JPH05101920A - 窒化鉄磁性流体の製造方法 - Google Patents
窒化鉄磁性流体の製造方法Info
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- JPH05101920A JPH05101920A JP25780891A JP25780891A JPH05101920A JP H05101920 A JPH05101920 A JP H05101920A JP 25780891 A JP25780891 A JP 25780891A JP 25780891 A JP25780891 A JP 25780891A JP H05101920 A JPH05101920 A JP H05101920A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
- H01F1/442—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a metal or alloy, e.g. Fe
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Abstract
(57)【要約】
【目的】揮発成分が極めて少なく、防塵シール用，真空
シール用に好適な低蒸気圧油溶媒磁性流体が得られる窒
化鉄磁性流体の製造方法を提供する。 【構成】界面活性剤と媒質との混合液中で鉄カルボニル
とアンモニアガスとを反応容器１内で気相液相反応せし
める窒化鉄磁性流体の製造方法において、媒質は初留温
度Ｔ1 が１４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃でかつ蒸留終点温度
Ｔ2 が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５℃の有機溶媒を用いる。
真空中で２００℃に加熱することでこの有機溶媒を低蒸
気圧油溶媒に置換して、揮発成分が極めて少ない低蒸気
圧油溶媒磁性流体を得る。
シール用に好適な低蒸気圧油溶媒磁性流体が得られる窒
化鉄磁性流体の製造方法を提供する。 【構成】界面活性剤と媒質との混合液中で鉄カルボニル
とアンモニアガスとを反応容器１内で気相液相反応せし
める窒化鉄磁性流体の製造方法において、媒質は初留温
度Ｔ1 が１４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃でかつ蒸留終点温度
Ｔ2 が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５℃の有機溶媒を用いる。
真空中で２００℃に加熱することでこの有機溶媒を低蒸
気圧油溶媒に置換して、揮発成分が極めて少ない低蒸気
圧油溶媒磁性流体を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒化鉄磁性流体の製造方
法に関し、詳しくは気相液相反応法による窒化鉄磁性流
体の製造方法における反応媒質の改良に関する。
法に関し、詳しくは気相液相反応法による窒化鉄磁性流
体の製造方法における反応媒質の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性流体の性能を左右する最も重要なパ
ラメータは、磁性流体の持つ磁化の大きさとされてお
り、その点から、酸化鉄磁性流体より飽和磁化が大きい
窒化鉄磁性流体が最近注目されている。この窒化鉄磁性
流体の製造法の一つとして、気相液相反応法による窒化
鉄磁性流体の合成が知られており、その要点は次のとお
りである。
ラメータは、磁性流体の持つ磁化の大きさとされてお
り、その点から、酸化鉄磁性流体より飽和磁化が大きい
窒化鉄磁性流体が最近注目されている。この窒化鉄磁性
流体の製造法の一つとして、気相液相反応法による窒化
鉄磁性流体の合成が知られており、その要点は次のとお
りである。
【０００３】界面活性剤を含有して磁性流体の媒質とな
る液に、原料である鉄カルボニルＦｅ（ＣＯ）5 を混合
してなる反応液を液相とし、この液相に気相としてアン
モニアガスを吹き込みつつ常圧下で加熱し、先ず前段反
応（１）で窒化鉄の前駆体である鉄アンミンカルボニル
化合物を誘導する。 Fe(C0)5+NH3 →Fe2(C0)6(NH2)2+Fe3(C0)9(NH)2+CO+H2 (1) 次いでその前駆体をさらに高温でアンモニアガス中で分
解させる後段反応（２）を経て、窒化鉄（εＦｅ3 Ｎ）
の微粒子を生成せしめる。
る液に、原料である鉄カルボニルＦｅ（ＣＯ）5 を混合
してなる反応液を液相とし、この液相に気相としてアン
モニアガスを吹き込みつつ常圧下で加熱し、先ず前段反
応（１）で窒化鉄の前駆体である鉄アンミンカルボニル
化合物を誘導する。 Fe(C0)5+NH3 →Fe2(C0)6(NH2)2+Fe3(C0)9(NH)2+CO+H2 (1) 次いでその前駆体をさらに高温でアンモニアガス中で分
解させる後段反応（２）を経て、窒化鉄（εＦｅ3 Ｎ）
の微粒子を生成せしめる。
【０００４】 Fe2(C0)6(NH2)2+Fe3(C0)9(NH)2→εFe3N＋CO+NH3 (2) 生成した窒化鉄微粒子の表面には界面活性剤分子が吸着
され、これにより窒化鉄微粒子が媒質中に均一に安定に
分散している窒化鉄磁性流体が得られる。上記前段反応
（１）は８０℃以上で起こり、後段反応（２）は１３０
℃以上で顕著になる。
され、これにより窒化鉄微粒子が媒質中に均一に安定に
分散している窒化鉄磁性流体が得られる。上記前段反応
（１）は８０℃以上で起こり、後段反応（２）は１３０
℃以上で顕著になる。
【０００５】上記気相液相反応法による従来の窒化鉄磁
性流体の製造は、界面活性剤としてアミン、媒質として
ケロシンを用いて、例えば図２に示すような製造装置に
より行われている（磁性流体講演論文集，日本機械学会
編，１９９１年１月１６日発行，Ｐ２８）。すなわち、
耐熱ガラス製の反応容器１に、界面活性剤のアミンを含
むケロシン溶液を予め入れておく。この溶液に、滴下ロ
ート２に貯えてある原料の鉄カルボニルＦｅ（ＣＯ）5
を所定量添加して反応液Ｒとし、この反応液Ｒ内にアン
モニアガス導入管３からアンモニアガスＮＨ3 を所定の
流量で吹き込みながら攪拌器４で攪拌し、同時にヒータ
５で温度９０℃に加熱する。反応容器１内で前段反応
（１）が進行し、ＣＯガス，Ｈ2 ガスが排出される。こ
の排出ガスは、小さなオリフィス６を有する空気冷却器
７，水冷却器８，リザーバ９からなる排出流入系１０を
経て、余剰のアンモニアガスと共に系外に排出される。
性流体の製造は、界面活性剤としてアミン、媒質として
ケロシンを用いて、例えば図２に示すような製造装置に
より行われている（磁性流体講演論文集，日本機械学会
編，１９９１年１月１６日発行，Ｐ２８）。すなわち、
耐熱ガラス製の反応容器１に、界面活性剤のアミンを含
むケロシン溶液を予め入れておく。この溶液に、滴下ロ
ート２に貯えてある原料の鉄カルボニルＦｅ（ＣＯ）5
を所定量添加して反応液Ｒとし、この反応液Ｒ内にアン
モニアガス導入管３からアンモニアガスＮＨ3 を所定の
流量で吹き込みながら攪拌器４で攪拌し、同時にヒータ
５で温度９０℃に加熱する。反応容器１内で前段反応
（１）が進行し、ＣＯガス，Ｈ2 ガスが排出される。こ
の排出ガスは、小さなオリフィス６を有する空気冷却器
７，水冷却器８，リザーバ９からなる排出流入系１０を
経て、余剰のアンモニアガスと共に系外に排出される。
【０００６】適当量の鉄アンミンカルボニル化合物（前
駆体）が生成された後、アンモニアガスの流入下で反応
容器温度を１８５℃に昇温させる。前駆体の生成にあず
からなかった余剰の鉄カルボニル（b.p 102.5 ℃) は気
化し、オリフィス６を経て空気冷却器７内を通り、水冷
却器８で冷却され液化して上方のリザーバ９内に貯溜さ
れる。一方、蒸気圧の低い前駆体は反応容器１内に止ま
り、後段反応(2) にしたがって分解し、窒化鉄微粒子を
形成する。
駆体）が生成された後、アンモニアガスの流入下で反応
容器温度を１８５℃に昇温させる。前駆体の生成にあず
からなかった余剰の鉄カルボニル（b.p 102.5 ℃) は気
化し、オリフィス６を経て空気冷却器７内を通り、水冷
却器８で冷却され液化して上方のリザーバ９内に貯溜さ
れる。一方、蒸気圧の低い前駆体は反応容器１内に止ま
り、後段反応(2) にしたがって分解し、窒化鉄微粒子を
形成する。
【０００７】この前後２段の反応過程を１サイクルとし
て、数サイクル繰り返すことにより、反応液内の窒化鉄
微粒子の粒子濃度を上げる。そのサイクルにおいて温度
を９０℃から１８５℃に昇温する際に、後段反応（２）
が起こり前駆体である鉄アンミンカルボニル化合物が窒
化鉄微粒子と一酸化炭素とアンモニアとに分解されると
同時に、少量のケロシンと未反応の鉄カルボニルが気化
して系外に排出され、冷却器８で液化してリザーバ９内
に貯えられる。ケロシンは初留温度が１５０℃、蒸留終
点温度が２５０℃であり、１８５℃ではケロシン全体の
約２０〜４０ｗｔ％が蒸発する。リザーバ内のケロシン
と未反応の鉄カルボニルは、次のサイクルで反応容器１
内に戻し再び使用する。原料の鉄カルボニルはサイクル
毎に反応容器１とリザーバ９との間を往復しながら、や
がて全て消費され、反応が終わる。こうして界面活性剤
を含むケロシン中に窒化鉄微粒子が均一に分散している
磁性流体が得られる。そのケロシンを低蒸気圧の油に置
換することにより、より安定な窒化鉄磁性流体が得られ
る。
て、数サイクル繰り返すことにより、反応液内の窒化鉄
微粒子の粒子濃度を上げる。そのサイクルにおいて温度
を９０℃から１８５℃に昇温する際に、後段反応（２）
が起こり前駆体である鉄アンミンカルボニル化合物が窒
化鉄微粒子と一酸化炭素とアンモニアとに分解されると
同時に、少量のケロシンと未反応の鉄カルボニルが気化
して系外に排出され、冷却器８で液化してリザーバ９内
に貯えられる。ケロシンは初留温度が１５０℃、蒸留終
点温度が２５０℃であり、１８５℃ではケロシン全体の
約２０〜４０ｗｔ％が蒸発する。リザーバ内のケロシン
と未反応の鉄カルボニルは、次のサイクルで反応容器１
内に戻し再び使用する。原料の鉄カルボニルはサイクル
毎に反応容器１とリザーバ９との間を往復しながら、や
がて全て消費され、反応が終わる。こうして界面活性剤
を含むケロシン中に窒化鉄微粒子が均一に分散している
磁性流体が得られる。そのケロシンを低蒸気圧の油に置
換することにより、より安定な窒化鉄磁性流体が得られ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の窒化鉄磁性流体
の製造にあたって、媒質として用いたケロシンは蒸留終
点温度が２５０℃と非常に高い。そのため、ケロシンを
低蒸気圧の油に置換する場合、上記ケロシン溶媒の磁性
流体を２００℃に加熱して真空ポンプでケロシンの抽出
を行ったとしても、なおケロシンの高沸点留分がかなり
残存したままとなり、次のような問題点が生じていた。
の製造にあたって、媒質として用いたケロシンは蒸留終
点温度が２５０℃と非常に高い。そのため、ケロシンを
低蒸気圧の油に置換する場合、上記ケロシン溶媒の磁性
流体を２００℃に加熱して真空ポンプでケロシンの抽出
を行ったとしても、なおケロシンの高沸点留分がかなり
残存したままとなり、次のような問題点が生じていた。
【０００９】 磁性流体を例えばコンピュータのハー
ドディスク装置の防塵シール用に用いた場合、残存して
いるケロシンが経時的に蒸発し、ダストとなってディス
クを汚損することにより、誤動作を引き起こすおそれが
ある。 また、真空シール用として使用した場合、残存して
いるケロシン自体の蒸気圧が高すぎて、真空ポンプで吸
引するとすぐに磁性流体が飛び散ってしまい、真空シー
ルとしての機能が果たせない。
ドディスク装置の防塵シール用に用いた場合、残存して
いるケロシンが経時的に蒸発し、ダストとなってディス
クを汚損することにより、誤動作を引き起こすおそれが
ある。 また、真空シール用として使用した場合、残存して
いるケロシン自体の蒸気圧が高すぎて、真空ポンプで吸
引するとすぐに磁性流体が飛び散ってしまい、真空シー
ルとしての機能が果たせない。
【００１０】なお、ケロシンの高沸点留分を除去するた
め２００℃以上の温度をかけると、窒化鉄微粒子・界面
活性剤・置換する低蒸気圧油の劣化が促進されることに
なり、残存ケロシンの高沸点留分の除去は非常にむずか
しい問題であった。そこで本発明は、上記従来の問題点
に着目してなされたものであり、気相液相反応法に用い
る反応媒質の蒸留温度を規制することにより、揮発成分
が極めて少ない低蒸気圧油溶媒磁性流体が得られる窒化
鉄磁性流体の製造方法を提供して、従来の問題点を解決
することを目的としている。
め２００℃以上の温度をかけると、窒化鉄微粒子・界面
活性剤・置換する低蒸気圧油の劣化が促進されることに
なり、残存ケロシンの高沸点留分の除去は非常にむずか
しい問題であった。そこで本発明は、上記従来の問題点
に着目してなされたものであり、気相液相反応法に用い
る反応媒質の蒸留温度を規制することにより、揮発成分
が極めて少ない低蒸気圧油溶媒磁性流体が得られる窒化
鉄磁性流体の製造方法を提供して、従来の問題点を解決
することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、界面活性剤と
媒質との混合液中で鉄カルボニルとアンモニアガスとを
気相液相反応せしめる窒化鉄磁性流体の製造方法に係
り、媒質は初留温度Ｔ1 が１４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃で
かつ蒸留終点温度Ｔ2 が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５℃の有
機溶媒からなることを特徴とする。
媒質との混合液中で鉄カルボニルとアンモニアガスとを
気相液相反応せしめる窒化鉄磁性流体の製造方法に係
り、媒質は初留温度Ｔ1 が１４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃で
かつ蒸留終点温度Ｔ2 が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５℃の有
機溶媒からなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記の有機溶媒を媒質（反応溶媒）として用い
ると、その有機溶媒を２００℃以下の温度で減圧抽出す
ることにより、窒化鉄微粒子・界面活性剤・置換する低
蒸気圧油の劣化を促進させるおそれなしに、容易に低蒸
気圧油に置換できる。以下、さらに詳細に説明する。
ると、その有機溶媒を２００℃以下の温度で減圧抽出す
ることにより、窒化鉄微粒子・界面活性剤・置換する低
蒸気圧油の劣化を促進させるおそれなしに、容易に低蒸
気圧油に置換できる。以下、さらに詳細に説明する。
【００１３】本発明に用いる媒質は、初留温度Ｔ1 が１
４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃の範囲にあり、且つ蒸留終点温
度Ｔ2 が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５の範囲にある有機溶媒
である。この初留温度Ｔ1 はケロシンとほぼ同じか、少
し高めであって、最高でも後段反応の設定温度１８５℃
以下である。また、蒸留終点温度Ｔ2 はケロシンの蒸留
終点温度２５０℃に比べてかなり低い。蒸留終点温度Ｔ
2 が低いことにより、低蒸気圧油溶媒磁性流体とする場
合の置換が効率よくできるし、媒質の置換後の残存量を
非常に低減することが可能になる。なお、蒸留終点温度
Ｔ2 の下限が１９５℃未満であると、後段反応の設定温
度である１８５℃において全部の媒質が蒸発してしま
い、その後の反応が進行しなくなるためである。
４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃の範囲にあり、且つ蒸留終点温
度Ｔ2 が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５の範囲にある有機溶媒
である。この初留温度Ｔ1 はケロシンとほぼ同じか、少
し高めであって、最高でも後段反応の設定温度１８５℃
以下である。また、蒸留終点温度Ｔ2 はケロシンの蒸留
終点温度２５０℃に比べてかなり低い。蒸留終点温度Ｔ
2 が低いことにより、低蒸気圧油溶媒磁性流体とする場
合の置換が効率よくできるし、媒質の置換後の残存量を
非常に低減することが可能になる。なお、蒸留終点温度
Ｔ2 の下限が１９５℃未満であると、後段反応の設定温
度である１８５℃において全部の媒質が蒸発してしま
い、その後の反応が進行しなくなるためである。
【００１４】このような有機溶媒としては、次のような
工業ガソリン〔ＪＩＳ Ｋ２２０１−１９８０〕が好ま
しい。（１）工業ガソリン種類４号（ミネラルスピリッ
ト）、（２）工業ガソリン種類５号（クリーニングソル
ベント）。また、初留温度Ｔ 1 ，蒸留終点温度Ｔ2 が上
記の範囲内あるような、ノルマルパラフィン，イソパラ
フィン，ナフテン（シクロパラフィン）等の炭化水素溶
剤やそれらの混合溶剤でもよい。
工業ガソリン〔ＪＩＳ Ｋ２２０１−１９８０〕が好ま
しい。（１）工業ガソリン種類４号（ミネラルスピリッ
ト）、（２）工業ガソリン種類５号（クリーニングソル
ベント）。また、初留温度Ｔ 1 ，蒸留終点温度Ｔ2 が上
記の範囲内あるような、ノルマルパラフィン，イソパラ
フィン，ナフテン（シクロパラフィン）等の炭化水素溶
剤やそれらの混合溶剤でもよい。
【００１５】最終的にこれらの有機溶媒を抽出して低蒸
気圧油に置換する際の、当該低蒸気圧油としては、２０
℃での蒸気圧が１０-3Torr以下であるポリαオレフィン
油，オクタデシルジフェニルエーテル，エイコシルナフ
タレン等が好適である。本発明の窒化鉄磁性流体の製造
方法にあっては、この置換用の低蒸気圧油を、反応溶媒
である有機溶媒中に約２０〜５０ｗｔ％程度あらかじめ
添加しておくことができる。これにより、最終の後段反
応が終了した後に、さらに反応系を反応溶媒の蒸留終点
温度まで昇温させることで、磁性流体中の窒化鉄濃度を
高める濃縮と低蒸気圧油の置換とを、同時に行うことが
可能である。
気圧油に置換する際の、当該低蒸気圧油としては、２０
℃での蒸気圧が１０-3Torr以下であるポリαオレフィン
油，オクタデシルジフェニルエーテル，エイコシルナフ
タレン等が好適である。本発明の窒化鉄磁性流体の製造
方法にあっては、この置換用の低蒸気圧油を、反応溶媒
である有機溶媒中に約２０〜５０ｗｔ％程度あらかじめ
添加しておくことができる。これにより、最終の後段反
応が終了した後に、さらに反応系を反応溶媒の蒸留終点
温度まで昇温させることで、磁性流体中の窒化鉄濃度を
高める濃縮と低蒸気圧油の置換とを、同時に行うことが
可能である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。製造装置として、図１に示す窒化鉄磁性流体製
造装置を用いて行った。この装置の概要を述べると、反
応容器としてのセパラブルフラスコ１は石英ウール１１
が充填されたアルミナ容器１２内に収納され、ヒータ５
による加熱時の外乱の影響を可及的に抑止している。ヒ
ータ５は、反応液Ｒの温度を測定する熱電対１３の出力
に応じ温度コントローラ１４を介してオンオフ制御され
る。取付けバンド１Ｂで取り付けられたフラスコカバー
１Ａには、鉄カルボニル液Ｆｅ（ＣＯ）5 を導入するた
めの滴下ロート２、攪拌モータ１５で回転駆動される攪
拌器４、図外の供給源に連結されたアンモニアガスまた
はＡｒガス導入路３等と共に、排出流入系１０Ａが装着
されている。この排出流入系１０Ａは、フラスコカバー
１Ａに直接に取り付けられた圧力平衡側管付滴下ロート
１６と、その上に取り付けられた水冷却器８と、更にそ
の上に取り付けられたコック付連結管１７とにより構成
してあり、水冷却器８の下端部には外壁面の結露水を受
けるゴム製の水受１８が装着されている。前記圧力平衡
側管付滴下ロート１６は、コック１６ａを下部に有する
リザーバ１６ｂと、このリザーバ１６ｂ及びコック１６
ａを迂回して反応容器１内と水冷却器８の入口側とを連
結するバイパス圧力平衡側管１６ｃとを一体に備えたも
のである。
明する。製造装置として、図１に示す窒化鉄磁性流体製
造装置を用いて行った。この装置の概要を述べると、反
応容器としてのセパラブルフラスコ１は石英ウール１１
が充填されたアルミナ容器１２内に収納され、ヒータ５
による加熱時の外乱の影響を可及的に抑止している。ヒ
ータ５は、反応液Ｒの温度を測定する熱電対１３の出力
に応じ温度コントローラ１４を介してオンオフ制御され
る。取付けバンド１Ｂで取り付けられたフラスコカバー
１Ａには、鉄カルボニル液Ｆｅ（ＣＯ）5 を導入するた
めの滴下ロート２、攪拌モータ１５で回転駆動される攪
拌器４、図外の供給源に連結されたアンモニアガスまた
はＡｒガス導入路３等と共に、排出流入系１０Ａが装着
されている。この排出流入系１０Ａは、フラスコカバー
１Ａに直接に取り付けられた圧力平衡側管付滴下ロート
１６と、その上に取り付けられた水冷却器８と、更にそ
の上に取り付けられたコック付連結管１７とにより構成
してあり、水冷却器８の下端部には外壁面の結露水を受
けるゴム製の水受１８が装着されている。前記圧力平衡
側管付滴下ロート１６は、コック１６ａを下部に有する
リザーバ１６ｂと、このリザーバ１６ｂ及びコック１６
ａを迂回して反応容器１内と水冷却器８の入口側とを連
結するバイパス圧力平衡側管１６ｃとを一体に備えたも
のである。
【００１７】窒化鉄磁性流体の製造は、次の手順で行っ
た。まず、反応溶媒として工業ガソリン種類５号である
クリーニングソルベント〔日石ニューソルデラックス，
日本石油化学（株）製〕を選び、その65.49g中に、界面
活性剤のポリブテニルコハク酸イミド〔LUBRIZOL 941,
日本ルーブリゾール（株）製〕20.0g を混合して溶解さ
せた。
た。まず、反応溶媒として工業ガソリン種類５号である
クリーニングソルベント〔日石ニューソルデラックス，
日本石油化学（株）製〕を選び、その65.49g中に、界面
活性剤のポリブテニルコハク酸イミド〔LUBRIZOL 941,
日本ルーブリゾール（株）製〕20.0g を混合して溶解さ
せた。
【００１８】次に、この混合溶媒に2 0.0gの無水硫酸ナ
トリウムを加えた後、栓をして20hr静置した。その後、
この混合溶媒65.4g 〔界面活性剤15.3g ＋クリーニング
ソルベント5 0.1g〕を計り取り、滴下ロート２を用いて
反応容器１内に滴下してから、容器１内をＡｒガスで置
換した。さらに、滴下ロート２を用いて反応容器１内に
鉄カルボニル〔この実施例では、ＢＡＳＦ社製のペンタ
カルボニル鉄Ｆｅ（ＣＯ）5 を用いた〕120gを滴下し、
その後滴下ロート２を取り去って代わりに平栓をした。
以上は準備工程である。
トリウムを加えた後、栓をして20hr静置した。その後、
この混合溶媒65.4g 〔界面活性剤15.3g ＋クリーニング
ソルベント5 0.1g〕を計り取り、滴下ロート２を用いて
反応容器１内に滴下してから、容器１内をＡｒガスで置
換した。さらに、滴下ロート２を用いて反応容器１内に
鉄カルボニル〔この実施例では、ＢＡＳＦ社製のペンタ
カルボニル鉄Ｆｅ（ＣＯ）5 を用いた〕120gを滴下し、
その後滴下ロート２を取り去って代わりに平栓をした。
以上は準備工程である。
【００１９】以下、本工程に入る。 工程：前段反応工程 系内にＮＨ3 ガスを800 cc/minの流量で導入し、同時に
温度調節器１４を９０℃に設定することで反応液温を９
０℃まで昇温した。反応液を９０℃に保温した状態で３
０分間攪拌した。これにより反応容器１内で前段反応が
行われる。発生したＣＯガス，Ｈ2 ガスは、余剰のアン
モニアガスと共に圧力平衡側管１６ｃを経て、水冷却器
８内を通過し、コック付連結管１７から外部に排出され
る。この過程で一部流出する鉄カルボニルとクリーニン
グソルベントの蒸気は、圧力平衡側管１６ｃを経て水冷
却器８にいたり凝縮され、リザーバ１６ｂ内に貯溜され
る（コック１６ａは閉じている）。そして、ある程度溜
まった時点でコック１６ａを開き、その都度反応容器１
へ戻される。
温度調節器１４を９０℃に設定することで反応液温を９
０℃まで昇温した。反応液を９０℃に保温した状態で３
０分間攪拌した。これにより反応容器１内で前段反応が
行われる。発生したＣＯガス，Ｈ2 ガスは、余剰のアン
モニアガスと共に圧力平衡側管１６ｃを経て、水冷却器
８内を通過し、コック付連結管１７から外部に排出され
る。この過程で一部流出する鉄カルボニルとクリーニン
グソルベントの蒸気は、圧力平衡側管１６ｃを経て水冷
却器８にいたり凝縮され、リザーバ１６ｂ内に貯溜され
る（コック１６ａは閉じている）。そして、ある程度溜
まった時点でコック１６ａを開き、その都度反応容器１
へ戻される。
【００２０】工程：昇温工程 その後、設定温度を１８５℃に変えて反応液を昇温し
た。このとき、残りのクリーニングソルベントと前段反
応時に未反応のまま残された鉄カルボニルとが反応液か
ら気化して追い出され、圧力平衡側管１６ｃを経て水冷
却器８に至り、そこで冷却されて凝縮し液化したものが
リザーバ１６ｂ内に貯溜される。一方、昇温工程で発生
したＣＯガス及びＨ2 ガスは、余剰のアンモニアガスと
共に圧力平衡側管１６ｃを経て水冷却器８内を通過し、
コック付連結管１７から外部に排出される。
た。このとき、残りのクリーニングソルベントと前段反
応時に未反応のまま残された鉄カルボニルとが反応液か
ら気化して追い出され、圧力平衡側管１６ｃを経て水冷
却器８に至り、そこで冷却されて凝縮し液化したものが
リザーバ１６ｂ内に貯溜される。一方、昇温工程で発生
したＣＯガス及びＨ2 ガスは、余剰のアンモニアガスと
共に圧力平衡側管１６ｃを経て水冷却器８内を通過し、
コック付連結管１７から外部に排出される。
【００２１】工程：後段反応工程 温度１８５℃で１５分間攪拌しつつ後段反応を行わせ
た。後段反応で発生したＣＯガス及びＨ2 ガスは、余剰
のアンモニアガスと共に圧力平衡側管１６ｃを経て水冷
却器８内を通過し、コック付連結管１７から外部に排出
される。 工程：冷却工程 次に、反応容器１を放冷するためにアルミナ容器１２を
下に下げ、同時に温度調節器１４の設定温度を９０℃に
変更した。そして、放冷の途中、反応液温度が１４０℃
まで低下した時点でリザーバ１６ｂのコック１６ａを開
いて、リザーバ１６ｂに溜められていた未反応の鉄カル
ボニルとクリーニングソルベントとを反応液中に戻す。
それによって反応液の冷却は促進され、液温度は９０℃
付近になった。必要に応じてさらに加熱あるいは冷却を
行い、反応液温度を９０℃に維持する。
た。後段反応で発生したＣＯガス及びＨ2 ガスは、余剰
のアンモニアガスと共に圧力平衡側管１６ｃを経て水冷
却器８内を通過し、コック付連結管１７から外部に排出
される。 工程：冷却工程 次に、反応容器１を放冷するためにアルミナ容器１２を
下に下げ、同時に温度調節器１４の設定温度を９０℃に
変更した。そして、放冷の途中、反応液温度が１４０℃
まで低下した時点でリザーバ１６ｂのコック１６ａを開
いて、リザーバ１６ｂに溜められていた未反応の鉄カル
ボニルとクリーニングソルベントとを反応液中に戻す。
それによって反応液の冷却は促進され、液温度は９０℃
付近になった。必要に応じてさらに加熱あるいは冷却を
行い、反応液温度を９０℃に維持する。
【００２２】以上の工程〜工程を１サイクルとし
て、５サイクル行った。６サイクル目は工程で終了
し、その後は室温まで放冷した。最後にアンモニアガス
の導入を止め、反応容器１を取り外して内容物（クリー
ニングソルベント溶媒窒化鉄磁性流体）を直ちにスクリ
ュー管に移し替え、管内の空気をＡｒガスで置換した
後、管の口を封じた。
て、５サイクル行った。６サイクル目は工程で終了
し、その後は室温まで放冷した。最後にアンモニアガス
の導入を止め、反応容器１を取り外して内容物（クリー
ニングソルベント溶媒窒化鉄磁性流体）を直ちにスクリ
ュー管に移し替え、管内の空気をＡｒガスで置換した
後、管の口を封じた。
【００２３】得られたクリーニングソルベント溶媒窒化
鉄磁性流体は極めて分散性が良好で、凝集等は認められ
なかった。こうして得られたクリーニングソルベント溶
媒窒化鉄磁性流体について、従来のケロシン溶媒窒化鉄
磁性流体との比較試験を次のように行った。 磁性流体中の粒子濃度の測定：比較例として、クリーニ
ングソルベントの代わりにケロシンを用い、その他は全
て上記実施例と同一にしてケロシン溶媒窒化鉄磁性流体
を調製した。得られたケロシン溶媒窒化鉄磁性流体は極
めて分散性が良好で凝集等は認められなかった。
鉄磁性流体は極めて分散性が良好で、凝集等は認められ
なかった。こうして得られたクリーニングソルベント溶
媒窒化鉄磁性流体について、従来のケロシン溶媒窒化鉄
磁性流体との比較試験を次のように行った。 磁性流体中の粒子濃度の測定：比較例として、クリーニ
ングソルベントの代わりにケロシンを用い、その他は全
て上記実施例と同一にしてケロシン溶媒窒化鉄磁性流体
を調製した。得られたケロシン溶媒窒化鉄磁性流体は極
めて分散性が良好で凝集等は認められなかった。
【００２４】上記のクリーニングソルベント溶媒窒化鉄
磁性流体とケロシン溶媒窒化鉄磁性流体とを被験体と
し、熱重量変化測定装置（ＴＧ）を用いて流量65cc/min
で流れるＮ2 ガス雰囲気内で加熱した。15℃/minの速度
で550 ℃まで昇温したときの残渣量〔ｗｔ％〕を求め、
その値を各被験体の粒子濃度とした。 クリーニングソルベント溶媒窒化鉄磁性流体： 21.9ｗ
ｔ％ ケロシン溶媒窒化鉄磁性流体 ： 16.2ｗ
ｔ％ 以上の結果から、本発明の窒化鉄磁性流体の製造方法に
よれば、従来のケロシン溶媒窒化鉄磁性流体より粒子濃
度がかなり高いものが得られることが明らかである。そ
の理由は、クリーニングソルベントのほうがケロシンよ
り蒸留終点温度がかなり低いため、後段反応時の１８５
℃での揮発量が多く、その分濃縮されることによる。
磁性流体とケロシン溶媒窒化鉄磁性流体とを被験体と
し、熱重量変化測定装置（ＴＧ）を用いて流量65cc/min
で流れるＮ2 ガス雰囲気内で加熱した。15℃/minの速度
で550 ℃まで昇温したときの残渣量〔ｗｔ％〕を求め、
その値を各被験体の粒子濃度とした。 クリーニングソルベント溶媒窒化鉄磁性流体： 21.9ｗ
ｔ％ ケロシン溶媒窒化鉄磁性流体 ： 16.2ｗ
ｔ％ 以上の結果から、本発明の窒化鉄磁性流体の製造方法に
よれば、従来のケロシン溶媒窒化鉄磁性流体より粒子濃
度がかなり高いものが得られることが明らかである。そ
の理由は、クリーニングソルベントのほうがケロシンよ
り蒸留終点温度がかなり低いため、後段反応時の１８５
℃での揮発量が多く、その分濃縮されることによる。
【００２５】次に、上記のクリーニングソルベント溶媒
窒化鉄磁性流体の溶媒を低蒸気圧油に置換して、低蒸気
圧油溶媒窒化鉄磁性流体を製造した。比較のためケロシ
ン溶媒窒化鉄磁性流体についても同様に行った。クリー
ニングソルベント溶媒窒化鉄磁性流体を20g 取り、これ
に低蒸気圧油としてポリα−オレフィン油〔ＳＨＦ６
１，モービル石油（株）製〕を4.38g 加えて混合し、そ
の後ロータリエバポレータに移して２００℃まで昇温
し、その温度を３０分間維持した。その後さらに１２０
℃で２時間真空乾燥を行ってポリα−オレフィン油ベー
スの低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体を得た。
窒化鉄磁性流体の溶媒を低蒸気圧油に置換して、低蒸気
圧油溶媒窒化鉄磁性流体を製造した。比較のためケロシ
ン溶媒窒化鉄磁性流体についても同様に行った。クリー
ニングソルベント溶媒窒化鉄磁性流体を20g 取り、これ
に低蒸気圧油としてポリα−オレフィン油〔ＳＨＦ６
１，モービル石油（株）製〕を4.38g 加えて混合し、そ
の後ロータリエバポレータに移して２００℃まで昇温
し、その温度を３０分間維持した。その後さらに１２０
℃で２時間真空乾燥を行ってポリα−オレフィン油ベー
スの低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体を得た。
【００２６】ケロシン溶媒窒化鉄磁性流体については、
ポリα−オレフィン油の添加量を3.24g とし、同様に行
った。ポリα−オレフィン油の添加量の算出は次の計算
式によった。 ポリα−オレフィン油の添加量 g ＝20 g ×（粒子濃
度／100 ） このようにして製造した低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体
について、１５０℃および２００℃における揮発成分量
の比較試験を以下のように行った。
ポリα−オレフィン油の添加量を3.24g とし、同様に行
った。ポリα−オレフィン油の添加量の算出は次の計算
式によった。 ポリα−オレフィン油の添加量 g ＝20 g ×（粒子濃
度／100 ） このようにして製造した低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体
について、１５０℃および２００℃における揮発成分量
の比較試験を以下のように行った。
【００２７】低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体中の揮発成
分量の測定：クリーニングソルベント溶媒窒化鉄磁性流
体から製造したものをサンプル１、ケロシン溶媒窒化鉄
磁性流体から製造したものをサンプル２とする。熱重量
変化測定装置に室温でサンプルをセットし、Ｎ2 ガスを
流量６５cc/minで流しつつ６０℃まで温度をあげる。そ
の後６０℃から５５０℃まで１５℃/minの速度で昇温し
た。
分量の測定：クリーニングソルベント溶媒窒化鉄磁性流
体から製造したものをサンプル１、ケロシン溶媒窒化鉄
磁性流体から製造したものをサンプル２とする。熱重量
変化測定装置に室温でサンプルをセットし、Ｎ2 ガスを
流量６５cc/minで流しつつ６０℃まで温度をあげる。そ
の後６０℃から５５０℃まで１５℃/minの速度で昇温し
た。
【００２８】この加熱における、１５０℃での重量減少
量を求め、次の結果を得た。 サンプル１ : 0.3 ｗｔ％ サンプル２ : 2.9 ｗｔ％ また、２００℃での重量減少量を求め、次の結果を得
た。 サンプル１ : 1.2 ｗｔ％ サンプル２ : 8.9 ｗｔ％ サンプル１の方がサンプル２のものより１５０℃までの
揮発成分量が少なく、さらに２００℃までの揮発成分量
はその差が一層顕著になっている。
量を求め、次の結果を得た。 サンプル１ : 0.3 ｗｔ％ サンプル２ : 2.9 ｗｔ％ また、２００℃での重量減少量を求め、次の結果を得
た。 サンプル１ : 1.2 ｗｔ％ サンプル２ : 8.9 ｗｔ％ サンプル１の方がサンプル２のものより１５０℃までの
揮発成分量が少なく、さらに２００℃までの揮発成分量
はその差が一層顕著になっている。
【００２９】これらの結果から、クリーニングソルベン
ト溶媒窒化鉄磁性流体から製造した本発明の低蒸気圧油
溶媒窒化鉄磁性流体の方が、従来のケロシン溶媒窒化鉄
磁性流体から製造した低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体よ
り揮発成分が少なくて、防塵シール、真空シール用の磁
性流体として好適であることが明らかである。
ト溶媒窒化鉄磁性流体から製造した本発明の低蒸気圧油
溶媒窒化鉄磁性流体の方が、従来のケロシン溶媒窒化鉄
磁性流体から製造した低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体よ
り揮発成分が少なくて、防塵シール、真空シール用の磁
性流体として好適であることが明らかである。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の窒化鉄磁
性流体の製造方法によれば、反応溶媒として初留温度Ｔ
1 が１４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃でかつ蒸留終点温度Ｔ2
が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５℃の有機溶媒を用いたため、
揮発成分が極めて少ない低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体
を得ることが可能となり、その結果、周囲を汚損した
り、真空状態が破れるおそれのない防塵シール、真空シ
ール用の磁性流体が提供できるという効果が得られる。
性流体の製造方法によれば、反応溶媒として初留温度Ｔ
1 が１４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃でかつ蒸留終点温度Ｔ2
が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５℃の有機溶媒を用いたため、
揮発成分が極めて少ない低蒸気圧油溶媒窒化鉄磁性流体
を得ることが可能となり、その結果、周囲を汚損した
り、真空状態が破れるおそれのない防塵シール、真空シ
ール用の磁性流体が提供できるという効果が得られる。
【図１】本発明の製造方法に用い得る窒化鉄磁性流体製
造装置の一例を示す概要図である。
造装置の一例を示す概要図である。
【図２】従来の窒化鉄磁性流体製造装置の一例を示す概
要図である。
要図である。
１ 反応容器 ２ 鉄カルボニル液を導入する手段 ３ ＮＨ3 ガス（またはＡｒガス）を導入する手段
Claims (1)
- 【請求項１】 界面活性剤と媒質との混合液中で鉄カル
ボニルとアンモニアガスとを気相液相反応せしめる窒化
鉄磁性流体の製造方法において、 前記媒質は初留温度Ｔ1 が１４５℃≦Ｔ1 ≦１８５℃で
かつ蒸留終点温度Ｔ2 が１９５℃≦Ｔ2 ≦２１５℃の有
機溶媒からなることを特徴とする窒化鉄磁性流体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25780891A JP3146558B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 窒化鉄磁性流体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25780891A JP3146558B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 窒化鉄磁性流体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101920A true JPH05101920A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3146558B2 JP3146558B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=17311405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25780891A Expired - Fee Related JP3146558B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 窒化鉄磁性流体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146558B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002095773A1 (fr) * | 2001-05-24 | 2002-11-28 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Fluide magneto-visqueux |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP25780891A patent/JP3146558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002095773A1 (fr) * | 2001-05-24 | 2002-11-28 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Fluide magneto-visqueux |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3146558B2 (ja) | 2001-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |