JP3500943B2 - 磁性流体の製造法 - Google Patents
磁性流体の製造法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
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Description
に関する。更に詳しくは、水性媒体中への分散安定性を
高めた磁性流体の製造法に関する。
と、その磁場強度に応じて見掛け上の比重が変化する。
こうした特性を利用したものが比重差選別である。この
場合には、大量に磁性流体を必要とするため、フェライ
ト類微粒子を水性媒体中、一般には水中に分散させた廉
価な磁性流体が用いられる。
に、種々の強度の磁場が印加されるため、水性媒体中に
分散しているフェライト類微粒子については、凝集およ
び再分散がくり返される。しかるに、水性媒体を用いた
磁性流体は、炭化水素系媒体を用いた磁性流体と比べて
再分散安定性に乏しく、分別効率を低下させるという問
題がみられる。
媒体中に安定に分散しており、凝集および再分散をくり
返した場合においても分別効率を低下せしめない磁性流
体の製造法を提供することにある。
フェライト類微粒子の水性サスペンションに、一般式 (ここで、Mはアルカリ金属であり、nは2以上の整数であ
る)で表わされるポリリン酸塩化合物分散剤を添加し、
次いで水溶性界面活性剤を添加して吸着処理を行った後
ロ別し、得られた水溶性界面活性剤吸着フェライト類微
粒子を更に水溶性界面活性剤を用いて水性媒体中に分散
させて磁性流体を製造することによって達成される。
意の方法によって製造されたものが用いられるものの、
純度、粒径の制御、そして何よりも生産性の点において
有利である共沈法によって製造された粒径約50〜300
Å、好ましくは約70〜120Åのものが一般に用いられ
る。
イト類微粒子には、まず一般式 M:アルカリ金属 n:2以上の整数(一般には15迄入手可能) で表わされるポリリン酸塩化合物分散剤が添加される。
かかるポリリン酸塩化合物分散剤としては、ピロリン酸
ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリ
ン酸ナトリウム等が用いられる。
的吸引力が強いため、水溶性界面活性剤が吸着される前
に水中で凝集してしまい、十分に安定な磁性流体を形成
し得ない。そこで、水溶性界面活性剤を添加する前のフ
ェライト類微粒子の水性サスペンションに、前記ポリリ
ン酸塩化合物分散剤を添加して微粒子表面に電気的な弾
性層を形成させ、磁性微粒子に凝集に対抗する反発力を
付与せしめる操作が行われる。
物分散剤が約0.001〜0.05M、好ましくは約0.002〜0.03M
濃度の水溶液として、ポリリン酸イオン濃度として約0.
0005〜0.03M、好ましくは約0.001〜0.01Mとなる量で水
性サスペンションに添加される。添加されたポリリン酸
塩化合物分散剤をフェライト類微粒子に吸着させるため
に、ホモジナイザ等による撹拌が約0.5〜3時間程度行わ
れ、必要に応じてその後超音波照射や加熱処理も行われ
る。
微粒子表面に吸着され、その吸着が完了すると、吸着さ
れたポリリン酸塩化合物の反発力により、フェライト類
微粒子は水中に良好に分散するようになる。この際に加
えるポリリン酸塩化合物分散剤の量が多すぎてもあるい
は少なすぎても、フェライト類微粒子は凝集して、沈降
するようになる。かかる観点から、上記ポリリン酸イオ
ンとしての濃度範囲が選択される。
させたフェライト類微粒子の水性サスペンションには、
水溶性界面活性剤が添加され、吸着が行われる。ポリリ
ン酸塩化合物分散剤吸着フェライト類微粒子に吸着され
る水溶性界面活性剤としては、分散作用を有するばかり
ではなく、調製された磁性流体のゲル化が発生する迄の
時間を大幅に延長させるような作用を有する次のような
界面活性剤が用いられる。
脂肪酸のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩の少なく
とも1種類
は、例えばカプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カ
プリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、
オレイン酸、エルカ酸等が挙げられる。混合物として用
いられる場合には、2種類以上の高級脂肪酸塩を任意の
割合で混合したもの、あるいは数種類の高級脂肪酸塩を
主成分として含んでいる市販品などを用いることができ
る。
有)リン酸エステルまたはその塩
独であるいは混合物として用いられ、実際には市販品
(東邦化学製品フォスファノールシリーズ等)がそのまま
用いられる。 [RO(CnH2nO)m]2PO(OM) RO(CnH2nO)mPO(OM)2 R:C6〜C24のアルキル基またはフェニル基 C5〜C10のアルキル基を有するアルキルフェニル基 M:水素原子、アルカリ金属またはアンモニウム基 n:2または3 m:0〜20の整数
塩化合物分散剤吸着フェライト類微粒子100重量部当り
約10〜40重量部、好ましくは約20〜35重量部の割合で吸
着処理に用いられる。吸着処理は、このような水溶性界
面活性剤をポリリン酸塩化合物分散剤を吸着させたフェ
ライト類微粒子、一般には共沈法マグネタイト微粒子の
水性サスペンションに加え、約60〜90℃で約30〜120分
間程度撹拌処理することにより行われる。その後、アル
カリ性を示している水性サスペンションに希塩酸等を加
え、pHを5.0〜6.0とする。沈降した微粒子は、数回蒸留
水で洗浄した後、分散処理に供せられる。
0〜120Åの水溶性界面活性剤被膜形成フェライト類微粒
子は、水、アルコール水溶液等の水性媒体中に分散処理
することで磁性流体に調製される。
面活性剤被膜形成フェライト類微粒子を有効に分散させ
るために、例えば次のような水溶性界面活性剤が用いら
れる。 (1)フェライト類微粒子の被覆に用いられた高級脂肪酸
塩 (2)フェライト類微粒子の被覆に用いられたモノ-または
ジオキシアルキレン基含有リン酸エステルまたはその塩 (3)スルホン酸塩または硫酸塩 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウ
ム等によって代表される、次のような一般式で表わされ
るもの RSO3Na ROSO3Na R:炭素数8〜30の飽和または不飽和の脂肪酸基 上記脂肪酸基で置換されたフェニル基 スルホコハク酸アルキル2ナトリウム (4)ノニオン系界面活性剤 ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコー
ルのノニル、ドデシル、オレイル、ラウリル、ノニルフ
ェニル等のエーテル化物またはオレイルエステル等によ
って代表される、次のような一般式で表わされるもの RO[(CH2)nO]mH RCOO[(CH2)nO]mH R:炭素数8〜30の飽和または不飽和の脂肪酸基 上記脂肪酸基で置換されたフェニル基 n:2または3 m:1〜50の整数 ソルビタン系界面活性剤
ましくは約1〜10重量%アルコール水溶液等からなる水性
媒体100重量部当り約1〜50重量部、好ましくは約3〜30
重量部の割合で用いられる。
フェライト類微粒子に水溶性界面活性剤および水を加
え、ホモジナイザで混合した後超音波照射して分散液を
形成させるなどの方法によって行われる。調製される磁
性流体中のフェライト類微粒子の分散濃度は、約5〜70
重量%、好ましくは約10〜60重量%である。
類微粒子を水性媒体中に分散させた磁性流体は、これに
凝集および再分散をくり返して適用した場合にも、安定
な再分散を可能とし、分別効率を低下せしめないので、
比重差選別などの用途に有効に用いることができる。
水溶液1850mlに、撹拌しながら6N NaOH水溶液をpHが11
になる迄滴下し、その後80℃で30分間熟成、冷却し、塩
をデカンテーションで除去して、マグネタイトの水性サ
スペンション(マグネタイト濃度10重量%)を得た。
ロリン酸ナトリウム水溶液20ml(ポリリン酸イオンとし
て3ミリモル)を加え、ホモジナイザで1時間処理した
後、オレイン酸ナトリウム2gを加え、80℃で1時間撹拌
しながら吸着処理を行った。その後、撹拌条件下に1N H
ClをpHが6になる迄滴下し、滴下終了後ロ過、水洗し
て、オレイン酸ナトリウム吸着マグネタイト微粒子6gを
得た。
ト微粒子に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.
5gおよび脱塩水5mlを加え、ホモジナイザで混合した後
超音波照射を行ない、水性分散液を得た。この水性分散
液を遠心分離して(8000G)、分散不良微粒子を除去し、
磁性流体を得た。
に24時間静置した後そこから外し、その飽和磁化(16 kO
e)を測定したところ、その減少率は12%以下であった。
トリウム水溶液添加を行わないと、得られた磁性流体の
飽和磁化減少率は43%であった。
の代りに同量の0.007Mテトラポリリン酸ナトリウム水溶
液(ポリリン酸イオンとして2ミリモル)を用い、またド
デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5gの代りにポリ
エチレングリコール(#400)ラウリン酸エステル1gを用い
ると、得られた磁性流体の飽和磁化減少率は15%以下で
あった。
添加を行わないと、得られた磁性流体の飽和磁化減少率
は37%であった。
量のオレイルリン酸ナトリウムを用いると、得られた磁
性流体の飽和磁化減少率は18%以下であった。
行わないと、得られた磁性流体の飽和磁化減少率は46%
であった。
量のオキシアルキレン基を含むリン酸エステル(フォス
ファノールRE610)のナトリウム塩を用いると、得られ
た磁性流体の飽和磁化減少率は18%以下であった。
Claims (2)
- 【請求項1】 フェライト類微粒子の水性サスペンショ
ンに、一般式 (ここで、Mはアルカリ金属であり、nは2以上の整数であ
る)で表わされるポリリン酸塩化合物分散剤を添加し、
次いで水溶性界面活性剤を添加して吸着処理を行った後
ロ別し、得られた水溶性界面活性剤吸着フェライト類微
粒子を更に水溶性界面活性剤を用いて水性媒体中に分散
させることを特徴とする磁性流体の製造法。 - 【請求項2】 ポリリン酸塩化合物分散剤がポリリン酸
イオン濃度として約0.0005〜0.03Mとなる量で水性サス
ペンションに添加される請求項1記載の磁性流体の製造
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36273397A JP3500943B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 磁性流体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36273397A JP3500943B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 磁性流体の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11176625A JPH11176625A (ja) | 1999-07-02 |
JP3500943B2 true JP3500943B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=18477605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36273397A Expired - Lifetime JP3500943B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 磁性流体の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3500943B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP5608851B2 (ja) * | 2010-04-08 | 2014-10-15 | サンノプコ株式会社 | 金属酸化物粒子分散体 |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP36273397A patent/JP3500943B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11176625A (ja) | 1999-07-02 |
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