(57)【要約】  少なくとも１種の基油、少なくとも１種の磁性粒子、少なくとも１種の分散剤、及び少なくとも１種のチキソトロープ剤が記載されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）Ｃ4からＣ10の鎖長を有する直鎖又は分岐脂肪酸及び、Ｃ4からＣ10の鎖長を有する直鎖又は分岐アルコールに基づいたジカルボン酸ジアルキル、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン又はペンタエリチリトールに基づく飽和ポリオールエステル、ポリ−α−オレフィン及び上記ジカルボン酸ジアルキルとポリ−α−オレフィンの混合物からなる群から選択される少なくとも１種の基油と、
ｂ）鉄ペンタカルボニルから製造される鉄粒子等の鉄粉や微紛化した鉄粉、ガス及び水アトマイズ法で得られた鉄粉、被覆鉄粉及び上記磁性粒子の混合物からなる群から選択される少なくとも１種の磁性粒子と、
ｃ）ポリマー系の分散剤及び、長鎖アルコール又は一般式（Ｉ）
Ｒn（ＥＯ）x
（但し、ｎ＝４から１８及び、ｘ＝０から２０である。）
のアルコールエトキシレートのアルキルリン酸エステルからなる群から選択される少なくとも１種の分散剤と、
ｄ）疎水的に改質されたシート状ケイ酸塩に基づく少なくとも１種のチキソトロープ剤と、
を含む磁性流体配合物。
【請求項２】
分散剤が、ポリヒドロキシステアリン酸であることを特徴とする請求項１に記載の磁性流体配合物。
【請求項３】
分散剤が、アルキド樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の磁性流体配合物。
【請求項４】
配合物中の分散剤の含有率が、該配合物を基準として０．０１から１０質量％であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁性流体配合物。
【請求項５】
疎水的に改質されるシート状ケイ酸塩に基づくチキソトロープ剤が、ヘクトライト、ベントナイト及びスメクタイト型に由来することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の磁性流体配合物。
【請求項６】
疎水的に改質されるシート状ケイ酸塩に基づく前記チキソトロープ剤の含有率が、前記配合物を基準として０．０１から１０質量％であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁性流体配合物。
【請求項７】
配合物が種々の粒径の磁性粒子の混合物を含有し、２種の径を有する実質的に球形の粒子が使用され、第１の粒子種の中央径と第２の粒子種の中央径の比が１．１〜４．９：１であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の磁性流体配合物。
【請求項８】
使用される基油が、ポリ−α−オレフィン及びジカルボン酸ジアルキルの混合物であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の磁性流体配合物。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の磁性流体配合物の製造方法において、
適切であれば分散剤及びチキソトロープ剤の存在下で、磁性粒子が基油内で分散することを特徴とする製造方法。
【請求項１０】
前記磁性流体配合物を、ショックアブソーバー、クラッチ、ブレーキ、及びフィットネス装置、ハプティック装置、維持システム、クラッシュアブソーバー、ワイヤ操縦による操縦システム、ギア及びワイヤブレーキシステム、封止装置、人工補装器及び／又は、ベアリング等の他の制御装置に使用することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の磁性流体配合物の使用方法。
【請求項１１】
請求項１〜８の何れか１項に記載の磁性流体配合物を含有する、ショックアブソーバー、クラッチ、ブレーキ、及びフィットネス装置、ハプティック装置、維持システム、クラッシュアブソーバー、ワイヤ操縦による操縦システム、ギア及びワイヤブレーキシステム、封止装置、人工補装器及び／又は、ベアリング等の他の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性液体に関し、特に、その製造法及び使用法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁場の作用下でレオロジー特性が変化する液体は、一般的に磁性液体（省略してＭＲＬ）と称されている。それは、一般的に液体キャリア内の強磁性体、超常磁性体、又は常磁性体の粒子（しばしば、基油と称される）の懸濁液である。
【０００３】
上述のような懸濁液が磁場にさらされる場合、その粘性が増加する。これは、それらの磁気相互作用により、例えば、鉄粉等の分散する磁性粒子が磁力線に平行な鎖状構造を形成するという事実によるものである。ＭＲＬの変形の間、これらの構造は部分的に破壊されるが、その構造は再び形成される。磁場中における磁性液体のレオロジー特性は、流量限界を有するプラスチック体の特性に類似している。すなわち、磁性液体を流動するために最小のせん断応力を適用する必要がある。
【０００４】
磁性液体は、非ニュートン流体からなるグループに属する。その粘度は、それらの流量の制限により、課せられるせん断速度に伴って大幅に変化する。磁場をかけることによる可逆粘度（reversible viscosity）変化は、１０００分の１秒以内に生じる。
【０００５】
磁性液体のレオロジー挙動は、流量限界が磁場の強さに伴って増加するというビンガムモデルによりおおよそ記述される。例えば、１テスラ以下の磁束密度で数万Ｎ／ｍ2のせん断応力値を達成することができる。例えば、ショックアブソーバー、クラッチ、ブレーキ及び、他の制御可能な装置（例えば、ハプティック装置(haptic device）、クラッシュアブソーバー（crash absorber）、ワイヤ操縦による操縦システム(steer-by-wire)、ギア及びワイヤブレーキシステム(gear- and brake-by-wire)、封止装置、維持システム（retaining system）、人工装具、フィットネス装置又はベアリング）等の装置内における磁性液体の使用には、高い伝達せん断応力（transmittable shear stress）が要求される。
【０００６】
磁性流体の伝達せん断応力は、磁性粒子の体積分率にとともに増加する。それぞれの用途において、全体的に９０％又はそれ以上の磁性粒子の体積分率又は重分率が望まれる。このような場合において、配合物中の個々の成分、第１に基油、分散液、増粘剤、及び鉄粒子（表面の性状）は、磁化可能分子が高い体積分率を有してもなお分散液を処理することができるように、相互に調整されなければならない。これは、第１に、およそ−４０℃から２００℃までの広い範囲に亘り配合物が流動的であることを意味するものと理解され、特に自動車産業における使用で重要である。磁場の作用なしにできるだけ低い粘度水準を得るとともに、磁場の下で可能な限り高い流量限界、磁性粒子の沈殿をほぼ無くすこと、凝集の傾向を無くすこと、及び沈殿の後の容易な再拡散を達成する必要がある。
【０００７】
特許文献１には、キャリア油に加えて、平均粒径が０．１から１０００μｍである磁性粒子を含む磁性流体配合物が開示されている。また、その磁性流体配合物は、ベントナイト型に由来するシート状ケイ酸塩を含む。これらの疎水的に改質されたシート状ケイ酸塩は、急速な沈殿を防止するために使用される。しかしながら、特許文献１によれば、多量のシート状ケイ酸塩が使用されているが、制限された流量の挙動のため低温における用途には、不利である。
【０００８】
特許文献２には、コロイド安定性を改善するために磁性粒子の分散剤として、チオリン及び／又はチオカーバメート化合物を使用することが記載されている。
【０００９】
特許文献３は、磁場がある場合及びない場合に、粘度比を最大にすることを目的とした大きな鉄粒子と小さな鉄粒子の混合物に関する。当該文献では、シリカが増粘剤としてさらに使用されている。エトキシ化アルキルアミンのような界面活性剤が、分散剤として記載されている。小さな鉄粒子に対する大きな鉄粒子の比は、５〜１０：１である。
【００１０】
特許文献４には、沈殿安定性を改善するために多量の増粘剤が使用された磁性糊が記載されている。しかしながら、実験により、そのような配合物は、高い粘性のために低温における用途において不安定であることが示されている。
【００１１】
特許文献５には、合成ポリマー及びセルロース誘導体によりコーティングされた磁性粒子の使用について記載されている。この特有の合成ポリマー及びセルロース誘導体を使用することによって、得られる磁性流体配合物の沈殿安定性、磨耗性（abrasiveness）及びコロイド安定性が改善される。それにもかかわらず、配合物中における分散剤及び増粘剤のさらなる使用が要求されている。
【００１２】
【特許文献１】ＷＯ０１／０３１５Ａ１
【特許文献２】ＵＳ５６８３６１５
【特許文献３】ＵＳ５６６７７１５
【特許文献４】ＷＯ０２／２５６７４
【特許文献５】ＥＰ０８４５７９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
知られている磁性流体配合物には、使用におけるそれぞれの分野に対して制限された特性しかもたないという欠点がある。
【００１４】
従って、知られている磁性流体配合物の多様性は、１００℃以下の温度でのみ相対的に長い期間に亘って安定である。その一方で、１５０℃以下の高温では、もはや十分な安定性がない。なお、本明細書において、安定とは、熱負荷を受けて性能特性が低下しないことを意味するものとして理解される。第１に、これらは、磁場がない場合及び、磁場の作用下におけるレオロギー特性、すなわち、流動挙動である。第２に、試料を相対的に長い時間熱負荷にさらした後では、その試料は、例えば、凝集又は沈殿（例えば、もはや再分散しない硬質の沈殿物の形成）の増加等の不安定性又は不均一性を示さないはずである。
【００１５】
知られている磁性流体配合物は、あまりにも粘度が高すぎるため、磁場が作用していない状態でさえ、−３０℃以下の温度において非結晶状態で凝固するか又は、結晶化する。
【００１６】
先行技術から理解される配合物のさらなる欠点は、全温度域にわたってそれらが熱サイクルにおいて、可逆的な製造特性を有していないということである。
【００１７】
従って、全般的に磁性流体配合物には、広い温度範囲で安定しており、この全温度範囲に亘って可逆的な製造特性を有する必要がある。
【００１８】
また、磁性流体配合物には、例えば９０質量％以下の高い粒子含有率であっても配合物に対する広範な操作を確実に可能とするために、−３０℃か又はそれ未満の低い温度であっても磁場を作用させない状態で低い粘度を有することが望まれる。
【００１９】
更に、磁性粒子の沈殿の後に、磁性流体配合物を支障なく再分散できることが望まれる。磁場の作用下において高い伝達可能なせん断応力を確保するために、上述の特性を有する大いに着色された配合物を、得るべきである。
【００２０】
知られている磁性流体配合物は、上述の要求をすべての点において満たしているわけではない。知られている配合物では、再分散力が乏しいか又は、磁場が作用していない状態で低温の流動挙動がないかのどちらかである。これは、基油の過度の粘度又は、油、分散剤及び、チキソトロープ剤の不適合によるものである。
【００２１】
そして、磁性粒子の含有率があまり高くない場合か又は、より少量のチキソトロープ剤が使用されている場合にのみ全温度範囲における流動性が得られる。言い換えると、これは、沈殿安定性を犠牲にすることを意味する。
【００２２】
従って、本発明の目的は、上記用途のために好ましく良好な特性スペクトルを有し、好ましくは知られている配合物の上述の不利益を有していない新規な磁性流体配合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この目的は、ある磁性流体配合物により達成される。
【００２４】
本発明による磁性流体配合物は、以下の構成を含む。
【００２５】
ａ）Ｃ4からＣ10の鎖長を有する直鎖又は分岐脂肪酸及び、Ｃ4からＣ10の鎖長を有する直鎖又は分岐アルコールに基づいたジカルボン酸ジアルキル、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン又はペンタエリチリトールに基づく飽和ポリオールエステル、ポリ−α−オレフィン及び上記ジカルボン酸ジアルキルとポリ−α−オレフィンの混合物からなる群から選択される少なくとも１種の基油；
ｂ）鉄ペンタカルボニルから製造される鉄粒子等の鉄粉や微紛化した鉄粉、ガス及び水アトマイズ法で得られた鉄粉、被覆鉄粉及び上記磁性粒子の混合物からなる群から選択される少なくとも１種の磁性粒子；
ｃ）ポリマーベースの分散剤及び、長鎖アルコール又は一般式（Ｉ）
【００２６】
Ｒn（ＥＯ）x
（但し、ｎ＝４から１８及び、ｘ＝０から２０であり、特に好ましくは、ｎ＝６から１８及び、ｘ＝０から１０、特にｎ＝６から１８及び、ｘ＝０から５である。）
のアルコールエトキシレートのアルキルリン酸エステルからなる群から選択される少なくとも１種の分散剤；
ｄ）疎水的に改質されるシート状ケイ酸塩に基づく少なくとも１種のチキソトロープ剤。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の具体的な実施の形態において、本発明の磁性流体配合物が、好ましくは、本質的に上記構成からなる。
【００２８】
本発明の磁性流体配合物に含有される個々の成分ａ）からｄ）を、以下でより正確に定義する。
【００２９】
基油
本発明による磁性流体配合物は、以下で基油として言及される油として、Ｃ4からＣ10の鎖長を有する直鎖又は分岐脂肪酸及び、Ｃ4からＣ10の鎖長を有する直鎖又は分岐アルコールに基づいたジカルボン酸ジアルキル、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン又はペンタエリチリトールに基づく飽和ポリオールエステル、ポリ−α−オレフィン及び上記ジカルボン酸ジアルキルとポリ−α−オレフィンの混合物からなる群から選択される成分を含む。
【００３０】
上記基油又は上記基油の混合物が、１５０℃以上の引火点及び、−５５℃未満の流出点を有することが好ましい。好ましくは、基油又は基油混合物が、０．５％未満、特に好ましくは、０．１％未満の含水量を有する。更に、基油又は基油混合物は、−４０℃の温度において、好ましくは、５０００ｍｍ2／ｓ未満、特に好ましくは、３０００ｍｍ2未満、特に２０００ｍｍ2未満の粘度を有する。同時に、基油は、広い温度領域で適切な使用状態が確保されるとともに、鉄及び空気によって高温において高い化学的安定性を有する。
【００３１】
基油又は基油混合物は、磁性液体の連続的な相を形成する。
【００３２】
短鎖脂肪酸ベースのジエステルが基油として使用される場合、それは、好ましくは、Uniqema社製のEmkarate（登録商標）及びPriolube（登録商標）のジエステル、例えば、Emkarate 1080、Emkarate 1090、Priolube 1859、Priolube 3958、及びPriolube3960である。
【００３３】
長鎖脂肪酸ベースのジエステルが使用される場合、Uniqema社製のPriolube、例えば、Priolube3967が使用されることが好ましい。
【００３４】
商標名Glissofluid（登録商標）のさらなるジエステルが知られている。これは、アジピン酸ジノニルである。
【００３５】
更に、適切なジエステルは、セバシン酸ジオイソオクチル、セバシン酸ジオクチル及び、アジピン酸ジオクチルである。
【００３６】
ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン又は、ペンタエチリトールを基礎とするカルボン酸の飽和ポリオールエステルが、本発明による磁性流体配合物中で基油として使用される場合、Uniqema社製のPriolube、特に、Priolube 3970が使用されることが好ましい。さらなる飽和ポリオールエステルは、例えば、Uniqema社製のPriolube 2065及び2089、トリメリットエステル（例えば、Uniqema社製のEmkarate 8130及び9130）及び、複合エステル（例えば、Uniqema社製のPriolube 1849）である。
【００３７】
ポリ−α−オレフィンが、磁性流体配合物中で基油として使用される場合、Amoco社製のDurasyn（登録商標）162及びDurasyn 164の使用が好ましい。Amoco社製のDurasyn 162を使用することが特に好ましい。
【００３８】
本発明のさらに好ましい実施の形態では、上述のジカルボン酸ジアルキルとポリ−α−オレフィンの混合物が基油として使用される。
【００３９】
既述のように、ポリ−α−オレフィン酸が、磁性混合物中の好ましい基油である。これは、それらが低温時に低粘度であるために、これら基油に基づいた磁性流体配合物が磁場のない状態で少なくとも−３０℃で流動することを意味し、従って、使用可能である。これに対して、エステル油、例えば、アジピン酸ジエステルジノニル及び、これら油に基づく磁性流体配合物は、使用に関する広い温度範囲、特に、低い温度に関して流体的により大きな粘性を備える。
【００４０】
本発明によれば、磁場がない状態における磁性流体配合物の基本粘度は、ポリ−α−オレフィン及びエステル油、特にジエステル油を含む油混合物の使用によって、純正油を使用する場合より低くなることが分かっている。この驚くべき挙動は、特に低温において顕著であり、例えば、自動車産業部門における用途で有効である。
【００４１】
基油の生成における実施の形態の範囲内において、ジカルボン酸ジアルキルの割合は、各場合における油混合物を基準として３０質量％より小さく、好ましくは、２８質量％より小さく、特に好ましくは、２６質量％より小さく、さらに好ましくは、２４質量％より小さく、特に２２質量％より小さく、特に好ましくは２０質量％より小さい。ジカルボン酸ジアルキルが、基油中のより高い粘度の油成分である場合、ジカルボン酸ジアルキルの割合が２から１５質量％、好ましくは、３から１４質量％、特に好ましくは３．５から１３質量％、非常に好ましくは４から１２質量％、特に４．５から１１質量％、特に５から１０質量％であることが好ましい。
【００４２】
ポリ−α−オレフィンを含む油混合物中において、好ましくは、セバシン酸ジオイソオクチル、セバシン酸ジオクチル、アジピン酸ジノニル又は、アジピン酸ジオクチル、特に好ましくは、アジピン酸ジノニルが、ジカルボン酸ジアルキルとして使用される。
【００４３】
ジカルボン酸ジアルキルを含む油混合物中において、好ましくは、Amoco社製のDurasyn DS 164及び、Durasyn DS 162、特に好ましくは、Amoco社製のDurasyn DS 162が、ポリ−α−オレフィンとして使用される。
【００４４】
アジピン酸ジエステルジノニルとポリ−α−オレフィン（Amoco社製のDurasyn DS 162）を同時に使用することが、特に好ましい。
【００４５】
全配合物中の基油の含有率は、好ましくは３から５０質量％、特に好ましくは、５から３０質量％、さらに好ましくは７から１８質量％であるべきである。
【００４６】
磁性粒子
本発明による磁性流体配合物は、鉄ペンタカルボニルから製造されるカルボニル鉄紛等の鉄粉や微紛化した鉄粉、水又はガスアトマイズ法で得られた鉄粉、例えば、SiO2粒子、他の金属又は少なくとも１種のポリマーで被覆された鉄粉等の被覆鉄粉及び、上記磁性粒子の混合物からなる群から選択される少なくとも１種の磁性粒子を含む。金属ペンタカルボニルの熱分解によって得られるいわゆるカルボニル鉄粉が特に好ましい。
【００４７】
磁性粒子の形状は、一様又は不規則でも良い。例えば、この粒子は、球形、棒状又は針状の粒子でも良い。球形、すなわち、球の形状又は略球形状が、高温のフィリング（filling）が要求された場合に、特に好ましい。
【００４８】
球形粒子が使用される場合、中央径[d50]は、好ましくは、０．０１から１０００μｍ、特に好ましくは、０．１から１００μｍ、特に、０．５から１０μｍ、特に１から６μｍであることが好ましい。それらは、再分散力が改善されているとともに低温で磁場がない状態における流動性が改善されている磁性流体配合物に導かれるので、上述の中央径の規模のオーダーは、特に、有効である。
【００４９】
球形ではない粒子が使用される場合、本発明により提供される磁性粒子の長手方向の長さは、好ましくは、０．０１から１０００μｍ、特に好ましくは、０．１から５００μｍ、特に０．５から１００μｍである。
【００５０】
金属粉が磁性粒子として使用される場合、この金属粉は、例えば、対応する酸化金属の還元によって得られる。この還元は、適当な場合、篩い工程又は製粉工程の前に行われる。さらなる適切な金属粉の製造方法は、電解析出及び、水又はガスアトマイズ法によるものである。
【００５１】
更に、磁性粒子、特に、種々の粒径を有する磁性粒子を使用することが好ましい。単一の粒径分布を有する粒子を含む磁性流体配合物と比較して、種々の粒径の粒子混合物に基づく配合物が、磁場が存在しない場合に、より低い粘度を有する。
【００５２】
従って、本発明の特に好ましい実施の形態において、２つの異なる直径を有する実質的に球形の粒子を使用することが望まれる。更に、各々の場合において、磁性粒子が、０．０１から１０００μｍ、特に好ましくは、０．１から１００μｍ、特に０．５から１０μｍ、特に１から６μｍの中央径[d50]を有し、第１の粒子種の中央径に対する第２の粒子種の中央径が、１．１〜４．９：１、より好ましくは、１．５〜４．５：１、特に好ましくは、１．７５〜４．２５：１、非常に好ましくは、２〜４：１、特に、２．２５〜３．７５：１、特に、２．２５〜３．０：１である。
【００５３】
本発明による磁性流体配合物中の磁性粒子の含有率は、好ましくは、３０から９３質量％、特に好ましくは、５０から９３質量％、特に７０〜９３質量％である。
【００５４】
分散剤
本発明による磁性流体配合物は、好ましくは、ポリマーベース、特に、ポリエステルベースの分散剤及び、長鎖アルコール又は一般式
【００５５】
Ｒn（ＥＯ）x
（但し、ｎ＝８から１８及び、ｘ＝０から２０であり、特に好ましくは、ｎ＝８から１８及び、ｘ＝０から１０であり、特に、ｎ＝８から１８及びｘ＝０から５である。）
のアルコールエトキシレートのアルキルリン酸エステル、又は、上記分散剤の混合物からなる群から選択される分散剤を含む。
【００５６】
使用される分散剤が、ポリマー分散剤である場合、ポリエステル、特に、ポリヒドロキシステアリン酸及びアルキド樹脂を使用することが好ましい。そのための例として、Avecia社の製品のSolsperse（登録商標）21000及び、Borchers社の製品のBorchi（登録商標）Gen 911が挙げられる。
【００５７】
本発明によれば、分散剤は、それぞれの場合における磁性流体配合物を基準として、配合物中に好ましくは、０．０１から１０質量％、特に好ましくは０．０５から３質量％、特に０．１から２質量％存在する。
【００５８】
上記分散剤により、磁性粒子の沈殿の後に、本発明による磁性流体配合物中で良好な再分散力が得られる。
【００５９】
特に、ポリマー分散剤の使用によって、例えば９０質量％の磁性粒子による高い負荷があっても、磁性流体配合物の低温における良好な流動挙動が確保される。一般的に、磁場がかかっていない状態で−３０℃で、ずり速度が４０s-1である場合における配合物の質量による９０％のせん断応力は、１０００Pa未満、特に８００Pa未満である。
【００６０】
チキソトロープ剤
本発明による磁性流体配合物は、好ましくは、疎水的に改質されたシート状ケイ酸塩に基づく少なくとも１種のチキソトロープ剤を含む。
【００６１】
チキソトロープの網状結合が形成されることによって、本発明の磁性流体配合物中の磁性粒子の沈降を最小限にすることができる。チキソトロープの網状結合は、上記チキソトロープ添加剤を用いて本発明の磁性流体中に形成することができる。本発明の目的のために、疎水的に改質されたシート状ケイ酸塩は、ヘクトライト、ベントナイト及びスメクタイト型に由来することが特に好ましい。Elementis社製のBentone（登録商標）シリーズのシート状ケイ酸塩が、特に好ましい。更に、有機的に改質されたヘクトライトであるBentone SD-1,SD-2及び、SD-3特に、Bentone SD-3がより好ましい。チキソトロープ剤は、現存する磁性流体配合物中に好ましくは、０．０１から１０質量％、特に好ましくは、０．０１から５質量％、特に、０．１から３質量％、特に０．１から２質量％の量で存在する。
【００６２】
本発明の磁性流体は、他の添加剤、例えば、テフロン（登録商標）粉末、二硫化モリブデン又は、黒鉛粉末のような滑剤、防食剤、極圧添加剤、耐磨耗添加剤、及び抗酸化剤を随意に含む。
【００６３】
また、本発明は、本発明にしたがう磁性流体の製造方法に関し、この方法では、本発明にしたがって提供された磁性粒子が、適宜、チキソトロープ剤及び分散剤の存在下で、基油内で分散する。
【００６４】
一般的にその製造は、最初に基油又は基油混合物を抽出し、次いで、それに分散剤、チキソトロープ剤及び、適宜、本発明にしたがい提供される他の添加剤を供給することによって行なわれる。生成した混合物は、適切な攪拌装置を用いて均質化される。その後、磁性粒子が添加され、再び均質化が行なわれる。２回目の均質化も、適切な攪拌装置を用いて行なうことが好ましい。なお、減圧下で生成する配合物の脱気を行っても良い。
【００６５】
また、本発明は、本発明にしたがう磁性液体の使用に関し、ショックアブソーバー、クラッチ、ブレーキ及び、特に、ハプティック装置、クラッシュアブソーバー、ワイヤ操縦による操縦システム、ギア及びワイヤブレーキシステム、封止装置、維持システム、人工補装器、フィットネス装置又は、ベアリング等の他の制御装置に対する適用に関する。
【００６６】
更に、本発明は、磁性流体配合物を含有する、ショックアブソーバー、クラッチ、ブレーキ及び、特に、ハプティック装置、クラッシュアブソーバー、ワイヤ操縦による操縦システム、ギア及びワイヤブレーキシステム、封止装置、維持システム、人工補装器、フィットネス装置又は、ベアリング等の他の制御装置に関する。
【００６７】
本発明を以下の実施例を参照してより詳細に説明する。
【実施例】
【００６８】
１．試験方法
A）再分散力
遠心分離機を用いて上記配合物を４０００ｒｐｍで１５分間回転させる。その結果、地球の加速度の２０００倍の遠心力が発生する。磁性粒子の沈殿の後、再分散の試験を行なう。このため、実験用へら（spatula）を、安定した沈殿物に挿入し１８０℃回転させる。このへらの回転における抵抗力を、定性的に評価する。
【００６９】
B）−４０℃以下における流動
上記配合物を、ネジ止め可能な蓋を有するガラス容器内において、−４０℃で２４時間放置する。ガラス容器を傾けることによって、流動挙動を評価する。更に、実験用へらを配合物に挿入し、１８０℃回転させる。このへらの回転における抵抗力を、定性的に評価する。
【００７０】
C）化学的安定性
上記配合物を、ネジ止め可能な蓋を有するガラス容器内において、１５０℃で２４時間放置する。そして、熱負荷がかかる前後における基油の変色及び、配合物の粘度の変化を、２５℃で測定する。
【００７１】
液体キャリアとして基油に関係する最初の化学変化を、基油の化学的性質に適するクロマトグラフィー法（例えば、ガスクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィー、ゲル浸透クロマトグラフィー）で検出する。
【００７２】
D）沈殿
上記磁性流体配合物を目盛り付きの試験管に挿入し、２８日後に２０℃で沈殿率を読み取る。
【００７３】
２．配合物の製造
分散剤及び、さらなる添加剤が油を吸収する。その後、チキソトロープ剤を添加し、適切な攪拌装置を用いて均質化を行なう。そして、磁化可能イオン粒子を添加し、適切な攪拌装置を用いて添加された配合物を再度均質化する。その後、減圧下で生成する配合物の脱気を行っても良い。
【００７４】
３．磁性流体配合物の例
a）基油として、トリメチロールプロパン−トリカルボン酸エステル（カルボン酸はC８―C１０の長鎖を有する）（Priolube 3970）を１０．５質量％；
磁性粒子として、平均粒径５μｍのカルボニル鉄粉を８５質量％；
分散剤として、３つのエチレンオキシド単位を有するC１３／C１５アルコールエトキシレートのリン酸モノエステル及びリン酸ジエステルを４質量％：
チキソトロープ剤として、疎水的に改質されたヘクトライトシート状ケイ酸塩（Bentone SD-3）を０．５質量％で構成される磁性流体配合物。
【００７５】
この配合物は、沈殿の後、明らかに再分散する。
【００７６】
b）基油として、アジピン酸ジノニルを１４．２質量％；
磁性粒子として、平均粒径５μｍであるカルボニル鉄粉を８５質量％；
分散剤として、ポリヒドロキシステアリン酸（Solsperse 21000）を０．３質量％；
チキソトロープ剤として、疎水的に改質されたヘクトライトシート状ケイ酸塩（Bentone SD-3）を０．５質量％で構成される磁性流体配合物。
【００７７】
この配合物は、沈殿の後、明らかに再分散し、その後、ほとんど沈殿しない傾向がある。そして、この配合物は、高い伝達せん断応力を示し、少なくとも−４０℃から１５０℃の広い温度範囲において使用することができる。
【００７８】
c）基油として、ポリ−α−オレフィン（Durasyn 162）を１１．４質量％；
磁性粒子として、平均粒径４μｍであるカルボニル鉄粉を８８質量％；
分散剤として、アルキド樹脂（Borchi Gen 911）を０．３質量％；
チキソトロープ剤として、疎水的に改質されたヘクトライトシート状ケイ酸塩（Bentone SD-3）を０．５質量％で構成される磁性流体配合物。
【００７９】
この配合物は、沈殿の後、明らかに再分散し、その後、ほとんど沈殿しない傾向がある。そして、この配合物は、高い伝達せん断応力を示し、少なくとも−４０℃から１５０℃の広い温度範囲において使用することができる。
【００８０】
d）基油として、ポリ−α−オレフィン（Durasyn 162）とアジピン酸ジノニルが８：２で含まれる混合物を１１．１質量％；
磁性粒子として、平均粒径４μｍであるカルボニル鉄粉を８８質量％；
分散剤として、アルキド樹脂（Borchi Gen 911）を０．６質量％；
チキソトロープ剤として、疎水的に改質されたヘクトライトシート状ケイ酸塩（Bentone SD-3）を０．３質量％で構成される磁性流体配合物。
【００８１】
この配合物は、沈殿の後、明らかに再分散し、その後、ほとんど沈殿しない傾向がある。そして、この配合物は、高い伝達せん断応力を示し、少なくとも−４０℃から１５０℃の広い温度範囲において使用することができる。
【００８２】
４．被覆された磁性粒子を含む磁性流体配合物
沈殿の後の再分散力及び低温における流動挙動に対して、鉄粒子（CIP）用の被覆材料であるシリカ粒子（SiO2粒子）が与える影響を調査した。
【００８３】
以下の表は、SiO2による磁性粒子の被覆が、再分散力及び低温における流動挙動に有利であるということを示している。
【００８４】
【表１】
2009500816.tif 000002
【００８５】
【表２】
2009500816.tif 000003
【００８６】
説明
再分散力（１５分、２０００ｇ）
＋：明らかに再分散可能
０：再分散可能
−：再分散が不十分
−−：再分散不可能
流動挙動（−４０℃）
−：固体
０：極めて低速で流動
＋：高粘度
＋＋：低粘度
【００８７】
５．チキソトロープ剤が低温における流動挙動及び再分散力に与える影響
以下の例は、多量のチキソトロープ剤、特に、Bentone SD-3が、低温における流動挙動及び再分散力に対して与える不利な効果を示している。
【００８８】
【表３】
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【００８９】
説明
＊：比較例（WO０１／０３１５０に基づく）
再分散力（１５分、２０００ｇ）
＋：明らかに再分散可能
０：再分散可能
−：再分散が不十分
−−：再分散不可能
流動挙動（−４０℃）
−：固体
０：極めて低速で流動
＋：高粘度
＋＋：低粘度
【００９０】
６．基油混合物を含む磁性流体配合物
以下の配合物１２から１４は、それぞれ５μｍの中央径を有するカルボニル鉄紛を８８質量％、チキソトロープ剤としてBentone SD-3を０．３３質量％、及び分散剤としてBorchi Gen 911を０．６質量％含有する。配合物の粘度を−３０℃及びせん断速度３９ｓ-1で測定した。
【００９１】
【表４】
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【００９２】
以下の配合物１５から１７は、それぞれ５μｍの中央径を有するカルボニル鉄紛を８５質量％、チキソトロープ剤としてBentone SD-3を０．５質量％、及び分散剤としてBorchi Gen 911を０．２９質量％含有する。配合物の粘度を−３０℃及びせん断速度３９ｓ-1で測定した。
【００９３】
【表５】
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【００９４】
使用に関連するさらなる特性、例えば、沈殿後の配合物の再分散力などは、基油混合物によって不利な影響を受けない。
【国際調査報告】
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