JPS6181443A - 磁性セルロ−ス系材料およびその製造方法 - 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】 本発明は磁性セルロース系材料およびその製造方法に関
するものである。

〔産業上の利用分野〕

近年、デジタル機器や梢密電子機器およびＩＣ。

ＬＳＩ等の祠密鳩子部品の普及によシ也磁波障否や磁気
障害等が問題となり、電磁波シールド、屯波吸収、磁気
シールドの必要性が高まっている。

本発明は、柔炊かつ軽量で成形性に優れた電磁波シール
ド材、電波吸収材および磁気シールド材やその他の磁性
材料としての用途に適した磁性セルロース系材料および
その製造方法を提供するものである。

〔従来の技術〕

セルロース系材料へ磁性を付与する方法として、従来は
、粉末磁性物質を一旦製造し、これを合成あるいは天然
系のバインダー樹１１ｇ溶液中に分散させて磁性塗布液
とし、セルロース系材料へ塗布する方法が行なわれてい
る。しかし、この塗布方法は、塗布液を調製するに当っ
て、磁性物質粒子をバインダーとしての樹脂中に均質に
分収させるための操作に長時間を侠する。そして、セル
ロース系材料に塗布するに当って数回の塗布工程を必要
とし、この場合その表層のみ磁性を有することＫな・る
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的とするところは、前述したような技術で得
られる磁性セルロース系材料の欠点を改善し、しかもセ
ルロース系材料の持つ、親水性で多孔質等の特性を生か
し、簡単な操作で経済的に、柔軟かつａｔで成形性に冨
む磁性効果の高いセルロース系材料を得ようとするもの
である。

すなわち、（１）合成樹脂系や天然系のバインダーを使
用せず、（２）セルロース糸材料と磁性物質とを良く密
着させ、（３）Ｌかも、磁性物質の浬続した皮膜を形成
させて、磁気特性の潰れた磁性セルロース系材料を経済
的に得ることを目的とするものである。

〔問題点ｔＳ決するための手段〕

本発明者らは、セルロース系材料あるいは予め活性化処
理したセルロース系材料へ鉄を主体とする金属塩類溶液
を含ませた後、加熱、電気分解等によシ析出操作を施せ
ば目的の磁性セルロース系材料が侍られることを見い出
し、本発明を達成した。

すなわち、本発明の第１の発明は、セルロース系材料へ
磁性を有する、鉄金主体とする金ＭｆＲ化物を析出させ
た磁性セルロース系材料である。また第２の発明は、セ
ルロース系材料あるいは予め活性化処理したセルロース
系材料へ、鉄を主体とする金属塩類溶液を含ませたもの
から、磁性を有する、鉄全主体とする金属酸化物を析出
させることを特徴とする磁性セルロース系材料の製造方
法である。

本発明の磁性セルロース系材料は、磁性金属酸化物の析
出ｉｔ′ｆ、対セルロース重量で１〜数百−に変えるこ
とができ、かつ均一に析出されている。

、しかも、粉末状、繊維状、シート状の磁性セルロース
系材料が容易に得られる。この磁性セルロース系材料は
、攪れた磁気特性を有する外に、磁性金属、磁性金属酸
化物の単体材料に比べてはるかに低比重で柔載性に富み
良好な成形性を有する。

更に例えば、プラスチックや他のセルロース系材料など
他材料と複合化させることにより、更に軽動の磁性材料
が得られる。磁気遮蔽材料、電磁波遮蔽材料、電波吸収
材料やその他の磁性材料として従来市販されているもの
よシも軽量で采らかく成形性が良いので、優れた性能を
発揮するものと期待される。

本発明において、金属塩類としては、第１鉄塩、第２鉄
塩、鷹１鉄塩と第２鉄塩め混合物、あるいはこれらの塩
類にそれぞれＬｉ　、　Ｎａ　、　Ｃｕ　＋　Ａｇ　＊
Ｍｇ　＊　Ｂａ　、　Ｚｎ　、　ＡＩ　Ｉ　Ｔｉ　＋　
Ｓｎ　＊　Ｐｂ　＊　Ｖ　ｅ　Ｓｂ　ａＣｒ　ｒ　Ｍｏ
　ｅ　Ｍｎ　＋　Ｆｓ　＊　Ｃｏ　＊　Ｎ１等の金属塩
類の１種類または複数の種類を適宜選択して組み合せた
ものが好ましい。上記の鉄塩およびその他の各種金属の
塩類としては、櫨々のものがあるが、入手の容易さ、経
済性などの点から硫酸塩、塩化物が好適で６９、より好
ましくは水可溶性の硫酸塩、塩化物が好適である。

これらの鉄を主体とする金ＩＡ塩Ｍｌ液からセルロース
系材料への析出手段としては、ｐＢおよび温度調整下、
加熱処理、電気分解処理等もしくはこれらの組み合せが
あ勺、この析出処理により、磁性を有する、鉄を主体と
する金属酸化物をセルロース系材料へ析出させる。

それらの析出処理全磁場の中で行なうと析出した磁性体
の磁気配向度が高まり、磁性セルロース系材料の磁気特
性を向上させる上で有効である。

セルロース系材料としては、純粋セルロース系からリグ
ノセルロース系に亘る広範な材料が利用できるが、シー
ト状のものとしては、紙、板、綿布等、繊維状のものと
しては、県白パルプから未徐白パルプに至るまでの各種
木質系パルプ、木綿、再生セルロース綿等、また粉末状
のものとしては、微結晶セルロース、木質系粉末（例え
ば木粉）、セルロース類似置棚類（例えばデンプン）等
が挙げられる。

これらセルロース系材料をそのままあるいは予め活性化
処理した後、金属塩類溶液による処理に供する。この場
合の活性化処理方法としては、各種酸化剤や、コロナ放
電処理等の酸化処理によって材料へアルデヒド基等の官
能基を増加させたυ、アルデヒド基を有するグリオキザ
ール、ジアルデＬドデンプンおよびホルムアルデヒド樹
脂系化合物等をセルロース系材料へ付着させることによ
シ、アルデヒド基を付与する方法、または界面活性剤や
界面活性効果を有する薬剤を付着させる方法等がある。

析出手段としては、このようなセルロース系材料を金属
塩類溶液へ浸漬し、溶液のｐＨおよび温度を調整し、加
熱処理および必要に応じて酸素含有ガスの導入を併用す
る。このような析出操作によって、金属塩類の加水分解
、および酸化が起シ、セルロース系材料に、磁性を有す
゛る、鉄を主体とする金属酸化物磁性体が析出してくる
。

またあるものは、セルロース系材料を浸漬し温度とｐ）
ｌを調整した金属塩類浴液に電流を流すと、金属塩類の
加水分解および酸化により、セルロース系材料に磁性体
が析出してくる。

なお、それらの析出処理において、ｐＨ調整の具体的方
法は、従来公知の方法によって容易に行なうことができ
、セルロース系材料に磁性体を均一に析出させるために
は、ｐ１１調整剤の種類やその添加速度を適宜選択、調
整することが望ましい。析出処理時の最終ｐＨは５〜１
３とすることが望ましいが、金属塩類やｐＨＩ調整剤の
種類および析出処理方法等によりその好適な範囲は異な
る。例えば、亜鉛やアルミニウムのような両性金属の塩
類を含む場合には、ｐＨ調整に十分留意しないと目的と
する組成の磁性体が析出しない。また例えば、ニッケル
やコバルトの塩類を含む場合、アンモニアやアミン類の
ようなｐａ調整剤を使用するとこれらの金属と鮒体を形
成するので目的とする組成の磁性体が析出しない。析出
させる時の雰囲気は特に限定するものではないが、例え
ば鉄を主体とする金属塩類溶液や、あるいは析出させた
磁性金属酸化物が必要以上に酸化されて保磁力および飽
和磁束密度の磁気特性の低下を招いて好ましくないよう
な場合には、不活性雰囲気下で析出させるなどして、適
宜雰囲気を調節、選択すればよい。

〔作用〕

このような析出処理もしくはこれらの組み合せによって
セルロース系材料へ析出させた磁性体は、セルロース系
材料とよく密着しており、水洗等によって脱落しないの
で、ｐＨ調整剤、未反応の金属塩類、ｐＨ調整剤と金属
塩類との反応によって生成した塩類等、得られた磁性セ
ルロース系材料を利用する上で好ましくない物質は水洗
等で除去することができる。水洗後、乾燥すると耐候性
、耐摩擦性に優れた所望の磁気特性を有する磁性セルロ
ース系材料が得られる。更にこの磁性セルロース系材料
は、＠葉で柔軟性および優れた成形性を有しかつ十分な
強度があるので他材料と組み合せることによシ良好な磁
性複合材料が得られる。

〔実施例〕

次に実施例によって本発明金さらに具体的に説明するが
、本発明は以下の実極例に制約されるものではない。

実施例１ フリーネス４００−に叩解した針葉樹卵白パルプ１００
　ｆ　ｔ　１％Ｄ度スラリーに調製した。このスラリー
ｔ−攪拌しながら、これへ１　ｍｏｌ／を硫酸第一鉄溶
液４３５ｍ／とｌ　ｍｏｌ／を硫酸第二鉄溶液４３５−
とを加え、−水酸化ナトリウムでｐＨを１１〜１２にＸ
　１４ｉすると、パルプは赤褐色から黒色へ変化する。

このスラリーを９０℃でＳ（０分間加熱処理すると、第
一鉄塩と第二鉄塩は、はぼ全量マグネタイ）１−主成分
とする磁性酸化鉄として、パルプへ析出してくる。

この磁性酸化鉄析出パルプを水洗後、常法どおり坪Ｊ１
６０　ｔ／−ｇ　　となるように抄紙し、１０５℃で乾
燥すると、黒色を呈した磁性紙が得られる。

得られる磁性紙への磁性体の析出率は、対パルプ１００
重量％で、その磁気特性は、保磁力９７０ｅ　。

残留磁束密度８．６　ｅｍｕ／ｆ　、飽和磁束密度２５
　、　Ｏｅｍｕ／ｒ、透磁率１２．１であった。

なお、磁気特性の測定は、電子磁気工業■製の振動試料
型直流磁化特性自動記録装置を用いた。

以下の磁気特性の測定も同僚である。

実施例２ 広葉樹峡白パルプ全７リーネス２５０−に叩解し、常法
どおり坪量６０　ｒ７．２となるように抄紙し、湿紙を
得る。この湿紙をコロナ放電処理して、パルプ中のアル
デヒド基金パルプ１００ｆ当、り　５．０　ｍｍｏｌに
増加させた。この活性化処理した湿紙１００　ｆ　ｔ−
水中に再分散させ２チ濃度スラリーとする。このスラリ
ー中へ１ｍｏｌμ塩化第２鉄浴液８７０−を加え、よく
攪拌しながら沸騰するまで加熱し、Ｆ＠３＋イオンをパ
ルプへ吸着させた。このＦｅ　　イオン吸周パルプスラ
リーへ、塩化第２鉄、塩化第１鉄、塩化ニッケルのモル
比が２：１：１となるように１　ｍｏ１７’Ｌ塩化第１
鉄溶液４３５−１ｌ　ｍｏｌ／ｊ塩化ニッケル溶液４３
５−を加え、よく攪拌した後、水酸化ナトリウムで系の
−をｌＯ〜１１　Ｋ　ｇ整し、９０℃で１時間加熱処理
するとニッケル酸化物を含有する磁性酸化鉄が析出した
磁性パルプが得られる。この磁性パルプを水洗後、常法
どおシ抄紙し、１０５℃で乾燥し坪餅６０　ｆ／ｍ　　
の磁性紙を得た。

得られた磁性紙への磁性体の析出率は対パルプ１００重
鎗チで、その磁気特性は、保磁カフ５０ｅ　。

残留磁束ぞ度１０−９　ｅｍｕ／？　、飽和磁束密度２
９．０ｅｍｕ／ｌ　、透磁率１９．４　　であった。ニ
ッケル酸化物を含有させることによって飽和磁束密度、
透磁率の向上した磁性セルロース系材料が得られた。

実施例３ 斜葉樹未漂白パルプ１００　ｆをフリーネス５０〇−に
叩解し、１チ祷度スラリーを調装した。このスラリーを
攪拌しながら、１　ｎｏｔ／Ｌ塩化第１鉄溶液８７０−
とｌ　ｍｏｌ／を塩化コバルト溶液４３５−加え、水酸
化ナトリウムで系のｐＨｉ　１０〜１１　Ｋ　Ｘ節し、
９０℃で（９）分間加熱処理すると、コバルト酸化物を
含有する磁性酸化鉄が析出した磁性パルプが得られる。

この磁性パルプを常法どお夛抄紙し、１０５℃で乾燥す
ると坪ｉｋ６０ｆ７ｍ　　の磁性紙が得られる。

得られた磁性紙への磁性体の析出量は対パルプ１００重
ｉｓで、その磁気特性は保磁力６６００＠　。

残留磁束密度１０−６　ｍｍｏｌｆ、飽和磁束密度２２
・０＠ｍｕ／ｆ　、透磁率５．４でありた。コバルト酸
化物を含有させることによシ保龜力が著しく向上した磁
性セルロース系材料が得られた。

実施例４ ブナ木粉（８０メツシユパス）　１００ＩＰ　ｔ−１０
，５チ過ヨウ素酸水溶液２Ｌ中に懸濁させ、室温で５分
間処理すると、木粉１００？当、ｊ）　３０　ｍｍｏｌ
のアルデヒド基が生成する。この酸化活性化処理木粉を
水洗した後、ｌ　ｍｏｌ／を塩化第１鉄溶液６００−１
１ｍｏ　１μ塩化マンガン溶液２００　ｍｌ、１　ｍｏ
ｌ／を塩化亜鉛＃液２００−で調製し九混合液中に＠濁
させ、１時間攪拌を続け、木粉に溶液を十分浸み込ませ
た後説液し溶液が木粉重量の約２００チ含まれるように
調節した。この湿木粉をアンモニアガス雰囲只に噛らす
と黒色を呈する。次に８０℃の熱風で熱処理すると、マ
ンガン酸化物と亜鉛酸化物を含有する磁性酸化鉄が析出
した磁性本粉が得られる。十分に水洗し不純物を除去し
再び乾燥させた。

得られた磁性木粉への磁性体析出率は対木粉加重ｌｔチ
で、その磁気特性は保磁力１９０ｅ　、残留磁束密度０
．７　ｍｍｏｌｆ　、飽和磁束密度１０−５　ｍｍｏｌ
ｆ　。

透磁率９．６であった。マンガン°敵化物と亜鉛酸化物
を含有させることにより、飽和磁束密度に比して、保磁
力、残留磁束密度の小さい磁性セルロース系材料が得ら
れた。

〔発明の効果〕

以上の実施例１〜４で得られた結果をまとめて第１表に
示す。

第１表 本発明では、セルロース系材料へ、磁性を有する鉄を主
体とする金屑酸化物を均一に連続した皮膜として析出さ
せることができ、しかも、その析出量は自由にコントロ
ールできる。

また、得られる磁性セルロース系材料の磁気特性につい
ても自由にコントロールできるので、用途に応じた磁性
効果を有する柔軟かつ軽量で成形性に富む磁性材料を経
済的に提供できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セルロース系材料へ磁性を有する、鉄を主体とす
   る金属酸化物を析出させた磁性セルロース系材料。
2. （２）セルロース系材料あるいは予め活性化処理したセ
   ルロース系材料へ、鉄を主体とする金属塩類溶液を含ま
   せたものから、磁性を有する、鉄を主体とする金属酸化
   物を析出させることを特徴とする磁性セルロース系材料
   の製造方法。