JPH0476484B2

JPH0476484B2 -

Info

Publication number: JPH0476484B2
Application number: JP60103697A
Authority: JP
Inventors: Takao Sugano
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1985-05-17
Filing date: 1985-05-17
Publication date: 1992-12-03
Also published as: JPS61263202A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、磁性流体およびその製造法に関す
る。更に詳しくは、良好な分散安定性を示す磁性
流体およびその製造法に関する。〔従来の技術〕湿式法により調製した磁性体微粒子の水性けん
濁液に、炭素数８以上のパーフルオロカルボン酸
のアルカリ金属塩あるいはフルオロカーボン鎖の
炭素数が８以上のパーフルオロスルホン酸から誘
導されたカルボキシル基を有する界面活性剤を加
えてこれを吸着させた後に脱水乾燥し、これをフ
ルオロカーボン系ベースオイルに分散させて磁性
流体を製造する方法が、特公昭53−13437号公報
に記載されている。しかるに、この種のフツ素ベース系の磁性流体
については、 (1) 用いられるパーフルオロ化合物が不安定で、
脱フツ素水素化され易く、その結果分子中に不
飽和炭化水素基が形成され、パーフルオロ化合
物としての特性が十分に発揮されなくなる (2) フツ素原子の強い電気陰性度に起因するフツ
素原子と炭素原子との強い相互作用のため、パ
ーフルオロ化合物は他の分子との相互作用に乏
しく、即ち親和性が小さいことから、フルオロ
カーボン系ベースオイルを用いた場合、それに
対して溶解性の良好な界面活性剤が殆んど知ら
れていない (3) 磁性体微粒子への界面活性剤の吸着は、水性
液中で行われるため、微粒子をベースオイルに
分散させるためには、加温下での長時間の脱水
乾燥工程を必要とし、このことは工程操作上の
問題ばかりではなく、生成された磁性体微粒子
の酸化や凝集を招く原因ともなり、すぐれた磁
化特性と微粒子単分散であることが望まれてい
る磁性流体を構成する磁性体微粒子にとつての
条件を満足させない (4) 一般の水や油ベース系の磁性流体は、磁性体
微粒子の分散濃度が容易に数10容量％となり得
るが、フツ素ベース系では高々数容量％であ
り、このことは磁性流体の飽和磁化が小さい値
に限定されることを意味する〔発明が解決しようとする問題点〕本発明者は、フツ素ベース系の磁性流体に関す
るこれらの問題点を回避し、安定な分散状態、ひ
いては大きな飽和磁化を示すものを求めて種々検
討の結果、分散剤としての界面活性剤およびベー
スオイルにいずれもパーフルオロエーテル系の化
合物を用いることにより、かかる課題が効果的に
解決されることを見出した。〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従つて、本発明は磁性流体に係り、この磁性流
体は、分散剤としてパーフルオロエーテル系界面
活性剤を用い、パーフルオロエーテル系ベースオ
イル中に磁性体微粒子を分散せしめてなる。本発明はまた、かかる磁性流体の製造法に係
り、磁性流体の製造は、湿式法によつて水性けん
濁液として調製された磁性体微粒子を有機溶媒の
けん濁液として置換し、そこにパーフルオロエー
テル系界面活性剤およびパーフルオロエーテル系
ベースオイルを添加した後有機溶媒を除去するこ
とまたは湿式法によつて調製された磁性体微粒子
の水性けん濁液に、いずれもパーフルオロエーテ
ル系の界面活性剤およびベースオイルの混合物を
添加し、そこに磁性体微粒子を分散させた後、凍
結乾燥させることによつて行われる。この製造法で最初に行われる湿式法による磁性
体微粒子の水性けん濁液の調製は、２価第１鉄塩
（硫酸塩、硝酸塩、塩化物など）と３価第２鉄塩
（硫酸塩、硝酸塩、塩化物など）との混合物水溶
液またはこれらに更に２価金属塩（コバルト、ニ
ツケル、マンガン、亜鉛などの硫酸塩、硝酸塩、
塩化物など）を加えた混合物水溶液に、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液
を加えて熟成することにより行われる。これによ
り、フエライト類微粒子、例えばマグネタイト
（Fe₃O₄）、ニツケル・フエライト（NiO・
Fe₂O₃）、マンガン・フエライト（MnO・
Fe₂O₃）、コバルト・フエライト（CoO・Fe₂O₃）、
ニツケル−亜鉛フエライト（Ni・ZnO・Fe₂O₃）、
マンガン−亜鉛フエライト（Mn・ZnO・
Fe₂O₃）、コバルト−亜鉛フエライト（Co・
ZnO・Fe₂O₃）などが、約50〜100Åの粒径で得
られる。生成した磁性体微粒子は、溶媒置換法または凍
結乾燥法を用いながら、パーフルオロエーテル系
ベースオイル中に分散せしめる。溶媒置換法では、水性けん濁液の形で調製した
磁性体微粒子を水、好ましくは温水で洗浄した
後、アセトン、メチルエチルケトン、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノ
ール、ジオキサン、テトラヒドロフランなどの親
水性有機溶媒で洗浄し、これら有機溶媒のけん濁
液の形に一旦置換し、次いでそこにパーフルオロ
エーテル系ベースオイルを加え、その後有機溶媒
を留去することにより除去し、ベースオイル中に
分散させた磁性体微粒子を得る。この際、パーフ
ルオロエーテル系ベースオイルと共に、パーフル
オロエーテル系界面活性剤を分散剤として添加し
ておくと、界面活性剤は磁性体微粒子表面に吸着
され、分散性の良好な磁性流体を形成させる。凍結乾燥法では、水性けん濁液の形で調製した
磁性体微粒子を水、好ましくは温水で洗浄した
後、永久磁石などを用いて固液分離を行ない、上
澄液を除去した水性けん濁液とし、そこにいずれ
もパーフルオロエーテル系の界面活性剤およびベ
ースオイルの混合物を添加し、ホモジナイザーな
どを用いて磁性体微粒子をそこに均一に分散させ
た後、−50℃以下に急冷し、減圧条件下で室温迄
温度を徐々に戻して水分を昇華させることによ
り、ベースオイル中に分散された磁性体微粒子を
得ることができる。いずれもパーフルオロエーテル系の界面活性剤
とベースオイルとは、極性基以外の部分の構造が
同じであることが好ましく、例えば次のような組
合せで用いられる。

〔発生の効果〕

本発明に係る、磁性流体に関しては、次のよう
な効果が奏せられる。 (1) 界面活性剤およびベースオイルとして、界面
活性剤化合物の極性基部分を除き、いずれも完
全なパーフルオロ化合物が用いられているた
め、化学的安定性および疎液性の向上が図れる (2) しかも、両者は界面活性剤化合物の極性基部
分を除き、化学的に同種の構造を有しているも
のが用いられているため親和性が大きく、従つ
て磁性体微粒子を安定かつより高濃度に分散さ
せた磁性流体が得られ、この磁性体の飽和磁化
は大きくなる (3) 磁性体微粒子の磁気特性を低下させる原因と
なる酸化などの変質や微粒子の分散不安定の原
因となる凝集などを有効に防止すると共に、工
程の簡略化が図れる (4) 以上のような効果から、本発明に係る磁性流
体は、液体シールとしての使用、腐食性ガスシ
ールなど化学的に活性な環境での使用あるいは
広い温度範囲での使用などに有効に適用するこ
とができる〔実施例〕次に、実施例について本発明を説明する。実施例１ 1.5モル塩化第１鉄水溶液50mlと3.0モル塩化第
２鉄水溶液50mlとを窒素気流中で混合し、これに
6N水酸化ナトリウム水溶液をPHが11.5になる迄
撹拌下に滴下した。その後、100℃で30分間還流
し、熟成させてから約50℃迄冷却し、生成した微
粒子を温水（４回）で、次いでアセトンでそれぞ
れ洗浄して、最後に磁性体微粒子９ｇを含有する
アセトンけん濁液を調製した。パーフルオロエーテルカルボン酸 C₃F₇O（C₃F₆O）ｎ CF（CF₃）COOH（ｎ：10
〜12）4.28ｇを予めパーフルオロエーテルC₃F₇O
（C₃F₆O）mC₂F₅（ｍ：平均17）ベースオイル10ml
に溶かした溶液中に上記アセトンけん濁液を加
え、超音波を照射して分散処理した後、ロータリ
ーエバポレーターを用いて80℃で２時間処理し、
アセトンの除去と磁性体微粒子への界面活性剤の
吸着とを行なつた。この結果、磁性体微粒子を12容量％含有し、か
つ安定に分散している磁性流体が得られた。この
磁性流体は、含フツ素化合物の特性を発現し、水
やアルコールなどの有機溶媒中で強く振とうさせ
ても、磁性体微粒子から界面活性剤が脱離して固
液分離を生ずる分散不良などを生ずることなく、
安定に存在することが認められた。実施例２ 1.5モル硫酸第１鉄水溶液50mlと3.0モル硫酸第
２鉄水溶液50mlとを窒素気流中で混合し、これに
6N水酸化ナトリウム水溶液をPHが11.5になる迄
撹拌下に滴下した。その後、100℃で30分間還流
し、熟成させてから約50℃迄冷却し、生成した微
粒子を溶存酸素を窒素で置換した温水で洗浄し
た。この水性けん濁液を永久磁石上に静置して固
液分離を行ない、上澄液を除去して、磁性体微粒
子8.4ｇを含有する水性けん濁液を得た。パーフルオロエーテルリン酸C₃F₇O（C₃F₆O）ｎ CF（CF₃）C₂H₄PO（OH）₂（ｎ：10〜12）4.0ｇ
を予めパーフルオロエーテルC₃F₇O（C₃F₆O）
mC₂F₅（ｍ：平均17）ベースオイル10mlに溶かし
た溶液中に上記水性けん濁液を加え、ホモジナイ
ザーを用いて磁性体微粒子をそこに均一に分散さ
せた後、−50℃以下迄冷却し、0.2Torr以下の圧
力に維持しながら室温迄徐々に戻し、水分を昇華
させた。このような凍結乾燥法によつて水を除去
した後、酸素を断ちながら、80℃で２時間加熱処
理した。その結果、磁性体微粒子を11容量％含有
している磁性流体が得られた。

Claims

【特許請求の範囲】１分散剤としてパーフルオロエーテル系界面活
性剤を用い、パーフルオロエーテル系ベースオイ
ル中に磁性体微粒子を分散せしめてなる磁性流
体。２極性基以外の部分の構造が同じであるパーフ
ルオロエーテル系の界面活性剤とベースオイルと
が用いられた特許請求の範囲第１項記載の磁性流
体。３湿式法によつて水性けん濁液として調製され
た磁性体微粒子を有機溶媒のけん濁液として置換
し、そこにパーフルオロエーテル系界面活性剤お
よびパーフルオロエーテル系ベースオイルを添加
した後有機溶媒を除去することを特徴とする磁性
流体の製造法。４極性基以外の部分の構造が同じであるパーフ
ルオロエーテル系の界面活性剤とベースオイルと
が用いられる特許請求の範囲第３項記載の磁性流
体の製造法。５湿式法によつて調製された磁性体微粒子の水
性けん濁液に、いずれもパーフルオロエーテル系
の界面活性剤およびベースオイルの混合物を添加
し、そこに磁性体微粒子を分散させた後、凍結乾
燥させることを特徴とする磁性流体の製造法。６極性基以外の部分の構造が同じであるパーフ
ルオロエーテル系の界面活性剤とベースオイルと
が用いられる特許請求の範囲第５項記載の磁性流
体の製造法。