JPH04211104A - 磁性流体組成物及びその製造方法 - Google Patents

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】

［０００１１

【産業上の利用分野］この発明は、真空装置、コンピュ
ータハードディスク駆動装置等の軸シールに好適に利用
できる、耐熱性、耐水性に優れ、そして低粘度な磁性流
体組成物及びその製造方法に関するものである。 ［０００２］ 【従来の技術】従来から明らかなように、磁性流体組成
物は、強磁性体微粒子、キャリア（分散媒）、及び分散
剤とから本質的に構成され、磁性粒子に分散剤が吸着（
結合）することにより、キャリア中に磁性粒子を均一に
分散させているものである。 ［０００３］　ところで、このような磁性流体を高温、
高湿の条件下におくと、分散剤が磁性粒子から脱着した
り、さらに、キャリア内に侵入した水分子が磁性粒子表
面に吸着して分散剤と置換したりすることにより、磁性
粒子から分散剤が不可逆的に脱着する。このような状態
が生ずると磁性粒子同士の凝着が進行して、磁性流体が
ゲル化して、粘度が高くなるなど初期の性質が失われる
ことになる。特に、低トルク特性が要求されるシール用
磁性流体では大きな問題となる。 ［０００４］そこで、従来から磁性流体の耐熱性及び耐
水性を向上するために、磁性流体に種々の改良を施した
従来例が存在する。このような従来例として、ポリブテ
ンコハク酸を分散剤として用いた磁性流体組成物が存在
する（米国特許第３７００５９号）。 ［０００５］

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例において、磁性流体組成物の耐熱性、耐水性を向上
するために使用される分散剤は、分子量が大きいオリゴ
マ又はポリマであるため、磁性粒子を分散させるのに必
要な景だけ分散剤を使用すると、磁性流体の粘度が高く
なるのを避けることができない。この結果、分子量が大
きいオリゴマ又はポリマである分散剤を低トルクである
ことが要求されるシール用磁性流体に使用することは不
適当であった。 ［０００６］即ち、従来の磁性流体では、耐熱性、耐水
性を向上しようとすると粘度が高くなり、逆に、粘度を
低くしようとすると耐熱性、耐水性が低下するという課
題があった。 ［０００７］そこで、この発明は、このような課題を解
決するために、耐熱性、耐水性に優れ、且つ、低粘度で
もある磁性流体組成物及びその製造方法を提供すること
を目的とする。 ［０００８］

【課題を解決するための手段】この目的を達成すること
により前記課題を解決できる本発明は、低揮発性有機溶
媒からなる分散媒と、該有機溶媒と親和性のある親油基
及び極性基を有する低分子量の分散剤と、該分散剤で表
面が被覆され前記有機溶媒中に分散された強磁性体微粒
子と、高分子鎖の親油基及び極性基を有し、前記分散媒
中に加えられる添加剤と、から本質的になることを特徴
とする磁性流体組成物に係るものである。 ［０００９］　この添加剤の高分子鎖は、炭素数が２５
〜１５００の炭化水素からなることが好ましい。そして
、このような添加剤の炭化水素鎖として、ポリエチレン
。 ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジェン、ポリ（
１−デセン）、ポリスチレンの少なくとも一つ及びそれ
ぞれのモノマによるコポリマを挙げることができる。 さらに、添加剤の極性基として、カルボキシル基及び／
又はスルホン基を挙げることができる。 ［００１０１前記添加剤の分子量は、５００〜２０００
０であることが望ましい。また、添加剤の含有量は０゜
５〜３０重量％であることが望ましい。そして、本発明
はまた、強磁性体微粒子に対して、低沸点無極性有機溶
媒と、これと親和性のある親油基を有する分散剤とを加
えて、該分散剤で強磁性体微粒子の表面に結合させ、そ
の後前記低沸点無極性有機溶媒を除去して前記分散剤で
表面が被覆された強磁性体微粒子を得る工程と、この強
磁性体微粒子を低沸点極性有機溶媒を用いて洗浄する工
程と、該洗浄後の強磁性体微粒子に低揮発性有機溶媒と
高分子鎖の親油基及び極性基を有する添加剤とを加えて
混合する工程と、を有することを特徴とする磁性流体組
成物の製造方法、ないしは、強磁性体微粒子に対して、
低沸点無極性有機溶媒と、これと親和性のある親油基を
有して強磁性体微粒子の表面を被覆する分散剤とを加え
ることにより、該分散剤で表面を被覆された強磁性体微
粒子が前記低沸点無極性有機溶媒中に均一に分散された
中間媒体を得る工程と、該中間媒体を低沸点極性有機溶
媒で洗浄する工程と、該洗浄前又は洗浄後の中間媒体中
の分散性の悪い前記強磁性体微粒子を分離する工程と、
当該分離後中間媒体に低揮発性有機溶媒を加えて混合物
とする工程と、該混合物を加熱して前記低沸点有機溶媒
を蒸発分離せしめて磁性流体を得る工程と、該磁性流体
に高分子鎖の親油基及び極性基を有する添加剤を加える
工程と、を有することを特徴とする磁性流体組成物の製
造方法に関するものである。 ［００１１］前記添加剤の添加は前記低揮発性有機溶媒
を加えて混合物とする工程で行う、ことも可能である。 ［００１２］

【作用】本発明者が鋭意検討したところ、高分子鎖から
なる親油基及び極性基を有する界面活性剤を磁性流体に
分散剤としてではなく、キャリア中に添加される添加剤
として加えると、磁性流体組成物の耐熱性、耐水性を向
上でき、且つ、粘度の増大がなく低粘度を維持できる磁
性流体組成物を得ることができる、という知見を得た。 ［００１３］磁性流体組成物の粘度の増大を防ぐために
は、分散剤に低分子量のものが使用されるが、このよう
な磁性流体組成物は高温、高湿の環境下で分散剤が磁性
粒子から脱着する。この場合、分散剤はキャリア中に侵
入した水分に吸着するか分散剤同士が吸着してミセル等
を形成して、分散剤が強磁性体微粒子の会合部分に再度
吸着することが困難となる。このような分散剤の脱着が
発生すると、前記のよう磁性粒子同士の凝集が発生する
。 ［００１４］　このような状態において、本発明のよう
な添加剤が磁性流体に添加されていると、添加剤が磁性
粒子の分散剤脱着部分に優先して吸着することにより、
磁性粒子同士の凝集を防止する。本発明に係る添加剤は
、高分子鎖からなる親油基を有するために水との親和性
が相対的に低くなり、この結果、水とのミセルを発生す
ることもなく磁性粒子に優先して吸着することができる
。 従って、磁性流体の耐熱性、耐水性が向上する。 ［００１５］高分子の界面活性剤を分散剤として使用す
ると、磁性粒子の分散性を充分確保する観点から、その
含有量は通常３０重量％以上必要となる。しかし、これ
だけ高分子の分散剤を添加すると、耐熱性、耐水性は向
上するが粘度の増大を避けることができない。 ［００１６］Ｌかしながら、本発明のように分散剤とし
ては低分子量の界面活性剤を使用し、高分子の親油基を
有する界面活性剤を添加剤として用いると、その添加量
を少なく抑えることが可能となる。従って、磁性流体の
粘度の増大を防止し、低粘度を維持することができる。 しかも、係る添加剤を加えることにより、前記のように
この添加剤は磁性流体の分散剤脱着部分に優先して吸着
することから、分散剤を低分子量化することができるた
め、この点からしても磁性流体の粘度の増大を防止する
ことが可能となる。 ［００１７］また、この添加剤自体は疎水性が強いため
、キャリア中に添加されてもキャリア自体の吸水性が高
くなることもない。つまり親水性が低くキャリア中での
ミセル形成能も低いため、強磁性流体微粒子に未吸着な
状態でも水を取り込み難い。この結果、この点からも磁
性流体組成物の耐水性を阻害しない。 ［００１８１本発明に係る添加剤の親油基は高分子鎖か
らなり、係る高分子鎖の例として脂肪族炭化水素系のも
の、芳香族炭化水素系のものが挙げられる。脂肪族炭化
水素系のものとして、例えば、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリブテン、ポリブタジェン、ポリ（１−デセ
ン）の少なくとも一つ及びそれぞれのモノマによるコポ
リマ（コオリゴマ）等が挙げられる。ここで、ポリブテ
ンには、イソブチン（＝イソブチレン）とノルマルブテ
ン（１−ブテン、２−ブテン）混合物の重合体である狭
義のポリブテン、イソブチンのホモポリマであるポリイ
ソブチン、それにブテン−１のアイソタクチックポリマ
であるポリブテン１がある。 ［００１９］芳香族炭化水素系のものとしては、例えば
、ポリスチレン、ポリ（ｐ−ジビニルベンゼン）及びそ
れぞれのモノマとエチレンなどの脂肪続炭化水素系のモ
ノマとコポリマ（オリゴマ）等が挙げられる。 ［００２０１添加剤の高分子鎖の炭素数としては、２５
〜１５００であることが好ましい。ここで、炭素数が２
５未満であると添加剤の疎水性が充分でないため、磁性
粒子の分散剤脱着部分に優先して吸着することができず
組成物の耐熱性、耐水性の向上が充分でない。一方、炭
素数が１５００を越えると、たとえ添加剤として加えて
も粘度の増大を避けることができないおそれがある。よ
って、炭化水素鎖の炭素数を２５〜１５００にすること
が望ましい。 ［００２１１添加剤の含有量は磁性流体組成物に対して
０．５〜３０重量％であることが好ましい。０．５重量
％未満であると、磁性流体組成物の耐熱性、耐水性の向
上が充分でないおそれがある。また、３０重量％を越え
ると、磁性流体の粘度が増大して低トルク性を発揮でき
ないおそれがある。 ［００２２］そして、添加剤の分子量は５００〜２００
００であることが好ましい。分子量が５００未満である
と、添加物の疎水性が充分でないため磁性流体の耐熱性
、耐水性が低下するおそれがある。また、２００００を
越えると粘度が増大するおそれがある。 ［００２３］また、添加剤の親水基としては、カルボン
酸塩、硫酸エステル塩、リン酸塩、スルホン酸塩、ホス
ホン酸塩、アミン塩等の従来から存在するカチオン型。 アニオン型の極性基を広く使用することが可能である。 そして、極性基が高分子鎖に複数結合しているものでも
良い。 ［００２４］かかる添加剤の好適な具体例として、ポリ
ブテンコハク酸塩、ポリイソブチレンコハク酸塩、ポリ
ブテンスルホン酸塩、ポリα−オレフィンスルホン酸塩
ＣＲＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）　　　ＳＯ３ＮａＲ；ＣＨ２
１〕が挙げられる。このような添加剤の使用により低粘
度（５０〜１５０ｃｐ、４０℃）の磁性流体組成物を得
ることができる。 ［００２５〕本発明の強磁性体微粒子の分散媒となる低
揮発性有機溶媒として（キャリア）としては、蒸気圧が
１×１０−１０〜１×１Ｏ−３Ｔｏｒｒ（２０℃）にあ
る鉱油をはじめとする種々の炭化水素５合成油類及びエ
ーテル類又はエステル類或いはシリコン油等の低揮発性
の有機溶媒が、磁性流体の用途に応じて適宜用いられる
。例えば、磁気ディスク用シーリング剤としての用途で
あれば、ポリアルファ（α）オレフィン油とか、アルキ
ルナフタレン油、ヘキサデシルジフェニルエーテル、ヘ
キサデシルジフェニルエーテルとオクタデシルジフェニ
ルエーテルとの混合物、エイコシルナフタレン、トリー
２エチルへキシルトリメリテート等が好適である。 ［００２６１本発明の強磁性流体粒子としては、周知の
湿式法により得られるマグネタイトコロイドを用い得る
。また、水もしくは有機溶媒中でマグネタイト粉末をボ
ールミルで粉砕するいわゆる湿式粉砕法で得られるもの
でも良い。 ［００２７〕湿式粉砕法を利用する場合、研削液として
水以外に例えば、ヘキサン等の有機溶媒を用いるときに
は、強磁性体粉末とのその粒子表面に単分子層を形成で
きる量の後述する分散媒を加えたうえでボールミル中で
数時間以上粉砕しても良い。 ［００２８］また、マグネタイト以外のマンガンフェラ
イト、コバルトフェライト、もしくはこれらと亜鉛、ニ
ッケルとの複合フェライトやバリウムフェライト等の強
磁性酸化物、又は鉄、コバルト、希土類などの強磁性金
属を用いることもできる。 ［００２９］更にまた、強磁性体微粒子として前記湿式
法或いは湿式粉砕法によるもののほか、乾式法で得たも
のを用いることもできる。本発明の強磁性体微粒子の含
有量は、従来一般的に用いられている体積比で１〜２０
％の範囲は勿論のこと、必要に応じて７０％程度の極め
て高濃度のものであっても良い。すなわち、本発明によ
れば、後述するように強磁性体微粒子が低沸点有機溶媒
中に分散された中間媒体を利用することで、強磁性体微
粒子濃度を７０％にも達する高濃度に調整することがで
きる。これにより、磁化量の極めて高い磁性流体が得ら
れるものである。

【００３０】本発明に用いられる強磁性体微粒子の分散
剤は、先に述べたキャリアとなる低揮発性有機溶媒との
親和性が良好な低分子ｉ！（５５０以下）のものが好ま
しい。例えば、オレイン酸又はその塩２石油スルホン酸
又はその塩５合成スルホン酸またはその塩、エイコシル
ナフタレンスルホン酸またはその塩、ポリブテンコハク
酸またはその塩、エライジン酸またはその塩、エルカ酸
またはその塩等の如く、カルボキシル基、ヒドロキシル
基、スルホン基等の極性基を有する炭化水素化合物であ
る陰イオン性界面活性剤とか、或いはまたポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル等の如き非イオン性界面
活性剤とか、更にはアルキルジアミノエチルグリジンの
如く分子構造式に陽イオン部分と陰イオン部分とを伴に
持つ両性界面活性剤等から適宜選択して用いられる。

【００３１】本発明の分散剤として、いわゆるカップリ
ング剤を用いることもできる。このカップリング剤とし
ては、例えば一般式Ｙｌ）Ｒ４−ＳｉＸ　　（Ｐは１以
上の整数、ｎは１〜３の整数）又はＲ４−ＳｉＸ　　（
ｎは１〜３の整数）で表すことができるシランカップリ
ング剤がある。ここに、式中のＹはビニル基、エポキシ
基、アミノ基、メルカプト基その他の有機官能基であり
、Ｒは例えばアルキル基の如き炭化水素基である。Ｘは
加水分解性の基であり、例えばメトキシ基（ＣＨ３０）
やエトキシ基（Ｃ２Ｈ５０）等のアルコキシ基（ＲＯ−
）である。 ［００３２］　このシランカップリング剤のアルコシル
基は、水溶液中、空気中の水分又は無機物表面に吸着さ
れた水分により加水分解して、シラノール基（−８ｉ−
０Ｈ）を生成する。一方、強磁性体微粒子はその表面に
ＯＨ基を有しており（Ｍ−ＯＨ）、両者の間に脱水縮合
反応が生じてメタシロキサン結合（Ｓ　ｉ−０−Ｍ）に
より化学的に結合するものと考えられる。 ［００３３］一般式ＹｐＲ４−ＳｉＸ　　で表わされる
シランカップリング剤は例えばビニルトリエトキシシラ
ンであり、一般式Ｒ４−ＳｉＸ　　で表わせられるシラ
ンカップリング剤は例えばオクタデシルトリメトキシシ
ランである。 ［００３４］前期のシランカップリング剤以外のカップ
リング剤としては、例えば、非水系に対して特に好適な
アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレートから
なるアルミニウム系カップリング剤や、チタネート系カ
ップリング剤、クロム系カップリング剤等が使用できる
。これらのものもその分子構造中に、−ＯＨ基と結合す
るアルコキシ基と有機物に親和する部分（例えば、アル
コキシアセト酢酸基）とを持っており、親水性固体であ
る強磁性体微粒子表面の一〇Ｈ基と化学結合して強固な
親油性皮膜を形成する機能を有する。 ［００３５］カツプリング剤の添加量は、強磁性体微粒
子表面を単分子膜で完全に被覆する量が最適であるが、
強磁性体微粒子の比表面、水分含有量、シランの加水分
解性、膜形成状態の違い等を考慮して定められる。 ［００３６］本発明の磁性流体組成物を製造するにあた
り、強磁性流体粒子中の分散性の悪い粒子を効率よく除
去して安定性の高い磁性流体を得ようとするならば、或
いはまたキャリア中に分散させる強磁性体微粒子の濃度
を高くして高磁化力を持つ磁性流体を得ようとするなら
ば、本出願人が先に提案した磁性流体の製造方法（特開
昭５８−１７４４９５号）によると効率的である。 ［００３７］すなわち、強磁性体微粒子と分散剤とを、
まず沸点が８５℃以下のヘキサン、ベンゼン、シクロヘ
キサン、四塩化炭素、クロロホルム等の低沸点無極性有
機溶媒に加える。これにより表面を分散剤で被覆した強
磁性体微粒子が無極性低沸点有機溶媒中に分散された中
間媒体を得る。 ［００３８］　この時、湿式法で得られる強磁性体微粒
子を用いるのであれば、強磁性体微粒子の懸濁液に所要
最の分散剤を加えて被覆相を形成し、いったん洗浄し、
乾燥して疎水性強磁性体微粒子を得た後、低沸点無極性
有機溶媒を加えても良い。 ［００３９］いずれの工程を用いるかは、製品の種類。 使用目的、要求性能等に応じて選択される。次いで、強
磁性体微粒子表面に単分子吸着している分散剤以外の分
散剤（二相吸着している分散剤、低沸点無極性有機溶媒
中に溶解している分散剤）を除去するために、前期中間
媒体を洗浄する。強磁性体微粒子に分散剤が二相吸着す
ると、該粒子が親水性となり、粒子同士の凝集が生じる
。キャリア中に侵入した水分と親和性が高くなり、強磁
性体微粒子から分散剤が脱着する等おそれがある。また
、低沸点無極性有機溶媒中に磁性粒子に吸着していない
分散剤が存在すると、キャリアとなるべき低揮発性有機
溶媒（後述）中に分散剤が混入し、キャリアの水に対す
る親和性が高くなって磁性流体組成物の耐水性を低下さ
せる。そこで、これらの問題を解決することを意図して
、前期中間媒体を洗浄するのである。 ［００４０１この洗浄液としては、低沸点（沸点が８５
℃以下）の極性有機溶媒である例えば、アルコール類（
メタノール、エタノール等）、ケトン類（アセトン。 エチルメチルケトン等）が使用できる。低沸点極性有機
溶媒で前期中間媒体を洗浄すると、磁性粒子に二相吸着
している分散剤、低沸点極性有機溶媒中に溶解している
分散剤を当該低沸点極性有機溶媒中に転溶して除去する
ことができる。 ［００４１］　この場合、低沸点無極性有機溶媒と低沸
点極性有機溶媒の量の比率によって、混合後二相に分離
するものと均一に溶解するものがある。二相に分離する
ものは、低沸点極性有機溶媒を多く含む相を分離除去し
て、以下の工程を行うことができる。それに対して、均
一に溶解するものは、それによって洗浄された磁性流体
微粒子が凝集沈澱するのでろ過で回収後、乾燥し低沸点
無極性有機溶媒に再分散させてから以下の工程を行うこ
とができる。 ［００４２１次に洗浄後の中間媒体中の分散性の悪い強
磁性体微粒子を５０００〜８０００Ｇの遠心力で遠心分
離して除く。低沸点無極性有機溶媒からなる中間媒体は
その粘度が極めて低いから、遠心分離を効率良く行うこ
とができる。 ［００４３］尚、この遠心分離を前記中間媒体の洗浄前
に行うことも可能である。その後に、キャリアとしての
前記低揮発性有機溶媒を加えて混合し、その混合物を大
気中または減圧中で加熱して低沸点有機溶媒（前記低沸
点無極性有機溶媒及び洗浄の工程で混入した低沸点極性
有機溶媒）を蒸発する。尚、中間媒体を一旦加熱して低
沸点有機溶媒を蒸発させてから、強磁性体微粒子に低揮
発性有機溶媒を加え、必要に応じて更に低沸点有機溶媒
を蒸発させることもできる。かくして、極めて安定した
磁性流体の溶液とするものである。 ［００４４］またこの場合、得られた磁性流体に、必要
に応じて更に前記中間媒体を加えては加熱することを繰
り返すことで、強磁性体微粒子が非常に高濃度でしかも
安定に分散された磁性流体を得ることも可能である。 ［００４５１本発明の磁性流体組成物の製造法における
添加剤は、磁性流体の製造工程における途中の、中間媒
体を得る工程以降のどこで加えても良く、最後に得られ
た磁性流体に対して加えても良い。また、添加剤は直接
加えても良く、あるいは溶剤に予め溶解させたものを磁
性流体と混合し、その後該溶剤を蒸発除去するようにし
てもよい。この場合の溶剤としては、例えば以下のよう
なものが使用できる。 ［００４６］ケロシン等の鉱油、ベンゼン、トルエン、
キシレン、アルコール、セロソルブ、エチルアセテート
、セロソルブアセテート、ＭＥＫ　（メチルエチルケト
ン）、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、１，１゜
１−トリクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、Ｄ
ＭＦ　（ジメチルホルムアルデヒド）、酢酸エチル等。 ［００４７］なお、添加剤を中間媒体工程において加え
る場合に、ヘキサンなどの中間媒体用の溶剤に溶解させ
たものを加えても良い。或いはまた、前記溶媒以外に、
先に述べた磁性流体のキャリア、すなわち種々の炭化水
素２合成油類及びエーテル類またはエステル類等の有機
溶媒と混合した添加剤を加えても良い。 ［００４８］尚、本発明に係わる磁性流体組成物の製造
方法において、前記中間媒体を経ないことも可能である
。この場合は、強磁性体微粒子に対して、低沸点無極性
有機溶媒とこれと親和性のある親油性基を有する分散剤
とを加えて、該分散剤を強磁性体微粒子の表面に結合さ
せ、その後前記低沸点無極性有機溶媒を除去して前記分
散剤で表面が被覆された強磁性体微粒子を得て、該強磁
性体微粒子を低沸点極性有機溶媒を用いて洗浄して乾燥
させ、この磁性流体微粒子にキャリアとなる低揮発性有
機溶媒及び前記添加剤を加えて本発明に係わる磁性流体
組成物を製造することができる。 ［００４９］

〔実施例１〕

添加剤を工程の最後で加える磁性流体の製造の実施例：
まず、硫酸第１鉄と硫酸第２鉄とをそれぞれ０．　３ｍ
。 ｌづつ含む水溶液１１に、６ＮのＮａ０ＨａｑをｐＨが
１１以上になるまで加える。その後、その混合液を６０
℃で３０分間熟成してマグネタイトコロイドの水懸濁液
を得た。次いで室温下で水洗し、このスラリー中の電解
質を除去する。以上は湿式法によるマグネタイトコロイ
ドを製造する工程である。 ［００５０１このようにして得たマグネタイトコロイド
液に、３ＮのＨＣｌａｑを加えてそのｐＨを３に調整し
た後、これに界面活性剤として合成スルホン酸ナトリウ
ムを４０ｇ添加し、６０℃で３０分間攪拌することによ
り、マグネタイト微粒子の表面に界面活性剤を吸着させ
た。その後静置して、液中のマグネタイト微粒子を凝集
沈降させ、その上澄み液を捨てる。更に新たな水を加え
て攪拌してから静置し、上澄み液を捨てる。この水洗を
数回繰り返して水溶液中の電解質を除去した後、濾過。 脱水、乾燥を行い、表面が界面活性剤で被覆された粉末
状のマグネタイト微粒子とした。 ［００５１１次に、このマグネタイト粉末に低沸点無極
性有機溶媒としてヘキサンを加えて十分に振とつするこ
とにより、マグネタイト粒子がヘキサン中に分散した中
間媒体が得られた。 ［００５２］得られたコロイド液に低沸点極性有機とし
てメタノールを加え、−度粒子を凝集沈澱させて、上澄
液を捨てる。これにより、微粒子に単分子吸着した分散
剤以外の余分な分散剤が除去される。 ［００５３］その後、沈澱した微粒子を再皮ヘキサン中
に再分散させて中間媒体を得る。この中間媒体を遠心分
離機にかけて８０００Ｇの遠心力下で３０分間遠心分離
し、マグネタイト分散粒子のうちの比較的大きな分散性
の悪い粒子を沈降せしめて除去する。ついで、沈降せず
に残ったマグネタイト微粒子が分散している上澄み液を
ロータリエバポレータに移し、９０℃に保って低沸点有
機溶媒成分すなわちヘキサンを蒸発除去して、親油性の
マグネタイト微粒子を得た。 ［００５４］　このマグネタイト微粒子を５ｇ採取し、
ヘキサン中に再分散させた後、これにキャリアとなるポ
リ−α−オレフィン（平均重合度：３量体）４ｇを加え
て混合する。この混合液をロータリエバポレータに移し
、９０℃に保って低沸点有機溶媒成分すなわちヘキサン
を蒸発除去した。その結果、マグネタイト微粒子はキャ
リア中に分散する。これを更に遠心分離機にかけ、８０
００Ｇの遠心力下に３０分間処理した。この操作により
非分散固形物は取り除かれ、極めて安定な磁性流体が得
られた。 ［００５５１次いで、この磁性流体に添加剤としてポリ
ブテン（狭義）コハク酸（平均分子量１１００）　０．
　５ｇを加えて、液温を６０℃にし、よく攪拌する。こ
のようにして本発明に係わる磁性流体組成物を得ること
ができた。 初期粘度の測定 次いで、このようにして得られた磁性流体組成物につい
ての初期粘度を測定したところ粘度は７０ｃｐ（４０℃
）であった。この粘度は、ポリブテンコハク酸を分散剤
とする磁性流体組成物（ポリブテンコハク酸を４５重量
％含有する、これ以外の強磁性体微粒子の種類及び含有
量、キャリアの種類は得られた磁性流体組成物と同じ）
の粘度（８００ｃｐ（４０℃）〕と比較して充分低粘度
であることが分かる。 耐水性の試験 次いで、５０ｍ１のビー力に、この実施例に係る磁性流
体組成物１０ｍ１を取り、温度８０℃、相対湿度７０％
の雰囲気に１００時間放置した。放置後の粘度を測定し
て粘度増加値を求めたところ１．５ｃｐ　（４０℃）の
極めて僅かな値であった。これに対して、前記ポリブテ
ンコハク酸を添加しない磁性流体組成物（それ以外の成
分及び含有量は全て同一とする。）は、同様の条件下で
粘度増加値は２５ｃｐ（４０℃）であった。尚、耐水性
が悪いと強磁性体微粒子が凝集してゲル化することによ
り粘度が増加値が大きくなるものである。 ［００５６］　ここにおける結果は、本発明に係る磁性
流体組成物中で、マグネタイト微粒子の凝集が生じてい
ないことを示している。従って、得られた磁性流体組成
物の耐水性が良好であることが分かる。 耐熱性の試験 複数個（１０〜２０個）の内径φ２０のシャーレに前記
得られた磁性流体組成物を０．８ｍｌずつ取り、１７０
℃の乾熱炉に放置した。−時間毎に一つずつのシャーレ
を取り出した。取り出したシャーレはしばらくの間（約
２時間）室温（約２０℃）下に放置した後、傾けて磁性
流体組成物の流動性の有無を確認した。流動性がなくな
るまでの加熱時間を、その試料磁性流体組成物の１７０
℃における固化時間として耐熱性評価の尺度とした。磁
性流体組成物の耐熱性が悪いと、強磁性体微粒子の凝集
が生じてゲル化し固化時間が短くなる。尚、比較のため
、前記ポリブテンコハク酸を添加しない磁性流体組成物
（それ以外の成分及び含有量はすべて同一とする）につ
いても同様の試験を行い固化時間を求めた。 ［００５７］　この試験の結果、前記得られた磁性流体
組成物についての固化時間として２５時間を得た。これ
に対して、比較のための磁性流体組成物の同化時間とし
て９時間を得た。両者の固化時間を比較すると明らかな
ように　本発明に係わる磁性流体組成物の耐熱性が大き
く向上していることが分かる。 〔実施例２〕 工程の途中で添加剤を添加する実施例：実施例１と同様
の工程を経て、低沸点極性有機溶媒を用いて余分な活性
剤を除去した親油性のマグネタイト微粒子を得た。この
マグネタイト微粒子を５ｇ採取し、ヘキサン中に再分散
させ、再び中間媒体とした後、キャリアとなるポリ−α
−オレフィン（平均重合度＝３量体）４ｇを加えた。同
時にポリブテン（狭義）コハク酸（平均分子量１１００
）０．５ｇを加え混合する。この混合液をロータリエバ
ポレータに移し、９０℃に保って低沸点有機溶媒すなわ
ちヘキサンを蒸発除去した。その結果、マグネタイト微
粒子はキャリア中に分散する。これを更に遠心分離機に
かけ、８０００Ｇの遠心力下に３０分間処理した。この
処理により非分散固形物が除去され、マグネタイト微粒
子が安定して分散した磁性流体組成物を得ることができ
る。 （００５８１次いで、前記実施例１と同様の手法により
、初期粘度を測定し、併せて前記実施例１と同様の手法
により耐水性の試験、耐熱性の試験を行った。この結果
、初期粘度の値として７０ｃｐ（４０℃）を得、耐水性
の試験に関する粘度増加値として１．　５ｃｐ　（４０
℃）を得、さらに耐熱性の試験に関する固化時間として
２５時間を得た。これらの値は、この実施例によっても
耐熱・耐水性に優れ、且つ低粘度な磁性流体組成物が得
られることを示している。そして、添加剤は製造工程の
途中で添加しても、工程の最後で添加したと同様の効果
が得られることを示している。 〔実施例３〕 添加剤の含有量と初期粘度・耐水性との関係：前記実施
例１の工程において、最後に加えられる添加剤（ポリブ
テンコハク酸）の添加濃度のみを変えて得られた磁性流
体組成物の初期粘度を測定し、同時に前記耐水性の試験
を行い、耐水性とポリブテンコハク酸との含有量との関
係について試験を行った。第１図にこの試験によって得
られた特性図を示す。 ［００５９］第１図において、粘度変化率Ｐ　（％）と
は、初期粘度＝Ｐｏ、耐水性試験後の粘度＝Ｐ＋　とじ
た時に、 Ｐ　＝　〔（Ｐ＋　　　Ｐｏ　）／Ｐｏ　Ｘ１００：］
を言う。 ［００６０］初期粘度が低い程低トルク性に優れ、そし
て、粘度変化率が小さい程耐水性に優れていることにな
る。第１図から明らかなように、添加濃度が０．５〜３
０重量％において、初期粘度が低く、且つ粘度変化率が
小さい磁性流体組成物を得ることができる。 〔実施例４〕 添加剤の含有量と耐熱性との関係： ポリブテンコハク酸の含有量を種々変える以外は前記実
施例１と同様の組成物を作成し、前記実施例１で述べた
耐熱性試験と同様の手法によりポリブテン（狭義）コハ
ク酸の含有量と固化時間との関係について試験を行った
。第２図にこの試験によって得られた特性図を示す。 ［００６１１第２図から明らかなように、ポリブテンコ
ハク酸（添加剤）を加えることにより、ポリブテンコハ
ク酸を含有しない磁性流体組成物に対して固化時間が大
きく向上することが分かる。 〔実施例５〕 キャリアとしてポリ−α−オレフィンからオクタデシル
ジフェニルエーテルにした他は前記実施例２と同様にし
て磁性流体組成物を作成した。 （００６２］　この磁性流体組成物について初期粘度の
測定、前記実施例１で説明した耐水性試験、耐熱性試験
を行った。この結果、初期粘度の値として６５ｃｐ（４
０℃）を得、粘度増加値として１．Ｏｃｐ　（４０℃）
を得、同化時間として４０時間得た。これらはいずれも
作成された磁性流体組成物の耐熱性・耐水性が良好で、
且つ低トルク性に優れていることを明らかにするもので
ある。 〔実施例６〕 前記実施例１と同様にしてマグネタイト粒子がヘキサン
中に分散した中間媒体を得た。次にこの中間媒体をロー
タリエバポレータに移し、９０℃に保って低沸点無極性
有機溶媒成分即ちヘキサンを蒸発除去した後、それに低
沸点極性有機溶媒としてメタノールを加えて余分な界面
活性剤を洗浄除去した。そのあと、洗浄されたマグネタ
イト微粒子をろ過して回収後、８０℃で３時間減圧乾燥
した。 ［００６３］　このマグネタイト微粒子を１０ｇ採取し
、これにキャリアとしてオクタデシルジフェニルエーテ
ルを５ｇ、さらに添加剤としてポリブテン（狭義）スル
ホン酸ナトリウム（平均分子量５００）を０．５ｇを加
えた後、ボールミルで３時間粉砕処理を行った。これを
遠心分離機にかけ、８０００Ｇの遠心力下で５０分間処
理した。この操作により非分散固形物は取り除かれ、−
８０３Ｎａ基を含むポリブテン誘導体を含んだ極めて安
定な磁性流体が得られた。 ［００６４］　この実施例によって得られた磁性流体組
成物について初期粘度の測定、前記実施例１で説明した
耐水性試験、耐熱性試験を行った。この結果、初期粘度
の値として６２ｃｐ（４０℃）を得、粘度増加値として
３、Ｏｃｐ　（４０℃）を得、同化時間として２１時間
を得た。これらはいずれも作成された磁性流体組成物の
耐熱性・耐水性が良好で、且つ低トルク性に優れている
ことを実証するものである。 〔実施例７〕 キャリアをポリ−α−オレフィン、添加剤をポリイソブ
チレンコハク酸（平均分子量２０００）とした以外は、
前記実施例６と同様にして磁性流体組成物を作成した。 ［００６５］　この実施例によって得られた磁性流体組
成物について初期粘度の測定、前記実施例１で説明した
耐水性試験、耐熱性試験を行った。この結果、初期粘度
の値として１００ｃｐ（４０℃）を得、粘度増加値とし
て１、Ｏｃｐ　（４０℃）を得、固化時間として３０時
間を得た。これらはいずれも作成された磁性流体組成物
の耐熱性・耐水性が良好で、且つ低トルク性に優れてい
ることを実証するものである。 ［００６６］尚、本発明に係わる磁性流体組成物に、導
電性等の所望の特性を付与するために、各種の特性剤を
適宜含有させることが可能である。 ［００６７］

【発明の効果】以上説明したように本発明に係わる磁性
流体組成物は、低揮発性有機溶媒からなる分散媒と、該
有機溶媒と親和性のある親油基及び極性基を有する低分
子景の分散剤と、該分散剤で表面を被覆され前記有機溶
媒中に分散された強磁性体微粒子と、高分子鎖の親油基
及び極性基を有し、前記分散媒中に加えられる添加剤と
、から本質的になる構成とした。従って、耐熱性、耐水
性に優れ、且つ、低粘度でもある磁性流体組成物を提供
することができる、という効果を奏する。 ［００６８］そして、本発明に係わる磁性流体組成物の
製造方法によれば、単分子吸着する分散剤以外の分散剤
を洗浄除去し、分散剤で表面が被覆された強磁性体微粒
子に対して、直接に、又は該強磁性流体微粒子が低沸点
有機溶媒に分散された中間媒体を介して、低揮発性有機
溶媒を混合する工程に、前記添加剤を加える工程を付加
したものであるから、前記添加剤を分散剤としてではな
くキャリア中に添加剤として含有させることができ、そ
の結果、耐熱性、耐水性に優れ、且つ、低粘度でもある
磁性流体組成物を特別の製造設備投資を必要とすること
なく、既存の設備で安価に製造することができる、とい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　ポリブテンコハク酸（添加剤）の磁性流体に
対する添加濃度と粘度変化率・初期粘度との関係を示す
特性図である。

【図２】　ポリブテンコハク酸（添加剤）の磁性流体に
対する添加濃度と固化時間との関係を示す特性図である
。 フロントページの続き

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　低揮発性有機溶媒からなる分散媒と、該
   有機溶媒と親和性のある親油基及び極性基を有する低分
   子量の分散剤と、該分散剤で表面が被覆され前記有機溶
   媒中に分散された強磁性体微粒子と、高分子鎖の親油基
   及び極性基を有し、前記分散媒中に加えられる添加剤と
   、から本質的になることを特徴とする磁性流体組成物。
2. 【請求項２】　前記添加剤の高分子鎖は、炭素数が２５
   〜１５００の炭化水素からなることを特徴とする請求項
   １記載の磁性流体組成物。
3. 【請求項３】　前記添加剤の炭化水素鎖は、ポリエチレ
   ン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジェン、ポ
   リ（１−デセン）、ポリスチレンの少なくとも一つ及び
   それぞれのモノマによるコポリマであることを特徴とす
   る請求項２記載の磁性流体組成物。
4. 【請求項４】　前記添加剤の極性基は、カルボキシル基
   及び／又はスルホン基であることを特徴とする請求項（
   １）ないし３のいずれか１項に記載の磁性流体組成物。
5. 【請求項５】　前記添加剤の分子量は、５００〜２００
   ００であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
   か１項に記載の磁性流体組成物。
6. 【請求項６】　前記添加剤の含有量は０．５〜３０重量
   ％であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
   １項に記載の磁性流体組成物。
7. 【請求項７】　強磁性体微粒子に対して、低沸点無極性
   有機溶媒と、これと親和性のある親油基を有する分散剤
   とを加えて、該分散剤で強磁性体微粒子の表面に結合さ
   せ、その後前記低沸点無極性有機溶媒を除去して前記分
   散剤で表面が被覆された強磁性体微粒子を得る工程と、
   この強磁性体微粒子を低沸点極性有機溶媒を用いて洗浄
   する工程と、該洗浄後の強磁性体微粒子に低揮発性有機
   溶媒と高分子鎖の親油基及び極性基を有する添加剤とを
   加えて混合する工程と、を有することを特徴とする磁性
   流体組成物の製造方法。
8. 【請求項８】　強磁性体微粒子に対して、低沸点無極性
   有機溶媒と、これと親和性のある親油基を有して強磁性
   体微粒子の表面を被覆する分散剤とを加えることにより
   、該分散剤で表面を被覆された強磁性体微粒子が前記低
   沸点無極性有機溶媒中に均一に分散された中間媒体を得
   る工程と、該中間媒体を低沸点極性有機溶媒で洗浄する
   工程と、該洗浄前又は洗浄後の中間媒体中の分散性の悪
   い前記強磁性体微粒子を分離する工程と、当該分離後中
   間媒体に低揮発性有機溶媒を加えて混合物とする工程と
   、該混合物を加熱して前記低沸点有機溶媒を蒸発分離せ
   しめて磁性流体を得る工程と、該磁性流体に高分子鎖の
   親油基及び極性基を有する添加剤を加える工程と、を有
   することを特徴とする磁性流体組成物の製造方法。
9. 【請求項９】　前記添加剤の添加を前記低揮発性有機溶
   媒を加えて混合物とする工程で行う、ことを特徴とする
   請求項８記載の磁性流体組成物の製造方法。