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JP7660893B2 - Magnetorheological fluids and devices - Google Patents
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Description

本発明は、磁気粘弾性流体および装置に関する。 The present invention relates to a magnetorheological fluid and a device.

磁気粘性流体(Magneto Rheological Fluid、以下、「MR流体」ともいう)は、鉄などの磁性粒子を分散媒であるシリコーンオイルなどの基油に分散させた流体である。MR流体は、MR流体に外部から磁場を印加していない状態では、分散媒中に磁性粒子がランダムに浮遊し、一方、MR流体に外部から磁場を印加した状態では、磁場の方向に沿って磁性粒子が鎖状に連結した多数のクラスタを形成する性質を有する。これにより、MR流体は、磁場の印加と非印加によってクラスタの形成と解除を制御することができ、クラスタが形成されるとMR流体の見かけ上の粘度が変化し、降伏応力が増大する。MR流体は磁場の印加によって力およびトルクを伝達したり、減衰させることができる。そのため、MR流体は、ダンパなどへの応用が検討されている(例えば、特許文献1参照)。 A magnetorheological fluid (hereinafter, also referred to as "MR fluid") is a fluid in which magnetic particles such as iron are dispersed in a base oil such as silicone oil, which is a dispersion medium. When no magnetic field is applied to the MR fluid from the outside, the magnetic particles randomly float in the dispersion medium, while when a magnetic field is applied to the MR fluid from the outside, the magnetic particles form numerous clusters in which they are linked in a chain shape along the direction of the magnetic field. This allows the MR fluid to control the formation and release of clusters by applying and not applying a magnetic field, and when clusters are formed, the apparent viscosity of the MR fluid changes and the yield stress increases. When a magnetic field is applied to the MR fluid, it can transmit or attenuate force and torque. For this reason, applications of the MR fluid to dampers and the like are being considered (see, for example, Patent Document 1).

MR流体は、通常、ある一定の応力を発生させるために粒径が数μm~数十μmの大きな磁性粒子を用いることから、MR流体を放置しておくと磁性粒子が沈降して分散媒から分離してしまう問題がある。磁性粒子が沈降して固まった状態でMR流体を用いた装置を作動させようとすると、装置が作動しないおそれまたは装置の機構を損傷してしまうおそれがある。 MR fluids usually use large magnetic particles with particle sizes ranging from several μm to several tens of μm in order to generate a certain level of stress, and so there is a problem that if the MR fluid is left alone, the magnetic particles will settle and separate from the dispersion medium. If an attempt is made to operate a device that uses MR fluid when the magnetic particles have settled and solidified, there is a risk that the device will not operate or that the device's mechanism will be damaged.

本発明者らは、特許文献1および2において、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、磁場印加条件下での降伏応力の最大変化量が大きい磁気粘弾性流体を提案している。 In Patent Documents 1 and 2, the present inventors have proposed a magnetorheological fluid that has excellent long-term dispersion stability of magnetic particles and a large maximum change in yield stress under magnetic field application conditions.

特許第6434672号公報Patent No. 6434672 特許第6682608号公報Patent No. 6682608

MR流体では、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れることに加えて、MR流体の流動性に優れることも求められる。MR流体の流動性が低いと、MR流体を使用する機械または装置にMR流体を充填することが困難になることがある。また、MR流体の流動性が低いと、過剰に高い無励磁トルクとなることで、逆可動性という優位な特徴が失われる。 In addition to having excellent long-term dispersion stability of magnetic particles, MR fluids are also required to have excellent fluidity. If the fluidity of an MR fluid is low, it may be difficult to fill the machine or device in which the MR fluid is used with the MR fluid. Furthermore, if the fluidity of an MR fluid is low, an excessively high de-excitation torque will result, and the advantageous characteristic of reverse mobility will be lost.

流動性とは一般に一定しないで流れうごく性質を意味するが、本発明における流動性は、固定化された形状がクリープ現象を生じて初期の形状を一定時間で維持できなくなり、流動する性質を表す。 Fluidity generally refers to the property of flowing and moving without being constant, but in this invention, fluidity refers to the property of a fixed shape creeping and no longer being able to maintain its initial shape for a certain period of time, causing it to flow.

また、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、磁性粒子が分散媒から分離しなかったとしても、MR流体の流動性が低く、MR流体全体が固化した状態になるとMR流体を装置などにおいて使用することができなくなる。加えて、その固化したMR流体を強い力で撹拌して、MR流体の流動性を回復する必要がある。 Even if the magnetic particles have excellent long-term dispersion stability and do not separate from the dispersion medium, the fluidity of the MR fluid is low, and once the entire MR fluid has solidified, it becomes impossible to use the MR fluid in devices, etc. In addition, it is necessary to strongly stir the solidified MR fluid to restore the fluidity of the MR fluid.

そこで、本発明は、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、流動性にも優れる磁気粘弾性流体を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a magnetic viscoelastic fluid that has excellent long-term dispersion stability of magnetic particles and excellent fluidity.

本発明の別の目的は、長期間の安定駆動および機構信頼性に優れた装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a device that has stable operation over a long period of time and excellent mechanical reliability.

本発明に係る磁気粘弾性流体は、磁性粒子と、分散媒と、を含む磁気粘弾性流体であって、
前記分散媒が1分子内に2個以上のアミド基を有する有機化合物を含み、
前記磁気粘弾性流体の総体積に対する、前記有機化合物の体積の割合が、48~85%である、磁気粘弾性流体である。これによって、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、磁気粘弾性流体の流動性にも優れる。
The magnetorheological fluid according to the present invention is a magnetorheological fluid including magnetic particles and a dispersion medium,
the dispersion medium contains an organic compound having two or more amide groups in one molecule,
The ratio of the volume of the organic compound to the total volume of the magnetorheological fluid is 48 to 85%, which provides excellent long-term dispersion stability of the magnetic particles and excellent fluidity of the magnetorheological fluid.

本発明に係る磁気粘弾性流体の一実施形態では、前記有機化合物が、式(1):

Figure 0007660893000001
を有し、
式中、Lは、価数yの連結基であり、
Rは、水素またはメチル基であり、
Aは、アルキレン基であり、
xは、1~30の数であり、
yは、2以上の数である。 In one embodiment of the magnetorheological fluid according to the present invention, the organic compound is represented by formula (1):
Figure 0007660893000001
having
In the formula, L is a linking group of valence y,
R is hydrogen or a methyl group;
A is an alkylene group;
x is a number from 1 to 30;
y is a number of 2 or greater.

本発明に係る磁気粘弾性流体の一実施形態では、前記連結基が、炭化水素基である。 In one embodiment of the magnetorheological fluid according to the present invention, the linking group is a hydrocarbon group.

本発明に係る磁気粘弾性流体の一実施形態では、前記Lが、アルキレン基である。 In one embodiment of the magnetorheological fluid according to the present invention, L is an alkylene group.

本発明に係る磁気粘弾性流体の一実施形態では、前記Lが、炭素数2~8のアルキレン基である。 In one embodiment of the magnetorheological fluid according to the present invention, L is an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms.

本発明に係る磁気粘弾性流体の一実施形態では、前記磁性粒子の平均粒子径が、1~50μmである。 In one embodiment of the magnetorheological fluid according to the present invention, the average particle size of the magnetic particles is 1 to 50 μm.

本発明に係る磁気粘弾性流体の一実施形態では、前記磁気粘弾性流体が、樹脂粒子を含まない。 In one embodiment of the magnetorheological fluid according to the present invention, the magnetorheological fluid does not contain resin particles.

本発明に係る装置は、ロボット、ブレーキ、クラッチ、ダンパ、ショックアブソーバー、制震装置、ハプティクス、力触覚提示装置、医療機器、福祉機器および吸着装置からなる群より選択される装置に、上記いずれかの磁気粘弾性流体を用いた装置である。これによって、長期間の安定駆動および機構信頼性に優れる。 The device according to the present invention is a device selected from the group consisting of robots, brakes, clutches, dampers, shock absorbers, vibration control devices, haptics, force-tactile presentation devices, medical devices, welfare devices, and suction devices, and uses any of the above-mentioned magnetorheological fluids. This provides long-term stable operation and excellent mechanical reliability.

本発明によれば、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、流動性にも優れる磁気粘弾性流体を提供することができる。また、本発明によれば、長期間の安定駆動および機構信頼性に優れた装置を提供することができる。 The present invention can provide a magnetorheological fluid that has excellent long-term dispersion stability of magnetic particles and excellent fluidity. The present invention can also provide a device that has long-term stable operation and excellent mechanical reliability.

以下、本発明の実施形態について説明する。これらの記載は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。 The following describes embodiments of the present invention. These descriptions are intended to be illustrative of the present invention and are not intended to limit the present invention in any way.

本発明において、2以上の実施形態を任意に組み合わせることができる。 In the present invention, two or more embodiments may be combined in any manner.

本発明において、用語「固形分」は、固形分、不揮発分および有効成分を包括する概念である。 In the present invention, the term "solid content" is a concept that encompasses solid content, non-volatile content, and active ingredients.

本明細書において、数値範囲は、別段の記載がない限り、その範囲の上限値および下限値を含むことを意図している。例えば、48~85%は、48%以上85%以下の範囲を意味する。 In this specification, numerical ranges are intended to include the upper and lower limits of the range unless otherwise specified. For example, 48-85% means a range of 48% to 85%.

本発明において、平均粒子径とは、粒子径分布の中央値(メジアン径)を意味する。平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置または走査型電子顕微鏡(SEM)などを用いて測定する。 In the present invention, the average particle size means the median value of the particle size distribution. The average particle size is measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device or a scanning electron microscope (SEM), etc.

(磁気粘弾性流体)
本発明に係る磁気粘弾性流体は、磁性粒子と、分散媒と、を含む磁気粘弾性流体であって、
前記分散媒が1分子内に2個以上のアミド基を有する有機化合物を含み、
前記磁気粘弾性流体の総体積に対する、前記有機化合物の体積の割合が、48~85%である、磁気粘弾性流体である。
(Magnetic viscoelastic fluid)
The magnetorheological fluid according to the present invention is a magnetorheological fluid including magnetic particles and a dispersion medium,
the dispersion medium contains an organic compound having two or more amide groups in one molecule,
The ratio of the volume of the organic compound to the total volume of the magnetorheological fluid is 48 to 85%.

以下、本発明の磁気粘弾性流体が含む各成分について説明する。 The components contained in the magnetorheological fluid of the present invention are described below.

・磁性粒子
磁性粒子としては、磁場印加条件下で降伏応力が変化する磁性粒子であればよく、公知の磁性粒子を用いることができる。磁性粒子は、1種単独で用いてもよいし、材料または平均粒子径の異なるものを2種以上組み合わせて用いてもよい。
Magnetic particles As the magnetic particles, any magnetic particles whose yield stress changes under a magnetic field can be used, and known magnetic particles can be used. The magnetic particles may be used alone or in combination of two or more types of particles having different materials or average particle sizes.

磁性粒子の材料としては、例えば、鉄、窒化鉄、炭化鉄、カルボニル鉄、二酸化クロム、低炭素鋼、ニッケル、コバルト;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、タングステン含有鉄合金、マンガン含有鉄合金、銅含有鉄合金などの鉄合金および上記材料の酸化物;ガドリニウム、ガドリニウム有機誘導体からなる常磁性、超常磁性、強磁性化合物粒子などが挙げられる。 Materials for magnetic particles include, for example, iron, iron nitride, iron carbide, carbonyl iron, chromium dioxide, low carbon steel, nickel, cobalt; iron alloys such as aluminum-containing iron alloys, silicon-containing iron alloys, cobalt-containing iron alloys, nickel-containing iron alloys, vanadium-containing iron alloys, molybdenum-containing iron alloys, chromium-containing iron alloys, tungsten-containing iron alloys, manganese-containing iron alloys, and copper-containing iron alloys, as well as oxides of the above materials; paramagnetic, superparamagnetic, and ferromagnetic compound particles made of gadolinium and organic derivatives of gadolinium.

磁性粒子としては、カルボニル鉄が好ましい。 Carbonyl iron is preferred as magnetic particles.

磁性粒子の平均粒子径は、例えば、1~50μmである。一実施形態では、磁性粒子の平均粒子径は、1μm以上、2μm以上、3μm以上、4μm以上、5μm以上、6μm以上、7μm以上、8μm以上、9μm以上、10μm以上、15μm以上、20μm以上、25μm以上、30μm以上、35μm以上、40μm以上または45μm以上である。別の実施形態では、磁性粒子の平均粒子径は、50μm以下、45μm以下、40μm以下、35μm以下、30μm以下、25μm以下、20μm以下、15μm以下、10μm以下、9μm以下、8μm以下、7μm以下、6μm以下、5μm以下、4μm以下、3μm以下または2μm以下である。 The average particle size of the magnetic particles is, for example, 1 to 50 μm. In one embodiment, the average particle size of the magnetic particles is 1 μm or more, 2 μm or more, 3 μm or more, 4 μm or more, 5 μm or more, 6 μm or more, 7 μm or more, 8 μm or more, 9 μm or more, 10 μm or more, 15 μm or more, 20 μm or more, 25 μm or more, 30 μm or more, 35 μm or more, 40 μm or more, or 45 μm or more. In another embodiment, the average particle size of the magnetic particles is 50 μm or less, 45 μm or less, 40 μm or less, 35 μm or less, 30 μm or less, 25 μm or less, 20 μm or less, 15 μm or less, 10 μm or less, 9 μm or less, 8 μm or less, 7 μm or less, 6 μm or less, 5 μm or less, 4 μm or less, 3 μm or less, or 2 μm or less.

磁性粒子は、上記磁性粒子(平均粒子径が1μm以上の大磁性粒子)に加えて、より小さい平均粒子径の小磁性粒子を用いてもよいし、用いなくてもよい。 In addition to the above magnetic particles (large magnetic particles with an average particle size of 1 μm or more), small magnetic particles with a smaller average particle size may or may not be used.

小磁性粒子の材料としては、例えば、鉄、フェライト(Mn(II)、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Zn(II)などの鉄(III)酸塩)、マグネタイト(Fe(II)の鉄(III)酸塩)などが挙げられる。フェライトとしては、例えば、Mnフェライト、Mn-Znフェライト、Mn-Mgフェライト、Mn-Mg-Srフェライト、Mgフェライト;アルカリ金属、アルカリ土類金属、軽金属類を含有する上記フェライトなどが挙げられる。この他、前述の材料も挙げられる。 Examples of materials for small magnetic particles include iron, ferrite (ferric acid salts of Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), etc.), and magnetite (ferric acid salts of Fe(II)). Examples of ferrite include Mn ferrite, Mn-Zn ferrite, Mn-Mg ferrite, Mn-Mg-Sr ferrite, and Mg ferrite; the above ferrites containing alkali metals, alkaline earth metals, and light metals. Other examples include the materials mentioned above.

小磁性粒子としては、マグネタイトおよびフェライトからなる群より選択される1種以上が好ましい。 As small magnetic particles, one or more types selected from the group consisting of magnetite and ferrite are preferred.

一実施形態では、小磁性粒子は、Mn-Mg-Srフェライトである。 In one embodiment, the small magnetic particles are Mn-Mg-Sr ferrite.

小磁性粒子の平均粒子径は、例えば、20~300nmである。小磁性粒子の平均粒子径は、降伏応力と沈降抑制の観点から、40~200nmが好ましい。 The average particle size of the small magnetic particles is, for example, 20 to 300 nm. From the viewpoint of yield stress and suppression of sedimentation, the average particle size of the small magnetic particles is preferably 40 to 200 nm.

磁性粒子が小磁性粒子を含む場合、小磁性粒子の割合は、例えば、磁性粒子の合計質量に対して、例えば、5質量%未満である。 When the magnetic particles include small magnetic particles, the proportion of small magnetic particles is, for example, less than 5 mass% relative to the total mass of the magnetic particles.

本発明に係る磁気粘弾性流体の一実施形態では、前記磁性粒子の平均粒子径が、1~50μmである。すなわち、この実施形態では、磁性粒子は、小磁性粒子を含まない。 In one embodiment of the magnetorheological fluid according to the present invention, the average particle size of the magnetic particles is 1 to 50 μm. That is, in this embodiment, the magnetic particles do not include small magnetic particles.

本発明の磁気粘弾性流体では、磁性粒子は、分散性を高めるためのシランカップリング剤などによる表面処理をしてもよいし、表面処理をしなくてもよい。本発明の磁気粘弾性流体では、後述する樹脂粒子を用いることにより、磁性粒子の表面処理をしなくとも、磁性粒子の長期の優れた分散安定性が得られる。 In the magnetorheological fluid of the present invention, the magnetic particles may be surface-treated with a silane coupling agent or the like to enhance dispersibility, or may not be surface-treated. In the magnetorheological fluid of the present invention, by using the resin particles described below, excellent long-term dispersion stability of the magnetic particles can be obtained without surface treatment of the magnetic particles.

一実施形態では、磁性粒子は、分散性を高めるためのシランカップリング剤などによる表面処理をされていない。 In one embodiment, the magnetic particles are not surface-treated with a silane coupling agent or the like to enhance dispersibility.

本発明の磁気粘弾性流体における磁性粒子の量は、後述する1分子内に2個以上のアミド基を有する有機化合物の体積の割合が、磁気粘弾性流体の総体積に対して48~85%となる量であれば特に限定されない。本発明の磁気粘弾性流体における磁性粒子の体積の割合は、例えば、磁気粘弾性流体の総体積に対して52%以下である。一実施形態では、本発明の磁気粘弾性流体における磁性粒子の体積の割合は、磁気粘弾性流体の総体積に対して52%以下、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下または5%以下である。別の実施形態では、本発明の磁気粘弾性流体における磁性粒子の体積の割合は、磁気粘弾性流体の総体積に対して5%以上、10%以上、15%以上、20%以上、30%以上、40%以上または50%以上である。 The amount of magnetic particles in the magnetic viscoelastic fluid of the present invention is not particularly limited as long as the volume ratio of the organic compound having two or more amide groups in one molecule described later is 48 to 85% of the total volume of the magnetic viscoelastic fluid. The volume ratio of the magnetic particles in the magnetic viscoelastic fluid of the present invention is, for example, 52% or less of the total volume of the magnetic viscoelastic fluid. In one embodiment, the volume ratio of the magnetic particles in the magnetic viscoelastic fluid of the present invention is 52% or less, 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, or 5% or less of the total volume of the magnetic viscoelastic fluid. In another embodiment, the volume ratio of the magnetic particles in the magnetic viscoelastic fluid of the present invention is 5% or more, 10% or more, 15% or more, 20% or more, 30% or more, 40% or more, or 50% or more of the total volume of the magnetic viscoelastic fluid.

・分散媒
本発明の磁気粘弾性流体の分散媒は、1分子内に2個以上のアミド基(-CON(R)-)を有する有機化合物(以下、単に「分散媒化合物」ということがある。)を含み、磁気粘弾性流体の総体積に対する、分散媒化合物の体積の割合が、48~85%である。
Dispersion medium The dispersion medium of the magnetorheological fluid of the present invention contains an organic compound having two or more amide groups (-CON(R)-) in one molecule (hereinafter, sometimes simply referred to as "dispersion medium compound"), and the ratio of the volume of the dispersion medium compound to the total volume of the magnetorheological fluid is 48 to 85%.

理論に拘束されることを望むものではないが、本発明の磁気粘弾性流体において、このような分散媒化合物を含む分散媒を用いることによって磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、磁気粘弾性流体の流動性にも優れる理由は、例えば、分散媒化合物1分子のアミド基が2個以上であることによって、アミド基が1個である場合よりも、磁性粒子表面へアミド基によって分散媒化合物が吸着しやすくなり、磁性粒子の分散性を高めるためと推測される。 Without wishing to be bound by theory, it is speculated that the reason why the use of a dispersion medium containing such a dispersion medium compound in the magnetorheological fluid of the present invention results in excellent long-term dispersion stability of the magnetic particles and excellent fluidity of the magnetorheological fluid is that, for example, when one molecule of the dispersion medium compound has two or more amide groups, the dispersion medium compound is more easily adsorbed to the magnetic particle surface by the amide groups than when there is only one amide group, thereby enhancing the dispersibility of the magnetic particles.

分散媒化合物は、ノニオン性、カチオン性、アニオン性のいずれでもよい。一実施形態では、分散媒化合物は、ノニオン性である。 The dispersion medium compound may be nonionic, cationic, or anionic. In one embodiment, the dispersion medium compound is nonionic.

例えば、分散媒化合物は、式(1):

Figure 0007660893000002
を有し、式(1)中、Lは、価数yの連結基であり;Rは、水素またはメチル基であり;Aは、アルキレン基であり;xは、1~30の数であり;yは、2以上の数である。 For example, the dispersion medium compound may be represented by the formula (1):
Figure 0007660893000002
wherein in formula (1), L is a linking group having a valence of y; R is hydrogen or a methyl group; A is an alkylene group; x is a number from 1 to 30; and y is a number equal to or greater than 2.

Lの連結基としては、例えば、直鎖、分岐または環状の有機基が挙げられる。有機基としては、例えば、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素などの炭化水素が挙げられる。脂肪族炭化水素は、飽和脂肪族炭化水素でもよいし、不飽和結合を1以上有する不飽和脂肪族炭化水素でもよい。 The linking group of L may be, for example, a linear, branched, or cyclic organic group. The organic group may be, for example, a hydrocarbon such as an aliphatic hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon. The aliphatic hydrocarbon may be a saturated aliphatic hydrocarbon or an unsaturated aliphatic hydrocarbon having one or more unsaturated bonds.

一実施形態では、連結基は、炭化水素基である。 In one embodiment, the linking group is a hydrocarbon group.

一実施形態では、Lは、飽和または不飽和のアルキレン基である。別の実施形態では、Lは、飽和または不飽和の炭素数2、3、4、5、6、7または8のアルキレン基である。さらに別の実施形態では、Lは、飽和または不飽和の4個の炭素を有するアルキレン基である。 In one embodiment, L is a saturated or unsaturated alkylene group. In another embodiment, L is a saturated or unsaturated alkylene group having 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8 carbon atoms. In yet another embodiment, L is a saturated or unsaturated alkylene group having 4 carbon atoms.

価数y、すなわち、アミド基の数は、2以上の数であり、例えば、2、3、4または5である。 The valency y, i.e., the number of amide groups, is 2 or more, for example, 2, 3, 4, or 5.

Rは、水素またはメチル基である。Rがメチル基の場合(-CON(CH)-)よりもRが水素の場合(-CONH-)の方が、アミド基の電子求引性が高まり、磁性粒子へのアミド基による分散媒化合物の吸着性が高まることが推測される。 R is hydrogen or a methyl group. It is presumed that when R is hydrogen (-CONH-), the electron-withdrawing ability of the amide group is higher than when R is a methyl group (-CON(CH 3 )-), and therefore the amide group is more likely to adsorb the dispersion medium compound to the magnetic particles.

Aは、飽和または不飽和のアルキレン基であり、例えば、炭素数2、3、4、5または6のアルキレン基が挙げられる。アルキレン基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよい。 A is a saturated or unsaturated alkylene group, for example an alkylene group having 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms. The alkylene group may be linear, branched or cyclic.

xは、1~30の数である。AO基の繰り返し数の増加によって分散媒化合物の疎水性を高めて磁性粒子の分散安定性をより高める観点から、xは、4以上が好ましい。一実施形態では、xは、1以上、2以上、3以上、4以上、6以上、8以上、10以上、12以上、14以上、16以上、18以上または20以上である。別の実施形態では、xは、30以下、20以下、18以下、16以下、14以下、12以下、10以下、8以下、6以下、4以下、3以下または2以下である。 x is a number from 1 to 30. From the viewpoint of increasing the hydrophobicity of the dispersion medium compound by increasing the number of repetitions of the AO group and thereby further increasing the dispersion stability of the magnetic particles, x is preferably 4 or more. In one embodiment, x is 1 or more, 2 or more, 3 or more, 4 or more, 6 or more, 8 or more, 10 or more, 12 or more, 14 or more, 16 or more, 18 or more, or 20 or more. In another embodiment, x is 30 or less, 20 or less, 18 or less, 16 or less, 14 or less, 12 or less, 10 or less, 8 or less, 6 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less.

一実施形態では、式(1)の分散媒化合物は、式(2):H-(OA)x-NRCO-L-CONR-(AO)x-H(すなわち、式(1)においてy=2)である。別の実施形態では、式(1)の分散媒化合物は、式(2):H-(OA)x-NHCO-L-CONH-(AO)x-H(すなわち、式(1)においてy=2)である。 In one embodiment, the dispersion medium compound of formula (1) is of formula (2): H-(OA)x-NRCO-L-CONR-(AO)x-H (i.e., y=2 in formula (1)). In another embodiment, the dispersion medium compound of formula (1) is of formula (2): H-(OA)x-NHCO-L-CONH-(AO)x-H (i.e., y=2 in formula (1)).

分散媒化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The dispersion medium compound may be used alone or in combination of two or more.

分散媒の合計質量に対する分散媒化合物の割合は、例えば、50質量%以上である。一実施形態では、分散媒の合計質量に対する分散媒化合物の割合は、50質量%以上、60質量%以上、65質量%以上、70質量%以上、75質量%以上、80質量%以上、85質量%以上、90質量%以上、95質量%以上または100質量%である。別の実施形態では、分散媒の合計質量に対する分散媒化合物の割合は、100質量%以下、95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下、65質量%以下、または60質量%以下である。 The ratio of the dispersion medium compound to the total mass of the dispersion medium is, for example, 50% by mass or more. In one embodiment, the ratio of the dispersion medium compound to the total mass of the dispersion medium is 50% by mass or more, 60% by mass or more, 65% by mass or more, 70% by mass or more, 75% by mass or more, 80% by mass or more, 85% by mass or more, 90% by mass or more, 95% by mass or more, or 100% by mass. In another embodiment, the ratio of the dispersion medium compound to the total mass of the dispersion medium is 100% by mass or less, 95% by mass or less, 90% by mass or less, 85% by mass or less, 80% by mass or less, 75% by mass or less, 70% by mass or less, 65% by mass or less, or 60% by mass or less.

本発明の磁気粘弾性流体の分散媒には、分散媒化合物以外の分散媒、例えば、特許文献1もしくは2などの分散媒、またはシリコーンオイル、フッ素オイルもしくはパラフィンなどの分散媒が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。 The dispersion medium of the magnetorheological fluid of the present invention may or may not contain a dispersion medium other than a dispersion medium compound, such as the dispersion medium of Patent Documents 1 or 2, or a dispersion medium such as silicone oil, fluorine oil, or paraffin.

本発明の磁気粘弾性流体の総体積に対する、分散媒化合物の体積の割合は、48~85%である。分散媒化合物の体積の割合が48%以上であることによって、磁気粘弾性流体の流動性が高まる。また、分散媒化合物の体積の割合が85%以下であることによって、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れる。一実施形態では、磁気粘弾性流体の総体積に対する、分散媒化合物の体積の割合は、48%以上、50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上または80%以上である。別の実施形態では、磁気粘弾性流体の総体積に対する、分散媒化合物の体積の割合は、85%以下、80%以下、75%以下、70%以下、65%以下、60%以下、55%以下または50%以下である。 The volume ratio of the dispersion medium compound to the total volume of the magnetorheological fluid of the present invention is 48 to 85%. When the volume ratio of the dispersion medium compound is 48% or more, the fluidity of the magnetorheological fluid is increased. Furthermore, when the volume ratio of the dispersion medium compound is 85% or less, the long-term dispersion stability of the magnetic particles is excellent. In one embodiment, the volume ratio of the dispersion medium compound to the total volume of the magnetorheological fluid is 48% or more, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more. In another embodiment, the volume ratio of the dispersion medium compound to the total volume of the magnetorheological fluid is 85% or less, 80% or less, 75% or less, 70% or less, 65% or less, 60% or less, 55% or less, or 50% or less.

・その他の添加剤
本発明に係る磁気粘弾性流体には、上述した成分以外に、分散助剤、樹脂粒子、レオロジーコントロール剤、金属型清浄分散剤、無灰型清浄分散剤、油性剤、摩耗防止剤、極圧剤、さび止め剤、摩擦調整剤、固体潤滑剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、消泡剤、着色剤、粘度指数向上剤及び流動点降下剤などのその他の添加剤を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。これらその他の添加剤はそれぞれ、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Other Additives The magnetorheological fluid according to the present invention may or may not contain other additives such as dispersion aids, resin particles, rheology control agents, metal detergent-dispersants, ashless detergent-dispersants, oiliness agents, antiwear agents, extreme pressure agents, rust inhibitors, friction modifiers, solid lubricants, antioxidants, metal deactivators, antifoaming agents, colorants, viscosity index improvers, pour point depressants, etc. In addition to the above-mentioned components, each of these other additives may be used alone or in combination of two or more.

・分散助剤
分散助剤は、一般に用いられる非水性または水性の湿潤分散剤を用いることができる。分散助剤が有する磁性体吸着に寄与する官能基は酸性、塩基性、塩のいずれでもよいが、一部の材質の磁性粒子との相互作用が少ないことから、塩基性または塩が好ましい。分散助剤の分子量は、低分子量のものから高分子量のものまで、分散媒との組合せから適切なものを選択すればよい。分散助剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Dispersion Aids The dispersion aids may be non-aqueous or aqueous wetting dispersants that are commonly used. The functional groups of the dispersion aids that contribute to magnetic material adsorption may be acidic, basic, or salt-based, but basic or salt-based functional groups are preferred because they have less interaction with magnetic particles of some materials. The molecular weight of the dispersion aid may be selected from low molecular weight to high molecular weight, taking into account the combination with the dispersion medium. The dispersion aids may be used alone or in combination of two or more types.

分散助剤を用いる場合、その量は適宜調節すればよい。例えば、分散助剤の割合は、磁性粒子の質量と分散媒の質量と分散助剤の質量との合計質量に対して0.5~10質量%である。 When a dispersion aid is used, its amount can be adjusted as appropriate. For example, the proportion of the dispersion aid is 0.5 to 10% by mass relative to the total mass of the magnetic particles, the dispersion medium, and the dispersion aid.

一実施形態では、磁気粘弾性流体は、分散助剤を含まない。別の実施形態では、磁気粘弾性流体は、分散助剤を含む。 In one embodiment, the magnetorheological fluid does not include a dispersing agent. In another embodiment, the magnetorheological fluid includes a dispersing agent.

・樹脂粒子
樹脂粒子は、樹脂製の粒子であり、磁性粒子の分散安定性に寄与する。樹脂粒子は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Resin Particles The resin particles are particles made of resin and contribute to the dispersion stability of the magnetic particles. The resin particles may be used alone or in combination of two or more kinds.

樹脂粒子の材料としては、特に限定されず、公知の樹脂を適宜選択して用いればよい。樹脂粒子の材料としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、フッ素樹脂、セルロース樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂などを挙げることができる。 The material of the resin particles is not particularly limited, and any known resin may be appropriately selected and used. Examples of the material of the resin particles include acrylic resin, styrene resin, polyolefin resin, polyester resin, melamine resin, benzoguanamine resin, polyacrylonitrile resin, polyamide resin, polycarbonate resin, phenol resin, urea resin, fluororesin, cellulose resin, polyurethane resin, vinyl chloride resin, polyether resin, silicone resin, and alkyd resin.

アクリル樹脂は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどのモノマーの単独重合体または共重合体であってもよいし、これらのモノマーの1種以上と、エチレン、スチレンなどのモノマーとの共重合体(例えば、エチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-アクリル酸共重合体など)であってもよいし、これらの重合体または共重合体の変性体(例えば、フッ素置換アクリル樹脂)であってもよい。 The acrylic resin may be a homopolymer or copolymer of monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid esters, and methacrylic acid esters, or a copolymer of one or more of these monomers with monomers such as ethylene or styrene (e.g., ethylene-acrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, etc.), or a modified form of these polymers or copolymers (e.g., fluorine-substituted acrylic resin).

樹脂粒子は、コア-シェル粒子であって、コアおよびシェルが、それぞれ、上述した材料の1種または2種以上からなるコア-シェル粒子であってもよい。 The resin particles may be core-shell particles, in which the core and shell are each made of one or more of the materials described above.

樹脂粒子は、例えば、樹脂中のポリマー同士が架橋されていない非架橋樹脂粒子でもよいし、樹脂中のポリマー同士が架橋されている架橋樹脂粒子でもよい。架橋樹脂粒子は、非架橋樹脂粒子よりも耐熱性や耐溶剤性に優れることから、磁気粘弾性流体を適用した装置の摺動などによる熱や分散媒体そのものによって溶融し難く、より安定した磁場発生応力が得られるため好ましい。 The resin particles may be, for example, non-crosslinked resin particles in which the polymers in the resin are not crosslinked, or crosslinked resin particles in which the polymers in the resin are crosslinked. Crosslinked resin particles are preferable because they have better heat resistance and solvent resistance than non-crosslinked resin particles, are less likely to melt due to heat caused by sliding in a device to which the magnetorheological fluid is applied, or due to the dispersion medium itself, and a more stable magnetic field generation stress can be obtained.

架橋樹脂粒子は、特に限定されず、公知の架橋樹脂粒子を用いることができる。架橋樹脂粒子としては、例えば、特許文献2に記載の樹脂粒子;国際公開第2015/152187号に記載の有機樹脂粒子(A);特開2010-024289号公報に記載の架橋樹脂粒子;特開2009-235351号公報に記載のエチレン性不飽和モノマーを主体として得られた架橋構造を有する樹脂からなる樹脂粒子、内部架橋したウレタン樹脂からなる樹脂粒子、内部架橋したメラミン樹脂からなる架橋樹脂粒子などの架橋樹脂粒子;特開2009-114392号公報に記載のカルボキシル基含有アクリル樹脂である架橋樹脂粒子;特開平6-025567号公報に記載の内部架橋構造を持つ、アクリル系樹脂微粒子などが挙げられる。 The crosslinked resin particles are not particularly limited, and known crosslinked resin particles can be used. Examples of the crosslinked resin particles include resin particles described in Patent Document 2; organic resin particles (A) described in International Publication No. 2015/152187; crosslinked resin particles described in JP-A-2010-024289; crosslinked resin particles such as resin particles made of a resin having a crosslinked structure obtained mainly from an ethylenically unsaturated monomer described in JP-A-2009-235351, resin particles made of an internally crosslinked urethane resin, and crosslinked resin particles made of an internally crosslinked melamine resin; crosslinked resin particles of a carboxyl group-containing acrylic resin described in JP-A-2009-114392; and acrylic resin fine particles having an internal crosslinked structure described in JP-A-6-025567.

一実施形態では、樹脂粒子は、架橋樹脂粒子である。別の実施形態では、樹脂粒子は、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、およびこれらの変性体からなる群より選択される1種以上である。さらに別の実施形態では、樹脂粒子は、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、およびこれらの変性体からなる群より選択される1種以上の架橋樹脂粒子である。 In one embodiment, the resin particles are crosslinked resin particles. In another embodiment, the resin particles are one or more selected from the group consisting of acrylic resin, polyurethane resin, melamine resin, and modified products thereof. In yet another embodiment, the resin particles are one or more crosslinked resin particles selected from the group consisting of acrylic resin, polyurethane resin, melamine resin, and modified products thereof.

一実施形態では、アクリル樹脂は、アクリル酸エステル重合体、メタクリル酸エステル重合体、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、およびこれらの変性体からなる群より選択される1種以上である。 In one embodiment, the acrylic resin is at least one selected from the group consisting of acrylic acid ester polymers, methacrylic acid ester polymers, styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene-methacrylic acid copolymers, and modified versions thereof.

樹脂粒子の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されず、適宜調節することができる。一実施形態では、樹脂粒子のMwは、1,000以上、5,000以上、6,000以上、10,000以上、50,000以上、100,000以上、500,000以上または1,000,000以上である。また、別の実施形態では、樹脂粒子のMwは、10,000,000以下、5,000,000以下、3,000,000以下、1,000,000以下、500,000以下、300,000以下、100,000以下または50,000以下である。 The weight average molecular weight (Mw) of the resin particles is not particularly limited and can be adjusted as appropriate. In one embodiment, the Mw of the resin particles is 1,000 or more, 5,000 or more, 6,000 or more, 10,000 or more, 50,000 or more, 100,000 or more, 500,000 or more, or 1,000,000 or more. In another embodiment, the Mw of the resin particles is 10,000,000 or less, 5,000,000 or less, 3,000,000 or less, 1,000,000 or less, 500,000 or less, 300,000 or less, 100,000 or less, or 50,000 or less.

樹脂粒子の平均粒子径は、例えば、20~1500nmである。一実施形態では、樹脂粒子の平均粒子径は、50nm以上、80nm以上、100nm以上、150nm以上、200nm以上、300nm以上、400nm以上、500nm以上、600nm以上、700nm以上、800nm以上、900nm以上、1000nm以上、1100nm以上、1200nm以上、1300nm以上または1400nm以上である。また、別の実施形態では、樹脂粒子の平均粒子径は、1400nm以下、1300nm以下、1200nm以下、1100nm以下、1000nm以下、900nm以下、800nm以下、700nm以下、600nm以下、500nm以下、400nm以下、300nm以下、200nm以下または150nm以下である。 The average particle size of the resin particles is, for example, 20 to 1500 nm. In one embodiment, the average particle size of the resin particles is 50 nm or more, 80 nm or more, 100 nm or more, 150 nm or more, 200 nm or more, 300 nm or more, 400 nm or more, 500 nm or more, 600 nm or more, 700 nm or more, 800 nm or more, 900 nm or more, 1000 nm or more, 1100 nm or more, 1200 nm or more, 1300 nm or more, or 1400 nm or more. In another embodiment, the average particle size of the resin particles is 1400 nm or less, 1300 nm or less, 1200 nm or less, 1100 nm or less, 1000 nm or less, 900 nm or less, 800 nm or less, 700 nm or less, 600 nm or less, 500 nm or less, 400 nm or less, 300 nm or less, 200 nm or less, or 150 nm or less.

樹脂粒子の平均粒子径は、20~1500nmの範囲内であればよく、平均粒子径の異なる樹脂粒子を2種以上組み合わせて用いてもよい。例えば、平均粒子径20~200nmの第1の樹脂粒子と、平均粒子径200nmより大きく1500nm以下の第2の樹脂粒子とを組み合わせて用いてもよい。 The average particle diameter of the resin particles may be within the range of 20 to 1500 nm, and two or more types of resin particles with different average particle diameters may be used in combination. For example, first resin particles with an average particle diameter of 20 to 200 nm may be used in combination with second resin particles with an average particle diameter of more than 200 nm and not more than 1500 nm.

樹脂粒子を配合する場合、樹脂粒子の質量の割合は、例えば、磁気粘弾性流体の合計質量に対して、0.3~20質量%である。一実施形態では、当該割合は、0.5質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、4質量%以上、5質量%以上、6質量%以上、7質量%以上、8質量%以上、9質量%以上、10質量%以上または15質量%以上である。また、別の実施形態では、当該割合は、19質量%以下、15質量%以下、10質量%以下、9質量%以下、8質量%以下、7質量%以下、6質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、3質量%以下、2質量%以下または1質量%以下である。 When resin particles are blended, the mass ratio of the resin particles is, for example, 0.3 to 20% by mass with respect to the total mass of the magnetorheological fluid. In one embodiment, the ratio is 0.5% by mass or more, 1% by mass or more, 2% by mass or more, 3% by mass or more, 4% by mass or more, 5% by mass or more, 6% by mass or more, 7% by mass or more, 8% by mass or more, 9% by mass or more, 10% by mass or more, or 15% by mass or more. In another embodiment, the ratio is 19% by mass or less, 15% by mass or less, 10% by mass or less, 9% by mass or less, 8% by mass or less, 7% by mass or less, 6% by mass or less, 5% by mass or less, 4% by mass or less, 3% by mass or less, 2% by mass or less, or 1% by mass or less.

本発明に係る磁気粘弾性流体の一実施形態では、前記磁気粘弾性流体が、樹脂粒子を含まない。 In one embodiment of the magnetorheological fluid according to the present invention, the magnetorheological fluid does not contain resin particles.

・磁気粘弾性流体の調製方法
磁気粘弾性流体の調製方法は特に限定されず、磁性粒子と、分散媒と、必要に応じてその他の添加剤とを任意の順序で混合して調製することができる。例えば、磁気粘弾性流体の調製方法は、分散媒と磁性粒子とを準備し、磁性粒子に、分散媒を添加して撹拌し、次いで、任意に、分散助剤などのその他の添加剤を添加して撹拌する。
- Method for preparing magnetorheological fluid The method for preparing the magnetorheological fluid is not particularly limited, and the magnetic particles, the dispersion medium, and other additives as necessary can be mixed in any order to prepare the magnetic fluid. For example, the method for preparing the magnetorheological fluid includes preparing a dispersion medium and magnetic particles, adding the dispersion medium to the magnetic particles and stirring, and then optionally adding other additives such as a dispersion aid and stirring.

本発明に係る磁気粘弾性流体の用途は、特に限定されず、公知のMR流体の用途に使用することができる。磁気粘弾性流体の用途としては、例えば、ロボット、ブレーキ、クラッチ、ダンパ、ショックアブソーバー、制震装置、ハプティクス、力触覚提示装置、医療機器、福祉機器および吸着装置などが挙げられる。 The applications of the magnetorheological fluid according to the present invention are not particularly limited, and it can be used for the applications of known MR fluids. Examples of applications of magnetorheological fluids include robots, brakes, clutches, dampers, shock absorbers, vibration control devices, haptics, force-tactile presentation devices, medical equipment, welfare equipment, and suction devices.

(装置)
本発明に係る装置は、ロボット、ブレーキ、クラッチ、ダンパ、ショックアブソーバー、制震装置、ハプティクス、力触覚提示装置、医療機器、福祉機器および吸着装置からなる群より選択される装置に、上記いずれかの磁気粘弾性流体を用いた装置である。これによって、長期間の安定駆動および機構信頼性に優れる。
(Device)
The device according to the present invention is a device selected from the group consisting of robots, brakes, clutches, dampers, shock absorbers, vibration control devices, haptics, force tactile presentation devices, medical devices, welfare devices, and suction devices, and uses any of the above magnetorheological fluids, thereby achieving long-term stable operation and excellent mechanical reliability.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples. However, these examples are intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the present invention in any way.

実施例で用いた材料は以下のとおりである。
・磁性粒子:カルボニル鉄粉、BASF社製の商品名「CIP-SQ」、平均粒子径4.5μm、密度7.87(g/cc)
・分散媒
アジピン酸ジアミド:青木油脂工業社製、商品名「AA PO-20」、アミド基2個、式(2)でLが炭素数4のアルキレン基、Aが炭素数3のアルキレン基、xが20、Rが水素である。密度0.92(g/cc)
コハク酸ジアミド:青木油脂工業社製、商品名「SA PO-20」、アミド基2個、式(2)でLが炭素数2のアルキレン基、Aが炭素数3のアルキレン基、xが20、Rが水素である。密度0.92(g/cc)
コハク酸ジアミド:青木油脂工業社製、商品名「SA PO-4」、アミド基2個、式(2)でLが炭素数2のアルキレン基、Aが炭素数3のアルキレン基、xが4、Rが水素である。密度0.93(g/cc)
・比較分散媒
ポリオキシエチレンオレイルアミド:青木油脂工業社製、商品名「ブラウノン O-15」、アミド基1個、オレイン酸アミドのポリオキシエチレン付加物、ポリオキシエチレンの繰り返し数7、密度0.92(g/cc)
コハク酸ジエステル:青木油脂工業社製、商品名「SAES PO-4」、示性式:H(OCOCOCCOO(CO)H、密度0.91(g/cc)
・樹脂粒子:スチレン-アクリル酸共重合体微粒子(架橋樹脂粒子)、日本ペイント・インダストリアルコーティングス社製の商品名「MG-451」、平均粒子径100nm、密度1.01(g/cc)
The materials used in the examples are as follows:
Magnetic particles: carbonyl iron powder, product name "CIP-SQ" manufactured by BASF, average particle size 4.5 μm, density 7.87 (g/cc)
Dispersion medium adipic acid diamide: manufactured by Aoki Oil Industries Co., Ltd., product name "AA PO-20", 2 amide groups, in formula (2), L is an alkylene group having 4 carbon atoms, A is an alkylene group having 3 carbon atoms, x is 20, and R is hydrogen. Density 0.92 (g/cc)
Succinic acid diamide: manufactured by Aoki Oil Industries Co., Ltd., trade name "SA PO-20", 2 amide groups, in formula (2), L is an alkylene group having 2 carbon atoms, A is an alkylene group having 3 carbon atoms, x is 20, and R is hydrogen. Density 0.92 (g/cc)
Succinic acid diamide: manufactured by Aoki Oil Industries Co., Ltd., trade name "SA PO-4", 2 amide groups, in formula (2), L is an alkylene group having 2 carbon atoms, A is an alkylene group having 3 carbon atoms, x is 4, and R is hydrogen. Density 0.93 (g/cc)
Comparative dispersion medium polyoxyethylene oleylamide: manufactured by Aoki Oil Industries Co., Ltd., product name "Brownon O-15", one amide group, polyoxyethylene adduct of oleic acid amide, polyoxyethylene repeat number 7, density 0.92 (g/cc)
Succinic diester: manufactured by Aoki Yushi Kogyo Co., Ltd., trade name "SAES PO-4", formula: H(OC 3 H 6 ) 4 OCOC 2 H 4 COO(C 3 H 6 O) 4 H, density 0.91 (g/cc)
Resin particles: styrene-acrylic acid copolymer fine particles (crosslinked resin particles), product name "MG-451" manufactured by Nippon Paint Industrial Coatings Co., Ltd., average particle size 100 nm, density 1.01 (g/cc)

実施例で用いた装置は以下のとおりである。
3本ロール分散機:EXAKT社製の商品名「50I」
レオメータ:アントンパール社製の商品名「MCR 302」、ダブルギャップ構造MRDセル(磁場測定ユニット)を搭載
The apparatus used in the examples is as follows:
Three-roll disperser: EXAKT product name "50I"
Rheometer: Anton Paar's product name "MCR 302", equipped with a double-gap structure MRD cell (magnetic field measurement unit)

(実施例1~11および比較例1~4)
表1に示す配合(質量%)で磁性粒子、分散媒、比較分散媒および樹脂粒子を準備した。容器に磁性粒子を充填し、次いで分散媒および比較分散媒のいずれかまたは両方を添加して、均一になるまで簡易に撹拌した。その後、その混合物を3本ロール分散機を用いて、最も開度を狭めた条件で、5回通して分散させて、磁気粘弾性流体または比較MR流体を調製した。
(Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 4)
Magnetic particles, a dispersion medium, a comparative dispersion medium, and resin particles were prepared in the formulations (mass%) shown in Table 1. A container was filled with the magnetic particles, and then either or both of the dispersion medium and the comparative dispersion medium were added and stirred briefly until homogenous. The mixture was then dispersed five times using a three-roll disperser under the narrowest opening conditions to prepare a magnetorheological fluid or a comparative MR fluid.

Figure 0007660893000003
Figure 0007660893000003

調製した各磁気粘弾性流体または比較MR流体について、以下のように、分散安定性と、流動性と、降伏応力の最大変化量とを測定した。 For each of the prepared magnetorheological fluids or comparative MR fluids, the dispersion stability, fluidity, and maximum change in yield stress were measured as follows:

(分散安定性)
磁気粘弾性流体または比較MR流体を調製後、直ちに30mLサンプル管の肩部まで磁気粘弾性流体または比較MR流体を充填し、25℃で静置して貯蔵した。貯蔵後90日における磁気粘弾性流体または比較MR流体について、サンプル管の肩部から、分散媒と磁性粒子とが分離した界面までの距離(分離幅)を測定し、以下の基準で分散安定性を評価した。分離幅が小さいほど、分散安定性に優れる。貯蔵後90日時点で基準A、BまたはCである場合、合格である。
・基準
A:分離は見られない
B:分離幅が5mm以下
C:分離幅が5mm超え10mm以下
D:分離幅が10mm超え
(Dispersion Stability)
Immediately after preparing the magnetorheological fluid or comparative MR fluid, the magnetorheological fluid or comparative MR fluid was filled into a 30 mL sample tube up to the shoulder and allowed to stand and store at 25° C. For the magnetorheological fluid or comparative MR fluid 90 days after storage, the distance from the shoulder of the sample tube to the interface where the dispersion medium and the magnetic particles were separated (separation width) was measured, and the dispersion stability was evaluated according to the following criteria. The smaller the separation width, the better the dispersion stability. If the criteria A, B, or C were met 90 days after storage, the sample was passed.
Criteria A: No separation is observed B: Separation width is 5 mm or less C: Separation width is more than 5 mm and less than 10 mm D: Separation width is more than 10 mm

(流動性)
容器から2ccの固定化された磁気粘弾性流体または比較MR流体を平板上に取り出し、25℃で5分間静置した。そして、その磁気粘弾性流体または比較MR流体の状態を観察し、以下の基準で評価した。
合格:磁気粘弾性流体または比較MR流体が流動して平坦になった
不合格:磁気粘弾性流体または比較MR流体が初期形状を維持していた
(Liquidity)
2 cc of the immobilized magnetorheological fluid or comparative MR fluid was taken out from the container onto a flat plate and left to stand for 5 minutes at 25° C. The state of the magnetorheological fluid or comparative MR fluid was then observed and evaluated according to the following criteria.
Pass: The magnetorheological fluid or the comparative MR fluid flowed and became flat. Fail: The magnetorheological fluid or the comparative MR fluid maintained its original shape.

(降伏応力の最大変化量)
レオメータに0.6mLの磁気粘弾性流体または比較MR流体を充填し、磁束密度1T(テスラ)の磁場印加条件で、歪み10%、10Hz周波数振動解析を実施した。その磁場印加条件下で発生したせん断降伏応力(Pa)を測定し、以下の基準で評価した。その結果を表1に合わせて示す。
A:せん断降伏応力が20000Pa超え
B:せん断降伏応力が7000Pa超え~20000Pa以下
C:せん断降伏応力が7000Pa以下
(Maximum change in yield stress)
A rheometer was filled with 0.6 mL of the magnetorheological fluid or the comparative MR fluid, and a vibration analysis was carried out at 10% strain and 10 Hz frequency under the condition of a magnetic field of 1 T (tesla) magnetic flux density. The shear yield stress (Pa) generated under the magnetic field conditions was measured and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: Shear yield stress exceeds 20,000 Pa. B: Shear yield stress exceeds 7,000 Pa to 20,000 Pa or less. C: Shear yield stress is 7,000 Pa or less.

表1に示したように、本発明によれば、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、流動性にも優れる磁気粘弾性流体を提供することができた。 As shown in Table 1, the present invention provides a magnetorheological fluid that has excellent long-term dispersion stability of magnetic particles and excellent fluidity.

本発明によれば、磁性粒子の長期間の分散安定性に優れ、流動性にも優れる磁気粘弾性流体を提供することができる。また、本発明によれば、長期間の安定駆動および機構信頼性に優れた装置を提供することができる。 The present invention can provide a magnetorheological fluid that has excellent long-term dispersion stability of magnetic particles and excellent fluidity. The present invention can also provide a device that has long-term stable operation and excellent mechanical reliability.

Claims (8)

磁性粒子と、分散媒と、を含む磁気粘弾性流体であって、
前記分散媒が、1分子内に2個以上のアミド基を有する有機化合物を含み、
前記磁気粘弾性流体の総体積に対する、前記有機化合物の体積の割合が、48~85%である、磁気粘弾性流体。
A magnetorheological fluid comprising magnetic particles and a dispersion medium,
the dispersion medium contains an organic compound having two or more amide groups in one molecule,
A magnetorheological fluid, wherein the ratio of the volume of the organic compound to the total volume of the magnetorheological fluid is 48 to 85%.
前記有機化合物が、式(1):
Figure 0007660893000004
を有し、
式中、Lは、価数yの連結基であり、
Rは、水素またはメチル基であり、
Aは、アルキレン基であり、
xは、1~30の数であり、
yは、2以上の数である、請求項1に記載の磁気粘弾性流体。
The organic compound has the formula (1):
Figure 0007660893000004
having
In the formula, L is a linking group of valence y,
R is hydrogen or a methyl group;
A is an alkylene group;
x is a number from 1 to 30;
The magnetorheological fluid according to claim 1 , wherein y is a number equal to or greater than 2.
前記連結基が、炭化水素基である、請求項2に記載の磁気粘弾性流体。 The magnetorheological fluid according to claim 2, wherein the linking group is a hydrocarbon group. 前記Lが、アルキレン基である、請求項2に記載の磁気粘弾性流体。 The magnetorheological fluid according to claim 2, wherein L is an alkylene group. 前記Lが、炭素数2~8のアルキレン基である、請求項4に記載の磁気粘弾性流体。 The magnetorheological fluid according to claim 4, wherein L is an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms. 前記磁性粒子の平均粒子径が、1~50μmである、請求項1~4のいずれか一項に記載の磁気粘弾性流体。 The magnetic viscoelastic fluid according to any one of claims 1 to 4, wherein the average particle size of the magnetic particles is 1 to 50 μm. 前記磁気粘弾性流体が、樹脂粒子を含まない、請求項1~6のいずれか一項に記載の磁気粘弾性流体。 The magnetorheological fluid according to any one of claims 1 to 6, wherein the magnetorheological fluid does not contain resin particles. ロボット、ブレーキ、クラッチ、ダンパ、ショックアブソーバー、制震装置、ハプティクス、力触覚提示装置、医療機器、福祉機器および吸着装置からなる群より選択される装置に、請求項1~7のいずれか一項に記載の磁気粘弾性流体を用いた、装置。
A device using the magnetorheological fluid according to any one of claims 1 to 7 in a device selected from the group consisting of a robot, a brake, a clutch, a damper, a shock absorber, a vibration control device, a haptic device, a force-tactile presentation device, a medical device, a welfare device, and an adsorption device.
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