JP2023033191A - 軟磁性ナノワイヤーおよびそれを含む塗料ならびにそれを塗布してなる積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】飽和磁化と比透磁率がより十分に高く、かつ保磁力がより十分に低い軟磁性ナノワイヤーを提供すること。【解決手段】鉄とホウ素を含有する軟磁性ナノワイヤーであって、平均長が５μｍ以上であり、かつＳＥＭ－ＥＤＳ法により測定した該ナノワイヤー中の鉄／ホウ素のモル比が５未満である、軟磁性ナノワイヤー。【選択図】なし
Description
本発明は、軟磁性ナノワイヤーおよびそれを含む塗料ならびにそれを塗布してなる積層体に関するものである。
軟磁性材料は、モーターのコア、電磁弁、各種センサー、磁界シールドや電磁波吸収材等のさまざまな用途で広く用いられている。一般的に、各用途において良好な性能を得るには、軟磁性材料は、高い透磁率、高い飽和磁化、低い保磁力を有することが好ましい。これらの特性値が良好であるほど、各用途で優れた性能を発揮する。
特に鉄は飽和磁化が高い軟磁性材料であり、センサー、コア材、磁界シールド等に応用されている。さらに、鉄材料の中でも異方性が高い材料は、低い反磁界とパーコレーション閾値を有することから、軟磁性材料として期待されている。
軟磁性材料は異方性を付与することにより、反磁界が抑制でき、透磁率が高くなる。そのため、特許文献１や非特許文献１等の軟磁性のナノワイヤーは軟磁性の粒子と比較し、透磁率が優れた材料になることが知られている。
異方性を有する軟磁性材料としては、例えば、非特許文献２および３に鉄とホウ素を含むナノワイヤーが開示されている。
Advanced Powder Technology(2016), 27, p704-710.
Journal of Applied Physics (2011), 109, 07B527
J. Chin. Chem. Soc. 2012, 59、"Synthesis and Characterization of Iron Nanowires"
しかしながら、特許文献１のナノワイヤーは十分な保磁力を有していなかった。非特許文献１～３のナノワイヤーは長さが比較的短く異方性に乏しいため、軟磁性材料としての性能、特に比透磁率が不十分であった。
本発明は、飽和磁化と比透磁率がより十分に高く、かつ保磁力がより十分に低い軟磁性ナノワイヤーを提供することを目的とするものである。
本発明はまた、鉄の純度が高く、平均長が長い軟磁性ナノワイヤーを提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、鉄塩を含む溶液を、ホウ素を含む還元剤を用いて還元する方法において、鉄塩／還元剤のモル比を特定比とすることにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
＜１＞ 鉄とホウ素を含有する軟磁性ナノワイヤーであって、
平均長が５μｍ以上であり、かつＳＥＭ－ＥＤＳ法により測定した該ナノワイヤー中の鉄／ホウ素のモル比が５未満である、軟磁性ナノワイヤー。
＜２＞ 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が７０質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が３．５質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が２５質量％以下である、＜１＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜３＞ 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が８５質量％以上である、＜１＞または＜２＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜４＞ 前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が３．５質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が１５質量％以下である、＜３＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜５＞ 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が８９質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が４質量％以上である、＜１＞または＜２＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜６＞ 前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が８質量％以下である、＜５＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜７＞ 振動試料型磁力計を用いて測定した飽和磁化を鉄の純度で除算した値が１５０ｅｍｕ／ｇ以上である、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜８＞ 振動試料型磁力計を用いて測定した飽和磁化が４０ｅｍｕ／ｇ以上である、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜９＞ 振動試料型磁力計を用いて測定した保磁力が５００Ｏｅ未満である、＜１＞～＜８＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜１０＞ 振動試料型磁力計を用いて測定した比透磁率が５以上である＜１＞～＜９＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜１１＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを製造する方法であって、
反応開始前の溶存酸素量が０．５～４．０ｍｇ／Ｌである反応溶媒中において、鉄イオンを原料とし、ホウ素原子を含んだ還元剤を用いて、磁場中で液相還元反応をおこなう、軟磁性ナノワイヤーの製造方法。
＜１２＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む塗料。
＜１３＞ ＜１２＞に記載の塗料を基材上に塗布してなる塗膜を有する積層体。
＜１４＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む成形体。
＜１５＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含むシート。
＜１６＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む電磁波遮蔽材料。
＜１＞ 鉄とホウ素を含有する軟磁性ナノワイヤーであって、
平均長が５μｍ以上であり、かつＳＥＭ－ＥＤＳ法により測定した該ナノワイヤー中の鉄／ホウ素のモル比が５未満である、軟磁性ナノワイヤー。
＜２＞ 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が７０質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が３．５質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が２５質量％以下である、＜１＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜３＞ 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が８５質量％以上である、＜１＞または＜２＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜４＞ 前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が３．５質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が１５質量％以下である、＜３＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜５＞ 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が８９質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が４質量％以上である、＜１＞または＜２＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜６＞ 前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が８質量％以下である、＜５＞に記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜７＞ 振動試料型磁力計を用いて測定した飽和磁化を鉄の純度で除算した値が１５０ｅｍｕ／ｇ以上である、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜８＞ 振動試料型磁力計を用いて測定した飽和磁化が４０ｅｍｕ／ｇ以上である、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜９＞ 振動試料型磁力計を用いて測定した保磁力が５００Ｏｅ未満である、＜１＞～＜８＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜１０＞ 振動試料型磁力計を用いて測定した比透磁率が５以上である＜１＞～＜９＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤー。
＜１１＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを製造する方法であって、
反応開始前の溶存酸素量が０．５～４．０ｍｇ／Ｌである反応溶媒中において、鉄イオンを原料とし、ホウ素原子を含んだ還元剤を用いて、磁場中で液相還元反応をおこなう、軟磁性ナノワイヤーの製造方法。
＜１２＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む塗料。
＜１３＞ ＜１２＞に記載の塗料を基材上に塗布してなる塗膜を有する積層体。
＜１４＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む成形体。
＜１５＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含むシート。
＜１６＞ ＜１＞～＜１０＞のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む電磁波遮蔽材料。
本発明によれば、飽和磁化と比透磁率がより十分に高く、保磁力がより十分に低い軟磁性ナノワイヤーを提供することができる。
［軟磁性ナノワイヤー］
本発明の軟磁性ナノワイヤーは、鉄とホウ素を含む。
本発明の軟磁性ナノワイヤーは、鉄とホウ素を含む。
本発明の軟磁性ナノワイヤー中の鉄／ホウ素のモル比は、５未満とする必要があり、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、好ましくは４未満、より好ましくは３未満である。当該モル比が５以上である場合、飽和磁化および比透磁率が低下する。当該モル比は通常、０．１以上、特に１以上である。
本明細書中、鉄／ホウ素のモル比は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）－ＥＤＳ法により測定された値を用いている。詳しくは、当該モル比は、ＳＥＭによる任意の１０視野において、ＥＤＳ法により各元素の構成比率を測定することにより、算出された平均値を用いている。
本発明の軟磁性ナノワイヤー中の鉄の含有量は、特に限定されず、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、７０質量％以上とすることが好ましく、８５質量％以上とすることがより好ましく、８８質量％以上とすることがさらに好ましく、８９質量％以上とすることが十分に好ましく、９０質量％以上とすることがより十分に好ましく、９３質量％以上とすることが特に好ましく、９５質量％以上とすることが最も好ましい。鉄の含有量は通常、９８質量％以下、特に９５質量％以下である。
本発明の軟磁性ナノワイヤー中のホウ素の含有量は、特に限定されず、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、３．５質量％以上とすることが好ましく、４質量％以上とすることがより好ましく、４．８５質量％以上とすることが十分に好ましく、５質量％以上とすることがより十分に好ましい。ホウ素の含有量は通常、１５質量％以下、特に８質量％以下である。
本来、鉄の含有量が高いほど飽和磁化等の軟磁性材料としての性能が向上するが、鉄は酸化しやすいため、ナノワイヤー中に酸素等を含み純度が低下する。しかしながら、本発明においてはナノワイヤー中にホウ素を含ませることにより、酸化を抑制しながらナノワイヤーを成長させることができ、鉄の純度が高いナノワイヤーを作製することができる。また、ナノワイヤー中にホウ素を含ませることにより、作製後貯蔵する際にも高い純度を維持することができる。ナノワイヤーが鉄を含まない場合、飽和磁化が低くなるので好ましくない。ナノワイヤーがホウ素を含まない場合、所定の平均長を有するナノワイヤーを作製することができない場合がある。
本明細書中、鉄およびホウ素の各元素の含有量は、ナノワイヤー全量に対する値（質量％）で表されている。当該各元素の含有量は、ナノワイヤーが溶解された溶液を、ＩＣＰ－ＡＥＳ法に基づく多元素同時分析法および検量線法に供することにより測定された値を用いている。
本発明の軟磁性ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量は特に限定されず、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、２５質量％以下とすることが好ましく、１５質量％以下とすることがより好ましく、８質量％以下とすることがさらに好ましく、７質量％以下とすることが十分に好ましく、６質量％以下とすることがより十分に好ましく、５質量％以下とすることがさらに十分に好ましく、３質量％以下とすることがもっと十分に好ましく、１質量％未満とすることが特に好ましく、０．１質量％以下とすることが最も好ましい。鉄とホウ素以外の元素の含有量は、検出限界値（例えば０．１質量％）未満であってもよい。
鉄とホウ素以外の元素とは、本発明の軟磁性ナノワイヤーに含まれる、鉄でもホウ素でもない元素のことである。鉄とホウ素以外の元素の具体例として、例えば、酸素、炭素、ケイ素等が挙げられる。
本明細書中、鉄とホウ素以外の元素の含有量は、それらの元素の合計含有量のことであり、ナノワイヤー全量に対する値（質量％）で表されている。当該元素の含有量は、ナノワイヤーが溶解された溶液を、ＩＣＰ－ＡＥＳ法に基づく多元素同時分析法および検量線法に供することにより測定された値を用いている。詳しくは、ＩＣＰ－ＡＥＳ法に基づく検量線法により測定した鉄およびホウ素の含有量を、ナノワイヤー全量から減ずることにより算出された値を用いている。
本発明の軟磁性ナノワイヤーにおいて、例えば、コバルトおよびニッケルそれぞれの含有量は通常、ナノワイヤー全量に対して０．１質量％以下、特に０質量％である。なお、コバルトおよびニッケルそれぞれの含有量が０質量％であるとは、本発明の軟磁性ナノワイヤーがコバルトおよびニッケルを含まないこと、詳しくは当該コバルトおよびニッケルそれぞれの含有量がＩＣＰ－ＡＥＳ法に基づく測定法による検出限界値未満（例えば０．１質量％未満）であることを意味する。
本発明の軟磁性ナノワイヤー中の鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素およびケイ素の合計含有量（以下、「合計含有量Ｘ」ということがある）は、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、当該ナノワイヤー全量に対して、７５質量％以上が好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることがさらに好ましく、９５質量％以上であることが十分に好ましく、９８質量％以上であることがより十分に好ましい。合計含有量Ｘのナノワイヤー全量に対する割合は通常、１００質量％以下である。
本明細書中、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素およびケイ素の合計含有量（すなわち「合計含有量Ｘ」）のナノワイヤー全量に対する割合（質量％）は、ＩＣＰ－ＡＥＳ法に基づく検量線法により測定された値を用いている。
本発明の軟磁性ナノワイヤーの平均長は、５μｍ以上であることが必要で、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、８～４０μｍであることが好ましく、１０～３５μｍであることがより好ましく、１０～３０μｍであることがさらに好ましい。上記のようにホウ素を特定量含ませることにより、平均長が５μｍ以上のナノワイヤーを作製することができる。ナノワイヤーは、長いほど、異方性が高まり反磁界を低減することができる。ナノワイヤーの平均長が５μｍ未満である場合、飽和磁化および比透磁率が低下する。
本発明の軟磁性ナノワイヤーの平均径は特に限定されないが、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、２０～３００ｎｍであることが好ましく、５０～２００ｎｍであることがより好ましく、５０～１５０ｎｍであることがさらに好ましい。前記平均径は、反応条件により制御することができ、用途に応じて適宜選択することができる。ナノワイヤーは細いほど、アスペクト比が大きくなり、反磁界が低減される。本発明の軟磁性ナノワイヤーのアスペクト比は特に限定されず、例えば、２０～５００であってもよく、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、好ましくは４０～３００、より好ましくは５０～２００である。
本明細書中、ナノワイヤーの平均長および平均径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による撮影に基づく、任意の１００点での平均値を用いている。
本発明の軟磁性ナノワイヤーの飽和磁化は、４０ｅｍｕ／ｇ以上であることが好ましく、６０ｅｍｕ／ｇ以上であることがより好ましく、７０ｅｍｕ／ｇ以上であることがさらに好ましく、１５０ｅｍｕ／ｇ以上であることが特に好ましい。飽和磁化が４０ｅｍｕ／ｇ未満の場合、軟磁性材料として性能が不足し扱いにくい。当該飽和磁化は通常、３００ｅｍｕ／ｇ以下、特に２００ｅｍｕ／ｇ以下である。
本発明の軟磁性ナノワイヤーにおいて、飽和磁化を鉄の純度で除算した値は、４０ｅｍｕ／ｇ以上であることが好ましく、６０ｅｍｕ／ｇ以上であることがより好ましく、７０ｅｍｕ／ｇ以上であることがさらに好ましく、１５０ｅｍｕ／ｇ以上であることが特に好ましい。鉄の純度とは、ナノワイヤー中の鉄の含有量に基づく値であり、ナノワイヤーの全質量を「１」としたときの値である。
本発明の軟磁性ナノワイヤーの比透磁率は、５以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましく、４０以上であることがさらに好ましく、１００以上であることが十分に好ましい。比透磁率が５未満の場合、軟磁性材料として性能が不足し扱いにくい。当該比透磁率は通常、３００以下、特に２００以下である。
本発明の軟磁性ナノワイヤーの保磁力は、５００Ｏｅ未満であることが好ましく、４００Ｏｅ未満であることがより好ましく、２００Ｏｅ未満であることがさらに好ましい。保磁力が５００Ｏｅ以上の場合、磁界への反応が鈍く、軟磁性材料として扱いにくい。一般に、異方性が高い材料ほど、保磁力が高くなるが、ホウ素を含有させることにより保磁力の上昇を抑制することができる。当該保磁力は通常、５０Ｏe以上、特に１００Ｏｅ以上である。
本明細書中、飽和磁化、比透磁率および保磁力は、２５℃にて振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により求めた値（２回の測定値）の平均値を用いている。
［軟磁性ナノワイヤーの製造方法］
本発明の軟磁性ナノワイヤーの製造方法としては、例えば、特定の溶存酸素量の反応溶媒中において、鉄イオンを原料とし、ホウ素原子を含んだ還元剤を用いて、磁場中で液相還元反応をおこなう方法が挙げられる。
本発明の軟磁性ナノワイヤーの製造方法としては、例えば、特定の溶存酸素量の反応溶媒中において、鉄イオンを原料とし、ホウ素原子を含んだ還元剤を用いて、磁場中で液相還元反応をおこなう方法が挙げられる。
鉄イオンを還元する際、鉄塩を反応溶媒に溶解させて鉄イオンを供給することが好ましい。鉄塩の形態は、用いる反応溶媒に溶解し、還元可能な状態で鉄イオンを供給できるものであれば特に限定されない。鉄塩としては、例えば、塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、酢酸鉄等が挙げられる。これらの塩は、水和物でも、無水物でもよい。鉄イオンの価数は特に限定されない。鉄イオンは、飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、鉄（ＩＩ）イオンであることが好ましい。
鉄イオンの濃度は、１０～１０００ｍｍｏｌ／Ｌとすることが好ましく、ナノワイヤーを形成しやすく、収率が向上しやすいことから、３０～３００ｍｍｏｌ／Ｌとすることがより好ましく、５０～２００ｍｍｏｌ／Ｌとすることがさらに好ましい。
鉄イオンを含む反応溶液は、反応開始前の溶存酸素量を０．５～４．０ｍｇ／Ｌに制御することが好ましく、１．０～３．０ｍｇ／Ｌに制御することが特に好ましい。前記溶存酸素量が４．０ｍｇ／Ｌを超える場合、ナノワイヤーの平均長が５μｍ以上の長さまで成長しない場合がある。一方、前記溶存酸素量が０．５ｍｇ／Ｌ未満の場合、再イオン化等が起こりやすい不安定なナノワイヤーになる場合がある。溶存酸素量の制御は、不活性ガスによる脱気や脱酸素剤を用いることでおこなうことができる。
本発明においては、還元剤は、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、ジメチルアミンボラン等のホウ素原子を含んだ還元剤である必要があり、中でも、水素化ホウ素ナトリウムが好ましい。ホウ素原子を含まない還元剤を用いる場合、ナノワイヤーを得ることができない場合がある。
還元剤の濃度は特に限定されないが、５０～２０００ｍｍｏｌ／Ｌとすることが好ましく、１００～１０００ｍｍｏｌ／Ｌとすることがより好ましく、１５０～６００ｍｍｏｌ／Ｌとすることがさらに好ましい。還元剤の濃度が５０ｍｍｏｌ／Ｌ未満の場合、還元反応が十分進行しない場合があり、還元剤の濃度が２０００ｍｍｏｌ／Ｌを超える場合、還元反応の進行により急激な発泡が起こる場合がある。
反応溶媒は、鉄イオンおよび還元剤が溶解できる限り特に限定されないが、溶解性、価格、環境負荷等の観点から、水が好ましい。
還元反応に際しては、鉄イオン溶液および還元剤溶液について、一方の溶液を他方の溶液に滴下して、反応液を形成することが好ましい。詳しくは、還元剤溶液を鉄イオン溶液に滴下してもよいし、または鉄イオン溶液を還元剤溶液に滴下してもよい。飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、還元剤溶液を鉄イオン溶液に滴下することが好ましい。なお、上記した鉄イオンおよび還元剤の濃度は、反応液（すなわち鉄イオン溶液および還元剤溶液の混合液）中における濃度である。
還元反応は、バッチ法で行ってもよいし、フロー法で行ってもよい。
鉄イオンを還元する際に印加する磁場は、バッチ法、フロー法いずれの場合であっても、中心磁場を１０～２００ｍＴとすることが好ましい。中心磁場が１０ｍＴ未満の場合、ナノワイヤーが生成しにくい場合がある。２００ｍＴを超える強い磁場は発生させることが困難である。
還元反応をおこなう温度は特に限定されないが、室温（例えば、２５℃）から溶媒の沸点までの温度が好ましく、簡便性の観点から室温でおこなうことがより好ましい。
還元反応の時間は軟磁性ナノワイヤーが作製できれば特に限定されない。バッチ法で行う場合は、１分～１時間が好ましい。フロー法で行う場合、所定の時間が経過すれば反応後の溶液を取り出してもよいし、連続的に反応後の溶液を取り出してもよい。
還元反応に際しては、系中の溶存酸素量を低減させるべく、窒素、アルゴンの不活性ガスによるバブリングを行ってもよいし、または行わなくてもよい。飽和磁化および比透磁率のさらなる増加ならびに保磁力のさらなる低減の観点から、当該バブリングを行うことが好ましい。
還元反応後、遠心分離、ろ過、磁石による吸着等で軟磁性ナノワイヤーを精製回収することができる。
還元反応後、あるいは精製回収後の軟磁性ナノワイヤーについて、水酸化ナトリウム水溶液等の塩基性水溶液を用いて表面処理を行うことで、軟磁性ナノワイヤー表面に酸化層を形成することができる。当該処理を行う場合は、不活性ガスによるバブリングを行わない場合でも、純度が高く、飽和磁化及び比透磁率が高く、保磁力が低いナノワイヤーを得ることができる。塩基性水溶液を用いて表面処理を行うとは、還元反応後、反応液に塩基性水溶液を添加して０．５～３時間保持すること、または精製回収後、軟磁性ナノワイヤーを塩基性水溶液中に分散して０．５～３時間保持することである。
［軟磁性ナノワイヤーの使用および用途］
本発明の軟磁性ナノワイヤーは、各種材料と混合し成形加工することで、電磁波遮蔽材料とすることができる。電磁波遮蔽材料は、電界シールド、磁界シールド等の電磁波シールド；および電磁波吸収体等を包含する。電磁波シールドとは、電磁波の透過を抑制し電磁波を反射するものである。電磁波吸収体とは、電磁波の透過や反射を抑制し電磁波を吸収するものである。電磁波遮蔽材料が遮蔽する電磁波の周波数は、例えば、２６．５～４０ＧＨｚ、７０～８０ＧＨｚ、２８７．５～３１２．５ＧＨｚ等の帯域である。前記電磁波遮蔽材料は、モーターのコア、電磁弁、各種センサー等のさまざまな用途に使用できる。
本発明の軟磁性ナノワイヤーは、各種材料と混合し成形加工することで、電磁波遮蔽材料とすることができる。電磁波遮蔽材料は、電界シールド、磁界シールド等の電磁波シールド；および電磁波吸収体等を包含する。電磁波シールドとは、電磁波の透過を抑制し電磁波を反射するものである。電磁波吸収体とは、電磁波の透過や反射を抑制し電磁波を吸収するものである。電磁波遮蔽材料が遮蔽する電磁波の周波数は、例えば、２６．５～４０ＧＨｚ、７０～８０ＧＨｚ、２８７．５～３１２．５ＧＨｚ等の帯域である。前記電磁波遮蔽材料は、モーターのコア、電磁弁、各種センサー等のさまざまな用途に使用できる。
本発明の軟磁性ナノワイヤーと混合される各種材料は、有機材料、無機材料を問わない。本発明の軟磁性ナノワイヤーは、各種材料として、例えば、エポキシ等の熱硬化性樹脂；ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂；イソプレンゴムやシリコーンゴム等のゴム；ガラス、セラミックと混合することができる。また、混合の際、揮発性の溶媒等を用いることもできる。有機材料は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴムを包含する。
本発明の軟磁性ナノワイヤーを含む成形体は、本発明の軟磁性ナノワイヤーおよび上記各種材料（例えば、有機材料）を含み、かつあらゆる形状を有していてもよい成形加工品である。成形加工方法としては、特に限定されず、例えば、キャスト法、溶融混錬法、塗布法、射出成形法、押出成形法等が挙げられる。
本発明の軟磁性ナノワイヤーを含む成形体の一例として、例えば、本発明の軟磁性ナノワイヤーを含む塗膜を有する積層体がある。例えば、本発明の軟磁性ナノワイヤーを含む塗料を基材上に塗布（および必要により乾燥）することで本発明の軟磁性ナノワイヤーを含む塗膜を有する積層体を形成することができる。本発明の積層体は特に、磁界シールドや電磁波吸収体等に用いることができる。塗料は、軟磁性ナノワイヤーの他に、上記各種材料（例えば、有機材料）および／または溶媒を含んでもよい。塗料における軟磁性ナノワイヤーの含有量は、特に限定されず、例えば、０．１～７０質量％であってもよく、特に１～５０質量％であることが好ましい。塗料における上記各種材料（特に有機材料）の含有量は、特に限定されず、例えば、１～９９質量％であってもよく、特に１０～９０質量％であることが好ましい。
積層体を構成する基材としては特に限定されず、塗膜を支持し得るものでれば特に限定されない。基材を構成し得る材料としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド等の有機材料；金属箔、セラミック、ガラス等の無機材料または；それらの複合材料が挙げられる。
積層体を得るための塗布方法は特に限定されないが、例えば、ワイヤーバーコーター塗り、フィルムアプリケーター塗り、スプレー塗り、グラビアロールコーティング法、スクリーン印刷法、リバースロールコーティング法、リップコーティング、エアナイフコーティング法、カーテンフローコーティング法、浸漬コーティング法、ダイコート法、スプレー法、凸版印刷法、凹版印刷法、インクジェット法が挙げられる。
本発明の軟磁性ナノワイヤーを含む成形体の別の一例として、例えば、本発明の軟磁性ナノワイヤーを含むシートがある。例えば、本発明の軟磁性ナノワイヤーを含む塗料を基材上に塗布（および必要により乾燥）して得られたシートを基材から剥離することで形成することができる。本発明のシートは、シート単体で市場にて取引の対象となるものである。本発明のシートは、上記した積層体と同様に、磁界シールドや電磁波吸収体等に用いることができる。塗料は、積層体を得るための塗料と同様に、軟磁性ナノワイヤーの他に、上記各種材料（例えば、有機材料（特に、ポリマーまたはゴム））および／または溶媒を含んでもよい。
シートを得るための基材としては、シートを剥離可能である限り特に限定されず、積層体を構成する基材と同様の範囲内の基材から選択されてもよい。
シートを得るための塗布方法は特に限定されず、積層体を得るための塗布方法と同様の範囲内から選択されてもよい。
本発明の軟磁性ナノワイヤーは、飽和磁化と比透磁率がより十分に高く、保磁力がより十分に低く、かつ異方性がより十分に高いため、軟磁性材料として好適に用いることができる。異方性とは、ナノワイヤーのアスペクト比がより十分に大きいことである。本発明の軟磁性ナノワイヤーは、前記したような、より十分に大きいアスペクト比を有することが好ましい。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、ナノワイヤーの評価は、以下の方法によりおこなった。
（１）ナノワイヤー化
得られた生成物を真空乾燥したのち、マイクロスコープで観察するとともに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１０万倍で撮影した。任意の１０視野中における任意の１００点において、ナノワイヤーの長さおよび径を測定し、それぞれ平均値を算出した。また、平均長を平均径で除算することでアスペクト比を算出した。アスペクト比に基づいて、形状を以下の基準で評価した。
○：繊維状（アスペクト比１０以上）；
×：非繊維状（アスペクト比１０未満）；
××：繊維状および非繊維状の生成物いずれも得られなかった。
得られた生成物を真空乾燥したのち、マイクロスコープで観察するとともに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１０万倍で撮影した。任意の１０視野中における任意の１００点において、ナノワイヤーの長さおよび径を測定し、それぞれ平均値を算出した。また、平均長を平均径で除算することでアスペクト比を算出した。アスペクト比に基づいて、形状を以下の基準で評価した。
○：繊維状（アスペクト比１０以上）；
×：非繊維状（アスペクト比１０未満）；
××：繊維状および非繊維状の生成物いずれも得られなかった。
（２）ナノワイヤーの平均長、平均径およびアスペクト比
上記項目（１）において、繊維状の生成物が得られた場合、ナノワイヤーの平均長、平均径およびアスペクト比を示した。
上記項目（１）において、繊維状の生成物が得られた場合、ナノワイヤーの平均長、平均径およびアスペクト比を示した。
ナノワイヤーの平均長は以下の基準で評価した。
◎：１０μｍ以上（優良）；
○：５μｍ以上、１０μｍ未満（良）；
×：５μｍ未満（実用上問題あり）。
◎：１０μｍ以上（優良）；
○：５μｍ以上、１０μｍ未満（良）；
×：５μｍ未満（実用上問題あり）。
（３）ナノワイヤーのモル比率
得られた生成物を真空乾燥し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１０万倍で撮影した。任意の１０視野においてＥＤＳ法により各元素の構成比率を測定し、鉄／ホウ素のモル比を算出した。
ナノワイヤー中の鉄／ホウ素のモル比率は以下の基準で評価した。
◎◎：３未満（最良）；
◎：３以上、４未満（優良）；
○：４以上、５未満（良）；
×：５以上（実用上問題あり）。
得られた生成物を真空乾燥し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１０万倍で撮影した。任意の１０視野においてＥＤＳ法により各元素の構成比率を測定し、鉄／ホウ素のモル比を算出した。
ナノワイヤー中の鉄／ホウ素のモル比率は以下の基準で評価した。
◎◎：３未満（最良）；
◎：３以上、４未満（優良）；
○：４以上、５未満（良）；
×：５以上（実用上問題あり）。
（４）構成比率（質量比）および合計量
得られた生成物を真空乾燥したのち、希塩酸と希硝酸との混合溶液に溶解した。得られた溶解液を、ＩＣＰ－ＡＥＳ法の多元素同時分析法に供することより、ホウ素、ケイ素およびその他の金属元素の含有の有無を確認した。その他の金属元素としては、鉄、コバルト、ニッケルが挙げられ、これらの金属元素以外の金属元素は確認されなかった。各金属元素の検出限界値は０．１質量％であった。
ケイ素が検出されない場合、ＩＣＰ－ＡＥＳ法により、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素標準液を用いて検量線法により、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素の含有量を定量した。
ケイ素が検出された場合、ＩＣＰ－ＡＥＳ法により、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ、ケイ素標準液を用いて検量線法により、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素およびケイ素の含有量を定量した。
定量された各元素の含有量をナノワイヤー全量（１００質量％）に対する割合として示した（表中の（１））。
定量された各元素の含有量から、ナノワイヤー中の「Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，ＢおよびＳｉの合計含有量Ｘに対する各元素の含有量」（表中の（２））および「ナノワイヤー全量に対する合計含有量Ｘの割合」（表中の（３））を算出した。
ナノワイヤー中の鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素、ケイ素以外の含有量は、ナノワイヤーの質量から、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素、ケイ素の含有量を差し引いて求めることができる。
得られた生成物を真空乾燥したのち、希塩酸と希硝酸との混合溶液に溶解した。得られた溶解液を、ＩＣＰ－ＡＥＳ法の多元素同時分析法に供することより、ホウ素、ケイ素およびその他の金属元素の含有の有無を確認した。その他の金属元素としては、鉄、コバルト、ニッケルが挙げられ、これらの金属元素以外の金属元素は確認されなかった。各金属元素の検出限界値は０．１質量％であった。
ケイ素が検出されない場合、ＩＣＰ－ＡＥＳ法により、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素標準液を用いて検量線法により、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素の含有量を定量した。
ケイ素が検出された場合、ＩＣＰ－ＡＥＳ法により、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ、ケイ素標準液を用いて検量線法により、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素およびケイ素の含有量を定量した。
定量された各元素の含有量をナノワイヤー全量（１００質量％）に対する割合として示した（表中の（１））。
定量された各元素の含有量から、ナノワイヤー中の「Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，ＢおよびＳｉの合計含有量Ｘに対する各元素の含有量」（表中の（２））および「ナノワイヤー全量に対する合計含有量Ｘの割合」（表中の（３））を算出した。
ナノワイヤー中の鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素、ケイ素以外の含有量は、ナノワイヤーの質量から、鉄、コバルト、ニッケル、ホウ素、ケイ素の含有量を差し引いて求めることができる。
（５）磁気特性（飽和磁化、比透磁率および保磁力）
得られた生成物を真空乾燥したのちに、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により求めた。測定は室温（２５℃）でおこなった。なお、測定は生成物を配向させない状態でおこなった。
得られた生成物を真空乾燥したのちに、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により求めた。測定は室温（２５℃）でおこなった。なお、測定は生成物を配向させない状態でおこなった。
飽和磁化は、以下の基準により評価した。
◎◎：１５０ｅｍｕ／ｇ以上（最良）；
◎：６０ｅｍｕ／ｇ以上、１５０ｅｍｕ／ｇ未満（優良）；
○：４０ｅｍｕ／ｇ以上、６０ｅｍｕ／ｇ未満（良）；
×：４０ｅｍｕ／ｇ未満（実用上問題あり）。
◎◎：１５０ｅｍｕ／ｇ以上（最良）；
◎：６０ｅｍｕ／ｇ以上、１５０ｅｍｕ／ｇ未満（優良）；
○：４０ｅｍｕ／ｇ以上、６０ｅｍｕ／ｇ未満（良）；
×：４０ｅｍｕ／ｇ未満（実用上問題あり）。
比透磁率は、以下の基準により評価した。
◎◎：１００以上（最良）；
◎：４０以上１００未満（優良）；
○：１０以上４０未満（良）；
△：５以上１０未満（可：実用上問題なし）；
×：５未満（実用上問題あり）。
◎◎：１００以上（最良）；
◎：４０以上１００未満（優良）；
○：１０以上４０未満（良）；
△：５以上１０未満（可：実用上問題なし）；
×：５未満（実用上問題あり）。
保磁力は、以下の基準により評価した。
◎◎：２００Ｏｅ未満（最良）；
◎：２００Ｏｅ以上４００Ｏｅ未満（優良）；
○：４００Ｏｅ以上５００Ｏｅ未満（良）；
×：５００Ｏｅ以上（実用上問題あり）。
◎◎：２００Ｏｅ未満（最良）；
◎：２００Ｏｅ以上４００Ｏｅ未満（優良）；
○：４００Ｏｅ以上５００Ｏｅ未満（良）；
×：５００Ｏｅ以上（実用上問題あり）。
（６）磁気特性の総合評価
上記した磁気特性（飽和磁化、比透磁率および保磁力）の評価結果を総合的に評価した。詳しくは、これらの評価結果のうち、最低の評価結果を総合評価の結果として用いた。
◎◎：最良；
◎：優良；
○：良；
△：可（実用上問題なし）；
×：不可（実用上問題あり）。
上記した磁気特性（飽和磁化、比透磁率および保磁力）の評価結果を総合的に評価した。詳しくは、これらの評価結果のうち、最低の評価結果を総合評価の結果として用いた。
◎◎：最良；
◎：優良；
○：良；
△：可（実用上問題なし）；
×：不可（実用上問題あり）。
（７）反応溶液中における溶存酸素濃度
飯島電子工業社製ＤＯメーターＢ－５０６を用いて、大気圧下、２５℃で測定した。
飯島電子工業社製ＤＯメーターＢ－５０６を用いて、大気圧下、２５℃で測定した。
実施例１
塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶解し、中心磁場が１３０ｍＴの磁気回路に入れ、窒素ガスのバブリングを開始した。バブリング開始から１０分経過した後、溶存酸素量が２ｍｇ／Ｌであることを確認した後、水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１５分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。反応液中の鉄イオンおよび還元剤の濃度は以下の通りであった：鉄イオン（９１ｍｍｏｌ／Ｌ、還元剤３８９ｍｍｏｌ／Ｌ。）
その後、磁場の印加と窒素ガスのバブリングを停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。生じた黒色のナノワイヤーをＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥してナノワイヤーを得た。
塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶解し、中心磁場が１３０ｍＴの磁気回路に入れ、窒素ガスのバブリングを開始した。バブリング開始から１０分経過した後、溶存酸素量が２ｍｇ／Ｌであることを確認した後、水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１５分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。反応液中の鉄イオンおよび還元剤の濃度は以下の通りであった：鉄イオン（９１ｍｍｏｌ／Ｌ、還元剤３８９ｍｍｏｌ／Ｌ。）
その後、磁場の印加と窒素ガスのバブリングを停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。生じた黒色のナノワイヤーをＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥してナノワイヤーを得た。
実施例２
水素化ホウ素ナトリウム水溶液の滴下にかける時間を１０分とした以外は、実施例１と同様の操作を行って、ナノワイヤーを得た。
水素化ホウ素ナトリウム水溶液の滴下にかける時間を１０分とした以外は、実施例１と同様の操作を行って、ナノワイヤーを得た。
実施例３
水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解し、中心磁場が１３０ｍＴの磁気回路に入れ、窒素ガスのバブリングを開始した。バブリング開始から１０分経過した後、溶存酸素量が２ｍｇ／Ｌであることを確認した後、塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１０分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。
その後、磁場の印加と窒素ガスのバブリングを停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。生じた黒色のナノワイヤーをＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥してナノワイヤーを得た。
水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解し、中心磁場が１３０ｍＴの磁気回路に入れ、窒素ガスのバブリングを開始した。バブリング開始から１０分経過した後、溶存酸素量が２ｍｇ／Ｌであることを確認した後、塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１０分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。
その後、磁場の印加と窒素ガスのバブリングを停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。生じた黒色のナノワイヤーをＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥してナノワイヤーを得た。
実施例４
原料の塩化鉄（ＩＩ）四水和物を塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物に変更した以外は実施例１と同様の操作を行って、ナノワイヤーを得た。
原料の塩化鉄（ＩＩ）四水和物を塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物に変更した以外は実施例１と同様の操作を行って、ナノワイヤーを得た。
実施例５
塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶解し、大気に開放した中心磁場が１３０ｍＴの磁気回路に入れた。溶存酸素量が７ｍｇ／Ｌであることを確認した後、バブリングを行うことなく、水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１５分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。得られた反応液に２０％水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１２ないし１３に調整し、１時間静置した。
その後、磁場の印加を停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。生じた黒色の固体をＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥してナノワイヤーを得た。
塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶解し、大気に開放した中心磁場が１３０ｍＴの磁気回路に入れた。溶存酸素量が７ｍｇ／Ｌであることを確認した後、バブリングを行うことなく、水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１５分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。得られた反応液に２０％水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１２ないし１３に調整し、１時間静置した。
その後、磁場の印加を停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。生じた黒色の固体をＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥してナノワイヤーを得た。
比較例１
塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶解し、大気に開放した中心磁場が１３０ｍＴの磁気回路に入れた。溶存酸素量が７ｍｇ／Ｌであることを確認した後、水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１５分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。
その後、磁場の印加を停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。生じた黒色の固体をＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥してナノワイヤーを得た。
塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶解し、大気に開放した中心磁場が１３０ｍＴの磁気回路に入れた。溶存酸素量が７ｍｇ／Ｌであることを確認した後、水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１５分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。
その後、磁場の印加を停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。生じた黒色の固体をＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥してナノワイヤーを得た。
比較例２
塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶かし、１５０ｍＴの磁場を印加した反応容器中に入れた。脱酸素剤としてヒドラジン一水和物を０．５質量部添加し、溶存酸素量が０．２ｍｇ／Ｌであることを確認した後、水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１５分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。その後、磁場の印加を停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。
生じた黒色の固体をＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥して黄色の不定形粒子を得た。
塩化鉄（ＩＩ）四水和物８．５５質量部（４３モル部）を水３００質量部に溶かし、１５０ｍＴの磁場を印加した反応容器中に入れた。脱酸素剤としてヒドラジン一水和物を０．５質量部添加し、溶存酸素量が０．２ｍｇ／Ｌであることを確認した後、水素化ホウ素ナトリウム７．００質量部（１８５モル部）を水１７５質量部に溶解した水溶液の滴下を開始した。１５分かけて滴下後、さらに１０分間静置した。その後、磁場の印加を停止し、反応液を２００質量部の水に注いで希釈した。
生じた黒色の固体をＴ１００Ａ０９０ＣのＰＴＦＥ製フィルターを用いてろ過回収後、水、メタノールでそれぞれ３回ずつ洗浄し、室温で２４時間真空乾燥して黄色の不定形粒子を得た。
比較例３
水酸化ナトリウム１．００質量部をエチレングリコール４７２質量部に溶解させて９０℃に加熱した溶液Ａを調製した。塩化鉄（ＩＩ）四水和物３．３４質量部（１６．９モル部）をエチレングリコール９９．３質量部に溶解させた溶液Ｂを調製した。溶液Ａ、２８％アンモニア水２５．０質量部、溶液Ｂおよびヒドラジン一水和物２．５０質量部をこの順で、９０～９５℃に加熱した反応容器に添加した。各液の添加は、撹拌をおこないながら、上記の順序にて１０秒間隔でおこなった。すべてを添加後、１５０ｍＴの磁場を印加し、９０～９５℃を保って９０分間静置したが、反応は進行せず、生成物は得られなかった。
水酸化ナトリウム１．００質量部をエチレングリコール４７２質量部に溶解させて９０℃に加熱した溶液Ａを調製した。塩化鉄（ＩＩ）四水和物３．３４質量部（１６．９モル部）をエチレングリコール９９．３質量部に溶解させた溶液Ｂを調製した。溶液Ａ、２８％アンモニア水２５．０質量部、溶液Ｂおよびヒドラジン一水和物２．５０質量部をこの順で、９０～９５℃に加熱した反応容器に添加した。各液の添加は、撹拌をおこないながら、上記の順序にて１０秒間隔でおこなった。すべてを添加後、１５０ｍＴの磁場を印加し、９０～９５℃を保って９０分間静置したが、反応は進行せず、生成物は得られなかった。
実施例および比較例で得られた生成物の評価結果を表１に示す。
実施例１～５の軟磁性ナノワイヤーは、鉄／ホウ素のモル比が５未満であり、平均長が長く、飽和磁化と比透磁率がより十分に高く、保磁力がより十分に低く、軟磁性材料としての性能より十分に優れていた。
比較例１のナノワイヤーは、鉄の純度が低く、平均長が短く、飽和磁化と比透磁率が低く、保磁力が高く、軟磁性材料としての性能が劣っていた。
比較例２は、不定形の劣化物が見られ、鉄／ホウ素のモル比が５以上であり、鉄の純度が低く、飽和磁化と比透磁率が低く、軟磁性材料としての性能が劣っていた。
比較例３では、ホウ素を含んでいなかったため、還元反応が進行せず、生成物が得られなかった。
比較例２は、不定形の劣化物が見られ、鉄／ホウ素のモル比が５以上であり、鉄の純度が低く、飽和磁化と比透磁率が低く、軟磁性材料としての性能が劣っていた。
比較例３では、ホウ素を含んでいなかったため、還元反応が進行せず、生成物が得られなかった。
本発明の軟磁性ナノワイヤーは、軟磁性が要求されるあらゆる用途（例えば、モーターのコア、電磁弁、各種センサー、磁界シールドや電磁波吸収材等）に有用である。
Claims (16)
- 鉄とホウ素を含有する軟磁性ナノワイヤーであって、
平均長が５μｍ以上であり、かつＳＥＭ－ＥＤＳ法により測定した該ナノワイヤー中の鉄／ホウ素のモル比が５未満である、軟磁性ナノワイヤー。 - 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が７０質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が３．５質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が２５質量％以下である、請求項１に記載の軟磁性ナノワイヤー。 - 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が８５質量％以上である、請求項２に記載の軟磁性ナノワイヤー。
- 前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が３．５質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が１５質量％以下である、請求項３に記載の軟磁性ナノワイヤー。 - 前記ナノワイヤー中の鉄の含有量が８９質量％以上であり、
前記ナノワイヤー中のホウ素の含有量が４質量％以上である、請求項２に記載の軟磁性ナノワイヤー。 - 前記ナノワイヤー中の鉄とホウ素以外の元素の含有量が８質量％以下である、請求項５に記載の軟磁性ナノワイヤー。
- 振動試料型磁力計を用いて測定した飽和磁化を鉄の純度で除算した値が１５０ｅｍｕ／ｇ以上である、請求項１に記載の軟磁性ナノワイヤー。
- 振動試料型磁力計を用いて測定した飽和磁化が４０ｅｍｕ／ｇ以上である、請求項１に記載の軟磁性ナノワイヤー。
- 振動試料型磁力計を用いて測定した保磁力が５００Ｏｅ未満である、請求項１に記載の軟磁性ナノワイヤー。
- 振動試料型磁力計を用いて測定した比透磁率が５以上である請求項１に記載の軟磁性ナノワイヤー。
- 請求項１～１０のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを製造する方法であって、
反応開始前の溶存酸素量が０．５～４．０ｍｇ／Ｌである反応溶媒中において、鉄イオンを原料とし、ホウ素原子を含んだ還元剤を用いて、磁場中で液相還元反応をおこなう、軟磁性ナノワイヤーの製造方法。 - 請求項１～１０のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む塗料。
- 請求項１２に記載の塗料を基材上に塗布してなる塗膜を有する積層体。
- 請求項１～１０のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む成形体。
- 請求項１～１０のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含むシート。
- 請求項１～１０のいずれかに記載の軟磁性ナノワイヤーを含む電磁波遮蔽材料。
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| JP2009275269A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Seiko Epson Corp | 針状金属粉末の製造装置、針状金属粉末の製造方法および針状金属粉末 |
| JP2010229546A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-10-14 | Tohoku Univ | 金属ガラスナノワイヤ及びその製造方法 |
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