JP2011094212A - Method for producing solvent-dispersible particle - Google Patents

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秀造 徳光
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing solvent-dispersible particles, which can effectively produce the solvent-dispersible particles that have high dispersibility in a solvent having high polarity such as water in spite of showing ferromagnetism. <P>SOLUTION: This production method includes: the first step of forming a shell (temporary coating film) 72 which covers the surface of a multicomponent alloy particle 71 to obtain a core-shell particle (coated particle) 7; the second step of heat-treating the core-shell particle 7 to regulate the arrangement of atoms in the multicomponent alloy particle 71 and make the particle develop the ferromagnetism; and the third step of simultaneously removing the shell 72 of the core-shell particle 7 and making a surface modifier (m) bond to the surface of the multicomponent alloy particle 71 in the same liquid phase (in treatment liquid 6) to obtain the solvent-dispersible particle 1. The multicomponent alloy particle 71 includes, for instance, an FePt particle. If the surface modifier (m) has a functional group having an affinity for a polar solvent, the solvent-dispersible particle 1 can disperse in the polar solvent without causing agglomeration, in spite of showing the ferromagnetism. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶媒分散性粒子の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、水など極性溶媒への分散性に優れ、生化学や医療分野への応用が期待される強磁性規則合金ナノ結晶粒子の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing solvent-dispersible particles. More specifically, the present invention relates to a method for producing ferromagnetic ordered alloy nanocrystal particles that are excellent in dispersibility in polar solvents such as water and are expected to be applied to biochemistry and medical fields.

FePtなどの合金粒子では、その原子配列が不規則な相と規則的な相とを有するが、規則構造を有する場合には比較的大きな磁気異方性を示し、粒子径が10nm以下のサイズになっても、その磁気特性が失われないことから、その性質を利用して高密度磁気記録媒体への応用が考えられている(以下、このような特性の粒子を「規則合金ナノ粒子」という。)。   In alloy particles such as FePt, the atomic arrangement has an irregular phase and a regular phase. However, when it has an ordered structure, it exhibits a relatively large magnetic anisotropy and has a particle size of 10 nm or less. However, since its magnetic properties are not lost, it is considered to be applied to high-density magnetic recording media using the properties (hereinafter, particles having such properties are referred to as “ordered alloy nanoparticles”). .)

一方、このような合金粒子の磁気的特性を、近年、生化学、医療、診断薬(磁気ビーズ)等の分野に応用することが期待されている。これらの分野へ応用するためには、規則合金ナノ粒子が、極性溶媒、特に水に均一に分散し得ることが必要とされる。この要件が満たされることによって、規則合金ナノ粒子およびその分散液は、生体適合性を有するものとなる。   On the other hand, it is expected that such magnetic properties of alloy particles are applied to fields such as biochemistry, medical care, and diagnostic agents (magnetic beads) in recent years. In order to apply to these fields, it is required that the ordered alloy nanoparticles can be uniformly dispersed in a polar solvent, particularly water. When this requirement is satisfied, the ordered alloy nanoparticles and the dispersion liquid thereof are biocompatible.

FePtなどの合金ナノ結晶粒子を液相合成法で作製する場合、粒子の原子配列は、通常、不規則構造(fcc相)を有し、粒子の磁気異方性は比較的小さい(超常磁性)が、これに熱処理を施すことで、FeとPtとを交互に積層させた規則構造(fct相)に転移する。その結果、規則合金ナノ粒子には、大きな磁気異方性(強磁性)が発現する。   When producing alloy nanocrystal particles such as FePt by a liquid phase synthesis method, the atomic arrangement of the particles usually has an irregular structure (fcc phase), and the magnetic anisotropy of the particles is relatively small (superparamagnetism). However, when this is subjected to heat treatment, it transitions to an ordered structure (fct phase) in which Fe and Pt are alternately laminated. As a result, the ordered alloy nanoparticles exhibit large magnetic anisotropy (ferromagnetism).

通常、この熱処理には500℃以上の温度を必要とするため、粒子同士の融合が起きてしまい、粒子サイズが増大するという問題点がある。この問題の解決策の1つとして、SiOのような金属酸化物で粒子を被覆して熱処理を行う方法が知られている。この方法では、500℃以上の熱処理を行っても粒子同士の融合を抑制しつつ、粒子を規則構造へ転移することができる。しかしながら、被覆層同士の融合が起きてしまうため、粒子を溶媒へ分散させるためには被覆層を除去しなければならない。被覆層が除去された粒子は、強い自発磁化を有しているため、磁気的な凝集が起きる。超音波を用いてもこの凝集を解消することは難しいため、不規則構造の粒子と同様の方法で溶媒に均一分散させることは非常に困難である。 Usually, this heat treatment requires a temperature of 500 ° C. or higher, so that there is a problem that the particles are fused and the particle size is increased. As one of solutions to this problem, a method is known in which particles are covered with a metal oxide such as SiO 2 and heat treatment is performed. In this method, even if heat treatment at 500 ° C. or higher is performed, the particles can be transferred to a regular structure while suppressing the fusion of the particles. However, since the fusion of the coating layers occurs, the coating layer must be removed in order to disperse the particles in the solvent. Since the particles from which the coating layer has been removed have strong spontaneous magnetization, magnetic aggregation occurs. Even if ultrasonic waves are used, it is difficult to eliminate this aggregation. Therefore, it is very difficult to uniformly disperse the particles in a solvent in the same manner as for irregularly-structured particles.

かかる課題に対し、特許文献1では、熱処理後のコアシェル粒子の被覆層を水酸化ナトリウム水溶液中で溶解しつつ、粒子表面に陽イオン性界面活性剤を結合させる方法により、粒子の凝集を防ぐことが提案されている。この方法は、アルカリ溶液(水酸化ナトリウム水溶液)相と有機溶媒(クロロホルム)相の2つの相に分離した系において行われ、アルカリ溶液相において金属酸化物の被覆層を溶解した後、次いで有機溶媒相において、被覆層が剥離した裸の粒子表面に陽イオン性界面活性剤を結合させる方法である。これにより、有機溶媒相は、表面に陽イオン性界面活性剤が結合した規則合金ナノ粒子を含むものとなる。   In order to deal with this problem, Patent Document 1 prevents aggregation of particles by a method of binding a cationic surfactant to the particle surface while dissolving the coating layer of the core-shell particles after heat treatment in an aqueous sodium hydroxide solution. Has been proposed. This method is performed in a system separated into two phases of an alkaline solution (aqueous sodium hydroxide) phase and an organic solvent (chloroform) phase. After dissolving the metal oxide coating layer in the alkaline solution phase, the organic solvent is then added. In this phase, a cationic surfactant is bonded to the surface of the bare particle from which the coating layer has been peeled off. As a result, the organic solvent phase includes ordered alloy nanoparticles having a cationic surfactant bonded to the surface.

WO2006/070572号公報WO2006 / 070572

しかしながら、上記方法で得られた規則合金ナノ粒子は、陽イオン性界面活性剤の疎水性基が溶媒側を向いて配向した構造であるため、アルカリ溶液と分離する無極性あるいは極性の極めて低い有機溶媒に対して分散性を有するものの、水など極性の高い溶媒に対する分散性を有しない。   However, the ordered alloy nanoparticles obtained by the above method have a structure in which the hydrophobic group of the cationic surfactant is oriented toward the solvent side. Although it has dispersibility with respect to a solvent, it does not have dispersibility with respect to a highly polar solvent such as water.

また、上記方法では、被覆層の溶解と陽イオン性界面活性剤の結合がそれぞれ異なる相で行われるが、アルカリ溶液相において被覆層が剥離されると、裸の粒子(表面に界面活性剤等の修飾子が付着していない規則合金ナノ粒子)同士はより接近し易くなるため、より強い磁気的引力が生じ、有機溶媒相に移動する前に直ちに凝集してしまう。   In the above method, the dissolution of the coating layer and the binding of the cationic surfactant are performed in different phases, but when the coating layer is peeled off in the alkaline solution phase, bare particles (such as a surfactant on the surface) The ordered alloy nanoparticles to which the qualifier is not attached are more likely to be close to each other, so that a stronger magnetic attractive force is generated and immediately aggregates before moving to the organic solvent phase.

本発明の目的は、強磁性を示すにもかかわらず、水など極性の高い溶媒に対して高い分散性を有する溶媒分散性粒子を効率よく製造可能な溶媒分散性粒子の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing solvent-dispersible particles capable of efficiently producing solvent-dispersible particles having high dispersibility in a highly polar solvent such as water, despite exhibiting ferromagnetism. It is in.

このような目的は、下記(1)〜(12)の本発明により達成される。
(1) 2種以上の金属成分で構成された多成分合金粒子に表面修飾子を結合させてなる溶媒分散性粒子を製造する方法であって、
前記多成分合金粒子を覆うように仮被膜を形成し、被覆粒子を得る第1の工程と、
前記被覆粒子に熱処理を施すことにより、前記多成分合金粒子中の原子配列を規則化し、強磁性を発現させる第2の工程と、
液相において前記仮被膜を除去し、前記多成分合金粒子の表面を露出させるとともに、該表面に前記表面修飾子を結合させる第3の工程とを有し、
前記第3の工程において、前記仮被膜の除去と、前記表面修飾子の結合とを、同一液相内で同時に行うことを特徴とする溶媒分散性粒子の製造方法。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (12) below.
(1) A method for producing solvent-dispersible particles obtained by bonding a surface modifier to multi-component alloy particles composed of two or more metal components,
Forming a temporary coating so as to cover the multi-component alloy particles, and obtaining coated particles;
Applying a heat treatment to the coated particles to regularize the atomic arrangement in the multi-component alloy particles and to develop ferromagnetism;
Removing the temporary coating in the liquid phase, exposing the surface of the multi-component alloy particles, and bonding the surface modifier to the surface;
In the third step, the removal of the temporary coating and the bonding of the surface modifier are simultaneously performed in the same liquid phase.

これにより、強磁性を示すにもかかわらず、溶媒分散性粒子を簡便な方法で効率よく製造することができる。   Thereby, despite exhibiting ferromagnetism, the solvent-dispersible particles can be efficiently produced by a simple method.

(2) 前記液相は、前記表面修飾子を含み、前記仮被膜を溶解し得る処理液である上記(1)に記載の溶媒分散性粒子の製造方法。
これにより、仮被膜の除去と、表面修飾子の導入とを、容易に行うことができる。
(2) The said liquid phase is a manufacturing method of the solvent dispersible particle | grains as described in said (1) which is the process liquid which contains the said surface modifier and can melt | dissolve the said temporary film.
Thereby, removal of a temporary film and introduction of a surface modifier can be easily performed.

(3) 前記仮被膜は、酸化物で構成されている上記(1)または(2)のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (3) The said temporary film is a manufacturing method of the solvent dispersible particle | grains in any one of said (1) or (2) comprised by the oxide.

酸化物は、化学的安定性が高く、高温での熱処理においても変質・劣化したり、多成分合金粒子と反応し難いことから、仮被膜の構成材料として好適である。   An oxide is suitable as a constituent material for a temporary coating because it has high chemical stability, and is hardly altered or deteriorated even in heat treatment at a high temperature or hardly reacts with multi-component alloy particles.

(4) 前記酸化物は、Feよりイオン化傾向が大きい金属の酸化物である上記(3)に記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (4) The method for producing solvent-dispersible particles according to the above (3), wherein the oxide is a metal oxide having a higher ionization tendency than Fe.

これにより、仮被膜を酸溶液またはアルカリ溶液を用いて除去する際に、イオン化傾向の小さい多成分合金粒子を侵すことなく、仮被膜を確実に除去することができる。   Thereby, when removing a temporary film using an acid solution or an alkali solution, a temporary film can be reliably removed, without attacking the multicomponent alloy particle with a small ionization tendency.

(5) 前記酸化物は、SiOである上記(3)または(4)に記載の溶媒分散性粒子の製造方法。 (5) The method for producing solvent-dispersible particles according to (3) or (4), wherein the oxide is SiO 2 .

SiOは被覆方法が簡便であり、アルカリ溶液で溶解し得ることから、仮被膜として好適である。 Since SiO 2 has a simple coating method and can be dissolved in an alkaline solution, it is suitable as a temporary film.

(6) 前記仮被膜は、ハイドロキシアパタイトで構成されている上記(1)または(2)のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (6) The said temporary coating film is a manufacturing method of the solvent dispersible particle | grains in any one of said (1) or (2) comprised by the hydroxyapatite.

ハイドロキシアパタイトは、比較的弱い酸溶液でも溶解し得ることから、仮被膜を除去する際に、短時間で容易に作業を行うことができる。   Since hydroxyapatite can be dissolved even in a relatively weak acid solution, the work can be easily performed in a short time when the temporary coating is removed.

(7) 前記表面修飾子は、前記処理液に溶解するものである上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (7) The method for producing solvent-dispersible particles according to any one of (1) to (6), wherein the surface modifier is soluble in the treatment liquid.

これにより、表面修飾子の各分子が処理液中の隅々に均一に分散することとなるため、仮被膜を除去した後の裸の多成分合金粒子と、表面修飾子の分子との接触確率を格段に高めることができる。その結果、多成分合金粒子の凝集をより確実に防止することができる。   As a result, each molecule of the surface modifier is uniformly dispersed in every corner of the processing liquid, so that the contact probability between the bare multicomponent alloy particles after removing the temporary coating and the molecule of the surface modifier Can be significantly increased. As a result, aggregation of multi-component alloy particles can be prevented more reliably.

(8) 前記表面修飾子は、前記多成分合金粒子に対して、共有結合、イオン結合および配位結合のいずれかにより結合し得る官能基を有している上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (8) The said surface modifier has the functional group which can be couple | bonded with any of a covalent bond, an ionic bond, and a coordinate bond with respect to the said multi-component alloy particle of said (1) thru | or (7). The manufacturing method of the solvent dispersible particle in any one.

これらの結合は、界面活性剤等の吸着原理である静電的相互作用や、分子間力等の相互作用に比べて結合強度が高いため、多成分合金粒子と表面修飾子との結合状態を長期にわたって維持することができる。またこれらの結合は、静電的相互作用や分子間力(ファンデルワールス力)等に比べて短時間で結合が行われるため、多成分合金粒子が露出すると同時に、表面修飾子の結合が行われ、溶媒分散性粒子が確実に得られる。   These bonds have higher bond strength than electrostatic interactions, which are the adsorption principle of surfactants, and interactions such as intermolecular forces, so the bonding state between the multi-component alloy particles and the surface modifier Can be maintained for a long time. In addition, these bonds are bonded in a shorter time than electrostatic interaction or intermolecular force (van der Waals force), so that the multi-component alloy particles are exposed and the surface modifier is bonded at the same time. As a result, solvent-dispersible particles can be reliably obtained.

(9) 前記多成分合金粒子の平均粒径は、1〜30nmである上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (9) The method for producing solvent-dispersible particles according to any one of (1) to (8), wherein the multicomponent alloy particles have an average particle diameter of 1 to 30 nm.

多成分合金粒子の粒径が前記範囲内であれば、十分な磁気特性を確保しつつ、各多成分合金粒子の質量を十分に小さくするため、各種用途において、多成分合金粒子の優れた磁気特性が発揮されるとともに、分散液中において長期にわたる分散状態を維持することができる。   If the particle size of the multicomponent alloy particles is within the above range, the magnetic properties of the multicomponent alloy particles are excellent in various applications in order to sufficiently reduce the mass of each multicomponent alloy particle while ensuring sufficient magnetic properties. The properties are exhibited and the dispersion state can be maintained for a long time in the dispersion.

(10) 前記多成分合金粒子は、長周期型周期表の第4周期に属するCu以外の遷移金属元素から選択される少なくとも1種の元素群Aと、白金族および長周期型周期表の第11族に属する遷移金属元素から選択される少なくとも1種の元素群Bとを含む合金粒子である上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (10) The multi-component alloy particles include at least one element group A selected from transition metal elements other than Cu belonging to the fourth period of the long-period periodic table, the platinum group, and the elements of the long-period periodic table. The method for producing solvent-dispersible particles according to any one of the above (1) to (9), which is alloy particles containing at least one element group B selected from transition metal elements belonging to Group 11.

このような合金粒子は、その原子配列が規則構造をとることによって、粒径をnmオーダーまで小さくしても、強磁性を保持することができる。   Such an alloy particle can maintain ferromagnetism even when the particle size is reduced to the order of nm, because the atomic arrangement has a regular structure.

(11) 前記元素群Aは、FeまたはCoを含んでおり、前記元素群Bは、PtまたはPdを含んでいる上記(10)に記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (11) The method for producing solvent-dispersible particles according to (10), wherein the element group A includes Fe or Co, and the element group B includes Pt or Pd.

これらの元素群Aとこれらの元素群Bが交互に積層した規則構造をとった場合、磁化容易軸方向に強い磁気異方性を示すため、粒子径が10nm以下でも数kOeもの高い保磁力を有することができる。   When an ordered structure in which these element groups A and these element groups B are alternately stacked has a strong magnetic anisotropy in the direction of the easy axis of magnetization, the coercive force is as high as several kOe even when the particle diameter is 10 nm or less. Can have.

(12) 前記第2の工程後における前記多成分合金粒子の保磁力は、1kOe以上である上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   (12) The method for producing solvent-dispersible particles according to any one of (1) to (11), wherein the multi-component alloy particles after the second step have a coercive force of 1 kOe or more.

このような保磁力を有する多成分合金粒子は、溶媒分散性粒子の用途において、より優れた磁気特性を発揮するため、有用である。   Multi-component alloy particles having such a coercive force are useful because they exhibit better magnetic properties in the use of solvent-dispersible particles.

本発明によれば、多成分合金粒子に対して表面修飾子を効率よく導入することができるので、多成分合金粒子が強磁性を示すにもかかわらず、凝集することなく、水などの極性溶媒への分散性に優れた強磁性規則合金ナノ結晶粒子(溶媒分散性粒子)を製造可能な溶媒分散性粒子の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, the surface modifier can be efficiently introduced into the multi-component alloy particles, so that the multi-component alloy particles exhibit ferromagnetism, but do not aggregate and polar solvents such as water It is possible to provide a method for producing solvent-dispersible particles capable of producing ferromagnetic ordered alloy nanocrystal particles (solvent-dispersible particles) that are excellent in dispersibility.

本発明における多成分合金粒子と表面修飾子との結合状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the coupling | bonding state of the multicomponent alloy particle and surface modifier in this invention. 容器内に貯留された処理液に被覆粒子を接触させる様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that a coating particle is made to contact the process liquid stored in the container. 熱処理前の被覆粒子、熱処理後の被覆粒子および本発明により得られた溶媒分散性粒子のXRDパターンである。It is a XRD pattern of the coating particle before heat processing, the coating particle after heat processing, and the solvent dispersible particle | grains obtained by this invention. 熱処理後の被覆粒子および本発明により得られた溶媒分散性粒子のTEM観察像である。It is a TEM observation image of the coating particle after heat processing, and the solvent dispersible particle | grains obtained by this invention. 熱処理後の被覆粒子および本発明により得られた溶媒分散性粒子のH−M曲線である。It is the HM curve of the coating particle after heat processing, and the solvent dispersible particle | grains obtained by this invention.

以下、本発明の溶媒分散性粒子の製造方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the method for producing solvent-dispersible particles of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

本発明の溶媒分散性粒子の製造方法により得られる溶媒分散性粒子は、原子配列が規則構造を有する多成分合金粒子(2種以上の金属成分で構成された粒子)と、この粒子の表面を被覆する表面修飾子とを有するものである。   Solvent dispersible particles obtained by the method for producing solvent dispersible particles of the present invention include multi-component alloy particles (particles composed of two or more metal components) having an ordered atomic structure, and the surface of the particles. And a surface modifier to be coated.

このような溶媒分散性粒子は、多成分合金粒子が強磁性を示すにもかかわらず、その表面が表面修飾子で覆われているため、水などの極性溶媒に分散した場合でも粒子の凝集が防止される。このため、本発明により得られる溶媒分散性粒子は、極性溶媒に分散可能な強磁性粒子という特徴を利用して、生化学や医療分野への応用が可能になる。
以下、溶媒分散性粒子の構成について、順次説明する。
Such solvent-dispersible particles have multi-component alloy particles exhibiting ferromagnetism, but their surfaces are covered with a surface modifier, so that even when dispersed in a polar solvent such as water, the particles are aggregated. Is prevented. For this reason, the solvent-dispersible particles obtained by the present invention can be applied to biochemistry and medical fields by utilizing the feature of ferromagnetic particles that can be dispersed in a polar solvent.
Hereinafter, the configuration of the solvent-dispersible particles will be sequentially described.

[多成分合金粒子]
本発明における多成分合金粒子としては、2種以上の金属成分を含み、熱処理によって原子配列が規則構造をとり得る組成の粒子であれば、特に限定されないが、例えば、長周期型周期表の第4周期に属するCu以外の遷移金属元素から選択される少なくとも1種の元素群Aと、白金族および長周期型周期表の第11族に属する遷移金属元素から選択される少なくとも1種の元素群Bとを含む合金粒子が挙げられる。このような合金粒子は、その原子配列が規則構造をとることによって粒径をnmオーダーまで小さくしても、強磁性を保持することができる。
[Multi-component alloy particles]
The multi-component alloy particle in the present invention is not particularly limited as long as it contains two or more kinds of metal components and has a composition in which the atomic arrangement can take a regular structure by heat treatment. At least one element group A selected from transition metal elements other than Cu belonging to four periods, and at least one element group selected from platinum group and transition metal elements belonging to Group 11 of the long-period periodic table Alloy particles containing B may be mentioned. Such alloy particles can maintain ferromagnetism even if the particle size is reduced to the order of nm due to the atomic arrangement of the ordered structure.

元素群Aに属する元素の具体例としては、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、CoおよびNiが挙げられる。これらの元素は、1種または2種以上で元素群Aを構成する。また、上記元素の中でも、Fe、CoおよびNiから選択される少なくとも1種が好ましく、FeおよびCoから選択される少なくとも1種がより好ましい。これらの元素は、いずれも単体で強磁性を示すことから、多成分合金粒子の磁気特性を考慮した場合、有用な元素である。   Specific examples of the element belonging to the element group A include Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni. These elements constitute element group A by one kind or two or more kinds. Among the above elements, at least one selected from Fe, Co, and Ni is preferable, and at least one selected from Fe and Co is more preferable. Since these elements each exhibit ferromagnetism alone, they are useful elements in consideration of the magnetic properties of multicomponent alloy particles.

一方、元素群Bに属する元素の具体例としては、白金族に属する元素としてRu、Rh、Pd、Os、IrおよびPtが挙げられ、長周期型周期表の第11族に属する遷移金属元素としてCu、AgおよびAuが挙げられる。これらの元素は、1種または2種以上で元素群Bを構成する。また、上記元素の中でも、Ru、Rh、Pd、Os、IrおよびPtから選択される少なくとも1種が好ましく、PdおよびPtから選択される少なくとも1種がより好ましい。   On the other hand, specific examples of elements belonging to element group B include Ru, Rh, Pd, Os, Ir and Pt as elements belonging to the platinum group, and as transition metal elements belonging to group 11 of the long-period periodic table Cu, Ag, and Au are mentioned. These elements constitute one or more element groups B. Among the above elements, at least one selected from Ru, Rh, Pd, Os, Ir and Pt is preferable, and at least one selected from Pd and Pt is more preferable.

特に、FePd合金、FePt合金、CoPd合金、CoPt合金等の粒子は、原子配列が規則構造をとった場合、磁化容易軸方向に強い磁気異方性を示すため、粒子径が10nm以下でも数kOeもの高い保磁力を有することができる。そのため、これらの粒子は高密度磁気記録媒体や磁気抵抗効果素子はもちろん、生化学、医療分野などに用いられる磁性体合金粒子としても好適である。   In particular, particles of FePd alloy, FePt alloy, CoPd alloy, CoPt alloy, etc. exhibit strong magnetic anisotropy in the direction of the easy axis of magnetization when the atomic arrangement has a regular structure. Therefore, even if the particle diameter is 10 nm or less, several kOe It can have a high coercive force. Therefore, these particles are suitable not only for high-density magnetic recording media and magnetoresistive elements, but also as magnetic alloy particles used in biochemistry, medical fields, and the like.

ここで、元素群Aおよび元素群Bを含む合金粒子は、通常の液相合成法によって合成した場合、その原子配列が面心立方構造(fcc構造)をとる。この構造では、元素群Aに属する元素と元素群Bに属する元素とが不規則に配列しており、磁気異方性は比較的小さい。ところが、このような多成分合金粒子に熱処理を施すと、原子配列が規則化され、元素群Aに属する元素からなる層と元素群Bに属する元素からなる層が交互に積層した規則的なL1型面心正方構造(fct構造)に転移する。このような規則構造では、磁化容易軸方向に大きな磁気異方性を示し、この磁気異方性は、粒子径を10nm以下に小さくしても失われることがない。このため、上述したような多成分合金粒子であれば、高い保磁力を有するnmオーダーの磁性体合金粒子が得られる。 Here, when the alloy particles containing the element group A and the element group B are synthesized by a normal liquid phase synthesis method, the atomic arrangement thereof has a face-centered cubic structure (fcc structure). In this structure, the elements belonging to the element group A and the elements belonging to the element group B are irregularly arranged, and the magnetic anisotropy is relatively small. However, when such multi-component alloy particles are subjected to heat treatment, the atomic arrangement is regularized, and regular L1 in which layers composed of elements belonging to element group A and layers composed of elements belonging to element group B are alternately stacked. Transition to a 0- type face-centered tetragonal structure (fct structure). Such an ordered structure shows a large magnetic anisotropy in the direction of the easy axis of magnetization, and this magnetic anisotropy is not lost even if the particle diameter is reduced to 10 nm or less. For this reason, if it is multicomponent alloy particles as described above, magnetic alloy particles of the order of nm having a high coercive force can be obtained.

このような多成分合金粒子の平均粒径は、溶媒への分散性の観点から、1〜30nm程度であるのが好ましい。さらに好ましい粒径は目的によって異なり、磁気記録媒体に用いる場合は5〜10nm程度、生化学・医療分野で用いる場合は、用途にもよるが10〜20nm程度であるのが好ましい。多成分合金粒子の粒径が前記範囲内であれば、十分な磁気特性を確保しつつ、各粒子の質量を十分に小さくするため、各種用途において、粒子の優れた磁気特性が発揮されるとともに、分散液中において長期にわたる分散状態を維持することができる。   The average particle size of such multi-component alloy particles is preferably about 1 to 30 nm from the viewpoint of dispersibility in a solvent. Further, the preferred particle size varies depending on the purpose, and when used for a magnetic recording medium, it is preferably about 5 to 10 nm, and when used in the biochemistry / medical field, it is preferably about 10 to 20 nm, depending on the application. If the particle size of the multi-component alloy particles is within the above range, the magnetic properties of the particles are exhibited in various applications in order to sufficiently reduce the mass of each particle while ensuring sufficient magnetic properties. The dispersion state for a long time can be maintained in the dispersion liquid.

なお、多成分合金粒子の粒径が前記下限値を下回った場合、粒径が小さ過ぎるために、各粒子における磁気特性が不十分になる。一方、多成分合金粒子の粒径が前記上限値を上回った場合、分散液中において沈降が生じ易くなり、均一な分散性を有する溶媒分散性粒子を製造することが困難になるおそれがある。   When the particle size of the multi-component alloy particles is below the lower limit, the particle size is too small, so that the magnetic properties of each particle become insufficient. On the other hand, when the particle diameter of the multi-component alloy particles exceeds the upper limit, sedimentation is likely to occur in the dispersion, and it may be difficult to produce solvent-dispersible particles having uniform dispersibility.

また、多成分合金粒子の保磁力は、磁気記録媒体に用いる場合は3kOe(2.39×10A/m)以上であるのが好ましく、5kOe(3.98×10A/m)以上であるのがより好ましい。一方、生化学や医療分野に用いる場合は、1kOe(7.96×10A/m)以上であるのが好ましい。このような保磁力を有する多成分合金粒子は、上述したような用途において、より優れた磁気特性を発揮することとなり、溶媒分散性粒子の有用性が高められる。すなわち、本発明によれば、上記のような高い保磁力を有する多成分合金粒子を含む場合でも、極性溶媒に対して良好な分散性を有する溶媒分散性粒子が得られる。 The coercive force of the multi-component alloy particles is preferably 3 kOe (2.39 × 10 5 A / m) or more when used for a magnetic recording medium, and is 5 kOe (3.98 × 10 5 A / m) or more. It is more preferable that On the other hand, when used in the biochemistry and medical fields, it is preferably 1 kOe (7.96 × 10 4 A / m) or more. The multi-component alloy particles having such a coercive force exhibit more excellent magnetic properties in the above-described applications, and the usefulness of the solvent-dispersible particles is enhanced. That is, according to the present invention, solvent dispersible particles having good dispersibility with respect to a polar solvent can be obtained even when the multicomponent alloy particles having a high coercive force as described above are included.

[表面修飾子]
本発明における表面修飾子は、上述した多成分合金粒子の表面を被覆するよう結合している。このような表面修飾子は、多成分合金粒子中の2種以上の各金属成分に対し、それぞれに相互作用する2以上の官能基と、多成分合金粒子を極性溶媒に分散させる溶媒親和性を有する1以上の官能基とを、1分子中に有するものである。
[Surface modifier]
The surface modifier in this invention is couple | bonded so that the surface of the multicomponent alloy particle mentioned above may be coat | covered. Such a surface modifier has two or more functional groups that interact with each other for two or more kinds of metal components in the multicomponent alloy particles, and a solvent affinity for dispersing the multicomponent alloy particles in a polar solvent. It has one or more functional groups in one molecule.

ここで、上記相互作用としては、共有結合、イオン結合、および配位結合等の、多成分合金粒子の表面に結合、吸着する作用が挙げられる。これらの結合は、界面活性剤等の吸着原理である静電的相互作用や、分子間力等の相互作用に比べて結合強度が高いため、多成分合金粒子と表面修飾子との結合状態を長期にわたって維持することができる。   Here, examples of the interaction include an action of binding and adsorbing on the surface of the multi-component alloy particle, such as a covalent bond, an ionic bond, and a coordination bond. These bonds have higher bond strength than electrostatic interactions, which are the adsorption principle of surfactants, and interactions such as intermolecular forces, so the bonding state between the multi-component alloy particles and the surface modifier Can be maintained for a long time.

また、極性溶媒とは、高い比誘電率をもつ極性分子(永久双極子を有する分子)を含む液体を指し、水、メタノール、酢酸、アセトンなどを例示することができる。   The polar solvent refers to a liquid containing polar molecules (molecules having a permanent dipole) having a high relative dielectric constant, and examples thereof include water, methanol, acetic acid, and acetone.

ここで、多成分合金粒子中の2以上の各金属成分に対し、それぞれに相互作用する2以上の官能基について説明する。なお、ここでは一例として、元素群Aに属する元素aと、元素群Bに属する元素bとを金属成分として有する2成分合金粒子を挙げ、この粒子に相互作用する官能基について説明する。そして、元素aに対して相互作用する官能基をXとし、元素bに対して相互作用する官能基をYとする。また、極性溶媒に対して親和性を有する官能基をZとする。すなわち、以下の説明では、1分子中に官能基X、官能基Yおよび官能基Zを有する表面修飾子について説明する。なお、官能基Zは、タンパク質などの特異物質と結合する機能を兼ねる場合もあり、さらには、官能基Xまたは官能基Yと同じ種類の官能基が官能基Zになる場合もある。   Here, two or more functional groups that interact with each other with respect to two or more metal components in the multi-component alloy particle will be described. Here, as an example, a binary alloy particle having an element a belonging to the element group A and an element b belonging to the element group B as metal components is described, and a functional group interacting with the particle will be described. A functional group that interacts with the element a is X, and a functional group that interacts with the element b is Y. A functional group having affinity for a polar solvent is Z. That is, in the following description, a surface modifier having a functional group X, a functional group Y, and a functional group Z in one molecule will be described. The functional group Z may also have a function of binding to a specific substance such as a protein. Furthermore, the functional group Z may be the same type of functional group as the functional group X or the functional group Y.

このような各官能基を有する表面修飾子を多成分合金粒子の表面に導入することにより、官能基Xは元素aと結合し、官能基Yは元素bと結合する。また、残基として、溶媒親和性を有する官能基Zが存在することになるため、表面修飾子が導入された多成分合金粒子は、極性溶媒に良好に分散することとなる。   By introducing such a surface modifier having each functional group into the surface of the multi-component alloy particle, the functional group X is bonded to the element a, and the functional group Y is bonded to the element b. In addition, since the functional group Z having solvent affinity exists as a residue, the multi-component alloy particles into which the surface modifier is introduced are well dispersed in the polar solvent.

官能基Xとしては、硬い塩基に相当する官能基が挙げられ、具体的には、第一アミノ基、第二アミノ基、カルボキシル基および脱プロトン化物、ヒドロキシ基および脱プロトン化物、エーテル基、ホスフィンオキシド基、さらにはホスホン酸基、ホスフィン酸基、リン酸基、スルホン酸基、β―ジケトン基等が挙げられる。なお、硬い塩基は、HSAB則(hard and soft acids and based rule)に基づいて分類される塩基であって、相対的に分極し難く、電気陰性度が大きく、硬い酸と安定な化合物を形成し得るものである。一方、HSAB則によれば、金属イオンを酸として取り扱うことができ、その硬さ・軟らかさは、金属のイオン化傾向に対応すると考えられる。このため、官能基Xは、元素群Aと元素群Bのうち、よりイオン化傾向が大きく、硬い酸に相当する元素群Aに属する元素aと安定的な相互作用を生じることとなる。   Examples of the functional group X include functional groups corresponding to hard bases, specifically, primary amino group, secondary amino group, carboxyl group and deprotonated product, hydroxy group and deprotonated product, ether group, phosphine Examples thereof include an oxide group, phosphonic acid group, phosphinic acid group, phosphoric acid group, sulfonic acid group, β-diketone group and the like. A hard base is a base classified based on the HSAB rule (hard and soft acids and based rule), is relatively difficult to polarize, has a high electronegativity, and forms a stable compound with a hard acid. To get. On the other hand, according to the HSAB rule, metal ions can be handled as acids, and their hardness and softness are considered to correspond to the ionization tendency of metals. For this reason, the functional group X has a larger ionization tendency among the element group A and the element group B, and causes a stable interaction with the element a belonging to the element group A corresponding to a hard acid.

一方、官能基Yとしては、軟らかい塩基に相当する官能基が挙げられ、具体的には、芳香族アミノ基、ピリジル基、アミド基、メルカプト基およびその脱プロトン化物、スルフィド基、ホスフィン基、亜リン酸エステル基、チオフェン基、エテン基、アルキル基、シアノ基、チオシアノ基、スルホキシド基、スルホン基等が挙げられる。なお、軟らかい塩基は、HSAB則に基づいて分類される塩基であって、相対的に分極し易く、電気陰性度が小さく、軟らかい酸と安定な化合物を形成し得る。このため、官能基Yは、元素群Aと元素群Bのうち、よりイオン化傾向が小さく、軟らかい酸に相当する元素群Bに属する元素bと安定的な相互作用を生じることとなる。   On the other hand, examples of the functional group Y include functional groups corresponding to soft bases, and specifically include aromatic amino groups, pyridyl groups, amide groups, mercapto groups and their deprotonated products, sulfide groups, phosphine groups, Examples thereof include a phosphate group, a thiophene group, an ethene group, an alkyl group, a cyano group, a thiocyano group, a sulfoxide group, and a sulfone group. A soft base is a base that is classified based on the HSAB rule, is relatively easily polarized, has a low electronegativity, and can form a stable compound with a soft acid. For this reason, the functional group Y has a smaller ionization tendency among the element group A and the element group B, and causes a stable interaction with the element b belonging to the element group B corresponding to the soft acid.

なお、硬い塩基および軟らかい塩基の分類は、上述したように相対的なものであり、官能基の組み合わせによっては、同じ官能基であっても、硬い塩基に分類される場合もあれば、軟らかい塩基に分類される場合もある。   The classification of hard bases and soft bases is relative as described above. Depending on the combination of functional groups, even the same functional groups may be classified as hard bases, or soft bases. It may be classified as

また、官能基Zとしては、極性溶媒に対して親和性を有する官能基が挙げられ、具体的には、−COO、−NH 、−SO 、−PO 2−、−R、−O、−O−、エチレングリコール基等が挙げられる。 In addition, examples of the functional group Z include functional groups having affinity for polar solvents. Specifically, —COO , —NH 3 + , —SO 3 , —PO 3 2− , —R 3 N +, -O -, -O- , ethylene glycol group, and the like.

なお、以上のような各官能基は、1つの分子鎖に結合し、表面修飾子を構成している。この分子鎖の形態は、直鎖状、分岐状、環状等のいずれであってもよい。   Each functional group as described above is bonded to one molecular chain and constitutes a surface modifier. The form of this molecular chain may be any of linear, branched, cyclic and the like.

ところで、このように官能基Xが元素aと相互作用し、官能基Yが元素bと相互作用することにより、表面修飾子は2箇所の結合を介して多成分合金粒子の表面に強固に固定される。その結果、多成分合金粒子から表面修飾子が外れてしまうのを防止することができる。すなわち、2つの結合のうちの1つが外れてしまっても、依然として残る1箇所の結合を介して表面修飾子が固定されているため、確率的に表面修飾子が外れるおそれが低下する。   By the way, when the functional group X interacts with the element a and the functional group Y interacts with the element b in this way, the surface modifier is firmly fixed to the surface of the multi-component alloy particle through two bonds. Is done. As a result, it is possible to prevent the surface modifier from being removed from the multicomponent alloy particles. That is, even if one of the two bonds is removed, the surface modifier is fixed through the remaining one bond, so that the probability that the surface modifier will be removed is reduced.

また、1分子中の官能基のうち、2つの官能基(官能基Xおよび官能基Y)が多成分合金粒子の表面と相互作用すると、残る官能基Zは、必然的に溶媒側に向くよう配向する確率が高くなる。その結果、表面が官能基Zで確実に覆われることとなり、より溶媒分散性の高い溶媒分散性粒子が得られる。   Further, when two functional groups (functional group X and functional group Y) among functional groups in one molecule interact with the surface of the multi-component alloy particle, the remaining functional group Z is necessarily directed to the solvent side. The probability of orientation increases. As a result, the surface is surely covered with the functional group Z, and solvent dispersible particles with higher solvent dispersibility can be obtained.

ここで、規則構造をとっている多成分合金粒子は、前述したように元素aの層と元素bの層とが交互に積層した構造を有しているため、粒子表面では、元素aと元素bとが交互に並んだ構造をとり易いと考えられる。このため、元素aと元素bとが隣接または近接している確率が高くなり、これらの元素aおよび元素bに対して1つの分子の官能基Xと官能基Yとが結合する確率が高くなる。   Here, since the multi-component alloy particle having the regular structure has a structure in which the layer of the element a and the layer of the element b are alternately laminated as described above, the element a and the element are formed on the particle surface. It is considered that it is easy to take a structure in which b is alternately arranged. For this reason, the probability that the element a and the element b are adjacent or close to each other is high, and the probability that the functional group X and the functional group Y of one molecule are bonded to the element a and the element b is high. .

換言すれば、多成分合金粒子の原子配列が、不規則構造(fcc構造)を有している場合には、粒子表面において、元素aと元素bとが必ずしも隣接または近接しているとは限らないため、元素aに対して官能基Xが相互作用したとしても、元素bが元素aから離れているために官能基Yが元素bに届かなくなる可能性も出てくる。この場合、結合箇所は1つであり、表面修飾子の固定が不十分となるため、表面修飾子が外れてしまうおそれがある。   In other words, when the atomic arrangement of the multi-component alloy particle has an irregular structure (fcc structure), the element a and the element b are not necessarily adjacent or close to each other on the particle surface. Therefore, even if the functional group X interacts with the element a, the functional group Y may not reach the element b because the element b is separated from the element a. In this case, since there is only one coupling portion and the surface modifier is not sufficiently fixed, the surface modifier may be removed.

これに対し、多成分合金粒子が規則構造(fct構造)を有している場合、前述したように、表面修飾子と多成分結合粒子の表面との間に結合が2箇所形成される確率が高くなる。このため、表面修飾子は多成分合金粒子の表面により強固に固定されることとなる。   On the other hand, when the multi-component alloy particle has an ordered structure (fct structure), as described above, there is a probability that two bonds are formed between the surface modifier and the surface of the multi-component bonded particle. Get higher. For this reason, the surface modifier is firmly fixed to the surface of the multi-component alloy particle.

ここで、本発明における多成分合金粒子と表面修飾子との結合状態を模式的に示す図を図1に示す。   Here, the figure which shows typically the coupling | bonding state of the multicomponent alloy particle and surface modifier in this invention is shown in FIG.

図1では、溶媒分散性粒子1において、4つの表面修飾子mと、それらが結合する元素aの原子および元素bの原子の配置例を示している。図1の(ii)は、不規則構造を有する多成分合金粒子11の表面に表面修飾子mが導入された例であるが、この例に示すように、1つの結合sで結合した表面修飾子mが存在する。この場合、表面修飾子mの固定が不十分となる。   FIG. 1 shows an arrangement example of four surface modifiers m and the atoms of element a and element b to which they are bonded in the solvent-dispersible particle 1. FIG. 1 (ii) shows an example in which the surface modifier m is introduced on the surface of the multi-component alloy particle 11 having an irregular structure. As shown in this example, the surface modification bonded with one bond s. There is a child m. In this case, the surface modifier m is not sufficiently fixed.

一方、図1(i)は、規則構造を有する多成分合金粒子10の表面に表面修飾子mが導入された例であるが、この例に示すように、元素aと元素bとが規則的に並んでいると、その配列に応じて表面修飾子mが規則的に並ぶため、必然的に、官能基Xと元素aの原子および官能基Yと元素bの原子が接近することとなり、結合sが2箇所に形成される可能性が高くなる。その結果、規則構造を有する多成分合金粒子10の表面を覆うように隙間なく表面修飾子mが結合し、溶媒分散性粒子1の表面には、官能基Zが隙間なく配されることとなる。このような溶媒分散性粒子1は、極性溶媒に対して特に優れた分散性を示すとともに、粒子間距離を確実に保持することができるため、その凝集を防止し得るものとなる。   On the other hand, FIG. 1 (i) shows an example in which the surface modifier m is introduced on the surface of the multi-component alloy particle 10 having an ordered structure. As shown in this example, the element a and the element b are ordered. Since the surface modifiers m are regularly arranged according to the arrangement, the functional group X and the atom of the element a, and the functional group Y and the atom of the element b inevitably approach each other. There is a high possibility that s is formed in two places. As a result, the surface modifier m is bonded without a gap so as to cover the surface of the multi-component alloy particle 10 having an ordered structure, and the functional group Z is arranged on the surface of the solvent-dispersible particle 1 without a gap. . Such solvent-dispersible particles 1 exhibit particularly excellent dispersibility with respect to a polar solvent and can reliably maintain the inter-particle distance, so that aggregation thereof can be prevented.

また、表面修飾子と多成分合金粒子との結合性の観点から、本発明者は、官能基Xと官能基Yとの間の炭素数について最適な範囲を見出した。この炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜3であることがより好ましい。官能基Xと官能基Yとの間の炭素数がこの範囲内であれば、官能基Xと官能基Yとの距離と、多成分合金粒子における元素aの原子と元素bの原子との距離との関係が最適化され、表面修飾子は規則構造を有する多成分合金粒子の表面に対して、官能基Xと官能基Yの双方が相互作用し得る構造となる。   Further, from the viewpoint of the bonding between the surface modifier and the multi-component alloy particles, the present inventor has found an optimum range for the number of carbons between the functional group X and the functional group Y. This carbon number is preferably 1 to 4, and more preferably 1 to 3. If the number of carbons between the functional group X and the functional group Y is within this range, the distance between the functional group X and the functional group Y and the distance between the atom of the element a and the atom of the element b in the multi-component alloy particle The surface modifier has a structure in which both the functional group X and the functional group Y can interact with the surface of the multi-component alloy particle having a regular structure.

なお、炭素数が前記上限値を上回る場合には、複数の表面修飾子同士が立体障害となって干渉し易くなるため、結合の形成が妨げられたり、表面修飾子の導入密度が低下するおそれがある。また、官能基の種類によっては、例えば官能基Yと官能基Zが同じ種類の官能基である場合もあり、その場合には官能基Yを特定できないことから数えられる炭素数が2つになることもあるが、その場合には、少ない方を上記炭素数とすればよい。また、上記では、表面修飾子の主鎖(分子鎖)が炭素鎖である場合を前提に、炭素数について規定したが、官能基Xと官能基Yとの間の主鎖が炭素以外の原子(例えば、硫黄原子など)を含む場合には、その原子数も含めて、前記炭素数と同様の範囲であるのが好ましい。   When the number of carbons exceeds the upper limit, a plurality of surface modifiers are sterically hindered and easily interfere with each other, which may hinder the formation of bonds or reduce the introduction density of surface modifiers. There is. Further, depending on the type of functional group, for example, the functional group Y and the functional group Z may be the same type of functional group, and in that case, the functional group Y cannot be specified, so the number of carbons counted is two. In that case, the smaller one may be the above carbon number. In the above, the number of carbons is defined on the assumption that the main chain (molecular chain) of the surface modifier is a carbon chain, but the main chain between the functional group X and the functional group Y is an atom other than carbon. When it contains (for example, a sulfur atom), it is preferable that it is the same range as the said carbon number including the number of atoms.

なお、前述したように官能基Zは、官能基Xや官能基Yと同じ種類である場合もあるが、そのような官能基の例としてはカルボキシル基が挙げられる。このカルボキシル基は、分子鎖(表面修飾子)の少なくとも一方の端部に位置しているのが好ましい。前述したように、カルボキシル基は、官能基Xまたは官能基Yにも官能基Zにもなり得るため、カルボキシル基が粒子側に向いても溶媒側に向いても、表面修飾子として最適な配向状態となる。すなわち、カルボキシル基が分子鎖の端部に位置していることにより、官能基Zを溶媒側に確実に配置することができる。   As described above, the functional group Z may be the same type as the functional group X or the functional group Y, and examples of such a functional group include a carboxyl group. This carboxyl group is preferably located at at least one end of the molecular chain (surface modifier). As described above, since the carboxyl group can be the functional group X or the functional group Y or the functional group Z, it is suitable for the surface modifier regardless of whether the carboxyl group is directed to the particle side or the solvent side. It becomes a state. That is, since the carboxyl group is positioned at the end of the molecular chain, the functional group Z can be reliably arranged on the solvent side.

以上のような官能基X、官能基Yおよび官能基Zを有する表面修飾子としては、特に限定されないが、2−メルカプトコハク酸、2,3−ジメルカプトコハク酸、(S)−2−メルカプトグルタル酸、(S)−4−アミノ−6−メルカプトヘキサン酸、5−メルカプトサリチル酸、2,4−ジアミノ安息香酸、2,4−ピリジンジカルボン酸、ホモシステイン、カルボシステイン、アスパラギン酸、グルタミン酸等が挙げられる。   The surface modifier having the functional group X, the functional group Y, and the functional group Z as described above is not particularly limited, but 2-mercaptosuccinic acid, 2,3-dimercaptosuccinic acid, (S) -2-mercapto Glutaric acid, (S) -4-amino-6-mercaptohexanoic acid, 5-mercaptosalicylic acid, 2,4-diaminobenzoic acid, 2,4-pyridinedicarboxylic acid, homocysteine, carbocysteine, aspartic acid, glutamic acid, etc. Can be mentioned.

[溶媒分散性粒子の製造方法]
次いで、上述したような溶媒分散性粒子の製造方法(本発明の溶媒分散性粒子の製造方法)について説明する。
[Method for Producing Solvent Dispersible Particles]
Next, a method for producing the solvent-dispersible particles as described above (a method for producing the solvent-dispersible particles of the present invention) will be described.

かかる製造方法は、[1]液相合成法によって多成分合金粒子を得る第1の工程と、[2]多成分合金粒子の表面を覆うシェル(仮被膜)を形成し、コアシェル粒子(被覆粒子)を得る第2の工程と、[3]コアシェル粒子に熱処理を施すことにより、多成分合金粒子中の原子配列を規則化する第3の工程と、[4]コアシェル粒子に対して、シェルの除去と、多成分合金粒子表面への表面修飾子の結合とを、同一液相内で同時に行う第4の工程とを有する。   The manufacturing method includes [1] a first step of obtaining multi-component alloy particles by a liquid phase synthesis method, and [2] forming a shell (temporary coating) that covers the surface of the multi-component alloy particles. ), [3] a third step of ordering the atomic arrangement in the multi-component alloy particles by heat-treating the core-shell particles, and [4] And a fourth step of simultaneously performing removal and bonding of the surface modifier to the surface of the multi-component alloy particle in the same liquid phase.

以下、各工程について順次説明する。
[1]まず、液相合成法を用いて多成分合金粒子を製造する。粒子を製造する方法については特に制限はなく、公知の方法、例えば逆ミセル法やポリオール還元法、熱分解法などを採用することができる。
Hereinafter, each process will be described sequentially.
[1] First, multi-component alloy particles are produced using a liquid phase synthesis method. The method for producing the particles is not particularly limited, and a known method such as a reverse micelle method, a polyol reduction method, or a thermal decomposition method can be employed.

[2]次に、多成分合金粒子の表面を覆うようにシェルを形成する。このシェルを形成することにより、後述する第2の工程において多成分合金粒子に熱処理を施す際に、粒子同士が融着してしまうのを防止することができる。なお、このシェルは、熱処理から多成分合金粒子を保護するとともに、後述する工程において除去されるため、耐熱被膜および仮被膜としての機能を有するものである。   [2] Next, a shell is formed so as to cover the surface of the multi-component alloy particles. By forming this shell, it is possible to prevent the particles from fusing when the multi-component alloy particles are heat-treated in the second step described later. The shell protects the multi-component alloy particles from heat treatment and is removed in a process described later, and thus has a function as a heat-resistant coating and a temporary coating.

シェルの形成方法としては特に制限はないが、非特許文献1(Q. Yan et al., Adv. Mater. 2006, 18, 2569-2573)や非特許文献2(D. C. Lee et al., Appl. Phys. Chem. B2006, 110, 11160-11166)に記載された公知の方法を用いることができる。なかでも、粒子の製造方法として逆ミセル法を用いる場合は、非特許文献1に記載された方法を適用すれば、逆ミセルを用いて粒子を合成しつつシェルの形成を行うことが可能なため、溶媒分散性粒子の製造プロセスを簡略化することができる。この方法について説明する。   Although there is no restriction | limiting in particular as a formation method of a shell, Nonpatent literature 1 (Q. Yan et al., Adv. Mater. 2006, 18, 2569-2573) and Nonpatent literature 2 (DC Lee et al., Appl. Phys. Chem. B2006, 110, 11160-11166) can be used. In particular, when the reverse micelle method is used as a method for producing particles, if the method described in Non-Patent Document 1 is applied, it is possible to form a shell while synthesizing particles using reverse micelles. The production process of solvent dispersible particles can be simplified. This method will be described.

まず、溶媒としてイソオクタンなどの無極性溶媒、界面活性剤としてポリエチレングリコールなどの非イオン性界面活性剤を用意し、これらを混合した混合液を用意する。   First, a nonpolar solvent such as isooctane is prepared as a solvent, a nonionic surfactant such as polyethylene glycol is prepared as a surfactant, and a mixed solution is prepared.

次いで、この混合液に、元素群Aから選択される少なくとも1種の金属塩の水溶液を加え、逆ミセル溶液を得る。また上記混合液を別途用意し、この混合液に、元素群Bから選択される少なくとも1種の金属塩の水溶液を加え、逆ミセル溶液を調製する。   Next, an aqueous solution of at least one metal salt selected from element group A is added to the mixed solution to obtain a reverse micelle solution. Further, the above mixed solution is prepared separately, and an aqueous solution of at least one metal salt selected from element group B is added to this mixed solution to prepare a reverse micelle solution.

逆ミセルの大きさの指標として用いられるW値(=[水(mol)]/[界面活性剤(mol)])は、反応で得られる多成分合金粒子の粒子径と相関があり、Wを変えることによって、粒子径を制御することができる。本発明では、Wは1〜5が好ましい。 The W 0 value (= [water (mol)] / [surfactant (mol)]) used as an index of the size of the reverse micelle is correlated with the particle diameter of the multi-component alloy particles obtained by the reaction. By changing 0 , the particle size can be controlled. In the present invention, W 0 is preferably 1 to 5.

次いで、それぞれの逆ミセル溶液を混合し、アルコールを少量(溶媒量の1〜2%程度)加えることで反応溶液を調製する。反応溶液にヒドラジンなどの還元剤を加え、3時間程度撹拌すると逆ミセル中に多成分合金粒子が生成する(第1の工程)。   Next, each reverse micelle solution is mixed, and a reaction solution is prepared by adding a small amount of alcohol (about 1-2% of the amount of solvent). When a reducing agent such as hydrazine is added to the reaction solution and stirred for about 3 hours, multicomponent alloy particles are produced in the reverse micelle (first step).

その後、反応溶液にオルトケイ酸テトラエチルなどシェルの原料を加えることによって、逆ミセル中で多成分合金粒子を覆うようにシェルを形成し、コアシェル粒子が得られる(第2の工程)。   Thereafter, a shell raw material such as tetraethyl orthosilicate is added to the reaction solution to form a shell so as to cover the multi-component alloy particles in reverse micelles, thereby obtaining core-shell particles (second step).

反応終了後、反応溶液をエタノールなどで十分洗浄したのち、遠心分離など、公知の手段によって固液分離処理する。これにより、多成分合金粒子を金属酸化物のシェルで被覆したコアシェル粒子を回収することができる。   After completion of the reaction, the reaction solution is sufficiently washed with ethanol or the like, and then subjected to solid-liquid separation treatment by a known means such as centrifugation. Thereby, the core-shell particle | grains which coat | covered the multi-component alloy particle | grains with the shell of a metal oxide are recoverable.

なお、シェルの構成材料は、反応溶液に添加する原料に応じて決まるが、例えばケイ素アルコキシドを用いた場合には、SiOのシェルが形成される。このような金属酸化物を生成するための原料としては、該当する金属アルコキシドの他に、該当する金属のハロゲン化物、カルボン酸塩、金属アミド等が挙げられる。また、アパタイト類を生成するための原料としては、水酸化カルシウム、硝酸カルシウム等とリン酸が挙げられる。 The constituent material of the shell is determined according to the raw material added to the reaction solution. For example, when silicon alkoxide is used, a shell of SiO 2 is formed. Examples of the raw material for producing such a metal oxide include a corresponding metal halide, carboxylate, metal amide and the like in addition to the corresponding metal alkoxide. Moreover, as a raw material for producing | generating apatites, calcium hydroxide, calcium nitrate, etc. and phosphoric acid are mentioned.

このような原料を用いることにより、SiO、TiO、Al、MgO、ZrO、CeO、ZnOのような酸化物や、ハイドロキシアパタイト、フルオロアパタイトのようなアパタイト類などで構成されたシェルが得られる。酸化物は、化学的安定性が高く、高温での熱処理においても変質・劣化したり、多成分合金粒子と反応し難いことから、シェルの構成材料として好適である。特に、SiOは被覆方法が簡便であり、アルカリ溶液で溶解し得ることから、シェルとして好適である。一方、アパタイト類、特にハイドロキシアパタイトは、比較的弱い酸溶液でも溶解し得ることから、後述する工程においてシェルを除去する際に、短時間で容易に作業を行うことができる。 By using such raw materials, it is composed of oxides such as SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , CeO 2 and ZnO, and apatites such as hydroxyapatite and fluoroapatite. Shell is obtained. Oxides are suitable as a constituent material of the shell because they have high chemical stability, are not deteriorated or deteriorated even in heat treatment at high temperatures, and do not easily react with multicomponent alloy particles. In particular, SiO 2 is suitable as a shell because it has a simple coating method and can be dissolved in an alkaline solution. On the other hand, since apatites, particularly hydroxyapatite, can be dissolved even in a relatively weak acid solution, when the shell is removed in the process described later, the work can be easily performed in a short time.

なお、シェルとしては、溶融温度が多成分合金粒子の規則化温度よりも高く、酸またはアルカリ等で分解(溶解)可能なものが好ましいので、かかる観点からシェルの原料を適宜選択するのが好ましい。   The shell preferably has a melting temperature higher than the ordering temperature of the multi-component alloy particles and can be decomposed (dissolved) with an acid or an alkali. Therefore, it is preferable to appropriately select a shell raw material from this viewpoint. .

また、シェルとして金属酸化物を用いる場合、この金属酸化物として、Feよりイオン化傾向の大きい金属の酸化物を用いるのが好ましい。これにより、後述する工程においてシェルを液相プロセスにて除去する際に、イオン化傾向の小さい多成分合金粒子を侵すことなく、シェルを確実に除去することができる。   When a metal oxide is used as the shell, it is preferable to use a metal oxide having a higher ionization tendency than Fe as the metal oxide. Thereby, when removing a shell by a liquid phase process in the process mentioned later, a shell can be removed reliably, without attacking the multicomponent alloy particle with a small ionization tendency.

このようなシェルの平均厚さは、好ましくは1〜50nm程度とされ、より好ましくは5〜20nm程度とされる。シェルの厚さを前記範囲内とすることにより、後述する第2の工程において、多成分合金粒子同士の間で、シェルが必要かつ十分な厚さの隔壁となるため、粒子同士が融着するのを確実に防止することができる。   The average thickness of such a shell is preferably about 1 to 50 nm, and more preferably about 5 to 20 nm. By setting the thickness of the shell within the above range, the shell becomes a partition wall having a necessary and sufficient thickness between the multi-component alloy particles in the second step described later, so that the particles are fused. Can be surely prevented.

[3]次に、得られたコアシェル粒子に熱処理を施す。これにより、多成分合金粒子中の原子配列を規則化して、規則構造の粒子を得る(第3の工程)。   [3] Next, the obtained core-shell particles are heat-treated. Thereby, the atomic arrangement in the multi-component alloy particles is ordered to obtain particles having a regular structure (third step).

ここで、コアシェル粒子に熱処理を施す際には、無機塩の粒子とコアシェル粒子とを混合した状態で行うのが好ましい。これにより、コアシェル粒子が容器等の壁面に焼き付くのを防止することができる。   Here, when the heat treatment is performed on the core-shell particles, it is preferable that the core-shell particles are mixed with the inorganic salt particles and the core-shell particles. Thereby, it can prevent that core-shell particle | grains seize on wall surfaces, such as a container.

熱処理の条件は、特に限定されないものの、例えば550〜700℃で0.5〜12時間程度とされる。また、熱処理の雰囲気は、不活性雰囲気、還元雰囲気であるのが好ましく、還元雰囲気であるのがより好ましい。   Although the heat treatment conditions are not particularly limited, for example, the heat treatment is performed at 550 to 700 ° C. for about 0.5 to 12 hours. The heat treatment atmosphere is preferably an inert atmosphere or a reducing atmosphere, and more preferably a reducing atmosphere.

無機塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム等が挙げられる。これらの無機塩は、水溶性が比較的高く、かつ安価であるため、無機塩を除去する際に、水洗するだけで除去することができるので有用である。   Examples of inorganic salts include sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride and the like. Since these inorganic salts have a relatively high water solubility and are inexpensive, they are useful because they can be removed simply by washing with water.

また、用いる無機塩の粒子は、あらかじめボールミルや乳鉢等で細かく粉砕されたものが好ましい。これにより、コアシェル粒子同士の隙間を無機塩の粒子が隙間なく埋めることができ、コアシェル粒子の焼き付きをより確実に防止することができる。   The inorganic salt particles used are preferably finely pulverized in advance with a ball mill or mortar. Thereby, the inorganic salt particles can fill the gaps between the core-shell particles without gaps, and the seizure of the core-shell particles can be more reliably prevented.

無機塩の平均粒径は、特に限定されないが、多成分合金粒子の平均粒径の0.5〜5倍程度であるのが好ましく、0.7〜3倍程度であるのがより好ましい。   The average particle size of the inorganic salt is not particularly limited, but it is preferably about 0.5 to 5 times, more preferably about 0.7 to 3 times the average particle size of the multicomponent alloy particles.

熱処理後、反応物を水等の洗浄液で数回洗浄することにより、原子配列が規則構造に転移した多成分合金粒子を有するコアシェル粒子が得られる。   After the heat treatment, the reaction product is washed several times with a washing solution such as water to obtain core-shell particles having multi-component alloy particles in which the atomic arrangement is changed to an ordered structure.

以上のようにして熱処理が施されると、多成分合金粒子中の原子配列が規則化し、強磁性を発現する。   When the heat treatment is performed as described above, the atomic arrangement in the multi-component alloy particles is ordered, and ferromagnetism is exhibited.

[4]次に、熱処理を施したコアシェル粒子を処理液に接触させる。これにより、シェルと表面修飾子とを置換する。   [4] Next, the heat-treated core-shell particles are brought into contact with the treatment liquid. This replaces the shell and surface modifier.

図2は、容器内に貯留された処理液6にコアシェル粒子7を接触させる様子を模式的に示す図である。図2に示すコアシェル粒子7は、多成分合金粒子71と、その表面を覆うシェル72とを有している。   FIG. 2 is a diagram schematically showing how the core-shell particles 7 are brought into contact with the treatment liquid 6 stored in the container. The core-shell particle 7 shown in FIG. 2 has multi-component alloy particles 71 and a shell 72 that covers the surface thereof.

図2(I)に示す処理液6は、前述した表面修飾子mを含み、シェル72を溶解し得る液体である。このような処理液6にコアシェル粒子7を接触させると、シェル72が溶解する(図2(II)参照)。シェル72が溶解すると、多成分合金粒子71が裸の状態で露出するが、この露出面には、直ちに処理液6中の表面修飾子mが相互作用により結合する。この際の結合は、前述したような共有結合、イオン結合および配位結合等の相互作用によるものであり、静電的相互作用や分子間力(ファンデルワールス力)等に比べて結合強度が比較的高く、かつ短時間で結合が行われる。したがって、多成分合金粒子71が露出すると同時に、表面修飾子mの結合が行われ、図2(III)に示すように、多成分合金粒子71の表面が表面修飾子mで被覆されてなる溶媒分散性粒子1が得られることとなる(第4の工程)。   The processing liquid 6 shown in FIG. 2 (I) is a liquid that contains the surface modifier m described above and can dissolve the shell 72. When the core-shell particles 7 are brought into contact with such a treatment liquid 6, the shell 72 is dissolved (see FIG. 2 (II)). When the shell 72 is dissolved, the multi-component alloy particles 71 are exposed in a bare state, and the surface modifier m in the processing liquid 6 is immediately bonded to the exposed surface by interaction. The bond at this time is due to the interaction such as covalent bond, ionic bond and coordination bond as described above, and the bond strength is higher than that of electrostatic interaction or intermolecular force (van der Waals force). The bonding is relatively high and takes a short time. Therefore, at the same time as the multi-component alloy particles 71 are exposed, the surface modifier m is bonded, and as shown in FIG. 2 (III), the surface of the multi-component alloy particle 71 is coated with the surface modifier m. Dispersible particles 1 will be obtained (fourth step).

このように本発明では、1つの処理液(同一液相)6内で、シェル72の除去と表面修飾子mの結合とを同時に行うことにより、シェル72が溶解した後に、多成分合金粒子71同士がその磁気的引力により凝集してしまうのを防止して、多成分合金粒子71の分散性を確保することができる。   As described above, in the present invention, the removal of the shell 72 and the bonding of the surface modifier m are simultaneously performed in one processing liquid (same liquid phase) 6, so that the multi-component alloy particle 71 is dissolved after the shell 72 is dissolved. It is possible to prevent the particles from aggregating with each other due to the magnetic attraction, and to ensure the dispersibility of the multi-component alloy particles 71.

換言すれば、原子配列が規則構造を有する多成分合金粒子71は、磁気的引力(磁気特性)が大きいため、液中で移動し易く、シェル72の溶解とともに多成分合金粒子71が凝集し始めてしまうが、本発明では、多成分合金粒子71の周囲に表面修飾子mが溶解、分散しているため、シェル72が溶解すると直ちに多成分合金粒子71の表面に表面修飾子mが結合する。これにより、多成分合金粒子71同士の間に、十分な物理的距離が確保される。その結果、多成分合金粒子71の凝集を防止することができる。   In other words, since the multi-component alloy particles 71 having an ordered atomic structure have a large magnetic attraction (magnetic property), the multi-component alloy particles 71 are likely to move in the liquid, and the multi-component alloy particles 71 begin to aggregate as the shell 72 dissolves. However, in the present invention, since the surface modifier m is dissolved and dispersed around the multi-component alloy particle 71, the surface modifier m is bonded to the surface of the multi-component alloy particle 71 as soon as the shell 72 is dissolved. Thereby, a sufficient physical distance is secured between the multi-component alloy particles 71. As a result, aggregation of the multi-component alloy particles 71 can be prevented.

なお、シェルの除去と表面修飾子の結合とに時間差がある場合には、シェルの除去とともに粒子の凝集が始まる。一旦凝集してしまうと、凝集物に外力を加えても、再び分離状態に戻すことは困難である。   In addition, when there is a time difference between the removal of the shell and the bonding of the surface modifier, the aggregation of particles starts with the removal of the shell. Once aggregated, it is difficult to return to the separated state again even if an external force is applied to the aggregate.

また、シェルの除去と表面修飾子の結合とを異なる液相内で順次行う場合も同様である。2つの液相のうち、一方の液相でシェルの除去をした後、他方の液相で表面修飾子の結合を行う場合には、液相間を粒子が移動するのにある程度の時間を伴うため、時間差がある場合と同様、粒子の凝集が避けられない。   The same applies to the case where the removal of the shell and the bonding of the surface modifier are sequentially performed in different liquid phases. When the shell is removed in one of the two liquid phases and then the surface modifier is bonded in the other liquid phase, it takes some time for the particles to move between the liquid phases. Therefore, as in the case where there is a time difference, particle aggregation is unavoidable.

このようにして多成分合金粒子が凝集してしまうと、その凝集体を覆うように表面修飾子が結合するが、このような凝集体は分散性が小さく、前述したような応用に適さないものとなる。   When multi-component alloy particles aggregate in this way, surface modifiers bind to cover the aggregates, but such aggregates have low dispersibility and are not suitable for the applications described above. It becomes.

処理液には、前述したように、表面修飾子を含み、シェルを溶解し得るものであれば特に限定されないが、例えば、表面修飾子を添加した酸溶液またはアルカリ溶液が好ましく用いられる。酸溶液またはアルカリ溶液は、前述した金属酸化物またはアパタイト類を確実に溶解するとともに、多成分合金粒子への影響が少ないことから、処理液として好適である。   As described above, the treatment liquid is not particularly limited as long as it contains a surface modifier and can dissolve the shell. For example, an acid solution or an alkali solution to which the surface modifier is added is preferably used. An acid solution or an alkali solution is suitable as a treatment liquid because it dissolves the above-described metal oxide or apatite reliably and has little influence on the multicomponent alloy particles.

酸溶液としては、特に限定されないが、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸等が挙げられる。一方、アルカリ溶液としては、特に限定されないが、アンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as an acid solution, Hydrochloric acid, nitric acid, a sulfuric acid, phosphoric acid etc. are mentioned. On the other hand, the alkaline solution is not particularly limited, and examples thereof include aqueous ammonia and aqueous sodium hydroxide.

また、処理液中の表面修飾子の濃度は、特に限定されないが、好ましくは2〜20質量%程度、より好ましくは5〜10質量%程度とされる。   The concentration of the surface modifier in the treatment liquid is not particularly limited, but is preferably about 2 to 20% by mass, more preferably about 5 to 10% by mass.

なお、コアシェル粒子と処理液との割合は、多成分合金粒子と表面修飾子との割合が質量比で1:10〜1:100となるような割合とするのが好ましい。   The ratio between the core-shell particles and the treatment liquid is preferably such that the ratio between the multi-component alloy particles and the surface modifier is 1:10 to 1: 100 in terms of mass ratio.

接触させる処理液の温度は、表面修飾子の分解温度未満(例えば70℃未満)であるのが好ましい。また、処理液の温度制御には、ホットプレート等を用い、ホットプレート上に載置した処理液中にコアシェル粒子を浸漬し、撹拌するようにすれば、本工程を効率よく簡単に行うことができる。また、撹拌の際、超音波または振動を付与することにより、塩析効果に伴う粒子の凝集を解消することができる。   The temperature of the treatment liquid to be contacted is preferably less than the decomposition temperature of the surface modifier (for example, less than 70 ° C.). In addition, the temperature of the treatment liquid can be controlled efficiently and simply by using a hot plate or the like and immersing the core-shell particles in the treatment liquid placed on the hot plate and stirring them. it can. In addition, by applying ultrasonic waves or vibration during stirring, particle aggregation associated with the salting-out effect can be eliminated.

なお、処理液の接触時間は、処理液の濃度に応じて決定され、特に限定されないものの、5〜200時間程度であるのが好ましく、10〜100時間程度であるのがより好ましい。   In addition, although the contact time of a process liquid is determined according to the density | concentration of a process liquid and it does not specifically limit, It is preferable that it is about 5-200 hours, and it is more preferable that it is about 10-100 hours.

また、本発明において用いる表面修飾子は、上述した処理液に溶解するものが好ましい。これにより、表面修飾子の各分子が処理液中の隅々に均一に分散することとなるため、本工程において、シェルを除去した後の裸の粒子と、表面修飾子の分子との接触確率を格段に高めることができる。その結果、粒子の凝集をより確実に防止することができる。   Further, the surface modifier used in the present invention is preferably one that dissolves in the above-described treatment liquid. As a result, each molecule of the surface modifier is uniformly dispersed in every corner of the processing solution. Therefore, in this step, the contact probability between the bare particle after removing the shell and the molecule of the surface modifier Can be significantly increased. As a result, aggregation of particles can be prevented more reliably.

コアシェル粒子を処理液に接触させた後は、必要に応じて、処理液に遠心分離等の固液分離処理を施し、上澄み液を除去する。これにより、シェルの溶解物を除去し、溶媒分散性粒子を回収することができる。   After the core-shell particles are brought into contact with the treatment liquid, the treatment liquid is subjected to solid-liquid separation treatment such as centrifugation as necessary, and the supernatant liquid is removed. Thereby, the melt | dissolution substance of a shell can be removed and solvent dispersible particles can be collect | recovered.

なお、溶解せず残留したシェルを完全に除去するために、希釈した酸溶液またはアルカリ溶液で再び洗浄するようにしてもよい。その後、回収した溶媒分散性粒子を水等の極性溶媒に加え、分散させる。極性溶媒が水の場合には、この分散液に対して透析処理を数回行うことにより分散液中の不純物を除去することができる。一方、極性溶媒が水以外の溶媒である場合には、遠心分離等の固液分離処理を施すことにより不純物を除去することができる。また、粒子は大きな磁化を有しているため、磁気分離を用いて不純物を除去することもできる。   In order to completely remove the remaining shell that has not been dissolved, it may be washed again with a diluted acid solution or alkaline solution. Thereafter, the recovered solvent dispersible particles are added to a polar solvent such as water and dispersed. When the polar solvent is water, impurities in the dispersion can be removed by performing dialysis treatment on the dispersion several times. On the other hand, when the polar solvent is a solvent other than water, impurities can be removed by performing a solid-liquid separation process such as centrifugation. In addition, since the particles have a large magnetization, impurities can be removed using magnetic separation.

以上、本発明の溶媒分散性粒子の製造方法は、1つの処理液(同一液相)内で、シェルの除去と表面修飾子の結合とを同時に行うため、シェルが除去されると直ちに多成分合金粒子の表面に表面修飾子が結合することができる。これにより、多成分合金粒子が凝集しない程度に十分な物理的距離が確保される。   As described above, since the method for producing solvent-dispersible particles of the present invention simultaneously removes the shell and binds the surface modifier in one treatment liquid (the same liquid phase), immediately after the shell is removed, the multi-component Surface modifiers can be bonded to the surface of the alloy particles. Thereby, a sufficient physical distance is secured so that the multi-component alloy particles do not aggregate.

このような本発明の溶媒分散性粒子の製造方法で得られた溶媒分散性粒子は、強磁性を示すにもかかわらず、極性溶媒に対して高い分散性を有するため、これらの性質を活かすことにより、生化学や医療分野への応用が可能になる。   Since the solvent-dispersible particles obtained by the method for producing solvent-dispersible particles of the present invention exhibit high ferromagnetism in spite of exhibiting ferromagnetism, these properties are utilized. Can be applied to biochemistry and medical fields.

溶媒分散性粒子の用途としては、例えば、核磁気共鳴画像法(MRI)に用いられる造影剤、交流磁場による粒子の発熱を利用した磁気温熱療法に用いられる磁気ビーズ、粒子表面に薬物を担持させた状態で体内に投与するドラッグデリバリーシステム用のキャリヤー等が挙げられる。これらの用途では、いずれも、水などの極性溶媒に溶媒分散性粒子を分散させ、この粒子の強磁性を利用するため、本発明で得られた溶媒分散性粒子が好適に用いられる。   Applications of solvent-dispersible particles include, for example, contrast agents used in nuclear magnetic resonance imaging (MRI), magnetic beads used in magnetic hyperthermia using heat generated by alternating magnetic fields, and drugs on the particle surface. And a carrier for a drug delivery system to be administered into the body in a dry state. In any of these applications, since the solvent-dispersible particles are dispersed in a polar solvent such as water and the ferromagnetism of the particles is used, the solvent-dispersible particles obtained in the present invention are preferably used.

以上、本発明の溶媒分散性粒子の製造方法の実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。   As mentioned above, although embodiment of the manufacturing method of the solvent dispersible particle | grains of this invention was described, this invention is not limited to these.

例えば、本発明の溶媒分散性粒子の製造方法は、前記実施形態に任意の工程を追加したものであってもよい。   For example, the method for producing solvent-dispersible particles of the present invention may be one obtained by adding an arbitrary step to the embodiment.

以下、本発明の具体的実施例について説明する。
溶媒分散性粒子の製造および評価
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
Production and evaluation of solvent-dispersible particles

(実施例1)
<1>FePt/SiOコアシェル粒子の作製
イソオクタン(和光純薬工業製)60mlに非イオン性界面活性剤ポリエチレングリコールヘキサデシルエーテル(Aldrich製)8.528g(=0.0125mol)を混ぜて2つに分けた。このうち一方には塩化白金酸カリウム(KPtCl、和光純薬工業製)41.5mg(=0.10mmol)と水とを加えて白金塩逆ミセル溶液を調製した。もう一方には塩化鉄六水和物(FeCl・6HO、関東化学製)29mg(=0.106mmol)と水とを加えて鉄塩逆ミセル溶液を調製した。Wは5とした。その後、2つの逆ミセル溶液とヘキサノール700μlとを混合し、しばらく撹拌した後、ヒドラジン一水和物(和光純薬工業製)0.4ml(=8mmol)を加えると、反応溶液は透明な黄色から黒色に変化した。3時間撹拌した後にオルト珪酸テトラエチル(TEOS,東京化成工業)60μl(=0.27mmol)を加え、スターラーで60時間撹拌した。生成物はエタノール、アセトンで洗浄した後、エタノールに分散させた。これにより、エタノールに分散したFePt/SiOコアシェル粒子を得た。
Example 1
<1> Preparation of FePt / SiO 2 core-shell particles 60 ml of isooctane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 8.528 g (= 0.0125 mol) of nonionic surfactant polyethylene glycol hexadecyl ether (manufactured by Aldrich) are mixed. Divided into. To one of them, 41.5 mg (= 0.10 mmol) of potassium chloroplatinate (K 2 PtCl 4 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and water were added to prepare a platinum salt reverse micelle solution. Other hand the iron chloride hexahydrate (FeCl 3 · 6H 2 O, manufactured by Kanto Kagaku) to prepare a Tetsushiogyaku micelle solution 29 mg (= 0.106 mmol) and added to the water. W 0 was set to 5. Thereafter, two reverse micelle solutions and 700 μl of hexanol were mixed and stirred for a while, and then 0.4 ml (= 8 mmol) of hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. It turned black. After stirring for 3 hours, 60 μl (= 0.27 mmol) of tetraethyl orthosilicate (TEOS, Tokyo Chemical Industry) was added, and the mixture was stirred for 60 hours with a stirrer. The product was washed with ethanol and acetone and then dispersed in ethanol. Thereby, FePt / SiO 2 core-shell particles dispersed in ethanol were obtained.

<2>熱処理によるFePt/SiOコアシェル粒子の規則化
FePt/SiOコアシェル粒子をエタノールに分散させ、得られた分散液に、乳鉢で粉砕した塩化ナトリウム2gと混ぜ、その後エバポレーターで溶媒を揮発した。混合物はフォーミングガス(N:96.5体積%、H:3.5体積%の混合ガス)雰囲気下で600℃、4時間アニールした。アニール後、混合物を水、アセトンで数回洗浄し、規則構造を有するFePt/SiOコアシェル粒子を得た。
<2> was dispersed in ethanol ordering FePt / SiO 2 core-shell particles of FePt / SiO 2 core-shell particles by heat treatment, the resulting dispersion mixed with sodium chloride 2g was pulverized in a mortar, it was volatilized solvent thereafter evaporator . The mixture was annealed at 600 ° C. for 4 hours in a forming gas (N 2 : 96.5% by volume, H 2 : 3.5% by volume mixed gas) atmosphere. After annealing, the mixture was washed several times with water and acetone to obtain FePt / SiO 2 core-shell particles having an ordered structure.

得られた粒子の結晶構造はX線回折(XRD)測定、粒径は透過型電子顕微鏡(TEM)観察、磁気特性は超伝導量子干渉型磁束(SQUID)測定により評価した。得られた粒子の平均サイズは15nmであった。   The crystal structure of the obtained particles was evaluated by X-ray diffraction (XRD) measurement, the particle size was observed by a transmission electron microscope (TEM), and the magnetic properties were evaluated by superconducting quantum interference magnetic flux (SQUID) measurement. The average particle size obtained was 15 nm.

<3>SiOシェル剥離と表面修飾子導入によるFePt合金粒子分散水の作製
まず、2−メルカプトコハク酸(MSA、和光純薬工業製)0.75g(濃度0.5M)と、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド五水和物(TMAOH・5HO、東京化成工業製)3.6g(濃度2M)とを水10mlに溶解し、処理液を調製した。
<3> Preparation of FePt alloy particle dispersion water by peeling SiO 2 shell and introducing surface modifier First, 0.75 g (concentration 0.5M) of 2-mercaptosuccinic acid (MSA, Wako Pure Chemical Industries), tetramethylammonium A processing solution was prepared by dissolving 3.6 g (concentration 2M) of hydroxide pentahydrate (TMAOH · 5H 2 O, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 10 ml of water.

次いで、熱処理後の上記FePt/SiOコアシェル粒子5mgをこの処理液に浸漬させ、得られた反応溶液を70℃のホットプレート上で2日間放置した。これにより、SiOシェルの除去と、表面修飾子の導入とを同一の反応溶液内で同時に行った。なお、粒子は塩析効果によって凝集するため、反応溶液は適宜超音波照射によって分散させた。 Next, 5 mg of the FePt / SiO 2 core-shell particles after the heat treatment were immersed in this treatment solution, and the obtained reaction solution was left on a hot plate at 70 ° C. for 2 days. Thereby, the removal of the SiO 2 shell and the introduction of the surface modifier were simultaneously performed in the same reaction solution. Since the particles aggregate due to the salting out effect, the reaction solution was appropriately dispersed by ultrasonic irradiation.

反応後、反応溶液に遠心分離処理を施し、上澄み液を除去した。残留したSiOを除去するため1M NaOH水溶液で洗浄した。その後、再び水洗浄を行った後、水を加えると、得られた粒子は水に良好に分散した。その後透析を5回行い、最終的に水に分散させることで2−メルカプトコハク酸修飾FePt合金粒子(溶媒分散性粒子)を水に分散してなる分散水を得た。 After the reaction, the reaction solution was centrifuged, and the supernatant was removed. In order to remove residual SiO 2 , it was washed with 1M NaOH aqueous solution. Then, after washing with water again, when water was added, the obtained particles were well dispersed in water. Thereafter, dialysis was performed 5 times, and finally dispersed in water to obtain dispersed water obtained by dispersing 2-mercaptosuccinic acid-modified FePt alloy particles (solvent dispersible particles) in water.

<4>溶媒分散性粒子の評価
得られた溶媒分散性粒子について、結晶構造をXRD測定により、粒子の形態をTEM観察により、磁気特性をSQUID測定によりそれぞれ評価した。
<4> Evaluation of Solvent Dispersible Particles Regarding the obtained solvent dispersible particles, the crystal structure was evaluated by XRD measurement, the particle form was observed by TEM, and the magnetic properties were evaluated by SQUID measurement.

図3にはXRD結果を示す。図3中の(1)は熱処理前のFePt/SiOコアシェル粒子のXRDパターン、(2)は熱処理後のFePt/SiOコアシェル粒子のXRDパターン、(3)は水分散処理(SiO除去および表面修飾子導入)後の2−メルカプトコハク酸修飾FePt合金粒子(溶媒分散性粒子)のXRDパターンである。(1)のXRDパターンと(2)のXRDパターンとを比較することにより、熱処理によって結晶構造が規則相に転移したことが確認できた。(2)のXRDパターンには、特徴的なピークが認められ、このピークの配置は、規則構造(fct構造)のFePt合金のカードデータとよく一致した。また、(2)のXRDパターンと(3)のXRDパターンとを比較することにより、水に分散させた粒子の結晶構造は熱処理後の結晶構造から変化がなく、表面修飾子の導入がFePt合金粒子の結晶構造に影響を及ぼさないことが確認できた。 FIG. 3 shows the XRD result. In FIG. 3, (1) is an XRD pattern of FePt / SiO 2 core-shell particles before heat treatment, (2) is an XRD pattern of FePt / SiO 2 core-shell particles after heat treatment, and (3) is an aqueous dispersion treatment (SiO 2 removal and It is an XRD pattern of 2-mercaptosuccinic acid modified FePt alloy particles (solvent dispersible particles) after introduction of a surface modifier. By comparing the XRD pattern of (1) and the XRD pattern of (2), it was confirmed that the crystal structure was transformed into an ordered phase by heat treatment. A characteristic peak was observed in the XRD pattern of (2), and the arrangement of this peak was in good agreement with the card data of the FePt alloy having an ordered structure (fct structure). Further, by comparing the XRD pattern of (2) and the XRD pattern of (3), the crystal structure of the particles dispersed in water is not changed from the crystal structure after the heat treatment, and the introduction of the surface modifier is the FePt alloy. It was confirmed that the crystal structure of the particles was not affected.

図4にTEM観察結果を示す。図4中の(a)は熱処理後のFePt/SiOコアシェル粒子の観察像であり、(b)は水分散処理後の2−メルカプトコハク酸修飾FePt合金粒子の観察像である。(a)では濃色領域のFePt合金粒子が淡色領域のSiOシェルで被覆されている様子が確認できる。(b)ではFePt合金粒子の周りに淡色領域のシェルが観察されないことから、SiOが除去できたと考えられる。粒子が数珠状に並んでいるのは磁気的相互作用によるものと考えられるが、粒子間に隙間が認められることから、表面修飾子が粒子表面に結合し、粒子同士の凝集を防止しているためと考えられる。 FIG. 4 shows the TEM observation results. 4A is an observation image of FePt / SiO 2 core-shell particles after heat treatment, and FIG. 4B is an observation image of 2-mercaptosuccinic acid-modified FePt alloy particles after water dispersion treatment. In (a), it can be confirmed that the FePt alloy particles in the dark color region are covered with the SiO 2 shell in the light color region. In (b), it is considered that SiO 2 could be removed because no shell in the light color region was observed around the FePt alloy particles. It is thought that the particles are arranged in a bead shape due to magnetic interaction, but since there are gaps between the particles, the surface modifier is bonded to the particle surface to prevent aggregation of the particles This is probably because of this.

図5にSQUID測定により得られたH−M曲線を示す。図5中の(1)は熱処理後のFePt/SiOコアシェル粒子のH−M曲線であり、(2)は水分散処理後の2−メルカプトコハク酸修飾FePt合金粒子のH−M曲線である。(1)と(2)のH−M曲線はほぼ重なっており、保磁力は(1)が5.6kOe、(2)が5.5kOe、残留磁化は(1)が498emu/cc、(2)が427emu/ccであり、(1)と(2)とで磁気特性はほとんど変わらなかった。以上の結果から、実施例1で得られた溶媒分散性粒子は、強磁性体で構成されていることが確認できた。 FIG. 5 shows an HM curve obtained by SQUID measurement. In FIG. 5, (1) is an HM curve of FePt / SiO 2 core-shell particles after heat treatment, and (2) is an HM curve of 2-mercaptosuccinic acid-modified FePt alloy particles after water dispersion treatment. . The HM curves of (1) and (2) almost overlap, the coercivity is 5.6 kOe for (1), 5.5 kOe for (2), the residual magnetization is 498 emu / cc for (1), (2 ) Was 427 emu / cc, and the magnetic characteristics were almost the same between (1) and (2). From the above results, it was confirmed that the solvent-dispersible particles obtained in Example 1 were composed of a ferromagnetic material.

また、得られた溶媒分散性粒子を水に分散させ、1日間放置したが、沈殿等の生成は認められず、その後7日間放置したが変化は認められなかった。   Further, the obtained solvent-dispersible particles were dispersed in water and allowed to stand for 1 day. However, formation of precipitates and the like was not observed, and after that, they were left for 7 days, but no change was observed.

(実施例2)
熱処理後のFePt/SiOコアシェル粒子の作製までは実施例1と同様にして行った。
(Example 2)
The same process as in Example 1 was performed until the preparation of the FePt / SiO 2 core-shell particles after the heat treatment.

次いで、L−システイン(Cys、東京化成工業製)0.6g(濃度0.5M)と、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド五水和物3.6g(濃度2M)とを水10mlに溶解し、処理液を調製した。   Subsequently, 0.6 g (concentration 0.5M) of L-cysteine (Cys, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 3.6 g of tetramethylammonium hydroxide pentahydrate (concentration 2M) were dissolved in 10 ml of water, Was prepared.

次いで、熱処理後の上記FePt/SiOコアシェル粒子5mgをこの処理液に浸漬させ、得られた反応溶液を70℃のホットプレート上で2日間放置した。以下の操作は実施例1と同様の方法によってL−システイン修飾FePt合金粒子(溶媒分散性粒子)を水に分散してなる分散水を得た。 Next, 5 mg of the FePt / SiO 2 core-shell particles after the heat treatment were immersed in this treatment solution, and the obtained reaction solution was left on a hot plate at 70 ° C. for 2 days. The following operation was performed in the same manner as in Example 1 to obtain dispersed water obtained by dispersing L-cysteine-modified FePt alloy particles (solvent dispersible particles) in water.

得られた溶媒分散性粒子について、結晶構造をXRD測定により評価したところ、粒子の構造が規則相であり、水分散化処理前後で変化はなかった。SiOシェルが除去されていることはTEM観察によって確認した。磁気特性はSQUID測定によって評価し、保磁力は5.5kOe、残留磁化が431emu/ccであり、水処理前後でほとんど変化がなかった。 When the crystal structure of the obtained solvent-dispersible particles was evaluated by XRD measurement, the particle structure was a regular phase, and there was no change before and after the water dispersion treatment. It was confirmed by TEM observation that the SiO 2 shell was removed. The magnetic characteristics were evaluated by SQUID measurement, the coercive force was 5.5 kOe, the residual magnetization was 431 emu / cc, and there was almost no change before and after water treatment.

また、得られた溶媒分散性粒子を水に分散させ、1日間放置したが、沈殿等の生成は認められず、その後7日間放置したが変化は認められなかった。   Further, the obtained solvent-dispersible particles were dispersed in water and allowed to stand for 1 day. However, formation of precipitates and the like was not observed, and after that, they were left for 7 days, but no change was observed.

(実施例3)
熱処理後のFePt/SiOコアシェル粒子の作製までは実施例1と同様にして行った。
(Example 3)
The same process as in Example 1 was performed until the preparation of the FePt / SiO 2 core-shell particles after the heat treatment.

次いで、L−グルタミン酸(東京化成工業製)0.73g(濃度0.5M)と、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド五水和物3.6g(濃度2M)とを水10mlに溶解し、処理液を調製した。   Next, 0.73 g (concentration 0.5M) of L-glutamic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 3.6 g of tetramethylammonium hydroxide pentahydrate (concentration 2M) are dissolved in 10 ml of water to prepare a treatment solution. did.

次いで、熱処理後の上記FePt/SiOコアシェル粒子5mgをこの処理液に浸漬させ、得られた反応溶液を75℃のホットプレート上で1日間放置した。以下の操作は実施例1と同様の方法によってL−グルタミン酸修飾FePt合金粒子(溶媒分散性粒子)を水に分散してなる分散水を得た。 Next, 5 mg of the FePt / SiO 2 core-shell particles after the heat treatment were immersed in this treatment solution, and the obtained reaction solution was left on a hot plate at 75 ° C. for 1 day. The following operations were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain dispersed water obtained by dispersing L-glutamic acid-modified FePt alloy particles (solvent dispersible particles) in water.

得られた溶媒分散性粒子について、結晶構造をXRD測定により評価したところ、粒子の構造が規則相であり、水分散化処理前後で変化はなかった。SiOシェルが除去されていることはTEM観察によって確認した。 When the crystal structure of the obtained solvent-dispersible particles was evaluated by XRD measurement, the particle structure was a regular phase, and there was no change before and after the water dispersion treatment. It was confirmed by TEM observation that the SiO 2 shell was removed.

また、得られた溶媒分散性粒子を水に分散させ、1日間放置したが、沈殿等の生成は認められず、その後7日間放置したが変化は認められなかった。   Further, the obtained solvent-dispersible particles were dispersed in water and allowed to stand for 1 day. However, formation of precipitates and the like was not observed, and after that, they were left for 7 days, but no change was observed.

(実施例4)
オルト珪酸テトラエチルに代えて、燐酸水溶液と水酸化カルシウム懸濁液の混合液を用いるようにした以外は、前記実施例1と同様にしてコアシェル粒子を得た。なお、得られたコアシェル粒子は、FePt合金粒子を覆うように、ハイドロキシアパタイト(HAp)のシェルが形成されてなるFePt/HApコアシェル粒子である。
Example 4
Core-shell particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution of an aqueous phosphoric acid solution and a calcium hydroxide suspension was used instead of tetraethyl orthosilicate. The obtained core-shell particles are FePt / HAp core-shell particles in which a shell of hydroxyapatite (HAp) is formed so as to cover the FePt alloy particles.

以下、実施例1と同様にして、熱処理、シェル剥離および表面修飾子の導入を順次行ったが、シェル剥離および表面修飾子の導入を行う際には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド五水和物に代えて、塩酸(濃度1重量%)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にした。   Hereinafter, heat treatment, shell peeling, and introduction of a surface modifier were sequentially performed in the same manner as in Example 1. However, when shell peeling and surface modifier were introduced, tetramethylammonium hydroxide pentahydrate was added. Instead, the same procedure as in Example 1 was performed except that hydrochloric acid (concentration 1% by weight) was used.

得られた溶媒分散性粒子について、結晶構造をXRD測定により評価したところ、粒子の構造が規則相であり、水分散化処理前後で変化はなかった。HApシェルが除去されていることはTEM観察によって確認した。   When the crystal structure of the obtained solvent-dispersible particles was evaluated by XRD measurement, the particle structure was a regular phase, and there was no change before and after the water dispersion treatment. It was confirmed by TEM observation that the HAp shell was removed.

また、得られた溶媒分散性粒子を水に分散させ、1日間放置したが、沈殿等の生成は認められず、その後7日間放置したが変化は認められなかった。   Further, the obtained solvent-dispersible particles were dispersed in water and allowed to stand for 1 day. However, formation of precipitates and the like was not observed, and after that, they were left for 7 days, but no change was observed.

(比較例1)
熱処理後のFePt/SiOコアシェル粒子の作製までは実施例1と同様にして行った。
(Comparative Example 1)
The same process as in Example 1 was performed until the preparation of the FePt / SiO 2 core-shell particles after the heat treatment.

次いで、SiOシェルを除去するため、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(2M)10mlに上記FePt/SiOコアシェル粒子5mgを浸漬させ、70℃のホットプレート上に2日間放置した。反応後、反応溶液に遠心分離処理を施し、上澄み液を除去した。残留したSiOを除去するため1M NaOH水溶液で洗浄した後、再び水を加えて4000rpmで10分間遠心分離処理を行うことによりFePt合金粒子を回収した。この粒子を室温で12時間乾燥させた。 Then, to remove the SiO 2 shell, it is immersing the FePt / SiO 2 core-shell particles 5mg tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (2M) 10 ml, allowed to stand for 2 days to 70 ° C. on a hot plate. After the reaction, the reaction solution was centrifuged, and the supernatant was removed. After washing with a 1M NaOH aqueous solution to remove residual SiO 2 , water was added again, and centrifugation was performed at 4000 rpm for 10 minutes to collect FePt alloy particles. The particles were dried at room temperature for 12 hours.

次いで、水10mlと2−メルカプトコハク酸0.75gとを混合し、反応溶液を調製するとともに2日間攪拌した。撹拌後、再び水洗浄を行った後、水を加え、超音波を10分間照射することで得られた粒子を水に分散させた。   Next, 10 ml of water and 0.75 g of 2-mercaptosuccinic acid were mixed to prepare a reaction solution and stirred for 2 days. After stirring, after washing with water again, water was added, and particles obtained by irradiating with ultrasonic waves for 10 minutes were dispersed in water.

得られたFePt合金粒子を水に分散させ、一晩放置したところ、粒子はすべて沈殿した。   When the obtained FePt alloy particles were dispersed in water and allowed to stand overnight, all the particles precipitated.

また、得られたFePt合金粒子について、結晶構造をXRD測定により評価したところ、粒子の構造が規則相であった。また、SiOシェルが除去されていることはTEM観察によって確認した。一方、TEM観察像においては、粒子同士が凝集している様子が認められた。 Moreover, when the crystal structure of the obtained FePt alloy particles was evaluated by XRD measurement, the particle structure was a regular phase. Moreover, it was confirmed by TEM observation that the SiO 2 shell was removed. On the other hand, in the TEM observation image, it was recognized that the particles were aggregated.

(比較例2)
特許文献1の方法を用いてFePt合金粒子を有機溶媒に分散させ、次に表面修飾子置換を行うことによって、粒子を水に分散させることを試みた。
(Comparative Example 2)
An attempt was made to disperse the particles in water by dispersing FePt alloy particles in an organic solvent using the method of Patent Document 1 and then performing surface modifier substitution.

熱処理後のFePt/SiOコアシェル粒子の作製までは実施例1と同様にして行った。 The same process as in Example 1 was performed until the preparation of the FePt / SiO 2 core-shell particles after the heat treatment.

次に、上記FePt/SiOコアシェル粒子0.03gと水酸化ナトリウム水溶液3g(4M)、クロロホルム5g、臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)0.5gを混合し、24時間撹拌した。 Next, 0.03 g of the FePt / SiO 2 core-shell particles, 3 g (4M) of aqueous sodium hydroxide, 5 g of chloroform, and 0.5 g of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) were mixed and stirred for 24 hours.

撹拌終了後、反応溶液にクロロホルム15gを加え、4000rpmで10分間遠心分離を行い、クロロホルム相を抽出した。クロロホルム相で回収した粒子の収率は12%であり、大部分の粒子は沈殿した。   After completion of stirring, 15 g of chloroform was added to the reaction solution, followed by centrifugation at 4000 rpm for 10 minutes to extract the chloroform phase. The yield of particles recovered in the chloroform phase was 12%, and most of the particles precipitated.

次に、上記手法によって得られたFePt合金粒子のクロロホルム分散液に2−メルカプトコハク酸0.75gと水10mlを加えて24時間撹拌した。撹拌終了後、反応溶液が二相に分離するまで放置した後、ピペットで上相を吸い上げることにより水相を抽出したが、粒子は水相にはほとんど存在しなかった。   Next, 0.75 g of 2-mercaptosuccinic acid and 10 ml of water were added to the chloroform dispersion of FePt alloy particles obtained by the above method, and the mixture was stirred for 24 hours. After the stirring was completed, the reaction solution was allowed to separate into two phases, and then the aqueous phase was extracted by sucking the upper phase with a pipette, but the particles were hardly present in the aqueous phase.

(まとめ)
以上の結果から、各実施例で得られた溶媒分散性粒子は、水などの極性溶媒に対して高い分散性を示すことが明らかとなった。
(Summary)
From the above results, it was revealed that the solvent-dispersible particles obtained in each Example showed high dispersibility with respect to polar solvents such as water.

一方、各比較例で得られた粒子はすでに凝集しており、水などの極性溶媒に分散させても、沈殿を生じることが明らかとなった。   On the other hand, it was revealed that the particles obtained in each comparative example were already aggregated, and even when dispersed in a polar solvent such as water, precipitation occurred.

1 溶媒分散性粒子
10 規則構造を有する多成分合金粒子
11 不規則構造を有する多成分合金粒子
6 処理液
7 コアシェル粒子
71 多成分合金粒子
72 シェル
a 元素群Aに属する元素
b 元素群Bに属する元素
m 表面修飾子
s 結合
X、Y、Z 官能基
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solvent dispersible particle | grains 10 Multicomponent alloy particle which has a regular structure 11 Multicomponent alloy particle which has an irregular structure 6 Treatment liquid 7 Core shell particle 71 Multicomponent alloy particle 72 Shell a Element which belongs to element group A b It belongs to element group B Element m Surface modifier s Bond X, Y, Z Functional group

Claims (12)

2種以上の金属成分で構成された多成分合金粒子に表面修飾子を結合させてなる溶媒分散性粒子を製造する方法であって、
前記多成分合金粒子を覆うように仮被膜を形成し、被覆粒子を得る第1の工程と、
前記被覆粒子に熱処理を施すことにより、前記多成分合金粒子中の原子配列を規則化し、強磁性を発現させる第2の工程と、
液相において前記仮被膜を除去し、前記多成分合金粒子の表面を露出させるとともに、該表面に前記表面修飾子を結合させる第3の工程とを有し、
前記第3の工程において、前記仮被膜の除去と、前記表面修飾子の結合とを、同一液相内で同時に行うことを特徴とする溶媒分散性粒子の製造方法。
A method of producing solvent-dispersible particles obtained by bonding a surface modifier to multi-component alloy particles composed of two or more metal components,
Forming a temporary coating so as to cover the multi-component alloy particles, and obtaining coated particles;
Applying a heat treatment to the coated particles to regularize the atomic arrangement in the multi-component alloy particles and to develop ferromagnetism;
Removing the temporary coating in the liquid phase, exposing the surface of the multi-component alloy particles, and bonding the surface modifier to the surface;
In the third step, the removal of the temporary coating and the bonding of the surface modifier are simultaneously performed in the same liquid phase.
前記液相は、前記表面修飾子を含み、前記仮被膜を溶解し得る処理液である請求項1に記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The method for producing solvent-dispersible particles according to claim 1, wherein the liquid phase is a treatment liquid containing the surface modifier and capable of dissolving the temporary coating. 前記仮被膜は、酸化物で構成されている請求項1または2のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The method for producing solvent-dispersible particles according to claim 1, wherein the temporary coating is made of an oxide. 前記酸化物は、Feよりイオン化傾向が大きい金属の酸化物である請求項3に記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The method for producing solvent-dispersible particles according to claim 3, wherein the oxide is a metal oxide having a higher ionization tendency than Fe. 前記酸化物は、SiOである請求項3または4に記載の溶媒分散性粒子の製造方法。 The oxides, the production method of solvent-dispersible particle according to claim 3 or 4 is SiO 2. 前記仮被膜は、ハイドロキシアパタイトで構成されている請求項1または2のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The method for producing solvent-dispersible particles according to claim 1, wherein the temporary coating is composed of hydroxyapatite. 前記表面修飾子は、前記処理液に溶解するものである請求項1ないし6のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The method for producing solvent-dispersible particles according to claim 1, wherein the surface modifier is dissolved in the treatment liquid. 前記表面修飾子は、前記多成分合金粒子に対して、共有結合、イオン結合および配位結合のいずれかにより結合し得る官能基を有している請求項1ないし7のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The solvent according to any one of claims 1 to 7, wherein the surface modifier has a functional group that can be bonded to the multicomponent alloy particle by any one of a covalent bond, an ionic bond, and a coordinate bond. A method for producing dispersible particles. 前記多成分合金粒子の平均粒径は、1〜30nmである請求項1ないし8のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The method for producing solvent-dispersible particles according to any one of claims 1 to 8, wherein the multi-component alloy particles have an average particle size of 1 to 30 nm. 前記多成分合金粒子は、長周期型周期表の第4周期に属するCu以外の遷移金属元素から選択される少なくとも1種の元素群Aと、白金族および長周期型周期表の第11族に属する遷移金属元素から選択される少なくとも1種の元素群Bとを含む合金粒子である請求項1ないし9のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The multi-component alloy particles include at least one element group A selected from transition metal elements other than Cu belonging to the fourth period of the long-period periodic table, the platinum group, and the eleventh group of the long-period periodic table. The method for producing solvent-dispersible particles according to any one of claims 1 to 9, wherein the particles are alloy particles containing at least one element group B selected from the transition metal elements to which they belong. 前記元素群Aは、FeまたはCoを含んでおり、前記元素群Bは、PtまたはPdを含んでいる請求項10に記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The method for producing solvent-dispersible particles according to claim 10, wherein the element group A includes Fe or Co, and the element group B includes Pt or Pd. 前記第2の工程後における前記多成分合金粒子の保磁力は、1kOe以上である請求項1ないし11のいずれかに記載の溶媒分散性粒子の製造方法。   The method for producing solvent-dispersible particles according to any one of claims 1 to 11, wherein the coercive force of the multi-component alloy particles after the second step is 1 kOe or more.
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