JPH02239603A - 磁性流体組成物 - Google Patents

磁性流体組成物

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JPH02239603A
JPH02239603A JP6127489A JP6127489A JPH02239603A JP H02239603 A JPH02239603 A JP H02239603A JP 6127489 A JP6127489 A JP 6127489A JP 6127489 A JP6127489 A JP 6127489A JP H02239603 A JPH02239603 A JP H02239603A
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JP
Japan
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magnetic fluid
solvent
carbonyl
group
fine particles
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Pending
Application number
JP6127489A
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English (en)
Inventor
Takashi Henmi
逸見 高
Hirohisa Inagaki
稲垣 博久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Cosmo Oil Co Ltd
Cosmo Research Institute
Original Assignee
COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Cosmo Oil Co Ltd
Cosmo Research Institute
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/44Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
    • H01F1/442Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a metal or alloy, e.g. Fe

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Lubricants (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、磁性A体組成物に関する。さらに詳細には、
本発明は、特定の分散剤と特定の方法で製造されたコバ
ルトあるいは鉄の金属微粒子を含有することで特徴づけ
られる高磁化を有しかつ安定な磁性流体組成物に関する
ものである。
磁性流体は磁性微粒子に界面活性剤を吸着させ、水、ケ
ロンン、鉱油等の各種溶媒に分散させてなるコロイド懸
濁液であり、重力、遠心力、磁場等の作用下においても
固・液分離の生じない非常に安定な磁気感能性の液体で
あり、回転シール、比重選別、インクジェットプリンタ
ー、ディスプレイおよび各種センサー等の産業分野の多
方面への利用が期待されている。
(従来の技術) 磁性流体としては、既に、酸化物磁性材料(マグネタイ
ト、FesO4)の微粒子を界面活性剤で処理し、油類
、水等の中にコロイド状に分散させたものが知られてお
り、実際多岐の分野で実用化されている。
しかし、マグネタイト等を使用する限り、磁性流体とし
ての飽和磁化が200〜300ガウス、最高のものでも
550〜600ガウスのものしか得られていないため、
さらに高磁化に応用する場合、飽和磁化が小さいことが
大きな欠点となっている。
この飽和磁化を高めるためには、分散微粒子そのものの
飽和磁化を高めるか、溶媒中の微粒子の含有量を大きく
するかの2方法がある。
後者の微粒子の濃度をあげる方法としては、特願昭63
−82053等に記載されたものがあるが、磁性流体が
ペースト状になるなどの問題があるため、マグネタイト
を用いた場合には600ガウス以上のものを得るのは不
可能である。
前者の飽和磁化の高い微粒子を用いた磁性流体としては
、米国特許第3,228,881号および第3.228
,882号に記載されているものがある。すなわち、コ
バルトカルボニルCot(Co)sあるいは鉄カルボニ
ルre(Co)sをスチレンとアクリロニトリルの共重
体中で熱分解し、炭化水素媒体中に分散させる方法であ
る。
この方法においては、飽和磁化の高い微粒子を用いてい
るので、マグネタイト磁性流体より高い飽和磁化が期待
されるが、しかし金属微粒子の濃度を高くするとペース
ト状となるため、濃度を増すことができず、300〜4
00ガウスのものしか得られておらず、結局マグネタイ
ト磁性流体に比較して何等有意な差が認められない。こ
れらを解決するため、特定の界面活性剤を使用すること
により解決を図ったものもあるが、分散安定性について
は十分に満足できるものではなく、特に40,QOOG
程度の高遠心力下においては沈降を生じる場合もあるの
が現状である。
(解決しようとする課題) したがって、飽和磁化が高く、かつゲル化を起こさず、
約40,OOOGの高遠心力下においても分散性が良好
な磁性流体が開発されれば極めて広い分野においての利
用が可能となる。
(課題を解決するための手段) そこで、本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意
検討を重ねた結果本発明を完成した。本発明は特定の分
散剤および特定の方法で製造された金属微粒子を使用す
ることにより、従来の磁性流体に比べて格段に優れた分
散安定性および磁化を有する磁性流体組成物を提供する
ものである。
すなわち本発明は、コバルトあるいは鉄の金属微粒子と
溶媒と溶媒に可溶の分散剤とを含む磁性流体において、
該金属微粒子がコバルトカルボニルあるいは鉄カルボニ
ルを熱分解して得られたちのであり、かつ前記溶媒に可
溶の分散剤が一般式(1)および(II)で表わされる
アルキルまたはアルケニルコハク酸イミド、および一般
式(II1)で表わされるベンジルアミンから選ばれる
少なくとも一種から成ることを特徴とする磁性流体組成
物(但し、式中Rはアルキル基またはアルケニル基を示
し、 Rl− は炭素数2〜5の2価の飽和脂肪族炭化
水素基を示し、Xはθ〜10の整数を表わし、そしてy
は0−10の整数を表わす)に存する。
本発明に使用する分散剤のひとつであるアルキルまたは
アルケニルコハク酸イミドは下記一般式ノ (但し、式中Rはアルキル基またはアルケニル基を示し
、 Rl− は炭素数2〜5の2価の飽和脂肪族炭化水
素基を示し、Xは0〜IOの整数を表わす)で表わされ
るものであり、Rのアルキル基またはアルケニル基とし
ては通常炭素数5〜200、好ましくは50〜100程
度のものである。
R+−は、好ましくはエチレン基またはプロピレン基で
あり、さらに好ましくはエチレン基である。
また上記イミドの望ましい分子量としては800〜35
00程度のものである。
上記イミドは、一般にはボリブテンと無水マレイン酸と
の反応で得られるポリブテニルこはく酸無水物とポリア
ミンとの反応によって合成される。
ポリアミンの例としては、単一ノアミン、例えばエチレ
ンジアミン、ブロビレンジアミン、ブチレンノアミンお
よびベンチレンジアミン;ボリアルキレンボリアミン、
例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン
、テトラエヂレンベンタミン、ベンタエチレンへキサミ
ン、ジ(メチルエチレン)トリアミン、ジブチレントリ
アミン、トリブチレンテトラミンおよびペンタベンチレ
ンへキサミン等が挙げられる。
さらにらうひとつの分散剤であるベンジルアミンはポリ
ブテニルフェノールとホルムアルデヒドとポリアルキレ
ンボリアミンとのマンニッヒ反応によって合成され、次
のような一般式 (但し、式中RおよびRlは前記に同じ、yは0〜10
の整数である。)で表わされるものである。
Rのアルキル基またはアルケニル基としては通常炭素数
5〜200、好ましくは50〜100程度の6のである
。好ましいR1は、エチレン基またはプロピレン基であ
り、さらに好ましくはエチレン基である。yの好ましい
値は2または3である。
また上記ペンノルアミンの望ましい分子量としては80
0〜3500程度のものである。
丑記のペンノルアミンの合成に用いられるポリアミンと
しては、前記したごときポリアミンが同様に用いられる
添加するこれらの分散剤は、金属微粒子に対して5〜8
0重m%、好ましくは13〜60重M%である。少ない
と実効かなく、多すぎると反応後沈澱が生じる。
溶媒としては、種々の炭化水素あるいはその混合物が用
いられ、例えばバラフィンお上びオレフィン系炭化水素
の単独あるいは混合物、キンレン、ポリーα−才レフィ
ン、アルキルナフタレン、ケロシン等の鉱油等が挙げら
れる。溶媒は、金属微粒子に対し、50〜350重量%
使用することができる。
本発明の磁性流体組成物中のコバルトあるいは鉄の微粒
子径は10〜!50X、好ましくは50〜12oXであ
る。コバルトあるいは鉄の濃度は磁性流体組成中、約6
0ffi量%以下、好ましくは55重量%以下である。
多すぎるとゲル化を生じる。金属微粒子は、O価の金属
であるが、僅かの酸化物を含んでいてもかまわない。
本発明の磁性流体を作製するには公知の方法で行うこと
ができる。すなわち、分散剤を溶解させた溶媒中に金属
カルボニルを加え、混合溶液を加熱し、金属力ルボニル
の熱分解を行う。金属カルボニルとしては、Cow(C
o)aやFe(Co)sを用いるのが好ましい。また、
熱分解温度は!20〜190℃、熱分解時間は2〜50
時間であり、温度および時間については、コバルトや鉄
の濃度によって適宜変更すればよい。
このような磁性流体は、所定の容器に入れ、容器内はア
ルゴン、窒素等の不活性ガスで置換することが好ましい
(発明の効果) 本発明の磁性流体は、CoやFeという飽和磁化の高い
金属微粒子を用いているため、高い飽和磁化を有すると
ともに、特定の分散剤を用いて、溶媒中に金属微粒子を
分散させているため、約40.000Gの遠心力下にお
いても沈降せず、極めて高い分散性を有するものである
。また、金属微粒子の濃度を変えることにより、所望の
飽和磁化を有する磁性流体を得ることもできる。
(実施例) 以下に実施例および比較例を示して本発明を説明する。
実施例1〜4 分散剤としてアルケニルコハク酸イミド(日本ループリ
ゾール(株)、Lubrizol 8 9 0、窒素m
1.1重量%)59をケロシン309に溶解させた溶液
を冷却器、温度計、hガス導入管、撹はん装置をつけた
四ツ目フラスコに入れた。これに、オクタカルボニルコ
バルト[Cot(CO)s]を50g加えた。この溶液
を撹拌しながらマントルヒーターで徐々に加熱し、15
0℃で約20時間還流を行いながらオクタカルボニルコ
バルトの熱分解を行った。この際、冷却器上部から分解
してできた一酸化炭素が発生する。この一酸化炭素の発
生が終了後、撹拌しながら冷却し、黒色の磁性流体組成
物を得た。
この場合、ケロシン溶媒量を変化させることにより、種
々の磁化を有する磁性A体組成物(実施例1〜4)を得
た。得られた磁性流体組成物の磁化とそこに含まれるコ
バルト濃度の関係を第1表に示す。
実施例5〜7 実施例1〜4において、アルケニルコハク酸イミドの替
わりにベンジルアミン(AMOCO9250 (アモコ
社製、窒素量1.1重量%))を用いた以外は同様の方
法にて行った。
この場合、ケロシン溶媒量を変化させることにより、3
種の磁化を有する磁性流体組成物(実施例5〜7)を得
た。得られた磁性流体組成物の磁化とそこに含まれるコ
バルト濃度の関係を第2表に示す。
実施例8〜10 実施例1〜4で作製したケロンン溶媒コバルト含有磁性
流体に、実施例8では鉱油(ニュートラル油、100℃
の粘度3. 4 0  csL) 、実施例9ではポリ
ーα−オレフィン( IITEc−164(日本クーバ
ー社製、100℃の粘度4 . O  cst))、そ
して実施例10ではアルキルナフタレン(炭素数16と
18のものの混合物、40℃の粘度が29cSt)を各
々加え、四ツ目フラスコ中でケロシン溶媒を蒸発させ、
最終的にこの溶液をロータリーエバボレータにかけて、
約170〜180℃の温度にて軽質溶媒を除去し、各々
磁性流体組成物を得た。
各溶媒での磁化とコバルト濃度の関係の1例を第3表に
示す。
実施例IIおよび12 実施例1〜4でcot(co)sの替わりに、Fe(C
o)sを用いた以外は同様の方法によった。この場合、
ケロシン溶媒量を変化させることにより、2種の磁化を
有する磁性流体組成物の磁化とそこに含まれる鉄濃度の
関係を第4表に示す。
比較例lおよび2 実施例l〜4において、分散剤アルケニルコハク酸イミ
ドの替わりに市販の界面活性剤レシチン(リン脂質でホ
スファチジルコリンともいう。)を用いた以外は同様の
方法によった。この場合、ケロシン溶媒量を変化させる
ことにより、2種の磁化を有する磁性流体組成物(比較
例l、2)を得た。得られた磁性流体組成物の磁化とそ
こに含まれるコバルト濃度との関係および分散安定性の
結果を第5表に示す。
実施例1−1 2は、20.000 rpiの44,O
OOG,  1時間の遠心分離後においても分離、沈降
等は認められず、極めて優れた分散安定性を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コバルトあるいは鉄の金属微粒子と溶媒と溶媒に
    可溶の分散剤とを含む磁性流体において、該金属微粒子
    がコバルトカルボニルあるいは鉄カルボニルを熱分解し
    て得られたものであり、かつ前記溶媒に可溶の分散剤が
    一般式(I)および(II)で表わされるアルキルまたは
    アルケニルコハク酸イミド、および一般式(III)で表
    わされるベンジルアミンから選ばれる少なくとも一種か
    ら成ることを特徴とする磁性流体組成物 ▲数式、化学式、表等があります▼ ( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼ (II) ▲数式、化学式、表等があります▼ (III) (但し、式中Rはアルキル基またはアルケニル基を示し
    、−R^1−は炭素数2〜5の2価の飽和脂肪族炭化水
    素基を示し、xは0〜10の整数を表わし、そしてyは
    0〜10の整数を表わす)。
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