JPS60162704A - 磁性流体の製造法 - Google Patents
磁性流体の製造法Info
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- JPS60162704A JPS60162704A JP59015281A JP1528184A JPS60162704A JP S60162704 A JPS60162704 A JP S60162704A JP 59015281 A JP59015281 A JP 59015281A JP 1528184 A JP1528184 A JP 1528184A JP S60162704 A JPS60162704 A JP S60162704A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁性流体の製造法に関するものである。
磁性流体は液体状の磁石であり、真空回転軸シール、イ
ンクジェットプリンター、比重差分離等の分野ですでに
利用もしくは利用が検討されている。これらの分野の外
、電波吸収剤、熱エネルギー変換作業物質、磁気光字素
等への巾広い応用が考えられる。
ンクジェットプリンター、比重差分離等の分野ですでに
利用もしくは利用が検討されている。これらの分野の外
、電波吸収剤、熱エネルギー変換作業物質、磁気光字素
等への巾広い応用が考えられる。
この製法としては、（１）マグネタイトの魂：を□水と
表面活性剤を混合したコロイド分散媒液中でボールミル
を用いて長時間（５〜２０週間）粉砕した後、大きい粒
子を分離して磁性流体を作る湿式粉砕法。（２）第１鉄
塩と第２鉄塩の混合水溶液にアルカリを加えてマグネタ
イト微粒子を共沈させた後、表面活性剤を用いて解膠さ
せて磁性流体を作る湿式析出法がとられていた。
表面活性剤を混合したコロイド分散媒液中でボールミル
を用いて長時間（５〜２０週間）粉砕した後、大きい粒
子を分離して磁性流体を作る湿式粉砕法。（２）第１鉄
塩と第２鉄塩の混合水溶液にアルカリを加えてマグネタ
イト微粒子を共沈させた後、表面活性剤を用いて解膠さ
せて磁性流体を作る湿式析出法がとられていた。
しかしながら、湿式粉砕法は長い粉砕時間を必要とする
と共に粉砕後粗大粒子を分離する工程を必要とするため
、生産効率が極めて悪い上、粗大粒子の分離による原料
の利用効率も悪いこと。原理的に粉砕粒子の粒子径は広
い範囲に分布されるため、磁性流体の性質の制御、並び
に−品質管理が困難であること。またこの方法に適用す
ることができる磁性流体の磁性物質としては、マグネタ
イトのような軟〈て脆い物質に限定され、ねばシ強い金
属または合金には適用し難いこと等の多くの欠点がある
。
と共に粉砕後粗大粒子を分離する工程を必要とするため
、生産効率が極めて悪い上、粗大粒子の分離による原料
の利用効率も悪いこと。原理的に粉砕粒子の粒子径は広
い範囲に分布されるため、磁性流体の性質の制御、並び
に−品質管理が困難であること。またこの方法に適用す
ることができる磁性流体の磁性物質としては、マグネタ
イトのような軟〈て脆い物質に限定され、ねばシ強い金
属または合金には適用し難いこと等の多くの欠点がある
。
他方、湿式析出法は、鉄塩の共沈反応を利用するため、
マグネタイトなどの強磁性酸化物に対象が限られ、広い
範囲の強磁性物への適用が困難である。またこの方法で
得られる微粒子の粒径は１００〜２００Ａの範囲のそろ
ったものとなるが、更にこれよシ小さい粒径のものが得
難い欠点がある。
マグネタイトなどの強磁性酸化物に対象が限られ、広い
範囲の強磁性物への適用が困難である。またこの方法で
得られる微粒子の粒径は１００〜２００Ａの範囲のそろ
ったものとなるが、更にこれよシ小さい粒径のものが得
難い欠点がある。
磁性流体の性能を特徴づける最も重要なパラメーターは
磁性流体の持つ磁化の大きさである。
磁性流体の持つ磁化の大きさである。
マグネタイトコロイドを用いた磁性流体は、マグネタイ
ト自身の持つ磁化の値が小さいため、磁性流体の性能に
限度がある。この間肪に対する根本的解決策は、本来磁
化の大きい鉄、コバルト等の強磁性金属、鉄−コバルト
合金、鉄−ニッケル合金等の強磁性合金、あるいはホイ
スラー合金、ラーベス相化合物等の強磁性化合物からな
るコロイドを用いること。またこの場合、コロイド粒子
の粒径を２０〜１００Ａにそろえたものとすることであ
る。
ト自身の持つ磁化の値が小さいため、磁性流体の性能に
限度がある。この間肪に対する根本的解決策は、本来磁
化の大きい鉄、コバルト等の強磁性金属、鉄−コバルト
合金、鉄−ニッケル合金等の強磁性合金、あるいはホイ
スラー合金、ラーベス相化合物等の強磁性化合物からな
るコロイドを用いること。またこの場合、コロイド粒子
の粒径を２０〜１００Ａにそろえたものとすることであ
る。
この方向に沿った従来技術としてコバルトカーボニル（
ＣＯＩＩ（Ｃｏ）８ ）をトルエン中で熱分解し、コバ
ルトコロイドからなる磁性流体を製造する方法が知られ
ている。しかし、この方法によると得られるコバルトコ
ロイド粒子の粒径は約２００Ａ程度であり、濃いコロイ
ド溶液中では凝集し易い欠点がある。
ＣＯＩＩ（Ｃｏ）８ ）をトルエン中で熱分解し、コバ
ルトコロイドからなる磁性流体を製造する方法が知られ
ている。しかし、この方法によると得られるコバルトコ
ロイド粒子の粒径は約２００Ａ程度であり、濃いコロイ
ド溶液中では凝集し易い欠点がある。
本発明はこれらの従来法における欠点をなくしようとす
るもので、その目的は磁化の大きい強磁性金属元素、強
磁性合金ならびに強磁性化合物の微粒子を分散質とし得
られ、しかもそれらの微粒子の粒径を２０〜１００Ｘの
凝集に対して安定性を持つコロイドとした磁性粒体の製
造法を提供せんとするにある。
るもので、その目的は磁化の大きい強磁性金属元素、強
磁性合金ならびに強磁性化合物の微粒子を分散質とし得
られ、しかもそれらの微粒子の粒径を２０〜１００Ｘの
凝集に対して安定性を持つコロイドとした磁性粒体の製
造法を提供せんとするにある。
本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、高
真空あるいはアルゴンガス、ヘリウで、第１図に示すよ
うに強磁性金属元素、１強磁・性合金または強磁性化合
物（以下これらを総称して強磁性物質と言う）１を加熱
装置２により例えｉｆ １０００〜２５００ｔｌｌ”に
加熱して蒸発させ、これに対向して磁性流体の媒質とな
る液体すなわち表面活性剤と低蒸気圧の鉱物油との混合
液（以下表面活性液体と言う）３を配置すると、強磁性
物の蒸気は表面活性液体３に付着凝縮し、コロイド粒子
の粒径が２０＝５ＯＡの微細で、かつ粒径の揃ったもの
が得られることを知見し得た。
真空あるいはアルゴンガス、ヘリウで、第１図に示すよ
うに強磁性金属元素、１強磁・性合金または強磁性化合
物（以下これらを総称して強磁性物質と言う）１を加熱
装置２により例えｉｆ １０００〜２５００ｔｌｌ”に
加熱して蒸発させ、これに対向して磁性流体の媒質とな
る液体すなわち表面活性剤と低蒸気圧の鉱物油との混合
液（以下表面活性液体と言う）３を配置すると、強磁性
物の蒸気は表面活性液体３に付着凝縮し、コロイド粒子
の粒径が２０＝５ＯＡの微細で、かつ粒径の揃ったもの
が得られることを知見し得た。
その知見に基いて本発明を完成したものである。
その吸着、凝縮の状況を第２図で説明すると、第２図ａ
は付着前の表面活性液体３０表面の状況、第２図すは強
磁性物質の蒸発中における表面活性液体の表面状況、第
２図Ｃは強磁性物質の超微粒子が表面活性液体分子で表
面を被覆され、鉱物油に取込まれ、安定な磁気コロイド
、すなわち、磁性流体となる状況を示す模式図である。
は付着前の表面活性液体３０表面の状況、第２図すは強
磁性物質の蒸発中における表面活性液体の表面状況、第
２図Ｃは強磁性物質の超微粒子が表面活性液体分子で表
面を被覆され、鉱物油に取込まれ、安定な磁気コロイド
、すなわち、磁性流体となる状況を示す模式図である。
第２図ａに示すように、表面活性剤分子４は親油基を鉱
物油８の方に向け、吸着性の基を表面に露出させ、鉱物
油の表面を一様に後って立ち並び、鉱物油表面を吸着性
に富んだ表面活性な状態に変化させる。次に第２図すに
示すように強磁性物質ｌから蒸発飛来した強磁性物質原
子５は表面活性液体の表面に付着、凝縮し、粒径の揃っ
た強磁性超微粒子６が個々に孤立して生成する。これを
攪拌または流動させることによシ、第２図Ｃに示すよう
に、これらの超微この過程が繰返えされて高濃度の磁性
流体が得られるものと考えられる。
物油８の方に向け、吸着性の基を表面に露出させ、鉱物
油の表面を一様に後って立ち並び、鉱物油表面を吸着性
に富んだ表面活性な状態に変化させる。次に第２図すに
示すように強磁性物質ｌから蒸発飛来した強磁性物質原
子５は表面活性液体の表面に付着、凝縮し、粒径の揃っ
た強磁性超微粒子６が個々に孤立して生成する。これを
攪拌または流動させることによシ、第２図Ｃに示すよう
に、これらの超微この過程が繰返えされて高濃度の磁性
流体が得られるものと考えられる。
本発明における表面活性液体を構成する媒質としては、
低蒸気圧の油例えばアルキルナフタリン等の低蒸気圧の
炭化水素、またはアルキルジフェニルエーテル、ポリフ
ェニルエーテル、ジエステル、シリコーン油、フルオロ
カーボン油等が挙げられる。ただし低蒸気圧の液体であ
れはこれらに限定されるものではない。また表面活性剤
としては、前記媒質に可溶で、それより表面張力が小さ
く、かつ強磁性物質に対して強い吸着性を示す感能基を
持つ表面活性剤が好ましい。例えば、カルボン酸と金属
またはアミンとの塩である石鹸、ソルビタンオレ■二・
ト、ペンタエリスリットオレ６−）等の多価；ルコール
脂肪酸エステル、アルキルアリルスルホン酸塩、オクタ
テシルベンゼンスルホネ−）等（７）スルホン酸塩、そ
の他リン酸塩、リン酸エステル、アミン誘導体などが挙
げられる。ただし、これらに限定されるものではない。
低蒸気圧の油例えばアルキルナフタリン等の低蒸気圧の
炭化水素、またはアルキルジフェニルエーテル、ポリフ
ェニルエーテル、ジエステル、シリコーン油、フルオロ
カーボン油等が挙げられる。ただし低蒸気圧の液体であ
れはこれらに限定されるものではない。また表面活性剤
としては、前記媒質に可溶で、それより表面張力が小さ
く、かつ強磁性物質に対して強い吸着性を示す感能基を
持つ表面活性剤が好ましい。例えば、カルボン酸と金属
またはアミンとの塩である石鹸、ソルビタンオレ■二・
ト、ペンタエリスリットオレ６−）等の多価；ルコール
脂肪酸エステル、アルキルアリルスルホン酸塩、オクタ
テシルベンゼンスルホネ−）等（７）スルホン酸塩、そ
の他リン酸塩、リン酸エステル、アミン誘導体などが挙
げられる。ただし、これらに限定されるものではない。
また、本発明の方法において使用される強磁性物質とし
ては、鉄、コバルト、ニッケル、希土類元素静の強磁性
金属元素の外、少くともこれら金属元素の一種以上を成
分元素として含む強磁性またはフェリ磁性を持つ合金ま
たは化合物、更にマンガン、クロム、バナジウムの一種
以上を成分元素として含む強磁性化合物または合金が挙
げられる。しかし、強磁性を持つ元素、合金、化合物で
あればよい。
ては、鉄、コバルト、ニッケル、希土類元素静の強磁性
金属元素の外、少くともこれら金属元素の一種以上を成
分元素として含む強磁性またはフェリ磁性を持つ合金ま
たは化合物、更にマンガン、クロム、バナジウムの一種
以上を成分元素として含む強磁性化合物または合金が挙
げられる。しかし、強磁性を持つ元素、合金、化合物で
あればよい。
これらの強磁性物質は高真空に排気された雰−囲気、あ
るいはアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等の不活
性ガスを１００１１１００ｌ１１以下の圧力で充填した
雰囲気、また酸素ガス雰囲気中において、例えは抵抗加
熱装置、電子衝撃加熱装置、電子衝撃加熱装置、レーザ
ーまたは赤外線加熱装置等の加熱装置により加熱して蒸
発させる。
るいはアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等の不活
性ガスを１００１１１００ｌ１１以下の圧力で充填した
雰囲気、また酸素ガス雰囲気中において、例えは抵抗加
熱装置、電子衝撃加熱装置、電子衝撃加熱装置、レーザ
ーまたは赤外線加熱装置等の加熱装置により加熱して蒸
発させる。
得°られた蒸発物を前記表面活性液体に付着、凝縮させ
ることによシ容易に磁性流体が得られる。
ることによシ容易に磁性流体が得られる。
本発明の方法によると、
（１）、強磁性物の蒸発物を表面活性液体に付着・凝縮
させることによって製造するので、従来法におけるマグ
ネタイト、コバルトのほか、他の強磁性物である金属は
勿論、強磁性合金、強磁性化合物の磁性流体を製造し得
られる。
させることによって製造するので、従来法におけるマグ
ネタイト、コバルトのほか、他の強磁性物である金属は
勿論、強磁性合金、強磁性化合物の磁性流体を製造し得
られる。
従って従来法では得られなかった飽和磁化が２０００ガ
ウスを示す磁性流体も製造し得られ、また熱伝導性並び
に電気伝導性の優れたものともなし得る。
ウスを示す磁性流体も製造し得られ、また熱伝導性並び
に電気伝導性の優れたものともなし得る。
（２）、雰囲気を変えることによって強磁性金属あるい
は強磁性金属酸化物からなる磁性流体になし得る。例え
ば適蟲量の酸素沖囲気とすることによって、従来型のマ
グネタイトコロイドの磁性流体は勿論、多元素フェライ
トコロイドの磁性流体の製造も可能である。
は強磁性金属酸化物からなる磁性流体になし得る。例え
ば適蟲量の酸素沖囲気とすることによって、従来型のマ
グネタイトコロイドの磁性流体は勿論、多元素フェライ
トコロイドの磁性流体の製造も可能である。
（３）、得られるコロイド粒子の粒径は２０〜５０Ａの
ものであるため、得られる磁性流体は凝集や沈澱を起こ
し難く、高い安定を示す。しかも粒子径が揃っているの
で、従来法における粒子の選別を必要としない。そのた
め製造工程も簡単となると共に、歩止りも高く、生産製
造の自動化、品質管理も容易で、工業的生産に適する。
ものであるため、得られる磁性流体は凝集や沈澱を起こ
し難く、高い安定を示す。しかも粒子径が揃っているの
で、従来法における粒子の選別を必要としない。そのた
め製造工程も簡単となると共に、歩止りも高く、生産製
造の自動化、品質管理も容易で、工業的生産に適する。
等の従来法では得られない優れた効果を奏し得る。
実施例１．鉄コロイド磁性流体
表面活性液体として、アルキルプロピレンジアミンを１
０％濃度でアルキルナフタリンに溶解した溶液を用いた
。
０％濃度でアルキルナフタリンに溶解した溶液を用いた
。
加熱装置として、らせん線状に巻いたタンクステン抵抗
線の中にアルミするっほを入れ、とのるつほの中に電解
鉄を装填し、これらを真空容器中に設置した。
線の中にアルミするっほを入れ、とのるつほの中に電解
鉄を装填し、これらを真空容器中に設置した。
表面活性液体を流動させながら、ｌＱ−’ｍ）１３４以
上の真空下で、るつぼ中の鉄を１８００〜２０００ ｔ
ｌｌ’に加熱して蒸発させ、表面活性液体に付着凝縮さ
せた。電解鉄１０？を用い、以上の操作を約１０分間行
ったところ、約１００ガウス／ ｃｃの磁化を持った磁
性流体が得られた。電解鉄の量を増゛やし、これを繰返
すことにより１６００ガウス／ ｃｃの磁化を持つ強磁
性の磁性流体も製造することが可能である。
上の真空下で、るつぼ中の鉄を１８００〜２０００ ｔ
ｌｌ’に加熱して蒸発させ、表面活性液体に付着凝縮さ
せた。電解鉄１０？を用い、以上の操作を約１０分間行
ったところ、約１００ガウス／ ｃｃの磁化を持った磁
性流体が得られた。電解鉄の量を増゛やし、これを繰返
すことにより１６００ガウス／ ｃｃの磁化を持つ強磁
性の磁性流体も製造することが可能である。
実施例２．鉄−コバルト合金コロイド磁性流体実施例１
の電解鉄に代えて５０％鉄−コバルト合金を用い、他の
条件は全く同様な方法にょシ、約１５０ガウス／ ｅｅ
の磁化を持つ鉄−コバルト合金コロイド磁性流体が得ら
れた。更にこれを繰返すことにより２０００ガウス／
ｃｃの磁化を持つ磁性流体を製造することが可能である
。
の電解鉄に代えて５０％鉄−コバルト合金を用い、他の
条件は全く同様な方法にょシ、約１５０ガウス／ ｅｅ
の磁化を持つ鉄−コバルト合金コロイド磁性流体が得ら
れた。更にこれを繰返すことにより２０００ガウス／
ｃｃの磁化を持つ磁性流体を製造することが可能である
。
第１図は本発明の磁性流体の製造法の概要説明図。
第２図は磁性流体の生成原理を示す模式図で、ａは強磁
性物質蒸発物の付着前の表面活性液体の表面の状況、ｂ
は強磁性物質の蒸発物の付着、凝縮中における表面活性
液体の表面状況Ｃは強磁性物の超微粒子がコロイドとな
る状況の模式％式％： ５：強磁性物質が蒸発した原子 ６：強磁性超微粒子 ７：磁気コロイド８：鉱物油 特許出願人 科学技術庁金属材料技術研究所長ｌ閃 矛２配
性物質蒸発物の付着前の表面活性液体の表面の状況、ｂ
は強磁性物質の蒸発物の付着、凝縮中における表面活性
液体の表面状況Ｃは強磁性物の超微粒子がコロイドとな
る状況の模式％式％： ５：強磁性物質が蒸発した原子 ６：強磁性超微粒子 ７：磁気コロイド８：鉱物油 特許出願人 科学技術庁金属材料技術研究所長ｌ閃 矛２配
Claims (1)
- １、強磁性金属元素、強磁性合金または強磁性化合物を
蒸発させ、該蒸発物をそれら蒸発物質に対して吸着性を
持つ表面活性剤を適当な濃度で溶解した低蒸気の液体に
接触させて、強磁性の金属元素、合金または化合物のコ
ロイドを形成させることを特徴とする磁性流体の製造法
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59015281A JPS60162704A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 磁性流体の製造法 |
| US06/696,246 US4599184A (en) | 1984-02-01 | 1985-01-29 | Process for producing ferromagnetic liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59015281A JPS60162704A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 磁性流体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60162704A true JPS60162704A (ja) | 1985-08-24 |
| JPS6139369B2 JPS6139369B2 (ja) | 1986-09-03 |
Family
ID=11884467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59015281A Granted JPS60162704A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 磁性流体の製造法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4599184A (ja) |
| JP (1) | JPS60162704A (ja) |
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-
1984
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