물과, 트리멜리테이트 에스테르, 또는 디에스테르와 트리멜리테이트 에스테르의 혼합물, 후방 폴리올 에스테르 등이다. 자성유체는 일본, 도쿄도에 소재하는 페로텍 코포레이션에 의해 상용화되었으며; 카탈로그 넘버 CSG26(폴리α올레핀), CSG24A(폴리α올레핀), CSG33(디에스테르+알킬나프탈렌), 및 CFF100A(디에스테르+트리멜리테이트 에스테르), CFF200A(트리멜리테이트 에스테르), C103(트리멜리테이트 에스테르), M200(지연된 폴리올 에스테르), 및 H200(지연된 폴리올 에스테르)으로 도시되어 있다. 상기 자성유체는 상술한 바와 같은 처리를 사용하여 테스트된 후; 상술의 처리과정을 사용하여, 하기의 특징부를 제외한 부분에 대해 산화 악화가 테스트된다. 처리된 자성유체 시료는 다양한 시간으로 에이징되며, 다양한 산화 악화온도를 사용하여 테스트된다.
2일, 5일, 10일, 10일, 및 50일 동안 지속되는 에이징 처리에 따른 에이징 효과를 테스트하기 위해 충분한 시료가 생성된다. 또한, 자성유체의 형태에 따라 2가지의 상이한 상승온도 즉, 150℃와 130℃ 또는 170℃와 150℃에서 산화 악화 테스트가 실행되었다.
표2-1은 8개의 상이한 자성유체에 대한 에이징 조건을 도시하고 있다.
표2-2A 및 2-2C는 겔 시간 테스트가 진행되기 전에 니켈 분말로 처리된 후 2일, 5일, 및 10일 동안 에이징된 다양한 자성유체 시료에 대한 겔 시간 데이터를 도시하고 있다. 0일동안 에이징되어 도시된 겔 시간은 처리 및 에이징되지 않은 제어 시료의 겔 시간을 나타낸다.
표2-2D는 도시된 형태의 표준 자성유체를 사용한 비교시료에 대해, 겔 시간 테스트가 진행되기 전에 니켈 분말로 처리된 후 20일 동안 에이징된 다양한 자성유체 시료에 대한 겔 시간 데이터를 도시하고 있다.
표2-2E는 도시된 형태의 표준 자성유체를 사용한 비교시료에 대해, 겔 시간 테스트가 진행되기 전에 니켈 분말로 처리된 후 50일 동안 에이징된 다양한 자성유체 시료에 대한 겔 시간 데이터를 도시하고 있다.
실시예3
이러한 처리과정에서는 8개의 상이한 자성유체의 내구수명에 대한 효과를 위해, 기타 다른 다양한 요소 분말이 테스트되었다. 자성유체는 페로텍 코포레이션에 의해 상용화되었으며, 카탈로그 넘버 H200, CFF200A, REN2050, 071599YH2로 도시되어 있다. 상기 REN2050은 폴리α올레핀계 자성유체이며, 071599YH2는 실리콘계 자성유체이다. 테스트된 요소 개질제는 일본, 도쿄도, 쥬오쿠, 진자 1-20-6에 소재하는 니라코 코포레이션에 의해 상용화되었으며, 그 평균입자크기 및 순도에 따라 표3-1에 도시되어 있다. 각각의 시료는 겔 테스트 처리과정을 받기전에 20일동안 90℃에서 90RH(상대습도)로 에이징된다. 표3-2A 및 표3-2D에 겔 테스트 결과가 도시되어 있다.
또 다른 시료세트에 있어서, 과잉의 요소 개질제는 에이징 처리후 그리고 겔 테스트 이전에 3개의 자성유체(H200, CFF200A, REN2050)로부터 분리된다. 이러한 테스트 시료는 27mm의 내경과 3mm의 두께를 갖는 유리접시에서 실행된다. 접시에는 약 0.2g(자성유체 중량에 대해 약 10중량%)이 가해진다. 에이징후, 요소 개질제는 Whatman#1 필터종이를 사용하여 자성유체로부터 제거된다. 겔 테스트를 위한 시료는 내경이 12.9mm인 상술한 유리접시에 준비되어 있다. 표3-2E에 도시된 바와 같이, 유체가 시각적으로 명확한 요소 개질제를 갖은 않은 후에도, 3개의 자성유체의 내구수명을 개선시키는 효과를 지속적으로 갖도록 요소 개질제가 테스트되었음을 알 수 있다.
자성유체의 내구수명에 대한 각각의 요소의 효과를 테스하는 것과 함께, 자성유체의 유효 내구수명의 연장에 대한 그 효과를 위해 다양한 요소의 혼합물이 테스트되었다. 각각의 금속쌍의 50/50 혼합물이 사용되었다. 처리된 자성유체는 설정의 온도 및 상대습도에서 20일동안 에이징되었다. 표3-3은 CFF200A로 공지된 자성유체를 처리하기 위한 혼합물을 도시하고 있다. 표3-4는 REN2050으로 공지된 자성유체를 처리하기 위한 혼합물을 도시하고 있다.
실시예4
요소 개질제의 50/50 혼합물에 의한 처리는 테스트된 자성유체의 내구수명을 상당히 개선시켰다. 테스트는 거의 동일한 혼합비율을 갖는 합금과 요소 개질제 사이에서, 비교예와 마찬가지로 요소 개질제의 다양한 혼합비율을 갖도록 확장되었다. 표4-1A는 금속 합금을 도시하고 있으며, 표4-1B는 사용된 금속 혼합물 및 그 대응의 표시를 나타내며, 이들은 실시예4의 나머지 표에 사용되었다. 테스트된 자성유체는 일본에 소재하는 페로텍 코포레이션에 의해 상용화되었으며, 카탈로그 넘버 CSG24A, CFF100A, CSG26으로 도시되어 있다. 합금 넘버 H 및 I는 일본, 도쿄도, 치요다쿠, 간다 2-10-12에 소재하는 소에카와 케미칼 컴파니에 의해 상용화되었다. 이러한 표에 사용된 니켈 분말은 야마이시 메탈즈 코포레이션에 의한 카탈로그 넘버 200이다. 상술한 바와 같이, 대부분의 요소 개질는 니라코 코포레이션에 의해 상용화되었다.
상술한 요소 개질제는 50일 및 80일동안 80℃/90%RH 에서 처리될 뿐만 아니라, 20일동안 80℃/90%RH 에서, 또한 20일동안 실온 및 실내 상대습도에서, CSG24A의 시료를 처리하는데 사용되었다. 표4-2는 실온 및 실내 상대습도에서 에이징된 개질되지 않은 자성유체의 겔 시간에, 두가지 에이징 처리에 의해 에이징된 금속개질된 자성유체를 위한 겔 시간비율을 제공한다. 1.0 이상의 비율은 개선된 자성유체를 나타낸다. 상기 두가지 에이징 처리는 비처리된/개질되지 않은 자성유체에 대해, 처리된/개질된 자성유체의 내구수명을 개선시킨다는 것을 인식해야 한다. 그러나, 온도 및 상대습도가 상승한 상태에서 실행되는 에이징 처리는 더욱 양호한 개선을 제공한다.
상술한 요소 개질제는 50일 및 80일동안 80℃/90%RH 에서 처리될 뿐만 아니라, 20일동안 80℃/90%RH 에서, 또한 20일동안 실온 및 실내 상대습도에서, CFF100A의 시료를 처리하는데 사용되었다. 표4-2 및 표4-3은 실온 및 실내 상대습도에서 에이징된 개질되지 않은 자성유체의 겔 시간에, 두가지 에이징 처리에 의해 에이징된 금속개질된 자성유체를 위한 겔 시간비율을 제공한다. 1.0 이상의 비율은 개선된 자성유체를 나타낸다.
또 다른 테스트에 있어서, 상술한 요소 개질제는 50일 및 80일동안 80℃/90%RH 에서 처리될 뿐만 아니라, 20일동안 80℃/90%RH 에서, 또한 20일동안 실온 및 실내 상대습도에서, CFF100A의 시료를 처리하는데 사용되었다. 표4-2 및 표4-3은 실온 및 실내 상대습도에서 에이징된 개질되지 않은 자성유체의 겔 시간에, 두가지 에이징 처리에 의해 에이징된 금속개질된 자성유체를 위한 겔 시간비율을 제공한다. 1.0 이상의 비율은 개선된 자성유체를 나타낸다.
혼합물에서 하나 또는 기타 다른 요소로 처리된 것보다 처리될 자성유체의 긴 내구수명을 제공하는 시너지 효과가 전개되는지를 알기 위하여, 혼합물과 합금의 대형 조합이 선택되었다. 요소들의 이러한 조합이 시너지 효과를 제공한다는 것을 인식하는 것은 놀라운 일이다. 그러나, 이러한 시너지 효과에 대한 이유는 명확하지 않으며; 겔 테스트 데이터의 비교에 따르면, 자성유체를 처리하는데 사용된 설정비율로 상기 요소를 조합하면 시너지 효과가 생성되는 것을 나타내고 있다. 표4-5는 요소 개질제 조합의 일부에 대한 시너지 효과를 도시하고 있다. 숫자는 실온 및 실내 상대에서 에이징된 개질되지 않은 자성유체의 겔 시간에 대한, 금속개질된 자성유체를 위한 겔 시간의 비율을 나타낸다.
80℃ alc 90% 상대습도에서 요소개질된 자성유체의 에이징은 자성유체의 겔 시간을 강화시킨다는 것을 인식해야 한다. 에이징 주기는 자성유체의 형태와 요소 개질제의 선택에 의존한다.
실시예5
이러한 실시예에서는 상술한 에이징 및 처리과정을 사용하여 28개의 금속 및 비금속 개질제가 테스트되었다. 표5-1에는 금속 및 비금속 개질제와, 그 카탈로그 넘버와, 제조자(니라코 코포레이션 또는 소에카와 케미칼 컴파니 리미티트)와, 평균입자크기와, 순도비율이 도시되어 있다. 테스트될 자성유체는 실온 및 실내 상대습도로 에이징된 제어부를 제외하고는, 80℃/90%RH에서 에이징을 사용하는 실시예4에서 테스트된 자성유체와 동일하다.
자성유체 CSG24A의 충분한 시료를 처리하기 위해 28개의 요소 개질제가 사용되었으며; 시료를 겔 테스트하기 전에, 20일, 50일, 80일동안 에이징이 실행되었다. 시료는 2개의 집단으로 분류되었으며, 그중 하나의 집단은 80℃/90%RH에서 에이징되며, 두번째 집단은 실온 및 실내 상대습도로 에이징된다. 표5-2A는 높은 온도 및 상대습도에서 처리된 자성유체에 대한 테스트 데이터와, 실내 온도 및 습도에서 에이징된 처리된 자성유체에 대한 테스트 데이터를 도시하고 있다.
20일동안 실온에서의 겔 시간은 표준인 것으로 즉, 1.0으로 간주된다. 겔 시간이 10% 이상 긴 시료가 결정되어 표5-2B에 도시되어 있다
자성유체 CFF100A의 충분한 시료를 처리하기 위해 동일한 갯수의 요소 개질제가 사용되었으며; 시료를 겔 테스트하기 전에, 20일, 50일, 80일동안 에이징이 실행되었다. 시료는 2개의 집단으로 분류되었으며, 그중 하나의 집단은 80℃/90%RH에서 에이징되며, 두번째 집단은 실온 및 실내 상대습도로 에이징된다. 표5-3은 높은 온도 및 상대습도에서 처리된 자성유체에 대한 테스트 데이터와, 실내 온도 및 습도에서 에이징된 처리된 자성유체에 대한 테스트 데이터를 도시하고 있다.
상술한 바와 같이, 20일동안 실온에서의 시료의 겔 시간은 20일동안 실온에서의 겔 시간은 표준인 것으로 즉, 1.0으로 간주된다. 겔 시간이 10% 이상 긴 시료가 결정되어 표5-3B에 도시되어 있다.
자성유체 CSG26의 충분한 시료를 처리하기 위해 동일한 갯수의 요소 개질제가 사용되었으며; 시료를 겔 테스트하기 전에, 20일, 50일, 80일동안 에이징이 실행되었다. 시료는 2개의 집단으로 분류되었으며, 그중 하나의 집단은 80℃/90%RH에서 에이징되며, 두번째 집단은 실온 및 실내 상대습도로 에이징된다. 표5-4A는 높은 온도 및 상대습도에서 처리된 자성유체에 대한 테스트 데이터와, 비처리된 자성유체에 대해 실내 온도 및 습도에서 에이징된 처리된 자성유체에 대한 테스트 데이터를 도시하고 있다.
상술한 바와 같이, 20일동안 실온에서의 겔 시간은 표준인 것으로 즉, 1.0으로 간주되며; 겔 시간이 10% 이상 긴 시료가 결정되어 표5-4B에 도시되어 있다
표6은 제어부 또는 비교예로서, 20일동안 실온 및 실내 상대습도에서 자성유체의 겔 시간에 대해, 겔 시간이 개선된 유효 요소 및 조건을 요약하고 있다.
자성 입자로서 기타 다른 철 산화물이 아닌 페라이트를 사용하는 자성유체의 충분한 시료를 처리하기 위해 동일한 갯수의 개질제가 사용되었다. 일본, 251-0861, 가나가와켄, 후지사와시, 오호바 5244-1에 소재하는 시그마 하이케미칼 인코포레이트에 의해, 망간-아연(Mn-Zn) 페라이트 입자를 갖는 자성유체를 얻었다. 시료를 겔 테스트하기 전에, 20일, 50일, 80일동안 에이징을 실행하기 위해, 자성유체 A-300의 충분한 시료가 사용되었다. 시료는 2개의 집단으로 분류되었으며, 그중 하나의 집단은 80℃/90%RH에서 에이징되며, 두번째 집단은 실온 및 실내 상대습도로 에이징된다. 표7A는 높은 온도 및 상대습도에서 처리된 자성유체에 대한 테스트 데이터와; 처리되지 않은 자성유체에 대해, 실내 온도 및 습도에서 에이징된 처리된 자성유체에 대한 테스트 데이터를 도시하고 있다.
상술한 바와 같이, 20일동안 실온에서의 겔 시간은 표준인 것으로 즉, 1.0으로 간주되며; 겔 시간이 10% 이상 긴 시료가 결정되어 표7B에 도시되어 있다
본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (39)

  1. 캐리어 액체와,
    적어도 하나의 계면활성제로 코팅된 다수의 자성 입자를 포함하며,
    상기 다수의 자성 입자는 캐리어 액체내에 분산되며, 상기 캐리어 액체내에는 적어도 하나의 요소 개질제가 분산되는 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  2. 제1항에 있어서, 상기 요소 개질제는 금속, 금속 혼합물, 금속 합금, 및 비금속중 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  3. 제2항에 있어서, 상기 요소 개질제는 하기에 서술되는 것중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
    니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금, 붕소, 디스프로슘, 에르븀, 가돌리늄, 게르마늄, 홀뮴, 인듐, 이리듐, 팔라듐, 납, 몰리브덴, 네오디뮴, 오스뮴, 로듐, 사마륨, 탄탈룸, 주석, 텅스텐, 이트륨, 지르코늄, 이테르븀, 탄소, 툴륨, 테르븀, 프라세오디뮴.
  4. 제3항에 있어서, 상기 요소 개질제는 하기에 서술되는 것중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
    니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금, 붕소, 디스프로슘, 에르븀, 가돌리늄, 사마륨, 이트륨, 이테르븀, 툴륨, 홀뮴, 프라세오디뮴, 테르븀.
  5. 제4항에 있어서, 상기 금속은 니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  6. 제2항에 있어서, 상기 요소 개질제는 청동; 백동; 니켈 크롬; 니켈 은; 팔라듐 은; 지르코늄 니켈; 티타늄 니켈; 황동; 크롬, 니켈, 망간, 실리콘, 및 철의 혼합물; 크롬, 니켈, 망간, 실리콘, 몰리브덴, 및 철의 혼합물중 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  7. 제1항에 있어서, 상기 요소 개질제는 약 99%의 순도를 갖는 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  8. 제1항에 있어서, 상기 요소 개질제는 다수의 요소 개질제 입자를 가지며, 상기 요소 개질제 입자는 약 1㎛ 내지 170㎛의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  9. 제2항에 있어서, 상기 금속 혼합물은 적어도 제1금속성분 및 제2금속성분을 가지며, 상기 제1금속성분 및 제2금속성분은 약 10% 내지 90%의 금속 혼합물로 각각 제조되는 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  10. 제9항에 있어서, 상기 금속 혼합물은 적어도 제1금속성분 및 제2금속성분을 가지며, 상기 제1금속성분 및 제2금속성분은 약 50%의 금속 혼합물로 각각 제조되는 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  11. 캐리어 액체와,
    적어도 하나의 계면활성제로 코팅된 다수의 자성 입자와,
    상기 캐리어 액체내에 분산되는 적어도 하나의 요소 개질제를 포함하며,
    상기 다수의 자성 입자는 캐리어 액체내에 분산되며; 상기 요소 개질제는 금속, 금속 혼합물, 금속 합금, 비금속중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  12. 제11항에 있어서, 상기 캐리어 액체는 극성 또는 비극성 액체인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  13. 제12항에 있어서, 상기 캐리어 액체는 낮은 비등점 및 낮은 점도를 갖는 탄화수소계 오일, 에스테르계 오일, 실리콘계 오일로 구성된 집단에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  14. 제11항에 있어서, 상기 요소 개질제는 하기에 서술되는 것중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
    니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금, 붕소, 디스프로슘, 에르븀, 가돌리늄, 게르마늄, 홀뮴, 인듐, 이리듐, 팔라듐, 납, 몰리브덴, 네오디뮴, 오스뮴, 로듐, 사마륨, 탄탈룸, 주석, 텅스텐, 이트륨, 지르코늄, 이테르븀, 탄소, 툴륨, 테르븀, 프라세오디뮴.
  15. 제14항에 있어서, 상기 요소 개질제는 하기에 서술되는 것중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
    니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금, 붕소, 디스프로슘, 에르븀, 가돌리늄, 사마륨, 이트륨, 이테르븀, 툴륨, 홀뮴, 프라세오디뮴, 테르븀.
  16. 제15항에 있어서, 상기 요소 개질제는 니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  17. 제11항에 있어서, 상기 요소 개질제는 청동; 백동; 니켈 크롬; 니켈 은; 팔라듐 은; 지르코늄 니켈; 티타늄 니켈; 황동; 크롬, 니켈, 망간, 실리콘, 및 철의 혼합물; 크롬, 니켈, 망간, 실리콘, 몰리브덴, 및 철의 혼합물중 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
  18. 혼합물을 형성하는 자성 유체에 요소 개질제를 첨가하는 단계와,
    상기 혼합물을 설정시간동안 에이징하는 단계를 포함하는 처리과정에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 자성유체.
  19. 제18항에 있어서, 상기 에이징 단계는 상승한 온도 및 상승한 상대습도에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 에이징 단계는 약 80℃에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  21. 제19항에 있어서, 상기 에이징 단계는 약 90℃에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  22. 제18항에 있어서, 상기 에이징 단계는 80℃의 온도와 약 90%의 상대습도에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  23. 제18항에 있어서, 상기 에이징 단계는 90℃의 온도와 약 90%의 상대습도에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  24. 제18항에 있어서, 상기 에이징 단계는 실온 및 실내 상대습도에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  25. 제18항에 있어서, 상기 에이징 단계는 약 2일 내지 약 80일 주기로 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  26. 제18항에 있어서, 상기 자성유체로부터 과잉의 요소 개질제를 제거하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  27. 자성유체의 양을 얻는 단계와,
    설정량의 요소 개질제를 상기 자성유체의 양에 첨가하는 단계와,
    상기 자성유체의 양과 요소 개질제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계와,
    상기 혼합물을 설정시간동안 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 요소 개질제 첨가단계는 약1㎛ 내지 약 170㎛의 다수의 입자를 갖는 요소 개질제를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 요소 개질제 첨가단계는 요소 개질제를 선택하는 단계를 포함하며; 상기요소 개질제는 금속, 비금속, 금속 합금, 비금속중 하나인 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 요소 개질제 첨가단계는 요소 개질제를 선택하는 단계를 포함하며; 상기 요소 개질제는 하기에 서술되는 것중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
    니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금, 붕소, 디스프로슘, 에르븀, 가돌리늄, 게르마늄, 홀뮴, 인듐, 이리듐, 팔라듐, 납, 몰리브덴, 네오디뮴, 오스뮴, 로듐, 사마륨, 탄탈룸, 주석, 텅스텐, 이트륨, 지르코늄, 이테르븀, 탄소, 툴륨, 테르븀, 프라세오디뮴.
  31. 제27항에 있어서, 상기 요소 개질제 첨가단계는 요소 개질제를 선택하는 단계를 포함하며; 상기 요소 개질제는 하기에 서술되는 것중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 성분.
    니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금, 붕소, 디스프로슘, 에르븀, 가돌리늄, 사마륨, 이트륨, 이테르븀, 툴륨, 홀뮴, 프라세오디뮴, 테르븀.
  32. 제27항에 있어서, 상기 요소 개질제 첨가단계는 요소 개질제를 선택하는 단계를 포함하며; 상기 요소 개질제는 니켈, 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 은, 백금, 금중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  33. 제27항에 있어서, 상기 에이징 단계는 상승한 온도 및 상승한 상대습도에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체.
  34. 제27항에 있어서, 상기 에이징 단계는 약 80℃에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  35. 제19항에 있어서, 상기 에이징 단계는 약 90%의 상대습도에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  36. 제27항에 있어서, 상기 에이징 단계는 80℃의 온도와 약 90%의 상대습도에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  37. 제27항에 있어서, 상기 에이징 단계는 실온 및 실내 상대습도에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  38. 제27항에 있어서, 상기 에이징 단계는 약 2일 내지 약 80일 주기로 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
  39. 제27항에 있어서, 상기 혼합물로부터 과잉의 요소 개질제를 제거하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자성유체 제조방법.
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