JPH0810652B2 - 複合磁性材料 - Google Patents

複合磁性材料

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JPH0810652B2
JPH0810652B2 JP2316225A JP31622590A JPH0810652B2 JP H0810652 B2 JPH0810652 B2 JP H0810652B2 JP 2316225 A JP2316225 A JP 2316225A JP 31622590 A JP31622590 A JP 31622590A JP H0810652 B2 JPH0810652 B2 JP H0810652B2
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清 小澤
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、複合磁性材料に関するものである。さら
に詳しくは、この発明は、柔軟性を有し、かつ複雑な形
状に簡便かつ容易に成形加工することのできる新しい複
合磁性材料に関するものである。
(従来の技術とその課題) 地球磁場の存在とともに、近年では、永久磁石、モー
タ、トランス等を用いた電気・電子製品が増加してきて
おり、また、超伝導磁石等の強い磁界を発生する様々な
磁界発生源が利用されてもいる。
その一方で、TVセット、VTRセット、電話機等のエレ
クトロニクス機器の感度は向上してきており、また、磁
気テープ、磁気カード、テレホンカード、磁気ディスク
等の磁気記録媒体が、一般的に、広く用いられるように
なってきている。
このような状況にあって、エレクトロニクス機器や磁
気記録媒体などの機能性、耐久性等を保持するために
は、それらの周囲の磁界を簡便かつ有効に遮蔽すること
が必要となってきており、これまでに種々の磁気遮蔽材
料が提供されてきている。
このような磁気遮蔽材料としては、けい素鋼板(Fe−
4%Si合金)、パーマロイ板(Fe−81%Ni−2%Mo合
金)、アモルファス鉄合金薄帯等が知られている。
これらの磁気遮蔽材料は、透磁性が大きく、静磁界あ
るいは低周波の電磁波に対して優れた磁気遮蔽性を示す
という利点を有するものの、金属材料であるために、柔
軟性がなく、しかも複雑な形状に成形加工するには手間
がかかるという欠点がある。また、複雑な部材を一体成
形で製造することも困難であった。特に、パーマロイ板
の場合には、加工歪みにより透磁率が低下するため、成
形加工後に熱処理を施さなければならず、原料が高価で
あることとあいまって、高コストなものになるという欠
点があった。
これに対し、最近、アモリックシートと呼ばれる若干
の可とう性を有する磁気遮蔽材料が開発されている。こ
のアモリックシートは、アモルファス鉄合金からなる細
長い多数の小片を二枚のポリエステルフィルムの間に層
状に挟んで圧着したものであり、たとえばはさみ等での
切断や、打ち抜き加工、曲げ加工等の他、接着剤による
接合を可能としている。
しかながら、このアモリックシートの場合にも、柔軟
性に富んでいるとはいい難く、また、複雑な形状に加工
することは容易ではない。
この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもの
であり、従来の磁気遮蔽材料の欠点を解消し、柔軟性を
有し、かつ複雑な形状に簡便かつ容易に成形加工するこ
とのできる、新規な複合磁性材料を提供することを目的
としている。
(課題を解決するための手段) この発明は、上記の課題を解決するものとして、媒質
に対して親和性を有する分子を吸着させて表面被覆した
コロイドサイズの強磁性体の微粒子が、その媒質の硬化
物中に均一な隙間を介して鎖状に列をなして並んだ状態
で分散されてなることを特徴とする複合磁性材料を提供
する。また、この発明は、この発明の発明者らによって
すでに提案されているコロイドまたは磁性流体の技術を
すでに提示しているが、これをさらに応用的に発展させ
た複合磁性材料を提供する。
すなわち、この発明の発明者らは、新しい窒化金属コ
ロイドまたは窒化金属磁性流体は、たとえば鉄カルボニ
ル(Fe(CO)5)のような金属カルボニルと界面活性剤を
ケロシン等の無極性有機溶媒に溶解し、その溶液中に、
たとえばアンモニア(NH3)のような含窒素化合物を導入
し、加熱して溶媒中で窒化鉄等の窒化金属微粒子を生成
させ、界面活性剤の働きにより、生成した窒化金属微粒
子を非水溶液中に分散させたものからなっている。
この場合、界面活性剤分子は、その親油基を外側にし
て窒化金属微粒子表面に吸着し、その結果として窒化金
属微粒子がケロシン等の溶媒に可溶化する。また、この
界面活性剤分子の被覆層は、窒化金属微粒子がそれ自身
の静電磁気力でくっつき合い、凝集するのを防ぐ分子的
なスペーサーとしての役割をするものでもある。このた
め、微粒子は一定の距離以上に接近することはない。
この発明の発明者は、このような窒化金属微粒子を界
面活性剤分子によって被覆されたままの状態でたとえば
ケロシン等のコロイド分散媒から取り出し、これを熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の媒質中に再分散することが
できることを見出すとともに、次のような配向組織を構
成することを電子顕微鏡観察により確認した。
すなわち、分散系に磁界を印加したまま樹脂を硬化さ
せると、たとえば第1図に示したように、界面活性剤の
被覆層(1)を有する窒化金属微粒子(2)は、磁界方
向に一定の間隔をおいて数珠状に直線的に連なって長く
延びて配列し、かつ、その配列が磁界方向と垂直方向の
断面において、第2図に例示したような三角格子を形成
して媒質(3)中に固定される。このような配向組織に
おいては、界面活性剤被覆層(1)のエントロピックな
斥力により窒化金属微粒子(2)が一定間隔を隔てて並
び、その間隔は使用する界面活性剤の種類と分子量によ
って制御することができる。
またこの発明の発明者は、そのような配向組織を有す
る複合材料について、たとえば7〜20nmの範囲で均一な
直径をもつ窒化鉄微粒子が3〜5nmの範囲で均一な間隔
を隔てて鎖状に並ぶ場合に、複合材料はその配向方向に
きわめて大きい透磁率を有し、かつ、抗磁力がきわめて
小さい強磁性体となることを見出した。
この発明は、以上の通りの知見に基づいて完成された
ものである。
そこで、次に、この発明の構成についてさらに詳しく
説明する。もちろん、この発明の複合磁性材料は、以下
の窒化鉄微粒子を用いる場合に限定されることはない。
金属、その化合物等の各種のものが対象となる。
たとえば窒化鉄微粒子コロイド系においては、窒化鉄
微粒子の粒径が約12nm以上の場合には、微粒子は凝集し
沈澱するが、その粒径が12nm以下の場合には凝集せず、
安定な分散系を形成する。しかしながら、この安定な分
散系100重量部に対して、たとえばアセトン50重量部を
添加し振とうすると、窒化鉄コロイドは安定性を失い、
凝集して沈澱する。この場合、アセトンの他、ジオキサ
ン、酢酸アミル、酢酸メチル等の油および水の両方に溶
ける両親媒性液体を添加してもそのような窒化鉄コロイ
ドの凝集沈澱が起こる。
この微粒子が凝集した溶液に対してたとえば遠心分
離、あるいは磁界分離を行うことによりその沈澱成分を
分離し収集することができる。このようにして、任意の
粒径の窒化鉄微粒子に対して、窒化鉄コロイド中の窒化
鉄分散相を分散媒から分離して取り出すことが可能とな
る。
この沈澱分離し、乾燥させた微粒子には、その表面に
界面活性剤のアミン分子等が吸着しているために、それ
自身でポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリ
メタクリル酸メチル等の極性の小さいポリマーに対して
親和性を示す。
したがって、この窒化鉄微粒子に上記のポリマーを添
加し、加熱撹拌することによって窒化鉄微粒子はポリマ
ー中に容易に分散し、解こうして粘性の大きなゾルを形
成する。
この場合、窒化鉄微粒子のポリマーに対する割合を増
加させていくと粘性係数もそれにともなって増大し、ゾ
ルからゲルに変化するが、窒化鉄微粒子の濃度が80重量
%以下ではゾル状態を保つ。また、窒化鉄微粒子をエポ
キシ樹脂やポリスチレン樹脂などの極性の大きなポリマ
ーに分散させる場合には、上記とは別の界面活性剤、た
とえば脂肪酸の燐酸エステル、燐酸塩、スルホン酸エス
テル、スルホン酸塩、またはエチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド、極性の異なるアミン等を添加すると
効果的である。特に、エポキシ樹脂に対しては、トリオ
レイルフォスフェートや2−エチルヘキシルホスホン酸
モノ−2−エチルヘキシル等が好適でもある。
コロイドサイズの強磁性体微粒子としては、超常磁性
を示す程度に小さく、かつ、均一な体積を有するものと
するのが好ましい。
このコロイド溶液を一旦冷却硬化させた後、粉砕した
ものを、たとえば第3図に示したように、押し出し成形
機を用いて加熱溶融し混練して液体状ポリマー(4)を
作製し、これを所望の断面形状を有する押し出し機ダイ
(5)から連続的に押し出す。この後に、空洞(6)を
うがった電磁石(7)の中を通過させ、たとえば冷却ロ
ール(8)等により冷却硬化させて長手方向に第1図お
よび第2図に例示したような配向組織を有するシート材
(9)を作製する。
もちろん、この発明においては、以上のような加工法
に限定されることはなく、たとえば射出成形法、注型成
形法、圧縮成形法、各種の押し出し成形法、吹き込み成
形法等の様々な加工成形法により、シート状や板状、各
種の複雑形状を有する成形品として複合磁性材料を製造
することができる。複雑な形状に成形加工する場合に
は、たとえば、媒質としてエポキシ樹脂を使用し、アミ
ン等の重合開始剤を添加し、鋳型に注入して磁界を印加
しながらゆっくりと重合硬化させて複雑形状の複合磁性
材料を製造することもできる。
(実施例) 以下、実施例を示し、この発明の複合磁性材料につい
てさらに詳しく説明する。
実施例1 鉄カルボニル(Fe(CO)5)とアミン系界面活性剤を溶
解したケロシンにアンモニアガス(NH3)を導入し、撹
拌しながら加熱して窒化鉄微粒子からなる磁性流体を作
製した。この後に、磁性流体から窒化鉄微粒子を分離収
集した。
乾燥後、窒化鉄微粒子をポリメタクリル酸メチル中に
分散させ、一旦、これを冷却硬化させた後に粉砕した。
この粉状体を押し出し成形機を用いて加熱溶融および混
練し、第3図に示したような押し出し成形機ダイ(5)
から連続的に押し出すとともに、電磁石(7)より磁界
を印加してシート材を作製した。
得られたシート材は、柔軟性を有する良好な磁気遮蔽
材料であった。
実施例2 実施例1で作製した窒化鉄微粒子をエポキシ樹脂にト
リオレイルフォスフェートを添加して分散させた。これ
を実施例1と同様にして加工成形し、柔軟性を有するシ
ート状の磁気遮蔽材料が得られた。
実施例3 原料としてコバルトカルボニル(Co2(CO)8)を用い、
実施例1と同様にして窒化コバルト磁性流体を作製し、
窒化コバルト微粒子を分離収集した後に、ポリメタクリ
ル酸メチルに分散させた。このコロイド溶液を実施例1
と同様にして加工成形し、柔軟性を有する磁気遮蔽材料
が製造された。
もちろんこの発明は、以上の例によって限定されるも
のではない。強磁性体微粒子の種類や大きさ、界面活性
剤および媒質の種類、また、加工成形法等の細部につい
ては様々な態様が可能であることはいうまでもない。
(発明の効果) 以上詳しく説明した通り、この発明によって、柔軟性
を有し、かつ複雑な形状に簡便かつ容易に成形加工する
ことのできる複合磁性材料が提供される。
この複合磁性材料は、 軟質シート状の場合には、裁断、接合、縫合等によ
り袋状やカーテン状のなどの磁気遮蔽体とすることがで
きる。
木材や布に含浸させることができる。
金属ウールや炭素繊維を分散させて硬化させること
により、電磁波吸収体を構成することができる。
硬化前に磁場を印加することにより、特定の方向に
透磁率の異方性を形成することができ、指向性を有する
磁性材料とすることができる。
などの硬化を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、各々、この発明の複合磁性材料
における窒化金属微粒子の配向組織を例示した組織図で
ある。 第3図は、この発明の複合磁性材料の製造工程の一部の
例示した断面図である。 1……界面活性剤被覆層 2……窒化金属微粒子 3……媒質 4……液体状ポリマー 5……押し出し機ダイ 6……空洞 7……電磁石 8……冷却ロール 9……シート材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−185006(JP,A) 特開 昭52−95095(JP,A) 特開 昭61−19103(JP,A) 特開 昭59−119802(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】媒質に対して親和性を有する分子を吸着さ
    せて表面被覆したコロイドサイズの強磁性体の微粒子
    が、その媒質の硬化物中に均一な隙間を介して鎖状に列
    をなして並んだ状態で分散されていることを特徴とする
    複合磁性材料。
  2. 【請求項2】媒質が有機高分子である請求項1記載の複
    合磁性材料。
  3. 【請求項3】媒質に対して親和性を有する分子の被覆層
    は、一種類以上の界面活性剤分子からなる請求項1記載
    の複合磁性材料。
  4. 【請求項4】コロイドサイズの強磁性体の微粒子は、超
    常磁性を示す程度に小さく、かつ均一な体積を有する請
    求項1記載の複合磁性材料。
  5. 【請求項5】表面被覆したコロイドサイズの強磁性体の
    微粒子は、磁性流体粒子である請求項1記載の複合磁性
    材料。
JP2316225A 1990-11-22 1990-11-22 複合磁性材料 Expired - Lifetime JPH0810652B2 (ja)

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