(57)【要約】      （修正有）【課題】使用環境に求められる粘度と応答性を両立できる磁性流体を提供する。【解決手段】磁性流体は、無機質のシロキサン結合に有機基の側鎖を有するポリシロキサンからなるシリコーンオイルと、シリコーンオイル中に分散された複数の磁性粒子からなる磁性粒子群と、磁性粒子それぞれの表面を覆う石油系の界面活性剤と、からなる。シリコーンオイルには、ポリシロキサンの有機基としてアルキル基またはフェニル基が採用されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質のシロキサン結合に有機基の側鎖を有するポリシロキサンからなるシリコーンオイルと、
前記シリコーンオイル中に分散された複数の磁性粒子からなる磁性粒子群と、
前記磁性粒子それぞれの表面を覆う石油系の界面活性剤と、からなり、
前記シリコーンオイルには、ポリシロキサンの有機基としてアルキル基、芳香族基、またはそれらを組み合わせた官能基が採用されている、
磁性流体。
【請求項２】
前記シリコーンオイルには、ポリシロキサンの有機基としてエチル基が採用されている、
請求項１に記載の磁性流体。
【請求項３】
前記磁性粒子群は、単位体積あたりに分散された磁性粒子の粒子量に応じた飽和磁化が１０ｍＴ以上となる量だけ前記シリコーンオイル中に分散されている、
請求項１または請求項２に記載の磁性流体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコーンオイル中に磁性粒子群を分散させてなる磁性流体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、温度による粘性変化を抑えた磁性流体としてシリコーンオイルを基材として採用することが行われている（特許文献１参照）。この磁性流体では、磁性粒子との親和性を有する第１界面活性剤およびシリコーンオイルとの親和性を有する第２界面活性剤という２種類の界面活性剤で覆うことにより、磁性粒子のシリコーンオイル中での分散性を持たせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平10-23307号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記磁性流体では、シリコーンオイルに分散させる磁性粒子の数に応じて界面活性剤の占める領域も大きくなりやすいため、磁性流体としての粘度が高くなりやすい。磁性流体は、磁場勾配の影響を受ける環境で使用されるものであり、磁場の変化を受けて磁性粒子が偏在してしまうことのないよう、より多くの磁性粒子を分散させておくことが望ましい一方で、磁性流体としての応答性という点では粘度が不必要に高くなることは望ましくない。粘度に応じてシリコーンオイル中で磁性流体が受ける抵抗も大きくなり、磁場の変化に対する応答が安定しなくなるなど磁場環境下の分散性が低下するためである。
【０００５】
そのため、上記のように２つの界面活性剤で磁性粒子を覆う磁性流体では、磁性粒子の数に応じて粘度が高くなりやすいという点で、磁性粒子を増やしにくく、使用環境に求められる粘度と応答性を両立できない場合がある。このことは、磁性流体としての使用環境が限定されることを意味している。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、使用環境に求められる粘度と応答性を両立できる磁性流体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１局面は、無機質のシロキサン結合に有機基の側鎖を有するポリシロキサンからなるシリコーンオイルと、前記シリコーンオイル中に分散された複数の磁性粒子からなる磁性粒子群と、前記磁性粒子それぞれの表面を覆う石油系の界面活性剤と、からなり、前記シリコーンオイルには、ポリシロキサンの有機基としてアルキル基、芳香族基、またはそれらを組み合わせた官能基が採用されている磁性流体である。
【０００８】
この局面では、以下に示す第２局面のようにしてもよい。
第２局面において、前記シリコーンオイルには、ポリシロキサンの有機基としてエチル基が採用されている。
【０００９】
本願出願人は、ポリシロキサンの有機基を適切に選択したシリコーンオイルを用いることで、このシリコーンオイルと石油系の界面活性剤で覆われた磁性粒子との親和性により、シリコーンオイル中での磁性粒子の分散性（均一に分散して偏りにくい性能）を持たせられることを見出している。
【００１０】
そのため、上記各局面の磁性流体であれば、１種類の界面活性剤のみであっても磁性粒子のシリコーンオイル中での分散性を持たせることができ、２種類の界面活性剤を使用する場合と比べて、磁性粒子の数が同数であれば、磁性粒子の数に応じて界面活性剤の占める領域が大きくなりにくく、磁性流体としての粘度も高くなりにくい。
【００１１】
このように、上記各局面の磁性流体では、シリコーンオイルに分散させる磁性粒子を増やしても粘度が高くなりにくいため、使用環境に求められる粘度と応答性を両立することが可能となる結果、使用環境の選択肢を増やすことができる。
【００１２】
また、上記局面の磁性流体は、以下に示す第３局面のようにしてもよい。
第３局面においては、前記磁性粒子群は、単位体積あたりに分散された磁性粒子の粒子量に応じた飽和磁化が１０ｍＴ以上となる量だけ前記シリコーンオイル中に分散されている。
【００１３】
この局面の磁性流体では、磁性粒子群の分散量を１０ｍＴ以上に増やしたとしても、磁性流体としての粘度を１０００ｍＰａ．ｓを超えない範囲とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】比較対象の磁性流体における評価結果を示すグラフ
【図２】本発明の磁性流体における評価結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
磁性流体は、ポリシロキサンからなるシリコーンオイルと、シリコーンオイル中に分散された複数の磁性粒子からなる磁性粒子群と、磁性粒子それぞれの表面を覆う界面活性剤と、からなる。
【００１６】
シリコーンオイルは、無機質のシロキサン結合に有機基の側鎖を有するポリシロキサンからなり、この有機基としては、エチル基、プロピル基、ブチル基といった直鎖型・分岐型の標準的なアルキル基、フェニル基などの芳香族基、それらを組み合わせた官能基を採用することができる。シリコーンオイルの典型的な化学式は、以下のとおりである。なお、下記化学式におけるＲはアルキル基またはフェニル基である。
【００１７】
【化１】
2020184554.tif 000002
【００１８】
ここで、有機基としてエチル基を採用したポリジエチルシロキサンとしては、シロキサンの重合度合いに応じた動粘度のものを用いることができる。具体的には、米国Ｇｅｌｅｓｔ社製のポリジエチルシロキサン（製品コードＤＥＳ−Ｔ１１、ＤＥＳ−Ｔ１２、ＤＥＳ−Ｔ１５；シロキサンの重合度合いに応じた動粘度５５ｃＳｔ以下のもの）を用いることが考えられる。
【００１９】
磁性粒子群は、磁性粒子として酸化鉄系の粒子が用いられているが、その他、フェロ磁性を示す粒子、反フェロ磁性を示す粒子、常磁性または超常磁性を示す粒子のうちの１種類以上の粒子からなるもの、より具体的には、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、カルボニル鉄、鉄合金、酸化鉄、窒化鉄、炭化鉄、低炭素鋼、希土類、これらの混合物、または、これら１種類以上の合金を材料とするものを用いることもできる。
【００２０】
界面活性剤は、石油系の界面活性剤であり、少なくとも一つの極性基を有する炭化水素系のものとして、例えば、直鎖型炭化水素系や芳香族炭化水素系などが挙げられる。
本願出願人は、シリコーンオイルおよび界面活性剤の極性に着目したうえで、本発明の磁性流体に適用可能な界面活性剤を選定した。具体的には、シリコーンオイルのポリシロキサンがＳｉ−Ｏの結合に含まれる酸素により電子の偏りによる“極性”を有する一方、一般的なアルキル基やフェニル基には、分子中に酸素原子を含有していないなどといった要因から大きな電子の偏りがなく、”極性”を有していない（つまり非極性である）。そのため、このアルキル基やフェニル基との親和性を高める観点で、同じく非極性である石油系や脂肪酸などの界面活性剤の中から上記の界面活性剤を選定している。
【００２１】
こうして、シリコーンオイルと石油系の界面活性剤で覆われた磁性粒子との親和性を高めることにより、シリコーンオイル中で磁性粒子を均一に分散させて偏りにくくすることができる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
（２）評価
本願出願人は、本発明の磁性流体を評価すべく、比較対象となる磁性流体を用意し、それの粘度を試験している。
【００２３】
まず、比較対象となる磁性流体として、ポリジメチルシロキサンからなる４種類（動粘度が異なる）のシリコーンオイルを用意し、それぞれに酸化鉄からなる標準的な粒径分布（平均粒径１０ｎｍ）の磁性粒子からなる磁性粒子群を分散させたものを作製した。磁性粒子は、それぞれに、特許文献１に記載された少なくとも一つの極性基を有する炭化水素系の第１界面活性剤と、シリコーンオイル担体に可溶性を有するシリコーン系の第２界面活性剤とをコーティングして用いている。
【００２４】
磁性流体としては、単位体積（立方センチ）あたりに分散された磁性粒子の粒子量（重量ｇまたは単位体積）に応じた飽和磁化が１０ｍＴ（ミリテスラ）以上となる量だけシリコーンオイル中に磁性粒子群を分散させている。
【００２５】
本試験に際しては、シリコーンオイルの種類ごとに、磁性粒子群の分散量を１０ｍＴ以上で異ならせた複数の磁性流体を作製したうえで、各シリコーンオイルの粘度を試験した。粘度は、ＪＩＳ  Ｚ８８０３「円錐平板形回転粘度計による粘度測定方法」に従い、Ｅ型粘度計を使用して測定した。Ｅ型粘度計としては、東機産業株式会社製のＲ８５形粘度計を用いた。
【００２６】
この試験における、シリコーンオイルそれぞれの磁性粒子群の分子量と粘度との関係をみると、図１に示すように、磁性粒子群の粒子量１７ｍＴを超えた領域では、いずれのシリコーンオイルを用いた磁性流体においても、粘度が１０００ｍＰａ．ｓを超えていることが確認された。
【００２７】
これに対し、本発明の磁性流体として、米国Ｇｅｌｅｓｔ社製のポリジエチルシロキサンからなる下記３種類のシリコーンオイルを用意し、それぞれに酸化鉄からなる標準的な粒径分布（平均粒径１０ｎｍ）の磁性粒子からなる磁性粒子群を分散させることにより磁性流体を作製した。磁性粒子は、それぞれ炭化水素系の一般的な界面活性剤をコーティングして用いている。
※シリコーンオイルの種類
・製品コードＤＥＳ−Ｔ１１：動粘度６．３〜１３．２ｃＳｔ
・製品コードＤＥＳ−Ｔ１２：動粘度１３．５〜２２ｃＳｔ
・製品コードＤＥＳ−Ｔ１５：動粘度３６〜５５ｃＳｔ
磁性流体としては、単位体積（立方センチ）あたりに分散された磁性粒子の粒子量（重量ｇまたは単位体積）に応じた飽和磁化が１５ｍＴ（ミリテスラ）以上となる量だけシリコーンオイル中に磁性粒子群を分散させている。なお、このように、シリコーンオイル中に、石油系の界面活性剤で覆われた磁性粒子を分散させた磁性流体では、１種類の界面活性剤のみであっても、上記比較対象となる磁性流体と同様に、磁性粒子が均一に分散され偏りにくくなっていることが確認されている。これは、界面活性剤とシリコーンオイルとの親和性に起因するものといえる。
【００２８】
本試験に際しては、シリコーンオイルの種類ごとに、磁性粒子群の分散量を１５ｍＴ以上で異ならせた複数の磁性流体を作製したうえで、各シリコーンオイルの粘度を試験した。粘度は、上記と同様、Ｅ型粘度計を使用して測定した。
【００２９】
この試験による、磁性粒子群の分散量と粘度との関係は、下記表１のとおりであり、この結果をみると、図２に示すように、磁性粒子群の分散量１５ｍＴ〜５０ｍＴに対する粘度は、いずれのシリコーンオイルを用いた磁性流体においても、１０００ｍＰａ．ｓを超えない範囲となることが確認された。このように、比較対象の磁性流体よりも磁性粒子群の分散量に応じた粘度の上昇が抑えられていることがわかる。
【００３０】
【表１】
2020184554.tif 000003
【００３１】
このように、磁性粒子群の分散量に応じた粘度の上昇が抑えられていることにより、粘度に応じてシリコーンオイル中で磁性流体が受ける抵抗も抑えられるため、磁場の変化に対する応答が安定するなど磁場環境下の分散性が高いものとなっている。
（３）作用，効果
上記磁性流体であれば、１種類の界面活性剤のみであっても磁性粒子のシリコーンオイル中での分散性を持たせることができ、２種類の界面活性剤を使用する場合と比べて、磁性粒子の数が同数であれば、磁性粒子の数に応じて界面活性剤の占める領域が大きくなりにくく、磁性流体としての粘度も高くなりにくい。こうして、シリコーンオイルに分散させる磁性粒子を増やしやすく、使用環境に求められる粘度と応答性を両立することが可能となるため、使用環境の選択肢を増やすことができる。
【００３２】
例えば、応答性よりも分散性など別の性能が優先される使用環境が想定される場合には、磁性粒子に分散性を向上させるべく別の界面活性剤を付与したり、シリコーンオイルに酸化防止剤を含有させたりすることにより、その使用環境での使用が実現可能となる。
【００３３】
特に、上記磁性流体では、磁性粒子群の分散量を１５ｍＴ以上に増やしたとしても、磁性流体としての粘度を１０００ｍＰａ．ｓを超えない範囲とすることができる。これにより、２種類の界面活性剤を使用する場合と比べて、より多くの磁性粒子群を分散させた分散性の高い磁性粒子を実現することができる。
【図１】
2020184554.tif 000004
【図２】
2020184554.tif 000005