JP2000124021A - Magnetic fluid component and formula - Google Patents

Magnetic fluid component and formula

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JP2000124021A
JP2000124021A JP10306319A JP30631998A JP2000124021A JP 2000124021 A JP2000124021 A JP 2000124021A JP 10306319 A JP10306319 A JP 10306319A JP 30631998 A JP30631998 A JP 30631998A JP 2000124021 A JP2000124021 A JP 2000124021A
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magnetic fluid
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acid
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Stefan Borduz
ボードゥーズ ステファン
Lucian Borduz
ボードゥーズ ルシアン
Shiro Tsuda
史郎 津田
Willie Heckman Casey
ウイリー ヘックマン ケイシー
Yasutake Hirota
泰丈 廣田
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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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve chemical stability by covering with surface modifying agent a region which is not covered with surface active agent on the surface of a magnetic particle. SOLUTION: A magnetic fluid consists of magnetic particles at 0.1-40 volume percent, surface active agent at 0.1 to about 33 volume percent, an organic carrier medium at 10- about 99 volume percent and surface modifying agent or addition agent at 0.01 to about 25 volume percent. To cover an exposed surface region of the magnetic particle uncovered with surface active agent, surface-modifying agent or addition agent is added at low molecular weight. The addition agent includes acid-based addition agent and amine-based addition agent, and surface active agent includes silane-based surface active agent and titanium-coupling agent. Acetic acid and benzoic acid are used in the acid-based addition, allantoic acid and tripropylamine are used in the amine-based addition agent. After organic carrier medium are molded at high molecular weight, the magnetic particles are scattered when the carrier medium is vaporized at raised temperature.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化学的に安定な磁
性流体組成とその様な組成の作製方法に関する。
The present invention relates to chemically stable ferrofluid compositions and methods of making such compositions.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的には“フェローフルイド”と呼ば
れ、技術的な応用に用いられる磁性流体は、粒径が30
から150オングストロームの範囲で分散媒中に分散さ
れた、磁性超微粒子の分散液である。
2. Description of the Related Art Generally, a magnetic fluid used for technical applications, called "ferrofluid", has a particle size of 30%.
Is a dispersion liquid of magnetic ultrafine particles dispersed in a dispersion medium in a range of 1 to 150 Å.

【0003】磁性粒子は、典型的には、界面活性剤また
は分散剤で覆われている。磁性流体を用いた産業上の応
用の大半は、磁性粒子として、酸化鉄を混合している。
磁性流体の応用上、最も適切な酸化鉄は、マグネタイト
(Fe34 )またはγ酸化鉄(Fe23 )の様なフ
ェライト類である。フェライト類や第二酸化鉄は、磁性
流体に多くの物理的・化学的性質を提供するが、この中
でも最も重要な性質は、飽和磁化、粘度、磁気的な安定
性そして系全体の化学的安定性である。磁性流体組成中
の磁性粒子の量は、体積で40%まで上げることができ
る。
[0003] Magnetic particles are typically covered with a surfactant or dispersant. Most industrial applications using magnetic fluids have mixed iron oxide as magnetic particles.
For ferrofluid applications, the most suitable iron oxides are ferrites such as magnetite (Fe 3 O 4 ) or gamma iron oxide (Fe 2 O 3 ). Ferrites and ferric oxide provide many physical and chemical properties to magnetic fluids, the most important of which are saturation magnetization, viscosity, magnetic stability, and chemical stability of the entire system. It is. The amount of magnetic particles in the magnetic fluid composition can be up to 40% by volume.

【0004】界面活性剤は、二つの主な機能を有する。
第一には、ファンデアワールス力と磁気的な作用による
吸引力に打ち勝つために、磁性粒子間に、永久的な距離
を確実にすることであり、第二には、分散媒や取り巻く
環境の化学物質と両立する様な化学組成を覆われた粒子
の表面の層に提供することである。今日用いられている
磁性流体のほとんどは、磁性粒子の周りに、一、二、ま
たは三層に配列される、1から3種類の界面活性剤を有
する。磁性流体のための界面活性剤は、炭素または炭素
−酸素鎖の様な少なくとも16の原子の鎖長と、一端に
官能基グループを持つ長鎖分子である。その官能基は、
陽イオン性、陰イオン性または非イオン性でありうる。
その官能基は、化学的結合、物理的な力、または、その
両方の組み合わせにより、酸化物(磁性粒子)の表面の
層に吸着し、その界面活性剤の鎖または尾は、粒子間に
永久的な距離と、分散媒との両立性を提供する。すべて
の実践的な目的に対し、磁性流体中の界面活性剤の量
は、体積で30%まで上げることができる。
[0004] Surfactants have two main functions.
The first is to ensure a permanent distance between the magnetic particles in order to overcome the van der Waals force and the attractive force of the magnetic action. The purpose is to provide the surface layer of the covered particles with a chemical composition that is compatible with the chemical. Most of the magnetic fluids used today have one to three surfactants arranged in one, two, or three layers around the magnetic particles. Surfactants for ferrofluids are long chain molecules having a chain length of at least 16 atoms, such as a carbon or carbon-oxygen chain, and a functional group at one end. The functional group is
It can be cationic, anionic or non-ionic.
The functional groups are adsorbed to the surface layer of the oxide (magnetic particles) by chemical bonding, physical force, or a combination of both, and the chains or tails of the surfactant are permanently attached between the particles. And provides compatibility with the optimal distance and the dispersion medium. For all practical purposes, the amount of surfactant in the magnetic fluid can be up to 30% by volume.

【0005】分散媒は、一般的に、極性または無極性の
有機分子であり、分子量が5000までの炭化水素(ポ
リαオレフィン、芳香族鎖式分子)、エステル類(ポリ
オールエステル類)、シリコーン、または、フッ素化分
子及び他の特殊な構造の分子の様な様々な化学組成であ
る。
[0005] The dispersion medium is generally a polar or non-polar organic molecule, and has a molecular weight of up to 5000 such as hydrocarbon (polyalphaolefin, aromatic chain type molecule), esters (polyolesters), silicone, Or, they are various chemical compositions such as fluorinated molecules and other specially structured molecules.

【0006】粘度、蒸発速度、抵抗、そして取り巻く環
境との両立性のような、分散媒の種類に関係する磁性流
体の物理的・化学的性質がある。
There are physical and chemical properties of magnetic fluids related to the type of dispersion medium, such as viscosity, evaporation rate, resistance, and compatibility with the surrounding environment.

【0007】磁性流体の製法に関する多くの特許があ
り、本発明に最も関連するものは、次の通りである。
There are a number of patents relating to the production of magnetic fluids, the most relevant to the present invention are:

【0008】米国特許第3,531,413号は、始め
に磁性粒子は無極性溶剤に分散され、次いで、極性溶剤
で磁性粒子が凝集させられることにより、磁性粒子は始
めの溶剤から分離され、そして異なる溶剤に再分散され
る製法を述べている。
US Pat. No. 3,531,413 states that magnetic particles are separated from the initial solvent by first dispersing the magnetic particles in a non-polar solvent and then aggregating the magnetic particles with a polar solvent. And it describes a manufacturing method that is redispersed in a different solvent.

【0009】米国特許第3,917,538号は、分散
剤を用い、水系分散媒中で、粗い磁性粒子を粉砕するこ
とからなる製法を述べている。粉砕工程により得られた
その水を分散媒とした磁性流体は凝集させられ、磁性粒
子が、水溶液から分離される。それから粒子は洗浄・乾
燥され、第二の界面活性剤を用いて、有機系分散媒に再
分散される。
US Pat. No. 3,917,538 describes a process which comprises grinding coarse magnetic particles in an aqueous dispersion medium using a dispersant. The magnetic fluid obtained by the pulverization step and using the water as a dispersion medium is aggregated, and the magnetic particles are separated from the aqueous solution. The particles are then washed and dried and redispersed in an organic dispersion medium using a second surfactant.

【0010】米国特許第3,700,595号は、油に
溶解し、水には不溶の界面活性剤として、少なくとも1
2の炭素鎖を持つカルボン酸、または、高分子量のポリ
イソブテンカルボン酸界面活性剤の利用について述べて
いる。
[0010] US Patent No. 3,700,595 discloses at least one surfactant which is soluble in oil and insoluble in water.
It describes the use of carboxylic acids having two carbon chains or high molecular weight polyisobutene carboxylic acid surfactants.

【0011】米国特許第4,280,918号は、磁性
コーティングにおける使用のための磁性分散液を作製す
るための製法を述べている。磁性粒子は、一様の物質、
好ましくは、コロイド状シリカで覆われる。そのコーテ
ィングは磁性粒子の凝集を妨げる。磁性粒子の表面に正
の静電荷を生み、負の静電荷を有するコロイド状シリカ
と混合するために、懸濁液のpHが酸により3〜6に調
整される。二つの反対の電荷を帯びた粒子はくっつき合
い、シリカ粒子は、不可逆的に磁性粒子に結合する。
US Pat. No. 4,280,918 describes a process for making a magnetic dispersion for use in magnetic coatings. Magnetic particles are a uniform substance,
Preferably, it is covered with colloidal silica. The coating prevents aggregation of the magnetic particles. The pH of the suspension is adjusted to between 3 and 6 with an acid to create a positive electrostatic charge on the surface of the magnetic particles and mix with the colloidal silica having a negative electrostatic charge. The two oppositely charged particles stick together and the silica particles irreversibly bind to the magnetic particles.

【0012】米国特許第4,315,827号は、磁性
粒子の表面と反応する一つの極性を有する官能基と、分
散媒に溶解できるフェニル、ベンジル、またはフェノキ
シ基を含む尾の部分とを持つ界面活性剤を用い、ポリフ
ェニルエーテル中に磁性粒子を分散することによる、安
定な磁性流体組成の作製方法を述べている。
US Pat. No. 4,315,827 has one polar functional group that reacts with the surface of magnetic particles and a tail containing a phenyl, benzyl, or phenoxy group that can be dissolved in a dispersion medium. A method for producing a stable magnetic fluid composition by dispersing magnetic particles in polyphenyl ether using a surfactant is described.

【0013】米国特許第4,356,098号は、分散
媒である液状シリコーン油中の磁性超微粒子及び、磁性
粒子の表面と化学的結合を形成する官能基と、安定な磁
性流体組成を提供するために分散媒であるシリコーン油
に可溶な尾の部分を含む、分散に必要な量のシリコーン
油界面活性剤とからなる安定なシリコーン油磁性流体組
成を作製する方法を述べている。界面活性剤の尾の部分
は、シリコーン油に溶解できる様になるため、ケイ素・
酸素鎖、またはシロキサンの多くの原子を有する。
US Pat. No. 4,356,098 provides magnetic ultrafine particles in a liquid silicone oil as a dispersion medium, a functional group forming a chemical bond with the surface of the magnetic particles, and a stable magnetic fluid composition. A method for making a stable silicone oil ferrofluid composition comprising the necessary amount of silicone oil surfactant for dispersing, including a tail portion soluble in the dispersing medium silicone oil. The tail part of the surfactant becomes soluble in silicone oil,
It has many atoms of an oxygen chain, or siloxane.

【0014】米国特許第4,430,239号は、分散
媒中の磁性超微粒子及び、極性を有する分散媒と両立す
る長鎖アルコールの燐酸エステルから成る分散に必要な
量の分散剤とのコロイド状分散液から成る安定な磁性流
体組成を述べている。
US Pat. No. 4,430,239 discloses a colloid comprising magnetic ultrafine particles in a dispersion medium and a dispersant in an amount required for dispersion comprising a phosphate ester of a long-chain alcohol compatible with a polar dispersion medium. Describes a stable ferrofluid composition comprising a liquid dispersion.

【0015】米国特許第4,576,725号は、平均
粒径数百オングストロームの金属磁性粒子を、分散媒中
に分散させることによる磁性流体を作製する方法を述べ
ている。粒子は、分散媒中に、金属蒸気を凝縮する事に
より得られる。磁性流体中の金属磁性粒子は、急速に酸
化される。金属粒子の酸化の過程は、磁性流体の初期特
性を劇的に変化するであろう。
US Pat. No. 4,576,725 describes a method for producing a magnetic fluid by dispersing metal magnetic particles having an average particle size of several hundred angstroms in a dispersion medium. The particles are obtained by condensing metal vapor in a dispersion medium. The metal magnetic particles in the magnetic fluid are rapidly oxidized. The process of oxidation of the metal particles will dramatically change the initial properties of the magnetic fluid.

【0016】米国特許第4,599,184号は、界面
活性剤で粒子を覆うことにより、金属蒸気の凝縮から得
られる磁性金属粒子の酸化と磁気的な安定性を改善しよ
うとする試みについて述べている。安定な磁性流体を得
るために、安定な磁性流体を得ようとする他の工程と同
じように、粒子は、界面活性剤で覆われなければならな
い。
US Pat. No. 4,599,184 describes an attempt to improve the oxidation and magnetic stability of magnetic metal particles resulting from the condensation of metal vapor by covering the particles with a surfactant. ing. In order to obtain a stable ferrofluid, the particles must be covered with a surfactant, as in the other steps for obtaining a stable ferrofluid.

【0017】米国特許第4,604,229号と第4,
687,596号は、高分子量の陽イオン界面活性剤と
極性を有する分散媒を用いた、安定な導電性磁性流体を
作製するための方法を述べている。
US Pat. Nos. 4,604,229 and 4,
No. 687,596 describes a method for producing a stable conductive magnetic fluid using a high molecular weight cationic surfactant and a polar dispersion medium.

【0018】米国特許第4,608,186号は、コバ
ルト金属微粒子と、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソ
ルビタン脂肪酸エステル及びその混合物から成るグルー
プから選択される界面活性剤とからなる磁性流体につい
て述べている。分散媒は、炭化水素である。組成は、酸
化防止添加剤として、トコフェロールを含む。
US Pat. No. 4,608,186 describes a magnetic fluid comprising cobalt metal microparticles and a surfactant selected from the group consisting of polyglycerin fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters and mixtures thereof. The dispersion medium is a hydrocarbon. The composition includes tocopherol as an antioxidant additive.

【0019】米国特許第4,624,797号は、コバ
ルト金属微粒子と、油溶性の陰イオン性スルホサクシネ
ートと非イオン性ポリグリセリン脂肪酸エステルまたは
ポリエチレングリコールアルキルエーテルのグループか
ら成るグループから選択される界面活性剤、そして低揮
発性溶媒とからなる磁性流体について述べている。
US Pat. No. 4,624,797 is selected from the group consisting of cobalt metal microparticles, an oil-soluble anionic sulfosuccinate and a nonionic polyglycerin fatty acid ester or polyethylene glycol alkyl ether group. A ferrofluid comprising a surfactant and a low volatility solvent is described.

【0020】200オングストロームより小さい粒径
で、界面活性剤により均一に覆われた金属磁性粒子は、
極めて不安定で、急速に酸化される。今日、磁性金属粒
子を用いたその様な磁性流体の商業的な応用は無い。こ
の工程の主な欠点は、磁性粒子の酸化である。
Metal magnetic particles having a particle size of less than 200 angstroms and uniformly covered with a surfactant,
Extremely unstable and oxidizes rapidly. Today, there is no commercial application of such magnetic fluids using magnetic metal particles. The main disadvantage of this process is the oxidation of the magnetic particles.

【0021】米国特許第4,938,886号は、磁性
粒子と、磁性粒子に吸着する化学式A−X−Bの分散剤
と、熱力学的にAに対し良い溶媒である分散媒とからな
る超常磁性流体について述べている。ここで、Aは、O
Hの末端を有し、エトキシレート化またはプロポキシレ
ート化アルコール類と他のエトキシレート化された化合
物から成るグループから選択される、非イオン界面活性
剤前駆体から誘導され、Bは、分散剤を磁性粒子表面に
吸着するカルボン酸類であり、Xは、AとB間の結合部
である。
US Pat. No. 4,938,886 comprises magnetic particles, a dispersant of the formula A—X—B adsorbed on the magnetic particles, and a dispersion medium that is a thermodynamically good solvent for A. A superparamagnetic fluid is described. Where A is O
H-terminated, derived from a nonionic surfactant precursor selected from the group consisting of ethoxylated or propoxylated alcohols and other ethoxylated compounds, B is a dispersant Carboxylic acids adsorbed on the surface of the magnetic particles, and X is a bond between A and B.

【0022】米国特許第5,013,471号は、粒子
が10〜25の炭素原子鎖を持つ塩化シラン系界面活性
剤で覆われている磁性流体について述べている。フッ素
原子が、塩化シラン系界面活性剤の炭化水素鎖の炭素原
子を置換し、フッ素系油が分散剤として用いられてい
る。この工程では、その他の界面活性剤は用いられてい
ない。この参考文献によれば、塩化シラン系界面活性剤
は、粒子を分散するのに十分大きく、粒子間に十分な距
離を提供することにより磁性流体のコロイド安定性を確
実にしなければならない。
US Pat. No. 5,013,471 describes a magnetic fluid in which particles are covered with a silane chloride-based surfactant having a chain of 10 to 25 carbon atoms. A fluorine atom replaces a carbon atom of a hydrocarbon chain of a silane chloride-based surfactant, and a fluorine-based oil is used as a dispersant. No other surfactant was used in this step. According to this reference, silane chloride surfactants are large enough to disperse the particles and must provide sufficient distance between the particles to ensure the colloidal stability of the magnetic fluid.

【0023】本発明の対象の一つは、例えば炭素原子数
1〜10で、その尾が大きな分子量の界面活性剤では覆
われない自由の(露出した)表面を覆うため、存在する
界面活性剤の間を進入することができる尾である様な、
非常に低分子量のシラン系表面改質剤を用いることであ
る。本発明によれば、そのシランは、そのものだけで磁
性粒子を分散させることはできない。
One of the objects of the present invention is the presence of surfactants which, for example, have 1 to 10 carbon atoms and whose tail covers a free (exposed) surface which is not covered by high molecular weight surfactants Like a tail that can enter between
A very low molecular weight silane-based surface modifier is used. According to the present invention, the silane cannot disperse magnetic particles by itself.

【0024】米国特許第5,064,550号は、無極
性炭化水素系分散媒から成る安定なコロイドである超常
磁性流体について述べており、その磁性粒子は、少なく
とも19の炭素原子を含み、カルボキシル基の結合した
鎖において、炭素と水素原子のみを含む有機酸、及び、
有機酸とアミノ酸は分枝状、不飽和、またはその両方で
ある様な脂肪酸でアクリル化されたアミノ酸から成るグ
ループから選択される少なくとも一つの酸で覆われてお
り、超常磁性流体の粘度を増加するため、無灰分ポリマ
ーが用意される。
US Pat. No. 5,064,550 describes a superparamagnetic fluid which is a stable colloid of a non-polar hydrocarbon-based dispersion medium, the magnetic particles of which contain at least 19 carbon atoms and which contain at least 19 carbon atoms. An organic acid containing only carbon and hydrogen atoms in the chain to which the group is attached; and
Organic acids and amino acids are coated with at least one acid selected from the group consisting of amino acids acrylated with fatty acids that are branched, unsaturated, or both, increasing the viscosity of the superparamagnetic fluid To do so, an ashless polymer is provided.

【0025】米国特許第5,085,789号は、基本
的に、強磁性微粒子、分散媒としてアルキルナフタレ
ン、そしてアルキルナフタレン構造からなる疎水基の部
分を持つ界面活性剤から成る磁性流体組成について述べ
ている。
US Pat. No. 5,085,789 basically describes a ferrofluid composition comprising ferromagnetic fine particles, an alkyl naphthalene as a dispersion medium, and a surfactant having a hydrophobic group moiety having an alkyl naphthalene structure. ing.

【0026】米国特許第5,124,060号は、基本
的に、有機溶媒、その有機溶媒に対し親和性を示す親油
基で覆われた強磁性粒子、そしてフッ素系界面活性剤か
ら成る磁性流体について述べている。
US Pat. No. 5,124,060 basically discloses a magnetic material comprising an organic solvent, ferromagnetic particles covered with a lipophilic group having an affinity for the organic solvent, and a fluorine-based surfactant. It talks about fluids.

【0027】米国特許第5,143,637号は、有機
溶媒中に分散した強磁性粒子、低分子量の分散剤、そし
て炭素数が25から1500の間の添加剤からなる磁性
流体について記述している。低分子量の分散剤は、粒子
を有機分散媒中に分散するために用いられる。この参考
文献の概要として、分散剤としてシランのようなカップ
リング剤を用いることに関する議論がある。しかしなが
ら、カップリング剤は、分散剤として働くために、十分
大きい分子量を持たなければならない。言及されるべき
であるが、米国特許第5,143,637号には、添加
剤としてあるいは分散剤としてでさえ、シランを用いる
ことに関する特別な開示の請求項は無い。その磁性流体
の熱安定性は、例えば、分子量20000までの、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、ポリブテンあるいはポリブ
タジエンポリマーのような高分子添加剤を加えることに
より増加される。
US Pat. No. 5,143,637 describes a ferrofluid comprising ferromagnetic particles dispersed in an organic solvent, a low molecular weight dispersant, and an additive having between 25 and 1500 carbon atoms. I have. Low molecular weight dispersants are used to disperse the particles in an organic dispersion medium. As an overview of this reference, there is a discussion about using coupling agents such as silanes as dispersants. However, the coupling agent must have a sufficiently large molecular weight to act as a dispersant. It should be noted that US Patent No. 5,143,637 does not have a specific disclosure claim regarding the use of silanes, even as an additive or even as a dispersant. The thermal stability of the magnetic fluid is increased by adding a polymeric additive such as, for example, a polystyrene, polypropylene, polybutene or polybutadiene polymer having a molecular weight of up to 20,000.

【0028】米国特許第5,147,573号は、基本
的に、超常磁性粒子、導電性有機金属化合物、非イオ
ン、陰イオンあるいは陽イオン界面活性剤からなる分散
剤、そして炭化水素系有機溶媒からなる導電性磁性粒子
のコロイド状分散液を作製する方法について述べてい
る。
US Pat. No. 5,147,573 discloses a dispersant consisting essentially of superparamagnetic particles, a conductive organometallic compound, a nonionic, anionic or cationic surfactant, and a hydrocarbon organic solvent. A method for producing a colloidal dispersion of conductive magnetic particles comprising

【0029】米国特許第4,554,088号は、カッ
プリング剤としてシランポリマーを用いる。そのカップ
リング剤は長い鎖状分子の両端に官能基を持つ特別なタ
イプの界面活性物質である。その分子の一端は、磁性粒
子の表面の酸化物層に吸着し、分子のもう一端は、薬、
抗体、酵素などの様な目的の用途に応じた特定の化合物
に結合される。
US Pat. No. 4,554,088 uses a silane polymer as a coupling agent. The coupling agent is a special type of surfactant having functional groups at both ends of the long chain molecule. One end of the molecule is adsorbed on the oxide layer on the surface of the magnetic particles, and the other end of the molecule is a drug,
It is bound to a specific compound depending on the intended use, such as an antibody or an enzyme.

【0030】米国特許第5,240,628号は、N−
ポリアルキレンポリアミン置換アルケニルコハク酸イミ
ドの水に不溶のまたはほとんど溶解しない有機溶剤溶液
を、フェライト微粒子の水懸濁液に加え、生じた混合物
を攪拌することによりエマルション化し、そして、N−
ポリアルキレンポリアミン置換アルケニルコハク酸イミ
ドをフェライト微粒子上に吸着せしめ、水と有機溶剤を
蒸発してから、N−ポリアルキレンポリアミン置換アル
ケニルコハク酸イミド吸着したフェライト微粒子を、蒸
気圧が25℃で0.1mmHg以下の低蒸気圧ベース油
中に分散させることから成る磁性流体を作製するための
製法について述べている。
US Pat. No. 5,240,628 describes N-
A water-insoluble or almost insoluble organic solvent solution of the polyalkylene polyamine-substituted alkenyl succinimide is added to an aqueous suspension of ferrite fine particles, the resulting mixture is emulsified by stirring, and N-
The polyalkylene polyamine-substituted alkenyl succinimide is adsorbed on the ferrite fine particles, and water and the organic solvent are evaporated. A process for making a magnetic fluid comprising dispersing in a low vapor pressure base oil of 1 mmHg or less is described.

【0031】[0031]

【発明が解決しようとする課題】ここまで議論された特
許の内、大きな界面活性剤によりまだ覆われていない磁
性粒子表面を覆う試みはなかった。
Among the patents discussed so far, no attempt has been made to cover the surface of magnetic particles that have not yet been covered by a large surfactant.

【0032】現在の産業上の応用に用いられるために
は、磁性流体は、二つの領域において安定性を示さなけ
ればならない。第一には、磁性粒子は高い磁場勾配の下
で凝集し、残りのコロイド状部分から分離する傾向にあ
るため、非常に高い磁場勾配の下で、磁気的な安定性を
有していなければならない。第二には、界面活性剤と有
機の油状の分散媒の酸化に関し、化学的安定性を有して
いなければならない。すべての有機物の油は、遅かれ早
かれ、時間の経過とともに、酸化過程を受け、それは、
温度とともに増大し、また油の接触する取り巻く環境中
の酸素濃度とともに増す。この酸化過程は、油がゲル化
または固化する点までの油の粘度上昇を生ずる。また、
分子が壊れ、その系からより早く蒸発するという異なっ
た機構もある。このことは、酸素とか高温にさらされる
化学的に安定なコロイドを確かなものにするために、最
も重要な条件である。
To be used in current industrial applications, magnetic fluids must exhibit stability in two areas. First, magnetic particles must be magnetically stable under very high magnetic field gradients because they tend to aggregate under high magnetic field gradients and separate from the remaining colloidal parts. No. Second, it must have chemical stability with respect to the oxidation of the surfactant and the organic oily dispersion medium. All organic oils, sooner or later, will undergo an oxidation process over time,
It increases with temperature and also with the oxygen concentration in the surrounding environment where the oil comes into contact. This oxidation process results in an increase in the viscosity of the oil to the point where the oil gels or solidifies. Also,
There is also a different mechanism whereby molecules break down and evaporate faster from the system. This is the most important condition to ensure a chemically stable colloid exposed to oxygen or high temperatures.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】本発明は、体積で0.1
〜40部の磁性粒子、0.1〜約30部の少なくともひ
とつの界面活性剤、10〜約99部の有機分散媒、そし
て、それら組成の化学的酸化を改善するため、0.01
〜約25部の少なくともひとつの表面改質剤または添加
剤からなる化学的安定な磁性流体組成に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for measuring a volume of 0.1.
-40 parts of magnetic particles, 0.1 to about 30 parts of at least one surfactant, 10 to about 99 parts of organic dispersion medium, and 0.01 to improve chemical oxidation of their composition.
About 25 parts by weight of at least one surface modifier or additive.

【0034】本発明はまた、多数の磁性粒子、少なくと
もひとつの界面活性剤、有機分散媒、そしてそれら組成
の化学的酸化を改善するための表面改質剤、または添加
剤からなる、改善された化学的安定性を有する磁性流体
を作製する方法に関する。その工程は、粒子を両立する
溶剤に分散させるため、流体中の磁性粒子表面に吸着す
る少なくともひとつの陽イオン、陰イオンあるいは非イ
オン界面活性剤を含む溶剤ベース磁性流体を作製するス
テップ、界面活性剤により事前に覆われなかった磁性粒
子の外層の露出した部分を覆うために、酸ベース添加
剤、アミンベース添加剤、シランベース改質剤、そして
チタンカップリング剤のひとつからなる低分子の表面改
質剤または添加剤を加えるステップ、高分子量の有機分
散媒を添加するステップ、そして、分散溶剤を蒸発し、
分散媒中に磁性粒子を分散させるため、混合物の温度を
上昇させるステップからなる。
The present invention also provides an improved composition comprising a number of magnetic particles, at least one surfactant, an organic dispersion medium, and a surface modifier or additive to improve the chemical oxidation of their composition. The present invention relates to a method for producing a magnetic fluid having chemical stability. The process comprises preparing a solvent-based magnetic fluid containing at least one cation, anion or nonionic surfactant adsorbed on the surface of the magnetic particles in the fluid to disperse the particles in a compatible solvent; A low-molecular surface consisting of one of an acid-based additive, an amine-based additive, a silane-based modifier, and a titanium coupling agent to cover exposed portions of the outer layer of magnetic particles that were not previously covered by the agent Adding a modifier or additive, adding a high molecular weight organic dispersion medium, and evaporating the dispersion solvent,
Increasing the temperature of the mixture to disperse the magnetic particles in the dispersion medium.

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0035】長い尾を持った界面活性剤は、図1に見ら
れるように、磁性粒子上に配置する。しかしながら、長
い尾を持った界面活性剤は、磁性粒子の酸化できる全表
面を完全には覆うことができない。
The surfactant with a long tail is placed on the magnetic particles, as seen in FIG. However, surfactants with long tails cannot completely cover the entire oxidizable surface of the magnetic particles.

【0036】繰り返された実験は、有機物の油は、固体
表面との接触、特に、酸化物との接触下で、より早く酸
化を受けることを示した。油の寿命は、油を磁性微粒子
と混ぜることにより、明らかに減少する。単純に計算す
ると、200Gの飽和磁化の磁性流体1ccは、100
オングストロームの磁性粒子を約1016個含んでいる。
この個数の粒子は、1ccの磁性流体、あるいは0.7
ccの油(0.55g)当たり、約30m2 の酸化でき
る表面を提供する。この表面積は、酸化できる面積の表
面が一様ではなくて、地形的に“山と谷”を有していた
らもっと大きいであろう。理論的には、立体的な障害と
幾何学により、界面活性剤は、せいぜい80から90%
の酸化できる表面しか被覆できないだろう。非常に少量
の油(0.55g)が接触する、3〜6m2 の覆われて
いない酸化できる面積がある。この単純な計算は、油と
界面活性剤の大部分の酸化の影響は、覆われていない磁
性粒子表面による広大な酸化物表面に起因することを示
している。
Repeated experiments have shown that organic oils undergo faster oxidation under contact with solid surfaces, especially with oxides. The life of the oil is obviously reduced by mixing the oil with the magnetic particles. Simply calculating, 1 cc of a magnetic fluid with a saturation magnetization of 200 G is 100
It contains about 10 16 Angstroms of magnetic particles.
This number of particles is 1 cc of magnetic fluid or 0.7
Provides about 30 m 2 of oxidizable surface per cc of oil (0.55 g). This surface area will be greater if the surface of the oxidizable area is not uniform and has topographically "peaks and valleys". Theoretically, due to steric hindrance and geometry, surfactants should be no more than 80-90%
Only oxidizable surfaces could be coated. There is 3-6 m 2 of uncovered oxidizable area where very little oil (0.55 g) comes in contact. This simple calculation shows that the effect of the oxidation of most of the oil and surfactant is due to the vast oxide surface due to the uncovered magnetic particle surface.

【0037】本発明は、磁性流体の作製で用いられる界
面活性剤によっては覆われない部分を覆うために、表面
改質剤を使用する。本発明は、存在する界面活性剤によ
り覆われていない粒子の自由な表面を覆うために、存在
する界面活性剤の尾の間を進入できるような、非常に低
分子量で、分散剤ではない表面改質剤を必要とする。
The present invention uses a surface modifier to cover portions that are not covered by the surfactant used in making the magnetic fluid. The present invention relates to a very low molecular weight, non-dispersant surface that allows entry between the tails of existing surfactants to cover the free surface of particles not covered by the existing surfactants. Requires a modifier.

【0038】表面改質剤は、磁性粒子表面に既に結びつ
いている界面活性剤の尾の間を通って、その粒子の覆わ
れていない酸化できる表面に進入できるよう、非常に低
分子で大きさも小さくなければならず、その表面を吸着
して覆わなければならないし、さらに、酸化に対しその
表面を保護しなければならない。
The surface modifier is very small and small in size so that it can pass between the tails of the surfactant already attached to the magnetic particle surface and enter the uncovered oxidizable surface of the particle. It must be small, its surface must be adsorbed and covered, and its surface must be protected against oxidation.

【0039】本発明で用いられる表面改質剤は、分子の
一端に1〜3の類似の官能基と、1〜10原子の非常に
短い尾とから成る。その表面改質剤は、次の化学式で表
される。 R1 n SiR2 4-n ここで、R1 の部分は、1〜3個の炭素原子のアルコキ
シから成るグループから選ばれる加水分解できる基を意
味し、R2 は1〜10個の炭素原子を持つアルキル基を
意味し、nは、たいていは1、2、または3である。特
に、イソブチルトリメトキシシランは、本発明で用いら
れる特に有効な表面処理剤であることがわかり、R1
メトキシ基、R2 をイソブチル基、nを3として、上記
化学式で表される。シランによる自由な酸化できる表面
への結合の機構は、表面改質剤のアルコキシの部分が、
副産物としてアルコールを作りながら、無機の水酸基か
らのプロトンと反応し、ケイ素が、磁性粒子の表面層に
存在する前述の水酸基からの酸素に結合すると考えられ
る。
The surface modifier used in the present invention consists of one to three similar functional groups at one end of the molecule and a very short tail of one to ten atoms. The surface modifier is represented by the following chemical formula. R 1 n SiR 2 4-n wherein R 1 represents a hydrolyzable group selected from the group consisting of alkoxy of 1 to 3 carbon atoms, and R 2 represents 1 to 10 carbon atoms. And n is usually 1, 2, or 3. In particular, isobutyltrimethoxysilane was found to be a particularly effective surface treatment agent used in the present invention, and is represented by the above chemical formula, where R 1 is a methoxy group, R 2 is an isobutyl group, and n is 3. The mechanism of attachment to the freely oxidizable surface by silane is that the alkoxy part of the surface modifier
It is considered that silicon reacts with protons from inorganic hydroxyl groups while producing alcohol as a by-product, and silicon binds to oxygen from the aforementioned hydroxyl groups present in the surface layer of the magnetic particles.

【0040】表面との反応中、表面改質剤は、分子の約
1/3が、この反応の副産物として除去されるため、さ
らに小さくなる。
During the reaction with the surface, the surface modifier becomes smaller because about one third of the molecules are removed as a by-product of this reaction.

【0041】磁性流体の化学的安定性を改善するために
は、適切な量の酸化防止剤を添加する、良い組み合わせ
の界面活性剤と油を選択する、100オングストローム
に近い、実質的に均一な粒子径を有する等、いくつかの
他の方法がある。すべてのこれら選択が、注意深く考慮
されたにも関わらず、磁性流体の化学的な酸化に対する
更なる改善が、イソブチルトリメトキシシランまたは磁
性粒子を覆う同様の能力を持った他の小さな分子を添加
することによって達成されるであろう。
To improve the chemical stability of the ferrofluid, add a suitable amount of antioxidant, choose a good combination of surfactants and oils, substantially uniform, close to 100 Angstroms There are several other methods, such as having a particle size. Despite all these choices being carefully considered, further improvements to ferrofluid chemical oxidation add isobutyltrimethoxysilane or other small molecules with similar ability to cover magnetic particles. Will be achieved by

【0042】[0042]

【実施例】(実施例1)13.0gの硫酸第一鉄7水和
物と24.0gの塩化第二鉄6水和物が、水に溶解さ
れ、全溶液量は水で70ccに調整された。30ccの
28%アンモニア水が塩鉄溶液に加えられ、Fe34
粒子が沈殿した。
EXAMPLES (Example 1) 13.0 g of ferrous sulfate heptahydrate and 24.0 g of ferric chloride hexahydrate are dissolved in water, and the total solution volume is adjusted to 70 cc with water. Was done. 30 cc of 28% aqueous ammonia was added to the salt iron solution, and Fe 3 O 4
Particles settled.

【0043】2.1gのオレイン酸と70℃にあたため
られた27ccの3%アンモニア水から成るオレイン酸
溶液がまた用意された。オレイン酸溶液は、それからF
34 粒子の懸濁液に加えられ、粒子は、オレイン酸
イオンで覆われ約1時間静置された。30ccのヘプタ
ンがオレイン酸で覆われた粒子の懸濁液に注がれ、懸濁
液全体は攪拌され、放置された。オレイン酸で覆われた
粒子は、ヘプタン中に解膠し、ヘプタンを分散媒とした
磁性流体が、200ccのビーカーに入れられた。
An oleic acid solution consisting of 2.1 g of oleic acid and 27 cc of 3% aqueous ammonia warmed to 70 ° C. was also prepared. The oleic acid solution is then F
was added to a suspension of e 3 O 4 particles, the particles were allowed to stand for about 1 hour covered with oleic acid ion. 30 cc of heptane was poured into the suspension of particles covered with oleic acid, and the whole suspension was stirred and left. The particles covered with oleic acid were peptized in heptane, and a magnetic fluid containing heptane as a dispersion medium was placed in a 200 cc beaker.

【0044】オレイン酸で覆われたマグネタイト粒子
は、50ccのアセトンで凝集させられ、上澄み液は除
去された。粒子は、50ccのアセトンで4回洗浄され
た。75ccの水と15ccの28%アンモニア水が、
ビーカーに加えられ、粒子は、例えば60rpmという
穏やかな攪拌により懸濁された。
The magnetite particles covered with oleic acid were agglomerated with 50 cc of acetone, and the supernatant was removed. The particles were washed four times with 50 cc of acetone. 75cc of water and 15cc of 28% ammonia water
Added to the beaker and the particles were suspended by gentle agitation, for example at 60 rpm.

【0045】懸濁液は70℃に昇温され、11ccのイ
ソブチルトリメトキシシランが加えられ、懸濁液の温度
は、約75±5℃に30分間保たれた。
The suspension was heated to 70 ° C., 11 cc of isobutyltrimethoxysilane was added, and the temperature of the suspension was maintained at about 75 ± 5 ° C. for 30 minutes.

【0046】懸濁液を冷却後、上澄みは除去され、粒子
は、50ccのアセトンで5回洗浄された。
After cooling the suspension, the supernatant was removed and the particles were washed five times with 50 cc of acetone.

【0047】それから、洗浄された粒子は、ヘプタン中
に分散され、20ccの100℃で2cStのポリαオ
レフィン油がヘプタンベース磁性流体に加えられ、ヘプ
タンは加熱により除去され、油ベース磁性流体の飽和磁
化は、油の添加により、200Gに調整された。
The washed particles are then dispersed in heptane, 20 cc of 100 ° C., 2 cSt poly-α-olefin oil is added to the heptane-based magnetic fluid, the heptane is removed by heating, and the oil-based magnetic fluid is saturated. The magnetization was adjusted to 200 G by adding oil.

【0048】200Gで2cSt油ベースの磁性流体、
試料#1−1が得られた。200Gで2cSt油ベース
のもう一つの磁性流体、試料#1−2は、イソブチルト
リメトキシシランが工程中に粒子に適用されなかったこ
とを除き、試料#1−1と同様の方法で得られた。
A 200G 2cSt oil-based magnetic fluid,
Sample # 1-1 was obtained. Another ferrofluid based on a 2cSt oil at 200G, Sample # 1-2, was obtained in a similar manner to Sample # 1-1, except that isobutyltrimethoxysilane was not applied to the particles during the process. .

【0049】磁性流体試料#1−1と#1−2は、それ
ぞれ、内径12.9mm、外径15.0mm、高さ10
mmのガラス皿に入れられた。ガラス皿中の磁性流体の
厚みは、3mmであった。そのガラス皿は、ガラス皿が
ぴったりとおさまるような穴のあけられたアルミ板(1
10mm×110mm×10mm)の穴に置かれた。そ
のアルミ板は、それから、制御された温度で、オーブン
の中にあるアルミの塊(220mm×220mm×20
mm)の上に置かれた。試験は80℃で行われ、その結
果は、表1に示されている。
The magnetic fluid samples # 1-1 and # 1-2 were 12.9 mm in inner diameter, 15.0 mm in outer diameter, and 10 mm in height, respectively.
mm glass dishes. The thickness of the magnetic fluid in the glass dish was 3 mm. The glass plate is a perforated aluminum plate (1
(10 mm × 110 mm × 10 mm). The aluminum plate is then heated at a controlled temperature to a mass of aluminum (220 mm × 220 mm × 20 mm) in an oven.
mm). The test was performed at 80 ° C. and the results are shown in Table 1.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】(実施例2)オレイン酸で覆われイソブチ
ルトリメトキシシラン処理されたヘプタンベース磁性流
体が、実施例1で述べられたのと同じ方法で作製され
た。
Example 2 A heptane-based magnetic fluid covered with oleic acid and treated with isobutyltrimethoxysilane was prepared in the same manner as described in Example 1.

【0052】7ccのポリイソブテニルコハク酸イミド
と13ccの100℃で6cStのポリαオレフィン油
が、ヘプタンベース磁性流体に加えられ、ヘプタンは、
加熱により除去され、油ベース磁性流体の飽和磁化は、
油を加えることにより、200Gに調整された。
7 cc of polyisobutenyl succinimide and 13 cc of 6 cSt polyalphaolefin oil at 100 ° C. are added to a heptane-based magnetic fluid, where heptane is
Removed by heating, the saturation magnetization of the oil-based magnetic fluid is
It was adjusted to 200 G by adding oil.

【0053】200Gで6cSt油ベースの磁性流体、
試料#2−1が得られた。
A 200G 6cSt oil-based magnetic fluid,
Sample # 2-1 was obtained.

【0054】200Gで6cSt油ベースのもう一つの
磁性流体、試料#2−2は、イソブチルトリメトキシシ
ランが工程中に粒子に適用されなかったことを除き、試
料#2−1と同様の方法で作製された。
Another magnetic fluid based on a 6 cSt oil at 200 G, Sample # 2-2, was prepared in a similar manner to Sample # 2-1, except that isobutyltrimethoxysilane was not applied to the particles during the process. Made.

【0055】ゲル化時間試験が、実施例1で述べたのと
同じ方法で実施されたが、試験温度は150℃に上げら
れた。表2がその試験結果を示している。
The gel time test was performed in the same manner as described in Example 1, but the test temperature was increased to 150 ° C. Table 2 shows the test results.

【0056】[0056]

【表2】 [Table 2]

【0057】(実施例3)52gの硫酸第一鉄7水和物
が水で約200ccに希釈され、溶解するまで攪拌され
た。この溶液に、85ccの42ボーメの塩化鉄が加え
られ、混合物が均一になるまで攪拌された。約70cc
の水に約125ccの約26%の水酸化アンモニウムを
入れたものが、この混合溶液に加えられ、均一になるま
で攪拌された。混合物は、60〜70℃になった。約4
50ccのヘプタンに約50ccのイソステアリン酸ジ
−12−ハイドロキシステアリン酸を溶解したものを約
70℃に加熱し、攪拌している温かいマグネタイト混合
物に加えた。そして、この混合物は、約5分間攪拌され
た。これに約350ccのアセトンが加えられ、約5分
間攪拌された。それから、混合物は、約1時間、分離さ
せるためにおかれた。
Example 3 52 g of ferrous sulfate heptahydrate was diluted to about 200 cc with water and stirred until dissolved. To this solution was added 85 cc of 42 Baume iron chloride and stirred until the mixture was homogeneous. About 70cc
Of water and about 125 cc of about 26% ammonium hydroxide was added to the mixed solution and stirred until uniform. The mixture became 60-70 ° C. About 4
A solution of about 50 cc of di-12-hydroxystearic acid in 50 cc of heptane was heated to about 70 ° C. and added to the stirring, warm magnetite mixture. The mixture was then stirred for about 5 minutes. About 350 cc of acetone was added thereto and stirred for about 5 minutes. The mixture was then left to separate for about 1 hour.

【0058】上部に上がった流体は、それからサイホン
方式で取り出され、溶剤のヘプタンをいくらか除去する
ため加熱され、その容量は、約150ccに減少した。
この流体は、それから室温に冷却された。その流体は、
約350ccのアセトンを用い、攪拌と大きなアルニコ
V磁石の上に置くことにより、集められた。上澄み液
は、静かに注ぎ出され、残りの流体は、それから最終的
に凝集され、50ccのアセトンで2回洗われた。約1
50ccのアセトンで2回乾かされ、充分にアセトンが
除去された。残ったマグネタイトは、約450ccのヘ
プタンに分散され、残留した水とアセトンは蒸発され
た。その流体は、それからワットマン#4のろ紙でろ過
され、分散媒であるトリメリット酸エステルが加えられ
た。溶剤は蒸発され、飽和磁化は、充分な量のトリメリ
ット酸エステルを加えることにより、約250Gに調整
された。
The fluid rising to the top was then siphoned off and heated to remove some of the solvent heptane, reducing its volume to about 150 cc.
The fluid was then cooled to room temperature. The fluid is
Collected using about 350 cc of acetone by stirring and placing on a large Alnico V magnet. The supernatant was decanted and the remaining fluid was then finally flocculated and washed twice with 50 cc of acetone. About 1
It was dried twice with 50 cc of acetone to sufficiently remove the acetone. The remaining magnetite was dispersed in about 450 cc of heptane, and the remaining water and acetone were evaporated. The fluid was then filtered through Whatman # 4 filter paper and the dispersing medium trimellitate was added. The solvent was evaporated and the saturation magnetization was adjusted to about 250 G by adding a sufficient amount of trimellitate.

【0059】約0.5gの試料が(直径約1cm×高さ
0.5cmの)小さいガラス皿に測り取られた。その皿
は、厚いアルミ板にあけられた穴に置かれ、約140℃
のゲル化時間が得られた。
About 0.5 g of sample was weighed into a small glass dish (about 1 cm in diameter x 0.5 cm in height). The dish is placed in a hole drilled in a thick aluminum plate,
Was obtained.

【0060】(実施例4)52gの硫酸第一鉄7水和物
が水で約200ccに希釈され、溶解するまで攪拌され
た。この溶液に、85ccの42ボーメの塩化鉄が加え
られ、混合物が均一になるまで攪拌された。約70cc
の水に約125ccの約26%の水酸化アンモニウムを
入れたものが、この混合溶液に加えられ、均一になるま
で攪拌された。混合物は、60〜70℃になった。約4
50ccのヘプタンに約50ccのイソステアリン酸
(末端)ジ−12−ハイドロキシステアリン酸を溶解し
たものを約70℃に加熱し、攪拌している温かいマグネ
タイト混合物に加えた。そして、この混合物は、約5分
間攪拌された。これに約350ccのアセトンが加えら
れ、約5分間攪拌された。それから、混合物は、約1時
間、分離させるためにおかれた。
Example 4 52 g of ferrous sulfate heptahydrate was diluted to about 200 cc with water and stirred until dissolved. To this solution was added 85 cc of 42 Baume iron chloride and stirred until the mixture was homogeneous. About 70cc
Of water and about 125 cc of about 26% ammonium hydroxide was added to the mixed solution and stirred until uniform. The mixture became 60-70 ° C. About 4
A solution of about 50 cc of isostearic acid (terminal) di-12-hydroxystearic acid in 50 cc of heptane was heated to about 70 ° C. and added to the stirring warm magnetite mixture. The mixture was then stirred for about 5 minutes. About 350 cc of acetone was added thereto and stirred for about 5 minutes. The mixture was then left to separate for about 1 hour.

【0061】上部に上がった流体は、それからサイホン
方式で取り出され、溶剤のヘプタンをいくらか除去する
ため加熱され、その容量は、約150ccに減少した。
この流体は、それから室温に冷却された。その流体は、
約350ccのアセトンを用い、攪拌と大きなアルニコ
V磁石の上に置くことにより、集められた。上澄み液
は、静かに注ぎ出され、残りのマグネタイトは約150
ccのヘプタンに再度懸濁された。この工程は、4回繰
り返された。流体は、それから最終的に凝集され、50
ccのアセトン2回で洗われた。それから、それは、7
0:30のアセトンと水の混合物、約300ccで3回
洗われた。そして、そのマグネタイトは約600ccの
冷水に入れられ、激しく攪拌された。26%の水酸化ア
ンモニウムでpHが9〜11に調整され、それに続いて
約6gの酢酸が添加された。この混合物は、約30分間
攪拌された。酢酸の化学式は以下の通りである。
The fluid which had risen above was then siphoned off and heated to remove some of the solvent heptane, reducing its volume to about 150 cc.
The fluid was then cooled to room temperature. The fluid is
Collected using about 350 cc of acetone by stirring and placing on a large Alnico V magnet. The supernatant was gently poured out and the remaining magnetite was about 150
resuspended in cc of heptane. This process was repeated four times. The fluid is then finally agglomerated, 50
Washed twice with 2 cc of acetone. Then it is 7
The mixture was washed three times with about 300 cc of a mixture of acetone and water at 0:30. The magnetite was placed in about 600 cc of cold water and stirred vigorously. The pH was adjusted to 9-11 with 26% ammonium hydroxide, followed by the addition of about 6 g of acetic acid. The mixture was stirred for about 30 minutes. The chemical formula of acetic acid is as follows.

【0062】[0062]

【化1】 Embedded image

【0063】マグネタイトはアルニコV磁石上で集めら
れ、充分に液体分が除去された。それから、約300c
cのアセトンで2回、70:30のアセトンと水の混合
物、約300ccで3回洗われ、最後に、約300のア
セトンで2回乾かされ、充分に液体分が除去された。残
ったマグネタイトは、約450ccのヘプタンに分散さ
れ、残留した水とアセトンは蒸発された。その流体は、
それからワットマン#4のろ紙でろ過され、分散媒であ
るトリメリット酸エステルが加えられた。溶剤は蒸発さ
れ、飽和磁化は、付加的な量のトリメリット酸エステル
を加えることにより、約250Gに調整された。
The magnetite was collected on an Alnico V magnet and the liquid was sufficiently removed. Then, about 300c
The resultant was washed twice with acetone of c, twice with 70:30 of a mixture of acetone and water, about 300 cc, and finally dried twice with about 300 acetone to remove the liquid sufficiently. The remaining magnetite was dispersed in about 450 cc of heptane, and the remaining water and acetone were evaporated. The fluid is
Then, the mixture was filtered through Whatman # 4 filter paper, and trimellitic acid ester as a dispersion medium was added. The solvent was evaporated and the saturation magnetization was adjusted to about 250 G by adding an additional amount of trimellitate.

【0064】約0.5gの試料が(直径約1cm×高さ
0.5cmの)小さいガラス皿に測り取られた。その皿
は、厚いアルミ板にあけられた穴に置かれ、約140℃
のゲル化時間が得られた。
About 0.5 g of sample was weighed into a small glass dish (about 1 cm in diameter × 0.5 cm in height). The dish is placed in a hole drilled in a thick aluminum plate,
Was obtained.

【0065】(実施例5)この実施例は、酢酸の代わり
に約15.5gのアラントインが添加されたことを除
き、実施例4と同じ工程に従った。アラントインの化学
式は以下の通りである。
Example 5 This example followed the same procedure as Example 4 except that about 15.5 g of allantoin was added instead of acetic acid. The chemical formula of allantoin is as follows:

【0066】[0066]

【化2】 Embedded image

【0067】(実施例6)この実施例は、酢酸の代わり
に約13.5gのトリプロピルアミンが添加されたこと
を除き、実施例4と同じ工程に従った。トリプロピルア
ミンの化学式は以下の通りである。
Example 6 This example followed the same procedure as Example 4 except that about 13.5 g of tripropylamine was added instead of acetic acid. The chemical formula of tripropylamine is as follows.

【0068】[0068]

【化3】 Embedded image

【0069】(実施例7)52gの硫酸第一鉄7水和物
が水で約200ccに希釈され、溶解するまで攪拌され
た。この溶液に、85ccの42ボーメの塩化鉄が加え
られ、混合物が均一になるまで攪拌された。約70cc
の水に約125ccの約26%の水酸化アンモニウムを
入れたものが、この混合溶液に加えられ、均一になるま
で攪拌された。混合物は、60〜70℃になった。約4
50ccのヘプタンに約50ccのイソステアリン酸ジ
−12−ハイドロキシステアリン酸を溶解したものを約
70℃に加熱し、攪拌している温かいマグネタイト混合
物に加えた。そして、この混合物は、約5分間攪拌され
た。これに約350ccのアセトンが加えられ、約5分
間攪拌された。それから、混合物は、約1時間、分離さ
せるためにおかれた。
Example 7 52 g of ferrous sulfate heptahydrate was diluted to about 200 cc with water and stirred until dissolved. To this solution was added 85 cc of 42 Baume iron chloride and stirred until the mixture was homogeneous. About 70cc
Of water and about 125 cc of about 26% ammonium hydroxide was added to the mixed solution and stirred until uniform. The mixture became 60-70 ° C. About 4
A solution of about 50 cc of di-12-hydroxystearic acid in 50 cc of heptane was heated to about 70 ° C. and added to the stirring, warm magnetite mixture. The mixture was then stirred for about 5 minutes. About 350 cc of acetone was added thereto and stirred for about 5 minutes. The mixture was then left to separate for about 1 hour.

【0070】上部に上がった流体は、それからサイホン
方式で取り出され、溶剤のヘプタンをいくらか除去する
ため加熱され、その容量は、約150ccに減少した。
この流体は、それから室温に冷却された。その流体は、
約350ccのアセトンを用い、攪拌と大きなアルニコ
V磁石の上に置くことにより、集められた。上澄み液
は、静かに注ぎ出され、残った流体は、それから最終的
に凝集され、50ccのアセトンで2回洗われた。それ
から、それは、70:30のアセトンと水の混合物、約
300ccで3回洗われた。そして、これは、約150
ccのアセトンで2回乾かされ、充分に液体分が除去さ
れた。残ったマグネタイトは、約450ccのヘプタン
に分散され、残留した水とアセトンは蒸発された。その
流体は、それからワットマン#4のろ紙でろ過され、6
%のアルキルジフェニルアミン酸化防止剤を含有する分
散媒であるトリメリット酸エステルが加えられた。溶剤
は蒸発され、飽和磁化は、充分な量のトリメリット酸エ
ステルと酸化防止剤の混合物を加えることにより、約2
50Gに調整された。
The fluid which had risen up was then siphoned off and heated to remove some of the solvent heptane, reducing its volume to about 150 cc.
The fluid was then cooled to room temperature. The fluid is
Collected using about 350 cc of acetone by stirring and placing on a large Alnico V magnet. The supernatant was decanted and the remaining fluid was then finally flocculated and washed twice with 50 cc of acetone. Then it was washed three times with about 300 cc of a 70:30 mixture of acetone and water. And this is about 150
It was dried twice with cc of acetone to sufficiently remove the liquid. The remaining magnetite was dispersed in about 450 cc of heptane, and the remaining water and acetone were evaporated. The fluid is then filtered through Whatman # 4 filter paper,
% Trimellitic acid ester, which is a dispersion medium containing alkyldiphenylamine antioxidant, was added. The solvent is evaporated and the saturation magnetization is reduced to about 2 by adding a sufficient amount of a mixture of trimellitate and antioxidant.
It was adjusted to 50G.

【0071】約0.5gの試料が(直径約1cm×高さ
0.5cmの)小さいガラス皿に測り取られた。その皿
は、厚いアルミ板にあけられた穴に置かれ、約160℃
のゲル化時間が得られた。
About 0.5 g of sample was measured on a small glass dish (about 1 cm in diameter × 0.5 cm in height). The dish is placed in a hole drilled in a thick aluminum plate,
Was obtained.

【0072】(実施例8)52gの硫酸第一鉄7水和物
が水で約200ccに希釈され、溶解するまで攪拌され
た。この溶液に、85ccの42ボーメの塩化鉄が加え
られ、混合物が均一になるまで攪拌された。約70cc
の水に約125ccの約26%の水酸化アンモニウムを
入れたものが、この混合溶液に加えられ、均一になるま
で攪拌された。混合物は、60〜70℃になった。約4
50ccのヘプタンに約50ccのイソステアリン酸ジ
−12−ハイドロキシステアリン酸を溶解したものを約
70℃に加熱し、攪拌している温かいマグネタイト混合
物に加えた。そして、この混合物は、約5分間攪拌され
た。これに約350ccのアセトンが加えられ、約5分
間攪拌された。それから、混合物は、約1時間、分離さ
せるためにおかれた。
Example 8 52 g of ferrous sulfate heptahydrate was diluted to about 200 cc with water and stirred until dissolved. To this solution was added 85 cc of 42 Baume iron chloride and stirred until the mixture was homogeneous. About 70cc
Of water and about 125 cc of about 26% ammonium hydroxide was added to the mixed solution and stirred until uniform. The mixture became 60-70 ° C. About 4
A solution of about 50 cc of di-12-hydroxystearic acid in 50 cc of heptane was heated to about 70 ° C. and added to the stirring, warm magnetite mixture. The mixture was then stirred for about 5 minutes. About 350 cc of acetone was added thereto and stirred for about 5 minutes. The mixture was then left to separate for about 1 hour.

【0073】上部に上がった流体は、それからサイホン
方式で取り出され、溶剤のヘプタンをいくらか除去する
ため加熱され、その容量は、約150ccに減少した。
この混合物は、それから室温に冷却された。その流体
は、約350ccのアセトンを用い、攪拌と大きなアル
ニコV磁石の上に置くことにより、集められた。上澄み
液は、静かに注ぎ出され、残りのマグネタイトは約15
0ccのヘプタンに再度懸濁された。この凝集工程は、
4回繰り返された。流体は、それから最終的に凝集さ
れ、50ccのアセトン2回で洗われた。それから、そ
れは、70:30のアセトンと水の混合物、約300c
cで3回洗われた。そして、そのマグネタイトは約60
0ccの冷水に入れられ、激しく攪拌された。26%の
水酸化アンモニウムでpHが9〜11に調整され、それ
に続いて約6gの酢酸が添加され、約30分間攪拌され
た。
The fluid which had risen up was then siphoned off and heated to remove some of the solvent heptane, reducing its volume to about 150 cc.
The mixture was then cooled to room temperature. The fluid was collected using about 350 cc of acetone by stirring and placing on a large Alnico V magnet. The supernatant was poured out gently and the remaining magnetite was approximately 15
Resuspended again in 0 cc of heptane. This aggregation step is
Repeated four times. The fluid was then finally coalesced and washed with two 50 cc portions of acetone. Then it is a mixture of 70:30 acetone and water, about 300 c
Washed 3 times with c. And the magnetite is about 60
Placed in 0 cc of cold water and stirred vigorously. The pH was adjusted to 9-11 with 26% ammonium hydroxide, followed by addition of about 6 g of acetic acid and stirring for about 30 minutes.

【0074】マグネタイトはアルニコV磁石上で集めら
れ、充分に液体分が除去された。それから、約300c
cのアセトンで2回、70:30のアセトンと水の混合
物、約300ccで3回洗われ、最後に、約300cc
のアセトンで2回乾かされ、充分に液体分が除去され
た。残ったマグネタイトは、約450ccのヘプタンに
分散され、残留した水とアセトンは蒸発された。その流
体は、それからワットマン#4のろ紙でろ過された。6
%のアルキルジフェニルアミン酸化防止剤を含有する分
散媒であるトリメリット酸エステルが加えられた。溶剤
は蒸発され、飽和磁化は、充分な量のトリメリット酸エ
ステルと酸化防止剤の混合物を加えることにより、約2
50Gに調整された。
The magnetite was collected on an Alnico V magnet, and the liquid content was sufficiently removed. Then, about 300c
c. twice with acetone, 70:30 mixture of acetone and water, three times with about 300 cc and finally about 300 cc
And dried twice with acetone to sufficiently remove the liquid. The remaining magnetite was dispersed in about 450 cc of heptane, and the remaining water and acetone were evaporated. The fluid was then filtered through Whatman # 4 filter paper. 6
% Trimellitic acid ester, which is a dispersion medium containing alkyldiphenylamine antioxidant, was added. The solvent is evaporated and the saturation magnetization is reduced to about 2 by adding a sufficient amount of a mixture of trimellitate and antioxidant.
It was adjusted to 50G.

【0075】約0.5gの試料が(直径約1cm×高さ
0.5cmの)小さいガラス皿に測り取られた。その皿
は、厚いアルミ板にあけられた穴に置かれ、約160℃
のゲル化時間が得られた。
About 0.5 g of sample was measured in a small glass dish (about 1 cm in diameter × 0.5 cm in height). The dish is placed in a hole drilled in a thick aluminum plate,
Was obtained.

【0076】(実施例9)この実施例は、酢酸の代わり
に約13.5gのトリプロピルアミンが添加されたこと
を除き、実施例8と同じ工程に従った。
Example 9 This example followed the same procedure as Example 8 except that about 13.5 g of tripropylamine was added instead of acetic acid.

【0077】(実施例10)この実施例は、酢酸の代わ
りに約15.0gの安息香酸が添加されたことを除き、
実施例8と同じ工程に従った。安息香酸の化学式は以下
の通りである。
Example 10 This example was followed except that about 15.0 g of benzoic acid was added instead of acetic acid.
The same steps as in Example 8 were followed. The chemical formula of benzoic acid is as follows.

【0078】[0078]

【化4】 Embedded image

【0079】(実施例11)200gの硫酸第一鉄7水
和物が水に溶解され、水を加えることにより、溶液の全
量が840ccになるように調整された。370ccの
42ボーメの塩化鉄が、上記硫酸第一鉄溶液に溶解され
た。530ccの26%アンモニア水を300ccの水
と混合することにより、アンモニア水が作製され、この
アンモニア水は、注意深く鉄混合溶液に加えられ、約3
分間混合された。鉄混合溶液は、アンモニア水をそれに
加える前に、予め60℃に温められた。2000ccの
マグネタイト磁性粒子の懸濁液が沈殿した。
Example 11 200 g of ferrous sulfate heptahydrate was dissolved in water, and water was added to adjust the total amount of the solution to 840 cc. 370 cc of 42 Baume iron chloride was dissolved in the ferrous sulfate solution. Ammonia water is made by mixing 530 cc of 26% ammonia water with 300 cc of water, and this ammonia water is carefully added to the iron mixed solution to provide about 3
Mix for minutes. The iron mixed solution was pre-warmed to 60 ° C. before adding aqueous ammonia to it. A suspension of 2000 cc of magnetite magnetic particles precipitated.

【0080】上記の量の磁性粒子は、46ccの26%
アンモニア水と混合された。37gのオレイン酸溶液
が、500ccのヘプタンに溶解され、磁性粒子に加え
られ、3分間攪拌された。磁性粒子懸濁液全体が、10
時間静置された。
The above amount of magnetic particles accounts for 26% of 46 cc.
It was mixed with aqueous ammonia. 37 g of oleic acid solution was dissolved in 500 cc of heptane, added to the magnetic particles and stirred for 3 minutes. The whole magnetic particle suspension is 10
Let stand for hours.

【0081】オレイン酸で覆われた粒子は、ヘプタン中
に解膠し、ヘプタンを分散媒とした磁性粒子が、100
℃に加熱され、250Gに調整された。
The particles covered with oleic acid are peptized in heptane, and the magnetic particles using heptane as a dispersion medium become 100%.
C. and adjusted to 250G.

【0082】60ccのアセトンが40ccのもととな
る流体に加えられ、覆われた磁性粒子は凝集し、上澄み
液は除去された。粒子は、60ccのアセトンで3回洗
浄された。
60 cc of acetone was added to the 40 cc base fluid, the covered magnetic particles aggregated, and the supernatant was removed. The particles were washed three times with 60 cc of acetone.

【0083】洗浄された粒子は、40ccのヘプタンに
解膠し、100℃に加熱され、40ccのEmery3
004油が加えられた。ヘプタンは蒸発され、粒子はそ
の油に懸濁した。
The washed particles were peptized into 40 cc of heptane, heated to 100 ° C., and 40 cc of Emery 3
004 oil was added. The heptane was evaporated and the particles were suspended in the oil.

【0084】(実施例12)200gの硫酸第一鉄7水
和物が水に溶解され、水を加えることにより、溶液の全
量が840ccになるように調整された。370ccの
42ボーメの塩化鉄が、上記硫酸第一鉄溶液に溶解され
た。530ccの26%アンモニア水を300ccの水
と混合することにより、アンモニア水が作製され、この
アンモニア水は、注意深く鉄混合溶液に加えられ、約3
分間混合された。鉄混合溶液は、アンモニア水をそれに
加える前に、予め60℃に温められた。2000ccの
マグネタイト磁性粒子の懸濁液が沈殿した。
Example 12 200 g of ferrous sulfate heptahydrate was dissolved in water, and water was added to adjust the total amount of the solution to 840 cc. 370 cc of 42 Baume iron chloride was dissolved in the ferrous sulfate solution. Ammonia water is made by mixing 530 cc of 26% ammonia water with 300 cc of water, and this ammonia water is carefully added to the iron mixed solution to provide about 3
Mix for minutes. The iron mixed solution was pre-warmed to 60 ° C. before adding aqueous ammonia to it. A suspension of 2000 cc of magnetite magnetic particles precipitated.

【0085】上記の量の磁性粒子は、46ccの26%
アンモニア水と混合された。37gのオレイン酸溶液
が、500ccのヘプタンに溶解され、磁性粒子に加え
られ、3分間攪拌された。磁性粒子懸濁液全体が、10
時間静置された。
The above amount of magnetic particles accounts for 26% of 46 cc.
It was mixed with aqueous ammonia. 37 g of oleic acid solution was dissolved in 500 cc of heptane, added to the magnetic particles and stirred for 3 minutes. The whole magnetic particle suspension is 10
Let stand for hours.

【0086】オレイン酸で覆われた粒子は、ヘプタン中
に解膠し、ヘプタンを分散媒とした磁性粒子が、100
℃に加熱され、250Gに調整された。
The particles covered with oleic acid are peptized in heptane, and the magnetic particles using heptane as a dispersion medium become 100 particles.
C. and adjusted to 250G.

【0087】それから、Emery3004油を混合す
る前に、50ccのヘプタンに13.5gのチタニウム
トリイソステアロイルイソプロポキサイドを溶かした溶
液がヘプタンを分散媒した流体に添加された。チタニウ
ムトリイソステアロイルイソプロポキサイドの化学式は
以下の通りである。
Then, before mixing the Emery 3004 oil, a solution of 13.5 g of titanium triisostearoyl isopropoxide in 50 cc of heptane was added to the heptane dispersion fluid. The chemical formula of titanium triisostearoyl isopropoxide is as follows.

【0088】[0088]

【化5】 Embedded image

【0089】60ccのアセトンが40ccのもととな
る流体に加えられ、覆われた磁性粒子は凝集し、上澄み
液は除去された。粒子は、60ccのアセトンで3回洗
浄された。
60 cc of acetone was added to 40 cc of the base fluid, the covered magnetic particles aggregated, and the supernatant was removed. The particles were washed three times with 60 cc of acetone.

【0090】洗浄された粒子は、40ccのヘプタンに
解膠し、100℃に加熱され、40ccのEmery3
004油が加えられた。ヘプタンは蒸発され、粒子はそ
の油に懸濁した。
The washed particles are peptized into 40 cc of heptane, heated to 100 ° C., and 40 cc of Emery 3
004 oil was added. The heptane was evaporated and the particles were suspended in the oil.

【0091】(実施例13)この実施例は、Emery
3004油をヘプタンを分散媒とした流体と混合する前
に、チタニウムトリイソステアロイルイソプロポキサイ
ドの代わりに、3.8gのメタクリロキシプロピルトリ
メトキシシランを50ccのヘプタンに溶解させた溶液
がヘプタンを分散媒とした流体に添加されたことを除
き、実施例12に従った。メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシランの化学式は以下の通りである。
(Embodiment 13) This embodiment is an embodiment of the present invention.
Before mixing the 3004 oil with the heptane-dispersed fluid, instead of titanium triisostearoyl isopropoxide, a solution of 3.8 g of methacryloxypropyltrimethoxysilane in 50 cc of heptane disperses the heptane. Example 12 was followed except that it was added to the medium fluid. The chemical formula of methacryloxypropyltrimethoxysilane is as follows.

【0092】[0092]

【化6】 Embedded image

【0093】(試験データ)熱安定性試験は、内径13
mm、外径15mm、高さ10mmのガラス皿に、すべ
ての試料がそれぞれ入れられることからなる。ガラス皿
中の磁性流体の厚みは、約2mmであった。そのガラス
皿は、(250mm×250mm×10mmの)アルミ
板の上に置かれた。アルミ板は、それから、温度制御さ
れたオーブンに置かれた。試験は、180℃で行われ、
結果は、以下に示されている。
(Test Data) The thermal stability test was performed for an inner diameter of 13
mm, an outer diameter of 15 mm, and a height of 10 mm. The thickness of the magnetic fluid in the glass dish was about 2 mm. The glass dish was placed on an aluminum plate (250 mm × 250 mm × 10 mm). The aluminum plate was then placed in a temperature controlled oven. The test is performed at 180 ° C.
The results are shown below.

【0094】ゲル時間のデータは、表3、表4、および
表5に示されている。
The gel time data is shown in Tables 3, 4 and 5.

【0095】[0095]

【表3】 [Table 3]

【0096】[0096]

【表4】 [Table 4]

【0097】[0097]

【表5】 [Table 5]

【0098】概要として、本発明は、体積で0.1〜4
0部の磁性粒子、0.1〜約30部の少なくともひとつ
の界面活性剤、10〜約99部の有機分散媒、そして、
上記組成の化学的酸化安定性を改善するため、0.01
〜約25部の少なくともひとつの表面改質剤または添加
剤からなる化学的に安定な磁性流体組成に関する。ここ
に規定しているのは、磁性粒子、界面活性剤、有機分散
媒、表面処理剤の体積の相互比率であり、これらの外に
他の第3成分を添加することもある。
As an overview, the present invention relates to a method comprising:
0 parts magnetic particles, 0.1 to about 30 parts of at least one surfactant, 10 to about 99 parts of an organic dispersion medium, and
In order to improve the chemical oxidation stability of the above composition, 0.01
From about 25 parts of at least one surface modifier or additive. What is specified here is the mutual ratio of the volumes of the magnetic particles, the surfactant, the organic dispersion medium, and the surface treatment agent, and other third components may be added in addition to these.

【0099】界面活性剤は、陽イオン界面活性剤、陰イ
オン界面活性剤、そして非イオン界面活性剤からなる界
面活性剤類から選択され、少なくとも150の分子量を
もち、分散媒は、その界面活性剤と両立性のある有機分
子である。
The surfactant is selected from surfactants consisting of a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant, has a molecular weight of at least 150, and the dispersion medium has a surfactant. Organic molecules that are compatible with the agent.

【0100】この発明は、また、多くの磁性粒子、少な
くとも1種類の界面活性剤、有機分散媒、そして述べら
れた組成の化学的酸化を改善するための添加剤として表
面処理剤からなる改善された化学的に安定な磁性流体を
作製するための製法を含み、その製法は、次のステップ
から成る。
The present invention also provides an improved composition comprising a number of magnetic particles, at least one surfactant, an organic dispersion medium, and a surface treatment as an additive to improve the chemical oxidation of the described composition. And a method for producing a chemically stable magnetic fluid, the method comprising the following steps.

【0101】少なくとも1種類の陽イオン、陰イオンま
たは非イオン界面活性剤を含む溶媒ベース磁性流体を作
製する。ここでその界面活性剤は、両立性のある溶剤中
に粒子を分散するために、その液体中の磁性粒子の表面
に結合されている。
A solvent-based ferrofluid containing at least one cationic, anionic or nonionic surfactant is prepared. Here, the surfactant is bound to the surface of the magnetic particles in the liquid to disperse the particles in a compatible solvent.

【0102】界面活性剤により、事前に覆われていない
磁性粒子の露出した表面を部分を覆うために低分子量の
表面改質剤または添加剤を加える。添加剤としては、酸
ベース添加剤、アミンベース添加剤、シランベース改質
剤、そしてチタンカップリング剤がある。上記酸ベース
添加剤としては酢酸、または安息香酸がある。上記アミ
ンベース添加剤としてはアラントイン、またはトリプロ
ピルアミンがある。上記シランベース表面処理剤として
はメタクリロキシプロピルトリメトキシシランが、また
上記チタニウムカップリング剤としはチタニウムトリイ
ソステアロイルイソプロポキサイドがある。また上記表
面処理剤は次の化学式で表わされる。R1 n SiR2
4-nここで、R1 の部分は、1〜3個の炭素原子のアル
コキシから成るグループから選ばれる加水分解できる基
を意味し、R2 は1〜10個の炭素原子を持つアルキル
基を意味し、そしてnは、たいてい、1、2、または3
である。そして、高分子量の有機分散媒を添加し、分散
溶媒を蒸発し、分散媒中に磁性粒子を分散させるため
に、混合物の温度を上げることにより、分散溶媒を蒸発
する。
The surfactant adds a low molecular weight surface modifier or additive to cover the exposed surface of the previously uncovered magnetic particles. Additives include acid based additives, amine based additives, silane based modifiers, and titanium coupling agents. The acid-based additive includes acetic acid or benzoic acid. The amine-based additive includes allantoin or tripropylamine. The silane-based surface treatment agent includes methacryloxypropyltrimethoxysilane, and the titanium coupling agent includes titanium triisostearoylisopropoxide. The surface treating agent is represented by the following chemical formula. R 1 n SiR 2
4-n wherein R 1 represents a hydrolyzable group selected from the group consisting of alkoxy having 1 to 3 carbon atoms, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Means and n is usually 1, 2, or 3
It is. Then, a high molecular weight organic dispersion medium is added, the dispersion solvent is evaporated, and the dispersion solvent is evaporated by raising the temperature of the mixture in order to disperse the magnetic particles in the dispersion medium.

【0103】[0103]

【発明の効果】この発明の磁性流体組成及びその製法に
よれば、磁性粒子において界面活性剤によっては覆われ
ない部分を表面改質剤によって覆うようにしているの
で、異なった環境条件の下で、より良い磁性流体の化学
的安定性を確かなものにすることができる。
According to the magnetic fluid composition and the method of manufacturing the same of the present invention, portions of the magnetic particles that are not covered by the surfactant are covered by the surface modifier, so that the magnetic particles can be obtained under different environmental conditions. Thus, better chemical stability of the magnetic fluid can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】長い尾を持った界面活性剤の吸着した磁性粒子
を示す略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a magnetic particle on which a surfactant having a long tail is adsorbed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 史郎 千葉県旭市西足洗906−17 (72)発明者 ケイシー ウイリー ヘックマン アメリカ合衆国 03858 ニューハンプシ ャ州 ニュートン クエイカーストリート 9 (72)発明者 廣田 泰丈 兵庫県加古郡稲美町六分一 1209−4 Fターム(参考) 5E041 AB12 BD07 HB14 NN06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shiro Tsuda 906-17 Nishiashirai, Asahi City, Chiba Prefecture (72) Inventor Casey Willie Heckman United States 03858 Newton Quaker Street, New Hampshire 9 (72) Inventor Yasuhiro Hirota Hyogo 1209-4 Rokuichi, Inami-cho, Kako-gun F term (reference) 5E041 AB12 BD07 HB14 NN06

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 体積で0.1〜40部の磁性粒子、0.
1〜約30部の少なくともひとつの界面活性剤、10〜
約99部の有機分散媒、そして、上記組成の化学的酸化
安定性を改善するため、0.01〜約25部の少なくと
もひとつの表面改質剤または添加剤からなる化学的に安
定な磁性流体組成。
1. A magnetic particle having a volume of 0.1 to 40 parts,
1 to about 30 parts of at least one surfactant,
A chemically stable magnetic fluid comprising about 99 parts of an organic dispersion medium and 0.01 to about 25 parts of at least one surface modifier or additive to improve the chemical oxidative stability of the composition. composition.
【請求項2】 請求項1の磁性流体組成において、上記
添加剤は、酸ベース添加剤およびアミンベース添加剤の
ひとつからなり、上記表面改質剤は、シランベース表面
処理剤およびチタニウムカップリング剤のひとつからな
ることを特徴とする磁性流体組成。
2. The magnetic fluid composition of claim 1, wherein the additive comprises one of an acid-based additive and an amine-based additive, and the surface modifier is a silane-based surface treatment agent and a titanium coupling agent. A magnetic fluid composition comprising one of the following.
【請求項3】 請求項2の磁性流体組成において、上記
酸ベース添加剤が用いられ、上記酸ベース添加剤は酢酸
であることを特徴とする磁性流体組成。
3. The magnetic fluid composition of claim 2, wherein said acid-based additive is used, and said acid-based additive is acetic acid.
【請求項4】 請求項2の磁性流体組成において、上記
酸ベース添加剤が用いられ、上記酸ベース添加剤は安息
香酸であることを特徴とする磁性流体組成。
4. The ferrofluid composition of claim 2 wherein said acid-based additive is used and said acid-based additive is benzoic acid.
【請求項5】 請求項2の磁性流体組成において、上記
アミンベース添加剤が用いられ、上記アミンベース添加
剤はアラントインであることを特徴とする磁性流体組
成。
5. The magnetic fluid composition according to claim 2, wherein the amine-based additive is used, and the amine-based additive is allantoin.
【請求項6】 請求項2の磁性流体組成において、上記
アミンベース添加剤が用いられ、上記アミンベース添加
剤はトリプロピルアミンであることを特徴とする磁性流
体組成。
6. The magnetic fluid composition according to claim 2, wherein said amine-based additive is used, and said amine-based additive is tripropylamine.
【請求項7】 請求項2の磁性流体組成において、上記
シランベース表面処理剤が用いられ、上記シランベース
表面処理剤はメタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ンであることを特徴とする磁性流体組成。
7. The magnetic fluid composition according to claim 2, wherein the silane-based surface treatment agent is used, and the silane-based surface treatment agent is methacryloxypropyltrimethoxysilane.
【請求項8】 請求項2の磁性流体組成において、上記
チタニウムカップリング剤が用いられ、上記チタニウム
カップリング剤はチタニウムトリイソステアロイルイソ
プロポキサイドであることを特徴とする磁性流体組成。
8. The magnetic fluid composition according to claim 2, wherein the titanium coupling agent is used, and the titanium coupling agent is titanium triisostearoyl isopropoxide.
【請求項9】 請求項2の磁性流体組成において、上記
表面改質剤は、次の化学式で表され、体積で30%部ま
での濃度であることを特徴とする磁性流体組成。 R1 n SiR2 4-n ここで、R1 の部分は、1〜3個の炭素原子のアルコキ
シから成るグループから選ばれる加水分解できる基を意
味し、R2 は1〜10個の炭素原子を持つアルキル基を
意味し、nは、たいていは1、2、または3である。
9. The magnetic fluid composition according to claim 2, wherein the surface modifier is represented by the following chemical formula and has a concentration of up to 30% by volume. R 1 n SiR 2 4-n wherein R 1 represents a hydrolyzable group selected from the group consisting of alkoxy of 1 to 3 carbon atoms, and R 2 represents 1 to 10 carbon atoms. And n is usually 1, 2, or 3.
【請求項10】 請求項1の磁性流体組成において、上
記磁性粒子は、約30から約150オングストロームの
粒径のフェライト粒子であることを特徴とする磁性流体
組成。
10. The ferrofluid composition of claim 1, wherein said magnetic particles are ferrite particles having a particle size of about 30 to about 150 angstroms.
【請求項11】 請求項1の磁性流体組成において、上
記界面活性剤は、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活
性剤及び非イオン界面活性剤から成る界面活性剤の分類
から選ばれることを特徴とする磁性流体組成。
11. The magnetic fluid composition according to claim 1, wherein the surfactant is selected from the group consisting of a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant. The magnetic fluid composition to be used.
【請求項12】 請求項1の磁性流体組成において、上
記界面活性剤は、少なくとも150の分子量を有するこ
とを特徴とする磁性流体組成。
12. The ferrofluid composition of claim 1, wherein the surfactant has a molecular weight of at least 150.
【請求項13】 請求項1の磁性流体組成において、上
記分散媒は、界面活性剤と両立する有機分子であり、上
記組成の体積で10から95%の間の濃度から成ること
を特徴とする磁性流体組成。
13. The magnetic fluid composition of claim 1, wherein the dispersion medium is a surfactant compatible organic molecule and has a concentration between 10 and 95% by volume of the composition. Magnetic fluid composition.
【請求項14】 多数の磁性粒子、少なくともひとつの
界面活性剤、有機分散媒、上記組成の化学的酸化を改善
するための表面処理剤または添加剤から成る改善された
化学的安定性を有する磁性流体を作製する工程で、その
工程は、次のステップから成る:両立性のある溶媒中に
磁性粒子を分散するため、流体の磁性粒子表面に結合す
るのに用いられる少なくとも一つの陽イオン、陰イオン
または非イオン界面活性剤を含む溶媒ベース磁性流体を
作製し、 界面活性剤により予め覆われなかった磁性粒子の表面層
の露出した部分を覆うために、低分子量の表面改質剤ま
たは添加剤を加えるが、ここで上記表面改質剤または添
加剤は、酸ベース添加剤、アミンベース添加剤、シラン
ベース添加剤、およびチタニウムカップリング剤のひと
つからなり、 高分子量の有機分散媒を添加し、 分散溶剤を蒸発し、分散媒中に磁性粒子を分散させるた
め、混合物の温度を上げる。
14. A magnetic material with improved chemical stability comprising a number of magnetic particles, at least one surfactant, an organic dispersion medium, a surface treatment or an additive to improve the chemical oxidation of the composition. In the process of making a fluid, the process comprises the following steps: at least one cation, anion, used to bind the magnetic particles surface of the fluid to disperse the magnetic particles in a compatible solvent. Producing a solvent-based ferrofluid containing an ionic or non-ionic surfactant, a low molecular weight surface modifier or additive to cover the exposed portions of the surface layer of the magnetic particles that were not previously covered by the surfactant Wherein the surface modifier or additive comprises one of an acid-based additive, an amine-based additive, a silane-based additive, and a titanium coupling agent. It was added and the organic solvent of high molecular weight, the dispersion solvent was evaporated, to disperse the magnetic particles in a dispersion medium, raising the temperature of the mixture.
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