(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動点が−２７．５℃以下であり、かつ、ＯＥＣＤ化学物質ガイドライン３０１Ｃ修正ＭＩＴＩ試験に準じた２８日後の分解度が８０％以上である不飽和脂肪酸エステルと、強磁性体粉末と、を含み、前記不飽和脂肪酸エステルが、菜種油イソブチルエステルおよび菜種油セカンダリーブチルエステルから選ばれる少なくとも１種である磁気レオロジー流体。
【請求項２】
前記不飽和脂肪酸エステルの含有量が磁気レオロジー流体全量の５〜５０重量％であり、かつ前記強磁性体粉末の含有量が磁気レオロジー流体全量の５０〜９５重量％である請求項１に記載の磁気レオロジー流体。
【請求項３】
膨潤性層状粘土鉱物をさらに含む請求項１または２に記載の磁気レオロジー流体。
【請求項４】
前記膨潤性層状粘土鉱物の含有量が、前記不飽和脂肪酸エステル１００重量部に対して、５〜２５重量部である請求項３に記載の磁気レオロジー流体。
【請求項５】
界面活性剤をさらに含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気レオロジー流体。
【請求項６】
前記界面活性剤の含有量が、前記不飽和脂肪酸エステル１００重量部に対して、０．１〜１０重量部である請求項５に記載の磁気レオロジー流体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気レオロジー流体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気レオロジー流体（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄｓ）は、分散媒（キャリヤー流体）と強磁性体粉末とを含み、強磁性体粉末が分散媒中に分散した流体であり、外部から印可される磁界の有無や磁界の強さ等によって、その粘度及び流動特性が極めて大きく変化する。
【０００３】
より具体的には、磁気レオロジー流体は、外部磁界の非印加時（外部磁界の強さＨ＝０のとき）にはニュートン流体（せん断応力とせん断速度とが正の比例関係を有する流体）の特性を示し、外部磁界の印加時には見掛け上の粘度が著しく上昇して降伏応力が現れ、ビンガム流体（一定の剪断応力に達しないと流動を始めない流体）の特性を示す。そして、外部磁界を取り除くと、磁気レオロジー流体の粘度が再び外部磁界の非印可時の粘度に戻る可逆性を示す。磁気レオロジー流体の外部磁界印可時の粘度は、初期状態（外部磁界非印可時）の粘度の１０5〜１０6倍にもなる。磁気レオロジー流体のこのような粘度特性は、ＭＲ効果と呼ばれている。
【０００４】
従来から、磁気レオロジー流体の分散媒としては、シリコーン油、鉱油、アルキルベンゼン等が使用されている。しかしながら、これらの分散媒は生分解性に乏しいため、環境に漏出した場合に環境汚染を引き起こし、環境に与える負荷が大きい。また、分散媒としてのフタル酸ジオクチルに、球状カルボニル鉄粉と、モンモリナイトを主成分とするスメクタイト系ベントナイト（膨潤性層状粘土鉱物）とを分散させた磁気レオロジー流体が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、フタル酸ジオクチルも環境汚染を引き起こす傾向がある。
【０００５】
また、分散媒としての菜種油に、球状カルボニル鉄粉及びルーセンタイト（商標名、膨潤性層状粘土鉱物）を分散させた磁気レオロジー流体が提案されている（特許文献２及び非特許文献１参照）。菜種油は、優れた生分解性を有し、環境に与える負荷が小さいものの、粘度が高く且つ流動点が−１７．５℃である。このため、菜種油を分散媒とする磁気レオロジー流体は、寒冷地での屋外使用においてその機能を十分に発揮しない場合がある。
【０００６】
また、菜種油を分散媒とする磁気レオロジー流体は、菜種油の粘度が元々高いことから、磁場非印可時においても比較的高い粘度を有している。このため、菜種油を分散媒とする磁気レオロジー流体は、磁場非印可時から磁場印可時まで高い粘度領域での制御しか可能にならないという問題を有している。高い粘度領域のみの制御では、用途に応じた最適な粘度（流動状態）が得られない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−０７１９５５号公報
【特許文献２】特開２００５−２４３８１１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「新規チキソトロピー性ＭＲ流体の作製と分散安定性評価」、電気学会全国大会講演論文集、２０１０年、２号、１５０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、環境への負荷が少なく、寒冷地等の低温環境下での使用が可能であり、かつ、低粘度から高粘度までの幅広い制御が可能である磁気レオロジー流体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するための研究過程において、流動点が−２７．５℃以下であり、かつ、ＯＥＣＤ化学物質ガイドライン３０１Ｃ修正ＭＩＴＩ試験に準じた２８日後の分解度が８０％以上であり、低温環境下で粘度が菜種油よりも顕著に低い不飽和脂肪酸エステルを見出した。
【００１１】
そして、本発明者らは、上記の不飽和脂肪酸エステルを分散媒として用いる場合には、１）環境に漏出しても環境に与える負荷が少なく、２）磁場非印可時にはニュートン流体として、磁場印可時にはビンガム流体としてそれぞれ挙動し、３）低温環境下でも流動性を有することから低温環境下での使用が可能であり、４）さらに磁場非印可時の低粘度領域から磁場印可時の高粘度領域までの幅広い流動状態に制御可能である、磁気レオロジー流体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち本発明は、下記（１）〜（６）の磁気レオロジー流体を提供する。
（１）流動点が−２７．５℃以下であり、かつ、ＯＥＣＤ化学物質ガイドライン３０１Ｃ修正ＭＩＴＩ試験に準じた２８日後の分解度が８０％以上である不飽和脂肪酸エステルと、強磁性体粉末と、を含み、不飽和脂肪酸エステルが、菜種油イソブチルエステルおよび菜種油セカンダリーブチルエステルから選ばれる少なくとも１種である磁気レオロジー流体。
（２）不飽和脂肪酸エステルの含有量が磁気レオロジー流体全量の５〜５０重量％であり、かつ強磁性体粉末の含有量が磁気レオロジー流体全量の５０〜９５重量％である上記（１）の磁気レオロジー流体。
（３）膨潤性層状粘土鉱物をさらに含む上記（１）または（２）の磁気レオロジー流体。
（４）膨潤性層状粘土鉱物の含有量が、不飽和脂肪酸エステル１００重量部に対して、５〜２５重量部である上記（３）の磁気レオロジー流体。
（５）界面活性剤をさらに含む上記（１）〜（４）のいずれかの磁気レオロジー流体。
（６）界面活性剤の含有量が、不飽和脂肪酸エステル１００重量部に対して、０．１〜１０重量部である上記（５）の磁気レオロジー流体。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の磁気レオロジー流体は、環境に与える負荷が非常に小さく、寒冷地等の低温環境下でも優れた流動性を示し、その機能を十分に発揮することができる。また、本発明の磁気レオロジー流体は、低温環境下でも低い粘度を有しているため、磁場非印可時の低粘度領域から磁場印可時の高粘度領域まで、幅広い流動状態に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【図２】実施例２の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【図３】実施例３の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【図４】実施例４の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【図５】比較例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１〜４及び比較例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時のせん断速度４．４（１／秒）におけるせん断応力と温度との関係を示すグラフである。
【図７】実施例１〜４及び比較例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時のせん断速度１１（１／秒）におけるせん断応力と温度との関係を示すグラフである。
【図８】実施例１〜４及び比較例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時のせん断速度２２（１／秒）におけるせん断応力と温度との関係を示すグラフである。
【図９】実施例１〜４及び比較例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時のせん断速度３３（１／秒）におけるせん断応力と温度との関係を示すグラフである。
【図１０】実施例１〜４及び比較例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時のせん断速度４４（１／秒）におけるせん断応力と温度との関係を示すグラフである。
【図１１】実施例１〜４及び比較例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時のせん断速度５５（１／秒）におけるせん断応力と温度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の磁気レオロジー流体は、流動点が−２７．５℃以下であり、かつ、ＯＥＣＤ化学物質ガイドライン３０１Ｃ修正ＭＩＴＩ試験（以下単に「ＭＩＴＩ試験」とする）に準じた２８日後の分解度が８０％以上であり、菜種油に比べて粘度が顕著に低い不飽和脂肪酸エステル（以下単に「不飽和脂肪酸エステル」とすることがある）と、強磁性体粉末と、を含む。
【００１６】
上記のような不飽和脂肪酸エステルを分散媒として含むことにより、本発明の磁気レオロジー流体は、低温環境下でも優れた流動性を有し、寒冷地等の低温環境下でもその機能を十分に発揮し、環境に漏出しても環境に与える負荷が非常に少ない。また、本発明の磁気レオロジー流体は、低温環境下でも優れた流動性を有し、低粘度であることから、磁場非印可時の低粘度領域から磁場印可時の高粘度領域まで幅広い流動状態に制御することができる。したがって、本発明の磁気レオロジー流体は、磁場の印可又は非印可、磁場強度の選択等の簡単な操作により、用途に応じた最適な流動状態になるように制御することができる。
【００１７】
本発明で使用する不飽和脂肪酸エステルは、流動点が−２７．５℃以下であり、かつＭＩＴＩ試験に準じた２８日後の分解度が８０％以上であれば特に限定されないが、不飽和脂肪酸を含有する植物油と炭素数２以上のアルキルアルコールとのエステル交換反応により得られる不飽和脂肪酸アルキルエステルを好ましく使用できる。
【００１８】
不飽和脂肪酸を含有する植物油としては特に限定されないが、磁気レオロジー流体の低温環境下での流動性を高め、安定的な作動性を向上させる観点から、不飽和脂肪酸を７０重量％以上含む植物油が好ましい。不飽和脂肪酸の含有量が７０重量％未満では、磁気レオロジー流体の低温環境下での流動性や作動性が不十分になる傾向がある。不飽和脂肪酸を７０重量％以上含む植物油としては、例えば、コーン油、綿実油、オリーブ油、ピーナッツ油、菜種油、紅花油、ごま油、大豆油、ひまわり油等が挙げられる。これらの中でも、磁気レオロジー流体の低温環境下での流動性や作動性を向上させる観点から、不飽和脂肪酸を９０重量％以上含むコーン油及び菜種油が好ましく、菜種油がさらに好ましい。植物油は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００１９】
炭素数２以上のアルキルアルコールとしては特に限定されないが、炭素数が２〜８であり且つ直鎖状又は分岐鎖状であるアルキルアルコールを好ましく使用できる。このようなアルキルアルコールとしては、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｎ−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、ｓｅｃ−ペンチルアルコール、ｔｅｒｔ−ペンチルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、ｎ−ヘプチルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、２−エチルへキシルアルコール等が挙げられる。
【００２０】
このような炭素数２以上のアルキルアルコールの中でも、磁気レオロジー流体の低温環境下での流動性や作動性を向上させる観点からは、ブチルアルコールを好ましく使用でき、イソブチルアルコールやｓｅｃ−ブチルアルコール等の分岐鎖状ブチルアルコールをさらに好ましく使用できる。炭素数２以上のアルキルアルコールは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００２１】
エステル交換反応としては、公知のエステル交換反応をいずれも採用できるが、例えば、エステル交換触媒の存在下で、上記植物油と炭素数２以上のアルキルアルコールとを反応させる方法が挙げられる。エステル交換触媒としては、酸性触媒、塩基性触媒、リパーゼ等の公知のエステル交換触媒を使用できるが、得られる不飽和脂肪酸アルキルエステルの流動点をさらに低くするという観点や不飽和脂肪酸アルキルエステルの精製を容易にするという観点から、硫酸等の酸性触媒が特に好ましい。エステル交換触媒の使用量は特に限定されないが、植物油１００重量部に対して、好ましくは０．５〜２重量部、さらに好ましくは０．７５〜１．５重量部である。また、炭素数２以上のアルキルアルコールの使用量は特に限定されないが、好ましくは、植物油１モルに対して６〜３０倍モル、さらに好ましくは１５〜２０倍モルである。
【００２２】
エステル交換触媒の存在下でのエステル交換反応は、より具体的には、常圧下において、使用する炭素数２以上のアルコールの沸点での加熱還流を行なうことにより実施される。例えば、炭素数２以上のアルキルアルコールとしてイソブチルアルコール（沸点１０８℃）を用いる場合は、１０８℃での加熱還流を１８０〜２１０分程度行なうことにより、９８〜９９．５％がエステル交換される。エステル交換反応終了後は、得られた反応混合物に対して、アルコール蒸発、グリセリンを用いた分離操作、水酸化カルシウムによる中和、水洗、蒸留、白土処理、脱気処理等の精製を実施する。これにより、本発明で使用する不飽和脂肪酸アルキルエステルが得られる。
【００２３】
こうして得られる不飽和脂肪酸アルキルエステルは、流動点が−２７．５℃以下であり、ＭＩＴＩ試験に準じた２８日後の分解度が８０％以上であるという高い生分解性を有し、さらに菜種油に比べて粘度が著しく低い。例えば、４０℃では、菜種油の１／７程度になる。また、不飽和脂肪酸アルキルエステルを分散媒として含有する本発明の磁気レオロジー流体は、磁場非印可時には、次の（ａ）〜（ｄ）の特性を有している。
【００２４】
（ａ）せん断速度が大きい場合でも、せん断応力は従来の菜種油よりも総じて小さく、流動性がより保持される。（ｂ）例えば１０℃以下の低温環境下においても、せん断応力が総じて小さく、せん断速度の大小にかかわらず、流動性が良好であるという特性が保持される。（ｃ）温度変化に伴うせん断応力の変化が非常に少ないため、流動性が保持され易いより高温での温度環境下ではもちろんのこと、流動性が低下する低温環境下でも、更に年間（又は１日中）での比較的大きな温度変化が予想される環境下でも安定した特性を示す。さらに、（ｄ）本発明の磁気レオロジー流体は、環境に漏出しても、環境に与える負荷が非常に小さい。
【００２５】
不飽和脂肪酸アルキルエステルの中でも、植物油と炭素数２以上のアルコールとのエステル交換反応により得られる植物油のアルキルエステルが好ましく、菜種油のアルキルエステルがより好ましく、菜種油のブチルエステルがさらに好ましく、菜種油のイソブチルエステル及び菜種油のｓｅｃ−ブチルエステルが特に好ましい。例えば、菜種油のイソブチルエステル及び菜種油のｓｅｃ−ブチルエステルは、菜種油の流動点（−１７．５℃）よりも顕著に低い−２７．５〜−３５℃の流動点及び８０％以上の優れた生分解性を有し、菜種油に比べて粘度が非常に低い。
【００２６】
本発明の磁気レオロジー流体において、不飽和脂肪酸エステルと共に含有される強磁性体粉末としては、従来から磁気レオロジー流体に用いられる強磁性体粉末をいずれも使用でき、例えば、鉄を含有する磁性材料の粉末及び鉄以外の金属を含有する磁性材料の粉末から選ばれる少なくとも１種の強磁性粉末が挙げられる。
【００２７】
鉄を含有する磁性材料としては、例えば、鉄；窒化鉄、炭化鉄、カルボニル鉄等の鉄化合物；アルミニウム含有鉄合金、ケイ素含有鉄合金、コバルト含有鉄合金、ニッケル含有鉄合金、バナジウム含有鉄合金、モリブデン含有鉄合金、クロム含有鉄合金等の鉄合金；Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト等のフェライト化合物；マグネタイト等の鉄含有鉱物；低炭素鋼等が挙げられる。鉄以外の金属を含有する磁性粉末としては、例えば、二酸化クロム等のクロム含有化合物；強磁性希土類金属、コバルト、ニッケル等の金属元素等が挙げられる。
【００２８】
上記した強磁性粉末のなかでも、僅かな磁場が印可されても大きな応力を発現する観点から、鉄を含有する磁性材料の粉末が好ましく、鉄化合物の粉末がより好ましく、カルボニル鉄粉末がさらに好ましい。カルボニル鉄粉末の中でも、球状のカルボニル鉄粉末が好ましい。強磁性体粉末は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。強磁性体粉末の不飽和脂肪酸エステル中での分散性をさらに向上させるために、シランカップリング剤等のカップリング剤を用いて、強磁性体粉末の表面を処理しても良い。
【００２９】
強磁性体粉末の粒径は特に限定されないが、体積平均粒子径として、好ましくは０．０１〜１００μｍ、より好ましくは０．５〜２０μｍ、さらに好ましくは１〜５μｍである。体積平均粒子径が０．０１μｍ未満では、強磁性体粉末が十分な応力を発揮できない傾向がある。体積平均粒子径が１００μｍを大きく超えると、強磁性体粉末の沈降等が発生し、強磁性体粉末の磁気レオロジー流体中での分散性が低下する傾向がある。強磁性体粉末の体積平均粒子径は、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置（商品名：ＬＳ１３３２０、ベックマン・コールター社製）を用いて測定される。
【００３０】
本発明の磁気レオロジー流体における不飽和脂肪酸エステルの含有量は、好ましくは磁気レオロジー流体全量の５〜５０重量％であり、さらに好ましくは１０〜３０重量％である。また、強磁性体粉末の含有量は、好ましくは磁気レオロジー流体全量の５０〜９５重量％であり、さらに好ましくは７０〜９０重量％である。不飽和脂肪酸エステルの含有量が５０重量％を超えるか又は強磁性体粉末の含有量が５０重量％未満では、得られる磁気レオロジー流体の磁気特性が不十分になる傾向がある。また、不飽和脂肪酸エステルの含有量が５重量％未満であるか又は強磁性体粉末の含有量が９５重量％を超えると、得られる磁気レオロジー流体の外部磁界非印可時の流動性が低下する傾向がある。
【００３１】
本発明の磁気レオロジー流体は、任意成分として、膨潤性層状粘土鉱物をさらに含んでいてもよい。膨潤性層状粘土鉱物を含むことにより、本発明の磁気レオロジー流体における強磁性体粉末の分散性をさらに向上させると共に、良好なチキソトロピー性を付与することができる。
【００３２】
膨潤性層状粘土鉱物としては、従来から磁気レオロジー流体に用いられているものを使用でき、例えば、膨潤性マイカ、バーミキュライト、スメクタイト、モンモリロナイト、サボナイト、バイデライト、セピオライト、テニオライト、ゼオライト、カオリナイト、合成テトラシリシックマイカ、ヘクトライト、バリゴルスカイト、パイロサイト、タルク、ノントロナイト、スティブンサイト、ハロイサイト、ベントナイト、ディッカイト、ナクライト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、マーガライト、ザンソフィライト、緑泥石、白雲母、金雲母等が挙げられる。これらの中でも、スメクタイトが好ましい。スメクタイトには、天然及び合成の各種スメクタイトがあり、その中でも、親油性のスメクタイトが好ましい。膨潤性層状粘土鉱物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００３３】
本発明の磁気レオロジー流体における膨潤性層状粘土鉱物の含有量は特に限定されないが、不飽和脂肪酸エステル１００重量部に対して、好ましくは５〜２５重量部、さらに好ましくは５〜２０重量部である。膨潤性層状粘土鉱物の含有量が５重量部を大幅に下回ると、本発明の磁気レオロジー流体のチキソトロピー性が十分に向上しない傾向がある。また、膨潤性層状粘土鉱物の含有量が２５重量部を大幅に上回ると、磁気レオロジー流体の粘度が極端に上昇して流動性が低下し、磁気レオロジー流体における強磁性体粉末や膨潤性層状粘土鉱物自体の分散性が低下する傾向がある。
【００３４】
本発明の磁気レオロジー流体は、任意成分として、界面活性剤をさらに含んでいてもよい。界面活性剤を含むことにより、磁気レオロジー流体の粘度を適宜調整できる。界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤及び両性界面活性剤をいずれも使用できる。
【００３５】
好ましい界面活性剤の具体例としては、例えば、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ジアルキルスルホこはく酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホネート、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪族ポリオキシエチレンソルビタン、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、アルカノール脂肪酸アミド、アルキルアミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルベタイン、脂肪酸アミドプロピルベタイン、アルキルジエチレントリアミノ酢酸、ジアルキルジエチレントリアミノ酢酸、及びアルキルアミンオキシド等が挙げられる。界面活性剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００３６】
本発明の磁気レオロジー流体における界面活性剤の含有量は特に限定されないが、不飽和脂肪酸エステル１００重量部に対して、好ましくは０．１〜１０重量部、さらに好ましくは０．５〜６重量部である。界面活性剤の含有量が０．１重量部未満では、界面活性剤により磁気レオロジー流体に流動性を付与する効果が不十分になる傾向がある。一方、界面活性剤の含有量が１０重量部を大幅に超えると、磁気レオロジー流体としての動作が不安定になる傾向がある。
【００３７】
本発明の磁気レオロジー流体は、例えば、ヘラ等の手動撹拌器具等を用いて、不飽和脂肪酸エステルに所定量の強磁性体粉末を加え、予備混合した後、プロペラ攪拌機、自転・公転ミキサー等の分散機で混合することにより製造できる。
【００３８】
また、膨潤性層状粘土鉱物及び界面活性剤を加える場合には、不飽和脂肪酸エステルに所定量の膨潤性層状粘土鉱物を加え、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等で分散させてチキソトロピー性分散媒を調製した後、所定量の界面活性剤及び強磁性粉末を加え、ヘラ等の手動撹拌器具等を用いて予備混合した後、プロペラ攪拌機、自転・公転ミキサー等の分散機で混合することにより、本発明の磁気レオロジー流体を製造できる。なお、ホモジナイザーにより分散させた後に、必要に応じて、プロペラ攪拌機等によりさらに分散させてチキソトロピー性分散媒を調製してもよい。
【実施例】
【００３９】
以下に合成例、実施例及び比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。なお、本実施例において、各評価試験は、次のようにして実施した。
【００４０】
［ＯＥＣＤ化学物質ガイドライン３０１Ｃ修正ＭＩＴＩ試験］
試験は、標準活性汚泥を用い、被験物質としてアニリン（基準物質）及び合成例で得られた不飽和脂肪酸エステルを用い、被験物質濃度を１００ｍｇ／Ｌとし、試験温度２５℃±１℃で２８日間行なった。また、ブランクとして、標準活性汚泥を用い、被験物質を用いることなく、試験温度２５℃±１℃で２８日間の試験を行なった。生物化学的酸素消費量（ＢＯＤ）は、ＢＯＤ測定装置（商品名：クーロメータＯＭ２００１Ａ、大倉電気（株）製）により測定し、被験物質の理論的酸素要求量（ＴＯＤ）は元素分析測定結果からの理論的酸素要求量を算出して求めた。
【００４１】
生分解度を以下の式により求め、生分解性を評価した。
生分解度＝［（ＢＯＤ−Ｂ）／ＴＯＤ］×１００
〔式中、ＢＯＤは被験物質の生物化学的酸素消費量（測定値、ｍｇ）を示す。Ｂはブランクにおける生物化学的酸素消費量（測定値、ｍｇ）を示す。ＴＯＤは被験物質の理論的酸素消費量（計算値、ｍｇ）を示す。〕
【００４２】
［流動点］
合成例で得られた不飽和脂肪酸エステルの流動点を、ＪＩＳ  Ｋ  ２２６９「原油及び石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験法」に準拠して測定した。
【００４３】
［せん断応力及びせん断速度］
実施例及び比較例で得られた磁気レオロジー流体を、−５℃、０℃及び１０℃の温度環境下、磁場非印可の状態にてレオメーター（商品名：プログラマブルレオメーター  ＤＶ−ＩＩＩ  ＵＬＴＲＡ、ブルックフィールド社製）で評価し、せん断応力（Ｄ／ｃｍ2）とせん断速度（１／ｓｅｃ）との関係を求めた。
【００４４】
（合成例１）
菜種油１モルとイソブチルアルコール２０モルとを混合し、得られた混合物１００重量部に対して硫酸１重量部を添加し、常圧でイソブチルアルコールの沸点１０８℃で１８０分間加熱還流し、エステル交換反応を行なった。得られた反応混合物から減圧留去によりアルコール及びグリセリンを除去した後、水酸化カルシウムを添加して４０〜６０℃で２０分間撹拌して接触中和した。ついで、水洗により中和塩及びグリセリンを除去し、分液した不飽和脂肪酸エステル分を真空蒸留し、本留分に対して活性白土及び活性アルミナを用いて白土処理し、さらに脱気処理した。こうして、不飽和脂肪酸エステルとして、生分解度８８％及び流動点−２７．５℃である菜種油イソブチルエステルを得た。なお、アニリンの生分解度（７４％）よりも高い生分解度を有していることから、菜種油イソブチルエステルは微生物等により分解され易いことが判る。
【００４５】
（合成例２）
イソブチルアルコールに代えてｓｅｃ−ブチルアルコールを用い、還流温度をｓｅｃ−ブチルアルコールの沸点である９９℃に変更する以外は、合成例２と同様にして、不飽和脂肪酸エステルとして、生分解度８６％及び流動点−３５℃である菜種油セカンダリーブチルエステルを得た。なお、アニリンの生分解度（７４％）よりも高い生分解度を有していることから、菜種油セカンダリーブチルエステルも微生物等により分解され易いことが判る。
【００４６】
（実施例１）
合成例１で得られた菜種油イソブチルエステル５０重量部と粒径３．４〜４．５μｍの球形カルボニル鉄粉（商品名：Ｃａｒｂｏｎｙｌ  Ｉｒｏｎ  Ｐｏｗｄｅｒ  ＥＳ、ＢＡＳＦ社製、以下同じ）５０重量部とをヘラで予備混合し、得られた予備混合物をプロペラ攪拌機（商品名：トルネードＰＭ２０３、アズワン（株）製）により２４時間撹拌し、磁気レオロジー流体を得た。上記した方法により、得られた磁気レオロジー流体のせん断応力とせん断速度とを測定した。結果を図１に示す。図１は、実施例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【００４７】
（実施例２）
合成例１で得られた菜種油イソブチルエステルに代えて合成例２で得られた菜種油セカンダリーブチルエステルを使用する以外は、実施例１と同様にして、磁気レオロジー流体を得た。上記した方法により、得られた磁気レオロジー流体のせん断応力とせん断速度とを測定した。結果を図２に示す。図２は、実施例２の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【００４８】
（実施例３）
合成例１で得られた菜種油イソブチルエステル４７．５重量部にスメクタイト（商品名：ルーセンタイト  ＳＡＮ３１６、コープケミカル（株）製）２．５重量部を加え、ヘラで予備混合した後、得られた予備混合物をホモジナイザー（商品名：ＵＬＴＲＡ−ＴＵＲＲＡＸ  Ｔ２５  ｄｉｇｉｔａｌ、ＩＫＡ社製）により、１５分間の撹拌を４回行ない、チキソトロピー性分散媒を得た。得られたチキソトロピー分散媒に球形カルボニル鉄粉５０重量部を加え、ヘラで予備混合した後、プロペラ攪拌機（トルネードＰＭ２０３）により２４時間撹拌し、磁気レオロジー流体を得た。上記した方法により、得られた磁気レオロジー流体のせん断応力とせん断速度とを測定した。結果を図３に示す。図３は、実施例３の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【００４９】
（実施例４）
合成例１で得られた菜種油イソブチルエステル４５．０重量部にスメクタイト（ルーセンタイト  ＳＡＮ３１６）２．５重量部を加え、ヘラで予備混合した後、得られた予備混合物をホモジナイザー（ＵＬＴＲＡ−ＴＵＲＲＡＸ  Ｔ２５  ｄｉｇｉｔａｌ）により、１５分間の撹拌を４回行ない、チキソトロピー性分散媒を得た。得られたチキソトロピー分散媒に界面活性剤（商品名：ペレテックスＯＳ−１００、ミヨシ油脂（株）製）２．５重量部及び球形カルボニル鉄粉５０重量部を加え、ヘラで予備混合した後、プロペラ攪拌機（トルネードＰＭ２０３）により２４時間撹拌し、磁気レオロジー流体を得た。得られた磁気レオロジー流体のせん断応力とせん断速度とを上記した方法により測定した。結果を図４に示す。図４は、実施例４の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【００５０】
（比較例１）
合成例１で得られた菜種油イソブチルエステルに代えて菜種油を使用する以外は、実施例１と同様にして、磁気レオロジー流体を得た。上記した方法により、得られた磁気レオロジー流体のせん断応力とせん断速度とを測定した。結果を図５に示す。図５は、比較例１の磁気レオロジー流体の磁場非印可時におけるせん断応力とせん断速度との関係を示すグラフである。
【００５１】
図１〜図４から、不飽和脂肪酸エステルである菜種油イソブチルエステル又は菜種油セカンダリーブチルエステルを分散媒として用いた実施例１〜４の磁気レオロジー流体は、−５℃、０℃及び１０℃の温度環境下において、磁場非印可時のせん断応力とせん断速度とが正の比例関係を示し、これらの温度環境下において、ニュートン流体として作動することが判る。また、いずれの温度でも、せん断速度を変化させた場合のせん断応力の変化が小さく、各せん断速度での流動性能の変化が小さく安定していることが判る。
【００５２】
これに対し、図５によれば、菜種油を分散媒とする比較例１の磁気レオロジー流体は、−５℃、０℃及び１０℃の温度環境下において、ニュートン流体として作動するものの、いずれの温度でも、せん断速度を変化させた場合のせん断応力の変化が大きく、不安定な挙動を示すことが判る。
【００５３】
図１〜５より、いずれの温度でも、実施例１〜４の磁気レオロジー流体の方が比較例１の磁気レオロジー流体よりも、同じせん断速度での応力が小さく、流動性が高い。
【００５４】
実施例１〜４及び比較例１で得られた磁気レオロジー流体における、せん断応力とせん断速度との関係から、せん断速度を４．４、１１、２２、３３、４４又は５５（１／秒）とした場合の、各温度におけるせん断応力値を抽出し、横軸に温度（℃）、縦軸にせん断応力（Ｄ／ｃｍ2）をプロットし、グラフ化した。図６〜１１は、実施例１〜４及び比較例１で得られた磁気レオロジー流体の磁場非印可時の各せん断速度におけるせん断応力と温度との関係を示すグラフである。
【００５５】
図６〜１１によれば、次のことが判る。実施例１〜４の磁気レオロジー流体は、せん断速度が同じ場合、温度が変化しても、せん断応力の変化が小さい。すなわち、流動性の変化が小さいことから、温度が変化しても安定した特性を示すことが判る。これに対し、比較例１の磁気レオロジー流体は、温度が変化すると、せん断応力の変化が実施例１〜４よりも非常に大きい。即ち、比較例１の磁気レオロジー流体は、実施例１〜４の磁気レオロジー流体よりも流動性の変化が大きく、安定性が低い。
【００５６】
このように、菜種油ブチルエステルは、その流動点が−２７．５〜−３５℃であり、また、優れた生分解性を維持している。そして、菜種油ブチルエステルに強磁性体粉末を分散させて得られた磁気レオロジー流体は、環境への負荷が少なく、かつ、流動性が保持され易いより高温環境ではもちろんのこと、実用上寒冷地等の流動性が低下する低温環境での使用に耐える。
【００５７】
また、菜種油ブチルエステルは、菜種油に比べて粘度が非常に低いので、菜種油ブチルエステルを含む磁気レオロジー流体は、磁場非印可時には低い粘度を有し、磁場印可時には粘度を高めることができる。これにより、菜種油ブチルエステルを含む磁気レオロジー流体を、磁場の印可又は非印可や磁場強度の調整といった簡便な操作で、低粘度領域から高粘度領域までの幅広い流動状態に制御することが可能になる。その結果、用途に応じた最適の流動状態を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の磁気レオロジー流体は、シリコーン油、鉱油、アルキルベンゼン等の溶媒を用いないことから、環境への負荷が少なく、また、菜種油等の粘度が高く、流動点の高い溶媒を用いないことから、低温環境下での使用が可能になる。このように、本発明の磁気レオロジー流体は、生分解性を有し、かつ低温環境下で使用できる溶媒（分散媒）を用いることから、クラッチ、ブレーキ、ショックアブソーバー（ダンパー）等の動力伝達装置及び駆動装置、サスペンション等の振動制御装置及び免震装置、ハプティックデバイス、スピーカ、センサ等の各種用途において、作動油として好適に使用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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