JP2002296553A - Magnetic particulate dispersed liquid and magnetic particulate dispersed body - Google Patents
Magnetic particulate dispersed liquid and magnetic particulate dispersed bodyInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気光学ファラデ
ー効果を示すガーネット構造を有する磁性体微粒子が分
散媒中に均一に分散された磁性体微粒子分散液、並びに
該磁性体微粒子分散液を硬化して得られる磁性体微粒子
分散体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic fine particle dispersion in which magnetic fine particles having a garnet structure exhibiting a magneto-optical Faraday effect are uniformly dispersed in a dispersion medium, and a method of curing the magnetic fine particle dispersion. The present invention relates to a magnetic fine particle dispersion obtained by the above method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】磁気光学ファラデー効果（以下、「磁気
ファラデー効果」と略す。）は、磁界中におかれた物質
中を直線偏光が磁界方向に対して平行方向に伝播すると
きに、その偏光面が磁界の強度に応じて回転する現象の
ことを言う。磁気ファラデー効果を示す磁性体として、
ガーネット構造を有する磁性体（以下、「ガーネット型
磁性体」と称することがある。）が知られ、光通信シス
テムを構成する重要な光学素子である光アイソレータ等
に利用され、高速・大容量光通信システムの発展に大き
く寄与している。2. Description of the Related Art Magneto-optical Faraday effect (hereinafter abbreviated as "magnetic Faraday effect") is a method in which linearly polarized light propagates in a material placed in a magnetic field in a direction parallel to the direction of the magnetic field. A phenomenon in which a surface rotates according to the strength of a magnetic field. As a magnetic material showing the magnetic Faraday effect,
2. Description of the Related Art A magnetic material having a garnet structure (hereinafter sometimes referred to as a “garnet-type magnetic material”) is known, and is used for an optical isolator or the like which is an important optical element constituting an optical communication system. It has greatly contributed to the development of communication systems.
【０００３】光アイソレータ等の光学素子には、例えば
１ｍｍ角程度のブロック状の、あるいは基板表面に成膜
された薄膜状の、単結晶ガーネット型磁性体が広く用い
られている。このように単結晶ガーネット型磁性体を用
いて素子を構成する場合には、磁性体中に他の成分が含
有されないため、光散乱が発生せず、光透過性に優れた
高性能な光学素子が得られるという利点を有する。For an optical element such as an optical isolator, for example, a single-crystal garnet-type magnetic material in the form of a block of about 1 mm square or a thin film formed on a substrate surface is widely used. When an element is formed using a single-crystal garnet-type magnetic material as described above, since no other components are contained in the magnetic material, light scattering does not occur and a high-performance optical element excellent in light transmittance is provided. Is obtained.
【０００４】しかしながら、ブロック状の単結晶ガーネ
ット型磁性体は非常に高価であり、また、薄膜状の単結
晶ガーネット型磁性体を基板上に成膜する場合には、７
００〜１１００℃程度の高温で、温度を精密に制御しな
がら結晶を成長させるなど、製造プロセスが複雑で、高
価な製造設備を必要とするという問題点を有している。However, a block-shaped single-crystal garnet-type magnetic material is very expensive, and when a thin-film single-crystal garnet-type magnetic material is formed on a substrate, a single crystal garnet-type magnetic material is required.
There is a problem that a manufacturing process is complicated and expensive manufacturing equipment is required, such as growing a crystal at a high temperature of about 100 to 1100 ° C. while controlling the temperature precisely.
【０００５】そこで、近年、単結晶のガーネット型磁性
体を用いる代わりに、ガーネット型磁性体の微粒子を用
いて素子を得る方法が提案されている。例えば、特開平
０５−８０２８２号公報、特開平０５−８０２８３号公
報、特開平０５−８０２８５号公報等には、ガーネット
型磁性体微粒子とバインダとを混合したものを水や有機
溶媒等の分散媒中に分散させた分散液を調製し、この分
散液を基板上に塗布した後、焼成し、バインダを硬化す
ることにより素子を得る方法が開示されており、この方
法によれば、単結晶を用いないため、製造プロセスの簡
略化、製造コストの削減を図ることができる。In recent years, instead of using a single-crystal garnet-type magnetic material, a method for obtaining an element using fine particles of a garnet-type magnetic material has been proposed. For example, JP-A-05-80282, JP-A-05-80283, and JP-A-05-80285 disclose that a mixture of garnet-type magnetic fine particles and a binder is mixed with a dispersion medium such as water or an organic solvent. A method of obtaining a device by preparing a dispersion liquid dispersed therein, applying the dispersion liquid on a substrate, baking, and curing a binder is disclosed. Since it is not used, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガーネ
ット型磁性体微粒子が均一に分散され、分散状態が経時
的にも安定な分散液はこれまで開発されていない。その
ため、従来は、素子を製造する直前に分散液を調製して
も、基板上に塗布するまでの間に、ガーネット型磁性体
微粒子が急速に沈降するなどして、ガーネット型磁性体
微粒子が均一に分散された素子を得ることは極めて困難
であった。However, a dispersion in which garnet-type magnetic fine particles are uniformly dispersed and whose dispersion state is stable with time has not been developed. For this reason, conventionally, even if a dispersion is prepared immediately before manufacturing an element, the garnet-type magnetic fine particles are settled rapidly until the garnet-type magnetic fine particles settle before coating on the substrate. It was extremely difficult to obtain an element dispersed in
【０００７】また、得られた素子においては、ガーネッ
ト型磁性体微粒子とバインダとの屈折率差に起因して、
ガーネット型磁性体微粒子表面（ガーネット型磁性体微
粒子とバインダとの界面）で光散乱が生じるが、ガーネ
ット型磁性体微粒子の分布が不均一であると、ガーネッ
ト型磁性体微粒子の濃度が濃い箇所については光散乱が
無視できない程度に発生し、その結果、素子の光透過性
が低下し、素子性能が低下するという問題点があった。Further, in the obtained device, due to the difference in the refractive index between the garnet type magnetic fine particles and the binder,
Light scattering occurs on the surface of the garnet-type magnetic fine particles (the interface between the garnet-type magnetic fine particles and the binder). However, if the distribution of the garnet-type magnetic fine particles is not uniform, the garnet-type magnetic fine particles may have a high concentration. Has a problem that light scattering occurs to a degree that cannot be ignored, and as a result, the light transmittance of the device is reduced and the device performance is reduced.
【０００８】なお、ガーネット型磁性体微粒子の粒子径
が、素子に入射する光の波長に比較して十分小さい場
合、具体的には５０ｎｍ以下である場合には、磁性体微
粒子表面における光散乱を無視できる程度に小さくする
ことができる。しかしながら、以下の理由により、粒子
径が５０ｎｍ以下のガーネット型磁性体微粒子を得るこ
とが困難であった。すなわち、ガーネット型磁性体微粒
子を製造するに際しては、高温熱処理により結晶化する
工程が必要であるが、結晶化の際に、微粒子同士で焼結
が進行し、粒子径が粗大化される。したがって、合成可
能なガーネット型磁性体微粒子の平均粒子径は２〜１０
μｍ程度と大きく、かつ、焼結されて強固に固着した微
粒子を解砕して、微細化することは困難であった。When the particle diameter of the garnet-type magnetic fine particles is sufficiently smaller than the wavelength of light incident on the element, specifically, when it is 50 nm or less, light scattering on the surface of the magnetic fine particles is reduced. It can be negligibly small. However, it has been difficult to obtain garnet-type magnetic fine particles having a particle size of 50 nm or less for the following reasons. In other words, when producing garnet-type magnetic fine particles, a step of crystallization by high-temperature heat treatment is necessary. However, during crystallization, sintering progresses among the fine particles, and the particle diameter becomes coarse. Therefore, the average particle diameter of the garnet-type magnetic fine particles that can be synthesized is 2 to 10
It has been difficult to disintegrate the fine particles that are as large as about μm and that have been sintered and firmly fixed to make them finer.
【０００９】以上の理由により、ガーネット型磁性体微
粒子を分散させた分散液を用いて、素子を形成する方法
は上述の利点を有するものの、実用化には到っていない
のが現状である。そこで、本発明は上記事情に鑑みてな
されたものであり、ガーネット構造を有する磁性体微粒
子が均一に分散され、分散状態が経時的にも安定な磁性
体微粒子分散液を提供することを目的とする。また、粒
子径が５０ｎｍ以下のガーネット構造を有する磁性体微
粒子が均一に分散された磁性体微粒子分散液を提供する
ことを目的とする。さらに、これらの磁性体微粒子分散
液を硬化して得られる磁性体微粒子分散体を提供するこ
とを目的とする。For the reasons described above, the method of forming an element using a dispersion liquid in which garnet-type magnetic fine particles are dispersed has the above-mentioned advantages, but has not yet been put to practical use. Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic fine particle dispersion in which magnetic fine particles having a garnet structure are uniformly dispersed and the dispersion state is stable over time. I do. It is another object of the present invention to provide a magnetic fine particle dispersion in which magnetic fine particles having a garnet structure having a particle diameter of 50 nm or less are uniformly dispersed. It is another object of the present invention to provide a magnetic fine particle dispersion obtained by curing these magnetic fine particle dispersions.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するべく検討を行った結果、以下の磁性体微粒子分散
液、並びに磁性体微粒子分散体を発明するに到った。本
発明の磁性体微粒子分散液は、磁気ファラデー効果を示
すガーネット構造を有する磁性体微粒子（ガーネット型
磁性体微粒子）が、メタクリル酸メチル（ＣＨ2＝Ｃ
（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ3）とポリメタクリル酸メチル
（（ＣＨ2Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ3）n）とを含有する分
散媒中に均一に分散されたことを特徴とする。本発明者
は、このように、メタクリル酸メチルを主たる分散媒と
し、これにポリメタクリル酸メチルを添加した分散媒
に、ガーネット型磁性体微粒子を分散させた場合に、極
めて均一で、経時的にも安定な分散状態を示すことを見
出した。これは、ポリメタクリル酸メチルが分散安定化
剤として機能することによると考えられる。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted studies to solve the above problems, and as a result, has come to invent the following magnetic fine particle dispersion liquid and magnetic fine particle dispersion. In the magnetic fine particle dispersion of the present invention, the magnetic fine particles having a garnet structure exhibiting a magnetic Faraday effect (garnet-type magnetic fine particles) are formed of methyl methacrylate (CH 2 ＣC).
It is characterized by being uniformly dispersed in a dispersion medium containing (CH 3 ) COOCH 3 ) and polymethyl methacrylate ((CH 2 C (CH 3 ) COOCH 3 ) n ). The present inventors have thus obtained, as a main dispersion medium of methyl methacrylate, a dispersion medium in which polymethyl methacrylate is added, and when garnet-type magnetic fine particles are dispersed in the dispersion medium, the uniform dispersion is extremely uniform over time. Also showed a stable dispersion state. This is presumably because polymethyl methacrylate functions as a dispersion stabilizer.
【００１１】また、上述したように、合成可能なガーネ
ット型磁性体微粒子の平均粒子径は２〜１０μｍ程度と
大きく、かつ、これを微細化することは困難であった
が、本発明者は、入手可能な平均粒子径が２〜５μｍ程
度のガーネット型磁性体微粒子、メタクリル酸メチル、
ポリメタクリル酸メチルを、ボールミル等の粉砕手段を
用いて混合することにより、ガーネット型磁性体微粒子
を均一に分散させながら、微細に粉砕することができ、
その粒子径を５〜５０ｎｍとすることができることを見
出した。Further, as described above, the average particle diameter of the garnet-type magnetic fine particles that can be synthesized is as large as about 2 to 10 μm, and it is difficult to reduce the average particle diameter. Available garnet-type magnetic particles having an average particle diameter of about 2 to 5 μm, methyl methacrylate,
By mixing the polymethyl methacrylate using a pulverizing means such as a ball mill, it is possible to finely pulverize while uniformly dispersing the garnet-type magnetic fine particles,
It has been found that the particle size can be 5 to 50 nm.
【００１２】したがって、本発明によれば、光の波長に
比較して十分小さい５〜５０ｎｍのガーネット型磁性体
微粒子が均一に分散され、分散状態が経時的にも安定な
磁性体微粒子分散液を、複雑な製造プロセスを経ること
なく簡易に提供することができる。Therefore, according to the present invention, a garnet-type magnetic fine particle of 5 to 50 nm, which is sufficiently smaller than the wavelength of light, is uniformly dispersed, and the dispersion state of the magnetic fine particle is stable even with time. , And can be easily provided without going through a complicated manufacturing process.
【００１３】上記本発明の磁性体微粒子分散液におい
て、前記磁性体微粒子の含有量は、メタクリル酸メチル
１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部であるこ
とが好ましく、０．１〜２．５質量部であることがより
好ましい。In the magnetic fine particle dispersion of the present invention, the content of the magnetic fine particles is preferably 0.05 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of methyl methacrylate. More preferably, it is 2.5 parts by mass.
【００１４】また、前記磁性体微粒子としては、一般式
Ａ3Ｂ5Ｏ12（但し、Ａは、Ｂｉ若しくはＣｅ、及びＹ，
Ｌａ，Ｓｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる
１種以上の元素を示す。また、Ｂは、Ｆｅ、及び３価イ
オンになる遷移金属元素Ａｌ，Ｇａ，Ｓｃ，Ｉｎ、若し
くは２価−４価の組み合わせにより３価となる元素から
選ばれる１種以上の元素を示す。）で表されるものが、
好適である。The magnetic fine particles may be represented by the general formula A 3 B 5 O 12 (where A is Bi or Ce, and Y,
La, Se, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, T
It represents one or more elements selected from b, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. B represents one or more elements selected from Fe and transition metal elements Al, Ga, Sc, In which become trivalent ions, or elements which become trivalent by a combination of divalent and tetravalent. )
It is suitable.
【００１５】また、上記一般式で表される磁性体微粒子
の中でも、一般式Ｒ3-xＢｉxＦｅ5- yＭyＯ12（但し、Ｒ
は、Ｙ，Ｌａ，Ｓｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，
Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから
選ばれる１種以上の元素を示す。Ｍは、Ａｌ，Ｇａ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｓｃ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｆｅ（Ｉ
Ｉ），Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｔ
ｉ，Ｈｆ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂから選ばれる１
種以上の元素を示す。）で表わされるビスマス置換鉄ガ
ーネット微粒子が、特に好適である。[0015] Among the magnetic fine particles represented by the above general formula, the general formula R 3-x Bi x Fe 5- y M y O 12 ( Here, R
Are Y, La, Se, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu,
One or more elements selected from Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. M is Al, Ga, C
r, Mn, Sc, In, Ru, Rh, Co, Fe (I
I), Cu, Ni, Zn, Li, Si, Ge, Zr, T
1 selected from i, Hf, Sn, Pb, Mo, V, and Nb
Indicates more than one element. The bismuth-substituted iron garnet fine particles represented by the formula (1) are particularly suitable.
【００１６】また、以上の本発明の磁性体微粒子分散液
中に含有されるメタクリル酸メチルを重合して高分子化
することにより、本発明の磁性体微粒子分散液を容易に
固化することができ、ガーネット型磁性体微粒子が均一
に分散された以下の本発明の磁性体微粒子分散体を得る
ことができる。本発明の磁性体微粒子分散体は、本発明
の磁性体微粒子分散液を用い、前記メタクリル酸メチル
を重合することにより得られ、ガーネット構造を有する
磁性体微粒子が、少なくともポリメタクリル酸メチルを
含むポリメタクリル酸メチル系樹脂中に均一に分散され
たことを特徴とする。本発明者は、この本発明の磁性体
微粒子分散体が、優れた光透過性を示すとともに、高い
磁気ファラデー効果を示すことを見出した。Further, the above-mentioned magnetic fine particle dispersion of the present invention can be easily solidified by polymerizing methyl methacrylate contained in the above magnetic fine particle dispersion of the present invention to polymerize it. Thus, the following magnetic fine particle dispersion of the present invention in which garnet-type magnetic fine particles are uniformly dispersed can be obtained. The magnetic fine particle dispersion of the present invention is obtained by polymerizing the methyl methacrylate using the magnetic fine particle dispersion of the present invention, and the magnetic fine particles having a garnet structure are at least poly (methyl methacrylate) -containing poly (methyl methacrylate). It is characterized by being uniformly dispersed in a methyl methacrylate resin. The present inventor has found that the magnetic fine particle dispersion of the present invention exhibits excellent light transmittance and high magnetic Faraday effect.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁性体微粒子分散
液、及び磁性体微粒子分散体について詳細に説明する。 [磁性体微粒子分散液]本発明の磁性体微粒子分散液は、
磁気ファラデー効果を示すガーネット構造を有する磁性
体微粒子（ガーネット型磁性体微粒子）が、メタクリル
酸メチルとポリメタクリル酸メチルとを含有する分散媒
中に均一に分散されたことを特徴とする。ここで、メタ
クリル酸メチルは主たる分散媒として機能し、ポリメタ
クリル酸メチルは分散安定化剤として機能すると考えら
れる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a magnetic fine particle dispersion and a magnetic fine particle dispersion of the present invention will be described in detail. [Magnetic fine particle dispersion] The magnetic fine particle dispersion of the present invention comprises:
Magnetic fine particles having a garnet structure exhibiting a magnetic Faraday effect (garnet-type magnetic fine particles) are uniformly dispersed in a dispersion medium containing methyl methacrylate and polymethyl methacrylate. Here, it is considered that methyl methacrylate functions as a main dispersion medium, and polymethyl methacrylate functions as a dispersion stabilizer.
【００１８】ガーネット型磁性体微粒子の含有量は、メ
タクリル酸メチル１００質量部に対して、０．０５〜１
０質量部であることが好ましく、０．１〜２．５質量部
であることがより好ましい。ガーネット型磁性体微粒子
の含有量が０．０５質量部未満の場合には、十分なファ
ラデー効果が得られない恐れがあるため、好ましくな
い。また、１０質量部を超えた場合には、分散状態が不
均一になる恐れがあるため、好ましくない。The content of the garnet type magnetic fine particles is 0.05 to 1 with respect to 100 parts by mass of methyl methacrylate.
The amount is preferably 0 parts by mass, more preferably 0.1 to 2.5 parts by mass. If the content of the garnet-type magnetic fine particles is less than 0.05 part by mass, a sufficient Faraday effect may not be obtained, which is not preferable. On the other hand, when the amount exceeds 10 parts by mass, the dispersion state may become non-uniform, which is not preferable.
【００１９】ガーネット型磁性体微粒子は、図１に示す
結晶構造を有するものであり、ガーネット型磁性体微粒
子としては、一般式Ａ3Ｂ5Ｏ12（但し、Ａは、Ｂｉ若し
くはＣｅ、及びＹ，Ｌａ，Ｓｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元素を示す。また、Ｂ
は、Ｆｅ、及び３価イオンになる遷移金属元素Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｓｃ，Ｉｎ、若しくは２価−４価の組み合わせによ
り３価となる元素から選ばれる１種以上の元素を示
す。）で表されるものが、高いファラデー効果を示すた
め、好適である。The garnet-type magnetic fine particles have the crystal structure shown in FIG. 1. The garnet-type magnetic fine particles are represented by the general formula A 3 B 5 O 12 (where A is Bi or Ce, and Y , La, Se, Pr, Nd, Pm, S
m, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y
b, represents one or more elements selected from Lu. Also, B
Are Fe, and transition metal elements Al and G which become trivalent ions.
a, Sc, In, or one or more elements selected from trivalent elements by a combination of divalent and tetravalent. ) Are preferable because they exhibit a high Faraday effect.
【００２０】また、上記一般式Ａ3Ｂ5Ｏ12で表されるガ
ーネット型磁性体微粒子の中でも、一般式Ｒ3-xＢｉxＦ
ｅ5-yＭyＯ12（但し、Ｒは、Ｙ，Ｌａ，Ｓｅ，Ｐｒ，Ｎ
ｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元素を示
す。Ｍは、Ａｌ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｓｃ，Ｉｎ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｆｅ（ＩＩ），Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｌ
ｉ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｍ
ｏ，Ｖ，Ｎｂから選ばれる１種以上の元素を示す。）で
表わされるビスマス置換鉄ガーネット微粒子が、高いフ
ァラデー効果を示すため、特に好適である。[0020] Among the garnet-type magnetic fine particles of the above general formula A 3 B 5 O 12, formula R 3-x Bi x F
e 5-y M y O 12 ( where, R represents, Y, La, Se, Pr , N
d, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, E
One or more elements selected from r, Tm, Yb, and Lu are shown. M is Al, Ga, Cr, Mn, Sc, In, R
u, Rh, Co, Fe (II), Cu, Ni, Zn, L
i, Si, Ge, Zr, Ti, Hf, Sn, Pb, M
It indicates one or more elements selected from o, V, and Nb. The bismuth-substituted iron garnet fine particles represented by the formula (1) exhibit a high Faraday effect, and are particularly suitable.
【００２１】なお、一般式Ｒ3-xＢｉxＦｅ5-yＭyＯ12で
表されるビスマス置換鉄ガーネット微粒子としては、具
体的には、Ｄｙ1.5Ｂｉ1.5Ｆｅ5Ｏ12、Ｙ2.0Ｂｉ1.0Ｆ
ｅ5Ｏ 12等を例示することができる。The general formula R3-xBixFe5-yMyO12so
The bismuth-substituted iron garnet particles represented by
Physically, Dy1.5Bi1.5FeFiveO12, Y2.0Bi1.0F
eFiveO 12And the like.
【００２２】本発明の磁性体微粒子分散液は、上述のガ
ーネット型磁性体微粒子、メタクリル酸メチル、ポリメ
タクリル酸メチルを混合することにより簡易に得ること
ができる。したがって、本発明によれば、ガーネット型
微粒子が分散媒中に均一に分散され、分散状態が経時的
にも安定で、高いファラデー効果を示す磁性体微粒子分
散液を、複雑なプロセスを経ることなく簡易に提供する
ことができる。The magnetic fine particle dispersion of the present invention can be easily obtained by mixing the above-mentioned garnet-type magnetic fine particles, methyl methacrylate, and polymethyl methacrylate. Therefore, according to the present invention, the garnet-type fine particles are uniformly dispersed in the dispersion medium, the dispersion state is stable over time, the magnetic fine particle dispersion liquid showing a high Faraday effect, without going through a complicated process It can be provided easily.
【００２３】なお、本発明の磁性体微粒子分散液を調製
するに際しては、上述の材料をボールミル等の粉砕手段
を用い、ガーネット型磁性体微粒子を粉砕しながら分散
させることが好ましい。このように、粉砕手段を用いて
混合することにより、ガーネット型磁性体微粒子を分散
させると同時に、微細化することができ、その粒子径を
光の波長に比較して十分に小さい５〜５０ｎｍとするこ
とができる。In preparing the magnetic fine particle dispersion of the present invention, it is preferable to disperse the above-mentioned material while pulverizing the garnet type magnetic fine particles using a pulverizing means such as a ball mill. In this way, by mixing using a pulverizing means, the garnet-type magnetic fine particles can be dispersed and, at the same time, finely divided, and the particle diameter is 5 to 50 nm, which is sufficiently smaller than the wavelength of light. can do.
【００２４】そして、このようにガーネット型磁性体微
粒子を微細化した場合には、本発明の磁性体微粒子分散
液を用いて光アイソレータ等の光学素子を形成した場合
に、ガーネット型磁性体微粒子表面における光散乱を無
視できる程度に小さくすることができ、光透過性に優れ
た高性能な素子を提供することができる。When the garnet-type magnetic fine particles are miniaturized in this way, when an optical element such as an optical isolator is formed using the magnetic fine-particle dispersion liquid of the present invention, the surface of the garnet-type magnetic fine particles is reduced. In this case, light scattering can be reduced to a negligible extent, and a high-performance device having excellent light transmittance can be provided.
【００２５】[磁性体微粒子分散体]上記本発明の磁性体
微粒子分散液に重合開始剤や連鎖移動剤等を添加し、メ
タクリル酸メチルを重合して高分子化することにより、
本発明の磁性体微粒子分散液を容易に固化することがで
き、磁気ファラデー効果を示すガーネット型磁性体微粒
子が少なくともポリメタクリル酸メチルを含むポリメタ
クリル酸メチル系樹脂中に均一に分散された本発明の磁
性体微粒子分散体を容易に得ることができる。[Magnetic fine particle dispersion] A polymerization initiator, a chain transfer agent and the like are added to the magnetic fine particle dispersion of the present invention, and methyl methacrylate is polymerized to form a polymer.
The present invention wherein the magnetic fine particle dispersion of the present invention can be easily solidified, and the garnet type magnetic fine particles exhibiting the magnetic Faraday effect are uniformly dispersed in a polymethyl methacrylate-based resin containing at least polymethyl methacrylate. Can be easily obtained.
【００２６】なお、メタクリル酸メチルの重合方法とし
ては、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法、溶液重合
法などの公知の方法を挙げることができる。また、重合
に用いる重合開始剤としては公知の重合開始剤を用いる
ことができ、例えば、２，２’−アゾビスイソブチロニ
トリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロ
ニトリル）等のアゾ化合物、過硫酸アンモニウム、過硫
酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物、過酸
化ベンゾイル、tert−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ
−tert−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキ
サイド等の有機過酸化物等を例示することができる。The method for polymerizing methyl methacrylate includes known methods such as a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, an emulsion polymerization method, and a solution polymerization method. As the polymerization initiator used for the polymerization, known polymerization initiators can be used. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) Azo compounds such as ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate; and organic peroxides such as benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, cumene hydroperoxide. Objects and the like can be exemplified.
【００２７】重合に用いる連鎖移動剤としては公知の連
鎖移動剤を用いることができ、例えば、ｎ−ドデシルメ
ルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−テトラデ
シルメルカプタン、ｎ−ヘキシルメチルメルカプタン等
のメルカプタン類、四塩化炭素、臭化エチレン等のハロ
ゲン化合物等を例示することができる。As the chain transfer agent used in the polymerization, known chain transfer agents can be used. Examples thereof include halogen compounds such as carbon tetrachloride and ethylene bromide.
【００２８】このように、本発明の磁性体微粒子分散体
は、ガーネット型磁性体微粒子が光透過性に優れたポリ
メタクリル酸メチル系樹脂中に均一に分散されたもので
あるので、分散媒である樹脂自体における光吸収が少な
い。また、ガーネット型磁性体微粒子は均一に分散さ
れ、部分的にガーネット型磁性体微粒子の濃度が濃い箇
所がないため、ガーネット型磁性体微粒子表面における
光散乱が部分的に大きくなることがない。さらに、ガー
ネット型磁性体微粒子の粒子径を光の波長に比較して十
分小さい５〜５０ｎｍとした場合には、ガーネット型磁
性体微粒子表面における光散乱を無視できる程度に小さ
くすることができる。また、本発明の磁性体微粒子分散
体は、ガーネット型磁性体微粒子が均一に分散されたも
のであるため、全体に渡って高いファラデー効果を示
す。As described above, the magnetic fine particle dispersion of the present invention is obtained by uniformly dispersing garnet-type magnetic fine particles in a polymethyl methacrylate resin having excellent light transmittance. Light absorption by a certain resin itself is small. Further, the garnet-type magnetic fine particles are uniformly dispersed, and there is no portion where the concentration of the garnet-type magnetic fine particles is partially high, so that light scattering on the surface of the garnet-type magnetic fine particles does not increase partially. Furthermore, when the particle diameter of the garnet-type magnetic fine particles is 5 to 50 nm, which is sufficiently smaller than the wavelength of light, light scattering on the surface of the garnet-type magnetic fine particles can be reduced to a negligible level. Further, since the magnetic fine particle dispersion of the present invention is obtained by uniformly dispersing garnet-type magnetic fine particles, it exhibits a high Faraday effect throughout.
【００２９】したがって、本発明によれば、光透過性に
優れるとともに、高い磁気ファラデー効果を示す磁性体
微粒子分散体を、複雑な製造プロセスを経ることなく簡
易に提供することができる。また、本発明によれば、磁
性体微粒子分散液を硬化して磁性体微粒子分散体を得る
ため、ブロック状や薄膜状以外にも種々の形状の磁性体
微粒子分散体を簡易に得ることができ、好適である。Therefore, according to the present invention, it is possible to easily provide a magnetic fine particle dispersion having excellent light transmittance and exhibiting a high magnetic Faraday effect without going through a complicated manufacturing process. Further, according to the present invention, in order to obtain a magnetic fine particle dispersion by curing the magnetic fine particle dispersion, it is possible to easily obtain magnetic fine particle dispersions having various shapes other than the block shape and the thin film shape. Is preferred.
【００３０】[0030]
【実施例】次に、本発明に係る実施例及び比較例につい
て説明する。 （実施例１〜５、比較例）実施例１〜５、比較例におい
て、各々磁性体微粒子分散液を調製した。なお、以下の
実施例１〜５、比較例においては、ガーネット型磁性体
微粒子として、平均粒子径が２〜５μｍのビスマス置換
鉄ガーネット微粒子（組成式：Ｙ 1.5Ｂｉ1.5Ｆｅ
5Ｏ12）を用いた。また、実施例１〜５では、分散媒と
してメタクリル酸メチル（和光純薬製）にポリメタクリ
ル酸メチル（Monomer-Polymer &Dajac Labs, Inc.製）
を添加したものを用い、比較例では、分散媒としてメタ
クリル酸メチル（和光純薬製）のみを用い、ポリメタク
リル酸メチルを添加しなかった。Next, examples and comparative examples according to the present invention will be described.
Will be explained. (Examples 1 to 5, Comparative Example) Examples 1 to 5 and Comparative Example
Thus, magnetic fine particle dispersions were respectively prepared. In addition, the following
In Examples 1 to 5 and Comparative Example, a garnet-type magnetic material was used.
Bismuth substitution with an average particle diameter of 2 to 5 μm as fine particles
Iron garnet fine particles (composition formula: Y 1.5Bi1.5Fe
FiveO12) Was used. In Examples 1 to 5, the dispersion medium
To methyl methacrylate (Wako Pure Chemical Industries)
Methyl luate (Monomer-Polymer & Dajac Labs, Inc.)
In Comparative Examples, meta- was used as the dispersion medium.
Use only methyl acrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
No methyl acrylate was added.
【００３１】実施例１〜５、比較例において、表１に示
す組成となるように、ビスマス置換鉄ガーネット微粒子
とメタクリル酸メチルとポリメタクリル酸メチルとを混
合し、遊星型ボールミル（フリッチュジャパン製）を用
いて、ビスマス置換鉄ガーネット微粒子を粉砕するとと
もに、分散媒中に分散させ（以下、この処理のことを
「粉砕・分散処理」と称す。）、磁性体微粒子分散液を
調製した。なお、粉砕・分散処理の処理時間は２４時間
とした。また、表１には用いたポリメタクリル酸メチル
の平均分子量についても合わせて記載している。In Examples 1 to 5 and Comparative Examples, bismuth-substituted iron garnet fine particles, methyl methacrylate and polymethyl methacrylate were mixed so as to have the composition shown in Table 1, and a planetary ball mill (Fritsch Japan) was used. Was used to pulverize the bismuth-substituted iron garnet fine particles and disperse them in a dispersion medium (hereinafter, this treatment is referred to as “pulverization / dispersion treatment”) to prepare a magnetic fine particle dispersion. The processing time of the pulverization / dispersion treatment was 24 hours. Table 1 also shows the average molecular weight of the polymethyl methacrylate used.
【００３２】表１に示すように、実施例１〜３では、平
均分子量の異なるポリメタクリル酸メチルを用いる以外
は同一条件で磁性体微粒子分散液を調製し、実施例４、
５では、メタクリル酸メチルとポリメタクリル酸メチル
の配合比を変え、それ以外は実施例２と同一条件で磁性
体微粒子分散液を調製した。As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, magnetic fine particle dispersions were prepared under the same conditions except that polymethyl methacrylates having different average molecular weights were used.
In No. 5, a magnetic fine particle dispersion was prepared under the same conditions as in Example 2 except that the mixing ratio of methyl methacrylate and polymethyl methacrylate was changed.
【００３３】[0033]
【表１】 [Table 1]
【００３４】＜分散状態の評価１＞実施例１〜５、比較
例において、ボールミルによる粉砕・分散処理を終えた
直後に得られた磁性体微粒子分散液を、粉砕用のボール
とともに３０ｍｌサンプル瓶に採取し、分散状態の経時
変化を肉眼で観察した。ポリメタクリル酸メチルを添加
した実施例１〜５では、１６８時間経過後においても、
褐色のビスマス置換鉄ガーネット微粒子が均一に分散
し、沈降や凝集は確認されず、液全体が濃い茶褐色であ
った。これに対して、ポリメタクリル酸メチルを添加し
なかった比較例では、粉砕・分散処理を終えると同時
に、褐色のビスマス置換鉄ガーネット微粒子が急速に沈
降しはじめ、５分間経過後には、ほとんどのビスマス置
換鉄ガーネット微粒子が沈降し、上澄み液の色は透明に
近い状態になった。<Evaluation 1 of Dispersion State> In Examples 1 to 5 and Comparative Example, the magnetic fine particle dispersion liquid obtained immediately after the completion of the pulverization / dispersion treatment by a ball mill was placed in a 30 ml sample bottle together with the pulverizing balls. The sample was collected and the change over time in the state of dispersion was visually observed. In Examples 1 to 5 in which polymethyl methacrylate was added, even after 168 hours,
The brown bismuth-substituted iron garnet fine particles were uniformly dispersed, no sedimentation or aggregation was confirmed, and the whole liquid was dark brown. On the other hand, in the comparative example in which the polymethyl methacrylate was not added, the brown bismuth-substituted iron garnet fine particles began to sediment rapidly at the same time as the completion of the pulverization / dispersion treatment, and after 5 minutes, almost all bismuth was replaced. The substituted iron garnet fine particles settled out, and the color of the supernatant became almost transparent.
【００３５】以上の結果から、ポリメタクリル酸メチル
は分散安定化剤として機能していると考えられ、ポリメ
タクリル酸メチルを添加することにより、ビスマス置換
鉄ガーネット微粒子を均一に、かつ、経時的にも安定に
分散させることができることが判明した。From the above results, it is considered that poly (methyl methacrylate) functions as a dispersion stabilizer. By adding poly (methyl methacrylate), bismuth-substituted iron garnet fine particles can be dispersed uniformly and over time. Has also been found to be able to be stably dispersed.
【００３６】＜分散状態の評価２＞実施例１〜５におい
て得られた磁性体微粒子分散液に、測定装置として散乱
測定装置を用い、波長６４５ｎｍのレーザーを照射した
時の反射光強度分布を測定し、実施例１〜５において得
られた磁性体微粒子分散液の分散状態の比較を行った。
なお、ブランク試料として、実施例１の配合でビスマス
置換鉄ガーネット微粒子を含有しないものを用いた。<Evaluation 2 of Dispersion State> The distribution of reflected light intensity when a laser having a wavelength of 645 nm was irradiated to the dispersion liquid of magnetic fine particles obtained in Examples 1 to 5 using a scattering measurement device as a measurement device was measured. Then, the dispersion states of the magnetic fine particle dispersions obtained in Examples 1 to 5 were compared.
In addition, a blank sample containing no bismuth-substituted iron garnet fine particles in the composition of Example 1 was used.
【００３７】ポリメタクリル酸メチルの平均分子量のみ
を変えた実施例１〜３において、反射光強度分布の測定
を行った結果を図２（ａ）に示す。また、ポリメタクリ
ル酸メチルの平均分子量を同一とし、メタクリル酸メチ
ルとポリメタクリル酸メチルの配合比のみを変えた実施
例２、４、５において、反射光強度分布の測定を行った
結果を図２（ｂ）に示す。図２（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、実施例１〜５においては、同様の反射光強度分布
を示し、分散状態は同様であることが判明した。したが
って、少なくともポリメタクリル酸メチルの配合量が
０．０５〜１．００質量部の範囲については、ポリメタ
クリル酸メチルの平均分子量に関係なく、均一な分散液
を得ることができることが判明した。FIG. 2 (a) shows the results of measuring the reflected light intensity distribution in Examples 1 to 3 in which only the average molecular weight of polymethyl methacrylate was changed. In addition, in Examples 2, 4, and 5 in which the average molecular weight of poly (methyl methacrylate) was the same and only the mixing ratio of methyl methacrylate and poly (methyl methacrylate) was changed, the result of measuring the reflected light intensity distribution was shown in FIG. It is shown in (b). As shown in FIGS. 2A and 2B, in Examples 1 to 5, the same reflected light intensity distribution was shown, and it was found that the dispersion state was the same. Therefore, it was found that a uniform dispersion can be obtained at least in the range of 0.05 to 1.00 parts by mass of the polymethyl methacrylate, regardless of the average molecular weight of the polymethyl methacrylate.
【００３８】＜ビスマス置換鉄ガーネット微粒子の粒子
径の評価＞実施例１〜５、比較例において、ボールミル
による粉砕・分散処理を終えた直後に得られた磁性体微
粒子分散液をスピンコート法により、ガラス基板上に塗
布した後、６０℃で１時間乾燥することにより薄膜を形
成し、得られた薄膜の顕微鏡観察を行った。図３
（ａ）、（ｂ）に、それぞれ実施例１、比較例において
得られた薄膜の表面写真を示す。なお、実施例２〜５に
ついては、実施例１と全く同様であったので、図示を省
略する。<Evaluation of Particle Diameter of Bismuth-Substituted Iron Garnet Fine Particles> In Examples 1 to 5 and Comparative Examples, the magnetic fine particle dispersions obtained immediately after the pulverization / dispersion treatment by a ball mill were completed were subjected to a spin coating method. After coating on a glass substrate, it was dried at 60 ° C. for 1 hour to form a thin film, and the obtained thin film was observed under a microscope. FIG.
(A) and (b) show surface photographs of the thin films obtained in Example 1 and Comparative Example, respectively. Note that Examples 2 to 5 are completely the same as Example 1 and are not shown.
【００３９】図３（ａ）に示すように、ポリメタクリル
酸メチルを添加して粉砕・分散処理を行った実施例１〜
５では、ビスマス置換鉄ガーネット微粒子は顕微鏡では
観察できない程度に十分に微細化されていることが判明
した。また、得られた薄膜を透過型電子顕微鏡で観察し
たところ、ビスマス置換鉄ガーネット微粒子の粒子径は
２０〜３０ｎｍ程度であることが判明し、可視光の波長
の１／１０程度以下に微細化されていることが判明し
た。これに対して、図３（ｂ）に示すように、ポリメタ
クリル酸メチルを添加しなかった比較例では、ビスマス
置換鉄ガーネット微粒子の粒子径は０．５〜２μｍ程度
であることが判明した。以上の結果から、ポリメタクリ
ル酸メチルを添加して粉砕・分散処理を行うことによ
り、ビスマス置換鉄ガーネット微粒子を５０ｎｍ以下に
微細化することができることが判明した。As shown in FIG. 3 (a), Examples 1 to 3 in which pulverization / dispersion treatment was performed by adding polymethyl methacrylate
In No. 5, it was found that the bismuth-substituted iron garnet fine particles were sufficiently miniaturized so that they could not be observed with a microscope. Further, when the obtained thin film was observed with a transmission electron microscope, it was found that the particle diameter of the bismuth-substituted iron garnet fine particles was about 20 to 30 nm, which was reduced to about 1/10 or less of the wavelength of visible light. Turned out to be. On the other hand, as shown in FIG. 3B, in the comparative example in which polymethyl methacrylate was not added, the particle diameter of the bismuth-substituted iron garnet fine particles was found to be about 0.5 to 2 μm. From the above results, it was found that the bismuth-substituted iron garnet fine particles can be reduced to 50 nm or less by adding the polymethyl methacrylate and performing the pulverization / dispersion treatment.
【００４０】＜ファラデー効果の評価＞実施例１〜５に
おいて得られた磁性体微粒子分散液のファラデー回転角
スペクトルを、ＪＡＳＣＯ ４Ｋ■２５０型磁気ファラ
デー測定装置を用いて測定した。印加磁界は１０００エ
ルステッドとした。実施例１において得られた磁性体微
粒子分散液のファラデー回転角スペクトルを図４に示
す。なお、一般的な鉄ガーネット材料における回転方向
を正としたため、ビスマス置換鉄ガーネットでは、回転
方向が負の方向となっている。また、実施例２〜５にお
いては同様の結果が得られたので、図示を省略する。<Evaluation of Faraday Effect> Faraday rotation angle spectra of the magnetic fine particle dispersions obtained in Examples 1 to 5 were measured using a JASCO 4K 250 type magnetic Faraday measuring apparatus. The applied magnetic field was 1000 Oe. FIG. 4 shows a Faraday rotation angle spectrum of the magnetic fine particle dispersion obtained in Example 1. In addition, since the rotation direction in the general iron garnet material was positive, the rotation direction is negative in the bismuth-substituted iron garnet. In addition, in Examples 2 to 5, similar results were obtained, and thus illustration is omitted.
【００４１】図４に示すように、実施例１〜５において
得られた磁性体微粒子分散液は、ビスマス置換鉄ガーネ
ットの単結晶や多結晶と同様のファラデー回転角スペク
トルを示し、波長５３０ｎｍにおいて、１ｃｍあたり約
６度のファラデー回転角を示すことが判明した。このよ
うに、実施例１〜５において得られた磁性体微粒子分散
液は、ビスマス置換鉄ガーネットの単結晶や多結晶と同
等の高い磁気ファラデー効果を示すことが判明した。な
お、比較例では、ビスマス置換鉄ガーネット微粒子が急
速に沈降したため、ファラデー回転角スペクトルを測定
することができなかった。As shown in FIG. 4, the magnetic fine particle dispersions obtained in Examples 1 to 5 show the same Faraday rotation angle spectrum as a single crystal or polycrystal of bismuth-substituted iron garnet. It was found to exhibit a Faraday rotation angle of about 6 degrees per cm. Thus, it was found that the magnetic fine particle dispersions obtained in Examples 1 to 5 exhibited a high magnetic Faraday effect equivalent to that of a single crystal or polycrystal of bismuth-substituted iron garnet. In the comparative example, the Faraday rotation angle spectrum could not be measured because the bismuth-substituted iron garnet fine particles settled rapidly.
【００４２】以上の結果から、本発明によれば、５０ｎ
ｍ以下の微細なガーネット型磁性体微粒子が均一に、か
つ経時的にも安定に分散され、高い磁気ファラデー効果
を示す磁性体微粒子分散液を得ることができることが判
明した。From the above results, according to the present invention, 50n
It has been found that fine garnet-type magnetic fine particles having a particle size of m or less are uniformly and stably dispersed over time, and a magnetic fine particle dispersion having a high magnetic Faraday effect can be obtained.
【００４３】（実施例６）上記実施例２において得られ
た磁性体微粒子分散液に、重合開始剤として２，２’−
アゾビスイソブチロニトリルを１０００ｐｐｍ添加し、
７０℃でメタクリル酸メチルを単独重合させることによ
り、磁性体微粒子分散液を固化し、外径約１０ｍｍ、厚
さ２ｍｍの円柱状の本発明の磁性体微粒子分散体を得
た。Example 6 The dispersion of magnetic fine particles obtained in Example 2 was added to the dispersion of 2,2'-
Add azobisisobutyronitrile 1000 ppm,
By homopolymerizing methyl methacrylate at 70 ° C., the magnetic fine particle dispersion was solidified to obtain a columnar magnetic fine particle dispersion of the present invention having an outer diameter of about 10 mm and a thickness of 2 mm.
【００４４】肉眼で観察したところ、良好な光透過性を
有すること、及び褐色のビスマス置換鉄ガーネットが全
体的に均一に分布していることが確認された。また、こ
の磁性体微粒子分散体の断面を透過型電子顕微鏡で観察
したところ、粒子径が２０〜３０ｎｍのビスマス置換鉄
ガーネット微粒子が均一に分布していることが判明し
た。また、得られた磁性体微粒子分散体の磁気ファラデ
ー効果を測定したところ、図４に示した磁性体微粒子分
散液の磁気ファラデー回転角スペクトルと同様のスペク
トルが得られ、高い磁気ファラデー効果を示すことが判
明した。Observation with the naked eye confirmed that the film had good light transmittance and that the brown bismuth-substituted iron garnet was uniformly distributed throughout. When the cross section of the magnetic fine particle dispersion was observed with a transmission electron microscope, it was found that bismuth-substituted iron garnet fine particles having a particle diameter of 20 to 30 nm were uniformly distributed. When the magnetic Faraday effect of the obtained magnetic fine particle dispersion was measured, a spectrum similar to the magnetic Faraday rotation angle spectrum of the magnetic fine particle dispersion shown in FIG. There was found.
【００４５】このように、本発明の磁性体微粒子分散液
中のメタクリル酸メチルを重合することにより、磁性体
微粒子分散液を容易に固化することができ、光透過性に
優れ、高い磁気ファラデー効果を示す磁性体微粒子分散
体を得ることができることが判明した。As described above, by polymerizing methyl methacrylate in the magnetic fine particle dispersion liquid of the present invention, the magnetic fine particle dispersion liquid can be easily solidified, the light transmittance is excellent, and the magnetic Faraday effect is high. It has been found that a magnetic fine particle dispersion having the following formula can be obtained.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、メタクリル酸メチルとポリメタクリル酸メチルと
を含有する分散媒を用いることにより、ガーネット構造
を有する磁性体微粒子が均一に分散され、分散状態が経
時的にも安定で、高い磁気ファラデー効果を示す磁性体
微粒子分散液を提供することができる。また、粒子径が
５０ｎｍ以下のガーネット構造を有する磁性体微粒子が
均一に分散された磁性体微粒子分散液を提供することが
できる。また、本発明の磁性体微粒子分散液を硬化する
ことにより、光透過性に優れるとともに、高い磁気ファ
ラデー効果を示す本発明の磁性体微粒子分散体を、容易
にかつ安定して、安価に得ることができる。As described above in detail, according to the present invention, by using a dispersion medium containing methyl methacrylate and polymethyl methacrylate, magnetic fine particles having a garnet structure can be uniformly dispersed. Further, it is possible to provide a magnetic fine particle dispersion in which the dispersion state is stable over time and which exhibits a high magnetic Faraday effect. Further, it is possible to provide a magnetic fine particle dispersion in which magnetic fine particles having a garnet structure having a particle diameter of 50 nm or less are uniformly dispersed. Further, by curing the magnetic fine particle dispersion of the present invention, it is possible to obtain the magnetic fine particle dispersion of the present invention which is excellent in light transmittance and exhibits a high magnetic Faraday effect easily, stably, and inexpensively. Can be.
【図１】 図１は、本発明の磁性体微粒子分散液、及び
磁性体微粒子分散体に用いる磁性体微粒子の結晶構造を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a crystal structure of a magnetic fine particle dispersion liquid of the present invention and a magnetic fine particle used for a magnetic fine particle dispersion.
【図２】 図２（ａ）、（ｂ）は、実施例１〜５におい
て得られた磁性体微粒子分散液の反射光強度分布の測定
を行った結果を示す図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the results of measuring the reflected light intensity distribution of the magnetic fine particle dispersions obtained in Examples 1 to 5. FIG.
【図３】 図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ実施例１、
比較例において得られた薄膜の表面写真である。FIGS. 3 (a) and 3 (b) show Embodiment 1,
It is a surface photograph of the thin film obtained in the comparative example.
【図４】 図４は、実施例１において得られた磁性体微
粒子分散液のファラデー回転角スペクトルを示す図であ
る。FIG. 4 is a view showing a Faraday rotation angle spectrum of the magnetic fine particle dispersion obtained in Example 1.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003067 ティーディーケイ株式会社 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 (72)発明者 平野 輝美 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 青柳 周 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 魚津 吉弘 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 山崎 陽太郎 神奈川県横浜市緑区長津田4259 東京工業 大学大学院総合理工学研究科内 (72)発明者 キム テヨウブ 神奈川県横浜市緑区長津田4259 東京工業 大学大学院総合理工学研究科内 (72)発明者 木練 透 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H079 AA03 BA02 CA05 CA06 DA12 4D077 AA10 AB20 AC05 DC32Y DD08Y DD18Y DE09Y 4G002 AA09 AE02 4G042 DA02 DB38 DC03 DD08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (71) Applicant 000003067 TDC Corporation 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo (72) Inventor Terumi Hirano 1-15-1 Taito, Taito-ku, Tokyo Letterpress printing (72) Inventor Shu Aoyagi 20-1 Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture Inside Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (72) Yoshihiro Uozu 20-1 Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (72) Inventor Yotaro Yamazaki 4259 Nagatsuda, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Within the Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology (72) Inventor Kim Teyoub 4259 Nagatsuda, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Within the Graduate School of Science and Technology (72) Inventor Toru Kineri 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Lee Co., Ltd. in the F-term (reference) 2H079 AA03 BA02 CA05 CA06 DA12 4D077 AA10 AB20 AC05 DC32Y DD08Y DD18Y DE09Y 4G002 AA09 AE02 4G042 DA02 DB38 DC03 DD08
Claims (7)
が、メタクリル酸メチルとポリメタクリル酸メチルとを
含有する分散媒中に均一に分散されたことを特徴とする
磁性体微粒子分散液。1. A magnetic fine particle dispersion in which magnetic fine particles having a garnet structure are uniformly dispersed in a dispersion medium containing methyl methacrylate and polymethyl methacrylate.
ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の磁性体微
粒子分散液。2. The magnetic fine particles have a particle diameter of 5 to 50.
2. The magnetic fine particle dispersion according to claim 1, wherein
ル酸メチル１００質量部に対して、０．０５〜１０質量
部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の磁性体微粒子分散液。3. The magnetic material according to claim 1, wherein the content of the magnetic fine particles is 0.05 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of methyl methacrylate. Fine particle dispersion.
ル酸メチル１００質量部に対して、０．１〜２．５質量
部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の磁性体微粒子分散液。4. The method according to claim 1, wherein the content of the magnetic fine particles is 0.1 to 2.5 parts by mass based on 100 parts by mass of methyl methacrylate. Magnetic fine particle dispersion.
（但し、Ａは、Ｂｉ若しくはＣｅ、及びＹ，Ｌａ，Ｓ
ｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以
上の元素を示す。また、Ｂは、Ｆｅ、及び３価イオンに
なる遷移金属元素Ａｌ，Ｇａ，Ｓｃ，Ｉｎ、若しくは２
価−４価の組み合わせにより３価となる元素から選ばれ
る１種以上の元素を示す。）で表されることを特徴とす
る請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の磁
性体微粒子分散液。5. The method according to claim 1, wherein the magnetic fine particles have a general formula of A 3 B 5 O 12
(However, A is Bi or Ce, and Y, La, S
e, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, D
It represents one or more elements selected from y, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. B is Fe and a transition metal element Al, Ga, Sc, In which becomes a trivalent ion, or 2
One or more elements selected from trivalent elements by a combination of valence and valence of four. The magnetic fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
Ｆｅ5-yＭyＯ12（但し、Ｒは、Ｙ，Ｌａ，Ｓｅ，Ｐｒ，
Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる１種以上の元素を示
す。Ｍは、Ａｌ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｓｃ，Ｉｎ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｆｅ（ＩＩ），Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｌ
ｉ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｍ
ｏ，Ｖ，Ｎｂから選ばれる１種以上の元素を示す。）で
表わされることを特徴とする請求項５に記載の磁性体微
粒子分散液。6. The magnetic fine particles of the general formula R 3-x Bi x
Fe 5-y M y O 12 ( where, R represents, Y, La, Se, Pr ,
Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, E
One or more elements selected from r, Tm, Yb, and Lu are shown. M is Al, Ga, Cr, Mn, Sc, In, R
u, Rh, Co, Fe (II), Cu, Ni, Zn, L
i, Si, Ge, Zr, Ti, Hf, Sn, Pb, M
It indicates one or more elements selected from o, V, and Nb. The magnetic fine particle dispersion according to claim 5, which is represented by the following formula:
項に記載の磁性体微粒子分散液を用い、前記メタクリル
酸メチルを重合することにより得られ、ガーネット構造
を有する磁性体微粒子が、少なくともポリメタクリル酸
メチルを含むポリメタクリル酸メチル系樹脂中に均一に
分散されたことを特徴とする磁性体微粒子分散体。7. One of claims 1 to 6
The magnetic fine particles obtained by polymerizing the methyl methacrylate using the magnetic fine particle dispersion liquid according to the above item, and the magnetic fine particles having a garnet structure are uniformly dispersed in a polymethyl methacrylate-based resin containing at least polymethyl methacrylate. A magnetic fine particle dispersion, which is dispersed.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004354927A (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Kansai Tlo Kk | MAGNETOOPTICAL RESPONSIVE PLASTIC CONTAINING NANOSIZE EuO CRYSTAL OR EuS CRYSTAL |
| JP2012036031A (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Fujikura Ltd | Garnet type single crystal for faraday rotator and optical isolator using the same |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001098358A patent/JP2002296553A/en not_active Withdrawn
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