(57)【要約】【課題】  長期間に渡り磁性粒子の沈降が抑制され、分散安定性に優れ、磁性粒子含有量が多い磁気粘性流体を提供する。【解決手段】  磁性粒子と分散媒を含有して成る磁気粘性流体において、粘性調節剤として酸化ポリエチレンを磁性粒子に対して０．５〜５重量％および、必要に応じて、添加剤として水添ヒマシ油、アマイドワックス、モンモリロナイト及びベントナイトの群から選択された少なくとも１種を含有することを特徴とする、長期間に渡り磁性粒子の沈降が抑制されて分散安定性に優れた磁気粘性流体。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子と分散媒を含有して成る磁気粘性流体において、粘性調節剤として酸化ポリエチレンを磁性粒子に対して０．５〜５重量％含有することを特徴とする磁気粘性流体。
【請求項２】
添加剤として、水添ヒマシ油、アマイドワックス、モンモリロナイト及びベントナイトの群から選択された少なくとも１種を含有する請求項１記載の磁気粘性流体。
【請求項３】
磁性粒子が、鉄粒子、窒化鉄粒子、炭化鉄粒子、カルボニル鉄粒子、フェライト粒子、マグネタイト粒子、コバルト粒子、ニッケル粒子および鉄、コバルト及びニッケルの群から選択された少なくとも２種から成る合金粒子の群から選択された少なくとも１種の粒子である請求項１又は２記載の磁気粘性流体。
【請求項４】
分散媒が、炭化水素系溶剤、グリコール系溶剤またはシリコーン系溶剤である請求項１〜３の何れかに記載の磁気粘性流体。
【請求項５】
チキソトロピー指数が５以上である請求項１〜４の何れかに記載の磁気粘性流体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気粘性流体に関し、詳しくは、分散安定性に優れた磁気粘性流体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性粒子および分散媒を含有して成る磁気粘性流体は、外部から磁場を加えると、その粘度が変化する特性を有しており、クラッチ、ブレーキ、ダンパー、アクチュエーター、緩衝器などの作動流体として有用である。
【０００３】
上記の磁気粘性流体の一例として、各種の界面活性剤、有機ベントナイト、水添ヒマシ油などを添加した磁気粘性流体が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１２１５７８号公報
【特許文献２】特許３２７５４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の磁気粘性流体は、長期間に渡り磁性粒子の沈降の抑制が十分とは言えず、その結果、分散安定性に優れている磁気粘性流体とは言い難い。
【０００５】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、長期間に渡り磁性粒子の沈降が抑制され、分散安定性に優れ、磁性粒子含有量が多い磁気粘性流体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、種々検討を重ねた結果、磁性粒子が分散した分散媒に特定量の酸化ポリエチレンを配合した磁気粘性流体は、驚くべきことに、長期間に渡り磁性粒子の沈降が抑制され、分散安定性に優れていることを見出した。
【０００７】
本発明は、上記知見に基づき完成されたものであり、その要旨は、磁性粒子と分散媒を含有して成る磁気粘性流体において、粘性調節剤として酸化ポリエチレンを磁性粒子に対して０．５〜５重量％含有することを特徴とする磁気粘性流体に存する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長期に渡り磁性粒子の沈降を抑制することが出来るため、長期間良好な分散安定性を有し、かつ、磁性粒子含有量が高い磁気粘性流体が提供され、本発明の工業的価値は顕著である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を説明する。使用される磁性粒子としては、鉄粒子、窒化鉄粒子、炭化鉄粒子、カルボニル鉄粒子、フェライト粒子、マグネタイト粒子、コバルト粒子、ニッケル粒子および鉄、コバルト及びニッケルの群から選択された少なくとも２種から成る合金粒子の群から選択される少なくとも1種の粒子が挙げられる。好ましい磁性粒子は、鉄粒子、カルボニル鉄粒子およびＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト粒子などのフェライト粒子である。
【００１０】
磁性粒子の粒径は、通常０．１〜５０μｍ、好ましくは０．３〜１０μmである。粒径が５０μmを超えた場合は、得られる磁気粘性流体の分散安定性が悪化する。また、粒径が０．１μm未満の場合は、磁場の印加の有無による磁気粘性流体の粘性変化が小さく、磁気粘性効果が十分とは言えない。
【００１１】
分散媒中の磁性粒子の含有量は、通常１５〜４０体積％、好ましくは２０〜３５体積％である。磁性粒子の含有量が４０体積％を超えた場合は、得られる磁気粘性流体の粘度が高くなり過ぎ、流動性が悪化する。また、１５体積％未満の場合は、磁気力が不足して十分な磁気粘性変化を得られない。
【００１２】
分散媒としては、炭化水素系溶剤、グリコール系溶剤およびシリコーン系溶剤が挙げられる。これらは単独で、又は、必要に応じ、２種以上組み合わせて使用される。炭化水素系溶剤としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、パラフィン系潤滑油等が挙げられ、グリコール系溶剤としては、ジエチレングリコールモノエチレンエチルエーテル等が挙げられ、シリコーン系溶剤としては、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン油などが挙げられる。
【００１３】
粘性調節剤としての酸化ポリエチレンは、ポリエチレンを酸化処理して極性基が導入されたものであり、その酸価は、通常１．０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは５．０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。酸価が１．０未満の場合は、得られる磁気粘性流体の分散安定性が劣ることがあり、また、酸価が７０を超える場合は、磁気粘性流体の粘度が高くなり過ぎて、流動性が悪化することがある。そして、酸化ポリエチレンの数平均分子量は、通常１０００〜５０００、好ましくは、１５００〜４０００である。分子量が１０００未満の場合は、磁性粒子の沈降防止効果が劣ることがあり、また、分子量が５０００を超える場合は、磁気粘性流体の粘度が高くなり過ぎて、流動性が悪化することがある。
【００１４】
酸化ポリエチレンの配合量は、磁性粒子に対して０．５〜５重量％、好ましくは０．７〜２重量％である。配合量が０．５重量％未満の場合は、得られる磁気粘性流体の分散安定性が劣る、すなわち、経時的に磁性粒子の沈降が生じることがある。また、配合量が５重量％を超える場合は、磁気粘性流体の粘性が高くなり過ぎて、流動性が悪化することがある。
【００１５】
本発明では磁気粘性流体の分散安定性および流動性の更なる向上を目的として、上述の成分組成の磁気粘性流体に対し、下記の添加剤を配合してもよい。添加剤の配合量は、磁性粒子に対し通常５重量％以下、好ましくは０．１〜５重量％、より好ましくは０．５〜３重量％である。配合量が５重量％を超える場合は、磁気粘性流体の粘性が高くなり過ぎて、流動性が悪化することがある。
【００１６】
添加剤としては、（１）ヒマシ油に水素を添加した水添ヒマシ油、（２）植物油脂肪酸とアミンより合成されたアマイドワックス、（３）粘土鉱物モンモリロナイトおよび／あるいはその結晶表面に第４級アンモニウム塩または有機アミン塩などで処理したベントナイト等があげられる。これらは単独で、又は、必要に応じ、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００１７】
また、磁気粘性流体の流動性の更なる向上を目的として、界面活性剤や高級脂肪酸をさらに添加してもよい。界面活性剤としては、分散媒と親和性のある官能基を備えたものが挙げられ、具体的には、高級脂肪酸のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、ソルビタン脂肪酸エステル等である。高級脂肪酸としては、カプロン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などが挙げられる。界面活性剤や高級脂肪酸の配合量は、磁性粒子に対して通常５重量％以下、好ましくは０．１〜５重量％、より好ましくは０．５〜３重量％である。５重量％を超える場合は、磁気粘性流体の流動性が悪化することがある。
【００１８】
本発明の磁気粘性流体の製造方法は特に限定はないが、例えば、磁性粒子と粘性調節剤と分散媒とをホモジナイザー、ボールミル、メカニカルミキサー等の高せん弾力が与えられる処理機で混合する方法が挙げられる。これらの処理機を使用して粘性調節剤を十分に分散させることにより、粘性調整剤が有効に作用し、磁性粒子の分散安定な磁気粘性流体を得ることが出来る。
【００１９】
本発明の磁気粘性流体は、Ｅ型粘度計で粘度（剪断速度１００ｓｅｃ-１）が通常５０〜２５０ｍＰａ・ｓ、好ましくは６０〜２００ｍＰａ・ｓで、チキソトロピー性指数が通常５〜１５、好ましくは  ６〜１３で、分散性の指数である沈降度が通常０〜５ｍｌ、好ましくは０〜３ｍｌである。
【００２０】
そして、上述のような特性を有する磁気粘性流体は、長期間に渡り磁性粒子の沈降が抑制されて分散安定性に優れているため、クラッチやダンパ、アクチュエーター等の粘性流体として有用である。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、粘度、チキソトロピー指数および沈降度は、以下の方法で測定した。
【００２２】
粘度は、Ｅ型粘度計（ＴＶ−３０；東機産業（株）製）を使用して２５℃で測定した。
【００２３】
チキソトロピー指数は、上記Ｅ型粘度計を使用して測定した剪断速度３８．３ｓｅｃ-1の粘度に対する剪断速度３．８３ｓｅｃ-１の粘度の比率で表した。
【００２４】
沈降度は、１００ｍｌのメスシリンダーに磁気粘性流体を５０ｍｌ入れ、６０℃の温度下に１ヶ月間放置し、１ヶ月後の上澄み層の容量（ｍｌ）で表した。
【００２５】
実施例１〜５、比較例１〜４：
表１〜３に示す配合処方で各成分をホモミキサーで混合して、磁気粘性流体を製造した。得られた磁気粘性流体の粘度、チキソトロピー指数、沈降度および磁気特性を上述の方法で測定した。結果を表１〜３に示す。
【００２６】
【表１】
2005113045.tif 000002
【００２７】
【表２】
2005113045.tif 000003
【００２８】
【表３】
2005113045.tif 000004
【００２９】
表中、ノルマルパラフィンとして日鉱石油化学社製の「ＳＮ−ＮＰ（商品名）」を、パラフィン系潤滑油として新日本石油社製の「スーパーオイルＭ２２（商品名）」を、カルボニル鉄（１）としてＩＳＰ社製の「Ｓ３７００（商品名）平均粒子径：２．６μｍ」を、カルボニル鉄（２）としてＩＳＰ社製の「Ｓ３０００（商品名）平均粒子径：１．９μｍ」を、カルボニル鉄（３）としてＩＳＰ社製の「Ｓ−１６５１（商品名）平均粒子径：５．１μｍ」を、酸化ポリエチレン（１）として三菱化学社製の「ハイワックス４０５２Ｅ（商品名）」（酸価：２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量：３２００）を、酸化ポリエチレン（２）として三菱化学社製の「ハイワックス４０５１Ｅ（商品名）」（酸価：１２ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量：３２００）を、酸化ポリエチレン（３）として楠本化成社製の「ディスパロンＴＰ−２０３（商品名）」（酸価：１２ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量：３０００）を、酸化ポリエチレン（４）として三菱化学社製の「ハイワックス２２０３Ａ（商品名）」（酸価：３０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量：２７００）を、ベントナイト（１）としてアライドコロイド社製の「ハイドロコールＯＮＺ（商品名）」を、ベントナイト（２）としてホージュン社製の「エスベンＷ（商品名）」を、ベントナイト（３）としてホージュン社製の「エスベンＮ−４００（商品名）」を、水素添加ヒマシ油（１）としてサンノプコ社製の「ＳＮシックナー４０４０（商品名）」を、水素添加ヒマシ油（２）として楠本化成社製の「ディスパロン３０５（商品名）」を、アマイドワックスとしてサンノプコ社製の「ＳＮシックナー４０３０（商品名）」を使用した。
【００３０】
上述の結果から、本発明の磁気粘性流体は、沈降度が小さく、分散安定性に優れていることが明らかである。