JPH079843B2 - 磁性流体組成物及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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
要な量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，ポリブタジエン，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ボ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。

【００１０】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】しかしながら、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。

【００１８】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，ポリブタジエン，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、イソブテン（＝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、イソブテンのホモポリマであるポリイ
ソブテン、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
モノマとコボリマ（オリゴマ）等が挙げられる。

【００２０】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。

【００２１】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
〔ＲＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂ ）_n ＳＯ₃ ＮａＲ；Ｃ
_n Ｈ_2n+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^-10〜１×１０^-3Ｔｏｒｒ（２０℃）にある鉱
油をはじめとする種々の炭化水素，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）オレフイン油とか、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−２−
エチルヘキシルトリメリテート等が好適である。

【００２６】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量（５５０以下）のものが好まし
い。例えば、オレイン酸又はその塩，石油スルホン酸又
はその塩，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シンの
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YpR_4-nSiＸ_n （P は1 以上の整数,n
は1 〜3 の整数) 又はR_4-nSiＸ_n （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（ＣＨ₃Ｏ−）やエトキシ基（Ｃ₂
Ｈ₅Ｏ−）等のアルコキシ基（Ｒ０−）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（−Ｓｉ−Ｏ
Ｈ）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−０Ｈ）、両者の間に脱水縮合
反応が生じてメタシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｍ）によ
り化学的に結合するものと考えられる。

【００３３】一般式YpR_4-nSiＸ_n 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R_4-nSiＸ_n 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−ＯＨ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】カッ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量
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。

【００４０】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。

【００４２】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。

【００４５】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，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０．３ｍｏ
ｌづつ含む水溶液１ｌに，６ＮのＮａＯＨａｑ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。

【００５０】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。

【００５１】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うするこ
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、一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度ヘキサン中
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、８００
０Ｇ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。

【００５５】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）０．５
ｇ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、５０ｍｌのビーカに、この実施例に係る磁性流
体組成物１０ｍｌ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。一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固化時間として
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）４
ｇ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。

【００５８】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_i（％）と
は、初期粘度＝Ｐ₀ ，耐水性試験後の粘度＝Ｐ₁ とした
時に、 Ｐ_i＝〔（Ｐ₁ −Ｐ₀ ）／Ｐ₀ ×１００〕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ボリブテン（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。

【００６１】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（４０
℃）を得、粘度増加値として１．０ｃｐ（４０℃）を
得、固化時間として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、−Ｓ
Ｏ₃Ｎａ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
３．０ｃｐ（４０℃）を得、固化時間として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
１．０ｃｐ（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
子量の分散剤と、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 (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 125:10 129:93 135:10） Ｃ１０Ｎ 10:04 10:16 20:06 30:04 40:14 60:10 70:00

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，ポリブタジエン，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。