KR101877814B1 - 캡슐 - Google Patents

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Abstract

고체 코어, 상기 고체 코어를 캡슐화하는 액체의 일차 쉘 그리고 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 입자들의 이차 쉘을 포함하며, 상기 일차 및 이차 쉘들이 대체로 서로 반발하는 캡슐이 제공된다.

Description

캡슐{A CAPSULE}
본 발명은 캡슐 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 자성체의 제조에의 캡슐들의 덩어리의 사용에 관한 것이다.
희토류 금속계 자성 물질 입자들을 사용하는 영구 자석들의 제조가 알려져 있다. 상기 제조 공정은 상기 자성 물질 입자들을 상기 입자들이 폴리머나 이와 유사한 것에 의해 함께 지지되는 미리 정해진 형상으로 성형하는 단계를 수반한다. 그러나, 희토류 폴리머 결합 자석들은 특히 높은 온도에서 산화에 대해 상기 입자들의 낮은 내성으로 인하여 내구성 문제들을 겪게 되며, 이에 따라 생산된 자석들의 자기 수명이 단축된다. 또한, 상기 입자들 및 이에 따른 상기 자성체의 자기 특성들은 시간에 따른 공기 중에서의 자석의 빠른 산화로 심각하게 열화될 것이다. 산화는 또한 상기 자석의 제조 공정들 동안에도 일어나며 이러한 공정의 안정성 문제를 야기한다.
산화에 의해 야기되는 내구성 문제들을 제한하기 위하여, 자석들의 제조 공정은 고정되거나 산화되지 않는 주위 환경에서 수행될 수 있거나, 상기 입자들이 공기와 접촉하게 되는 것을 중단시키도록 예비-압밀 가열 단계를 수반할 수 있다.
알려진 공정에 있어서, 희토류 자성 입자들로 만들어진 자성체는, 상기 자성체 입자들의 이동상(mobile phase) 내로의 함침을 통해 가능한 상기 압밀 단계 동안이나 이후에 산화 방지제를 함유하는 이동상과 접촉하게 된다. 이러한 접근이 보호층을 갖는 자성체를 형성하는 상기 자성체 입자들의 표면들을 코팅에 의해 상기 자석의 제조 공정 동안 상기 자성 입자들의 산화를 최소화하는 것이 발견되었다. 비록 이는 상기 자성체 입자들의 노출된 표면들을 압밀시에나 그 이후에 생생하게 보호할 수 있지만, 상기 산화 방지제의 모두가 상기 자성체에 전체적으로 고르게 되는 것이 어려울 수 있으며, 이에 따라 상기 산화 방지제가 상기 압밀 단계 동안에 상기 자성 입자들 내에 형성될 수 있는 미세 균열들(microfractures)에 접촉한다. 상기 입자들 내의 미세 균열들은 공기에 대한 상기 입자들의 자화율을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 특히 상기 산화 방지제를 함유하는 액체가 상기 미세 균열들 내로 효과적으로 흐르지 못하고 그 내부에 노출된 표면들을 코팅할 수 없게 된다. 따라서, 압밀 단계 동인이나 이후에 산화를 최소화하도록 상기 산화 방지제에 대한 상기 자성 입자들의 노출의 유효성이 감소된다. 그 결과, 상기 제조 과정 동안이나 이후에 효과적으로 코팅되지 않았던 미세 균열들을 함유하는 상기 자성 입자들로부터 만들어진 자석은 산화에 민감할 수 있으며, 이는 그 자기적 특성들의 손실을 가져온다.
따라서, 적절한 비용으로 생산성과 효율성으로 상기 자석 내의 산화를 방지하는 노력이 남아 있다. 산화 문제들이 존재하는 현재의 자석 제조 기술들에 있어서, 전술한 단점들의 하나 또는 그 이상을 해결하거나 적어도 개선하는 자석 제조 과정의 초기와 전제적으로 사용되는 방법들과 물질들을 개선하기 위한 필요성이 존재한다.
또한, 자성체의 제조 동안에 상기 산화 방지제와의 상기 자성 입자들의 접촉 표면 면적을 증가시키기 위한 요구도 존재한다.
제1 측면에 따르면, 고체 코어(core), 상기 고체 코어를 캡슐화하는 액체의 일차 쉘(primary shell) 그리고 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 입자들의 이차 쉘(secondary shell)을 포함하며, 상기 일차 및 이차 쉘들이 서로 대체로 반발하는 캡슐이 제공된다.
유리하게는, 상기 일차 및 이차 쉘들 사이의 반발은 상기 이차 쉘 내의 입자들이 상기 액체의 표면상에 지지되고 유지되게 하기 때문에 캡슐의 형성을 지지한다. 상기 이차 쉘 내의 입자들은 상기 일차 쉘의 표면을 실질적으로 커버하도록 그들 자체가 정렬될 수 있고, 이에 따라 상기 일차 쉘을 캡슐화할 수 있다. 상기 액체의 일차 쉘이 실질적으로 캡슐화될 수 있으므로 상기 캡슐 표면이 건조하게 남게 된다. 이는 상기 캡슐의 분산성(flow ability)이 유지되게 하고 상기 입자들의 응집을 방지한다. 보다 유리하게는, 상기 개시된 캡슐은 적어도 상기 이차 쉘에 인가되는 상당한 압력이 없이 상기 액체 일차 쉘을 방출하는 상기 이차 쉘의 파열을 일으키지 않고 고체 입자들로서 상기 캡슐들이 취급되는 경우에 외부 압력에 보다 내성을 가진다. 이에 따라, 상기 캡슐들은 상기 이차 쉘의 파열 및 상기 일차 액체 쉘의 방출 없이 용이하게 이송될 수 있다. 그러나, 압축 성형 단계 동안에서와 같이 상기 캡슐들이 상당한 압축력을 겪는 경우, 상기 이차 쉘이 파열될 수 있고 상기 일차 액체 쉘이 방출될 수 있다.
제2 측면에 따르면, 고체 코어 입자들의 제1 집단(population)과 상기 제1 집단의 고체 코어 입자들 보다 작은 미세 입자들의 제2 집단을 제공하는 단계; 그리고 상기 제1 집단 및 상기 제2 집단과 액체를 혼합하여 이에 따라 상기 고체 코어, 상기 고체 코어를 캡슐화하는 액체의 일차 쉘 그리고 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 미세 입자들의 이차 쉘을 포함하며, 상기 일차 및 이차 쉘들이 대체로 서로 반발하는 캡슐들의 제조를 위한 방법이 제공된다.
유리하게는, 개시된 방법은 상기 코어 입자들의 표면에 대한 상기 액체의 일차 쉘의 균일한 분산 및 상기 액체의 표면에 대한 상기 입자들의 이차 쉘의 균일한 분상을 제공한다. 또한, 상기 개시된 방법은 폭넓게 다양한 액체 및 입자들을 함유하기 위하여 사용될 수 있는 다른 형태들의 캡슐들의 제조에 사용될 수 있다. 보다 유리하게는, 상기 개시된 방법에서 상기 고체 코어 입자들과 혼합되기 전에 상기 액체가 필연적으로 상기 고체 코어 입자들 상으로 분무되어야 하거나 원자화되어야 하지는 않는다. 따라서, 상기 개시된 방법은 사용될 수 있는 액체의 다양성을 상당히 확장시킨다.
제3 측면에 따르면, 자성체를 제조하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 자성체를 형성하도록 캡슐들의 덩어리(mass)를 압밀하는 단계를 구비하며, 각 캡슐은 고체 자성 코어, 상기 고체 코어를 캡슐화하고 상기 자성 코어의 산화를 억제하거나 방지하는 산화 방지제를 그 내부에 포함하는 액체의 일차 쉘, 그리고 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 입자들의 이차 쉘을 포함하고, 상기 일차 쉘 또는 상기 이차 쉘 중의 하나는 소수성인 반면에 각각의 상기 일차 쉘 또는 상기 이차 쉘 중의 다른 하나는 친수성이며, 상기 압밀이 상기 일차 쉘의 액체를 방출하도록 상기 이차 쉘을 파열시킨다.
유리하게는, 산화 방지제를 포함하는 액체의 일차 쉘의 포함은 상기 코어의 표면들의 반응성을 감소시킴에 의하거나 상기 코어들의 표면들에 대한 산소 분자들의 침투를 감소시킴에 의해 부식성이고 산화성인 경향들을 패시베이트하고 방지하는 수단을 제공한다. 상기 개시된 방법은 상기 자성 코어의 표면 상부의 상기 산화 방지제를 포함하는 상기 액체의 일차 쉘의 균일한 분산을 제공하며, 이에 따라 상기 산화 방지제가 압밀 동안에 상기 자성체를 형성하도록 응집되는 상기 자성 코어 입자들의 미세 균열들 내로 효과적으로 흐르게 한다. 상기 산화 방지제는 상기 자성 코어의 몸체 내의 노출된 표면들을 코팅한다. 유리하게는, 이는 각 자성체 코어의 표면 및 상기 자성체 코어의 미세 균열들 내에 함유되는 국소화된 반점들을 포함하는 새롭게 생성된 표면들 모두의 상부에 보호하는 산화성 층의 균일한 분산을 가져온다. 또한, 상기 개시된 방법으로부터 형성되는 자성체는 높은 온도들에서도 산화되지 않을 수 있으며 이에 따라 다른 산화 방지 처리들이 필요 없을 수 있다. 상기 입자들이 자성 물질로 구성되는 일 실시예에 있어서, 상기 자성체의 자기의 강도가 향상될 수 있다.
첨부된 도면들은 개시된 실시예들을 예시하는 것이며, 개시된 실시예들의 원리들을 설명하는 데 기여하는 것이다. 그러나, 이러한 도면들은 예시의 목적들을 위해 도시된 것이며, 본 발명을 제한하거나 한정하는 것으로 도시된 것은 아니다.
도 1은 고체 코어, 액체의 일차 쉘 및 입자들의 이차 쉘을 포함하는 캡슐의 개략적인 도면이다.
도 2는 마이크로캡슐을 갖는 자석과 마이크로캡슐이 없는 자석의 시간(시)에 대한 전체 자속 누설(%)의 그래프이다.
도면의 상세한 설명
도 1에 있어서, 개시된 실시예에 따라 희토류 물질로 만들어진 코어(core)(2) 형태의 고체 코어(core), 액체가 산화 방지제를 함유하는 액체 쉘(shell)(4) 형태의 일차 쉘, 그리고 희토류 자성 입자들의 응집된 덩어리로 형성되는 쉘(6) 형태의 이차 쉘을 가지는 캡슐(100)이 제공된다. 상기 쉘(6)은, 이에 제한되는 것은 아니지만 참조 부호들 8, 10 및 12로 나타낸 것들을 포함할 수 있는 변화되는 크기들의 입자들로 구성된다. 상기 쉘(6)이 소수성인 반면에 상기 액체 쉘(4)은 친수성이다. 상기 코어(2) 또한 친수성이다.
용어의 정의
여기에 사용되는 다음 단어들과 용어들은 후술하는 의미를 가진다.
"반발하는(repulsive)"이라는 용어는 상기 일차 및 이차 쉘들을 참조하여 상기 일차 및 이차 쉘들을 구성하는 분자들이 각기 90도와 동일하거나 그 이상인 분자들 사이의 접촉각을 가지는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 일차 및 이차 쉘들의 하나가 대체로 소수성인 반면에 다른 하나는 대체로 친수성이므로 이들을 구성하는 분자들이 각기 90도와 동일하거나 그 이상인 접촉각을 가진다. 예를 들면, 상기 이차 쉘이 소수성이고 비극성 분자들을 포함하는 반면 상기 일차 쉘이 친수성이고 친수성 분자들을 포함하는 경우, 상기 이차 및 일차 쉘들의 분자들이 90도와 동일하거나 그 이상인 접촉각을 가지게 될 것이다.
본 명세서의 내용에 사용되는 바와 같이 "소액체성인(liquidphobic)" 및 "소액체성(liquidphobicity)"라는 용어들은 임의의 표면의 성질이 이를 가로질러 퍼지는 액적(liquid droplet)을 야기하지 않는 것을 포함하도록 넓게 해석된다. 일반적으로, 액적과 표면 사이의 접촉각이 90도와 동일하거나 그 이상일 경우, 상기 표면이 소액체성이거나 소액체성을 나타낸다.
본 명세서의 내용에 사용되는 바와 같이 "소수성인(hydrophobic)"이라는 용어는 물에 의한 습윤에 저항하거나 쉽게 습윤되지 않는 임의의 물질을 언급하는 것이다. 즉, 물에 대한 친화도가 결핍된 물질이다. 소수성인 물질은 통상적으로 대략 90도와 동일하거나 그 보다 큰 물 접촉각을 가질 것이다.
본 명세서의 내용에 사용되는 바와 같이 "친수성인(hydrophilic)"이라는 용어는 물에 의해 습윤되는 경향이 있거나 빠르게 젖는 임의의 물질을 언급하는 것이다. 즉, 물에 대한 친화력을 가지는 물질이다. 이는 물방울이 물질의 표면을 가로질러 실질적으로 퍼지게 되는 임의의 물질을 포함하는 것으로 넓게 해석된다. 친수성인 물질은 통상적으로 90도 보다 작은 물 접촉각을 가질 것이다.
"습윤성(wetting property)"이라는 용어는 표면에 적용될 때에 테스트 액적의 상기 표면상의 퍼짐을 가능하게 하거나 그렇지 않은 표면의 임의의 성질을 포함하는 것으로 넓게 해석된다. 이러한 테스트 액적의 퍼짐은 조도(roughness)와 표면 에너지에 의존한다. 표면의 습윤성은 상기 액적과 고체 표면 사이의 접촉각을 측정함에 의해 결정될 수 있다. 상기 접촉각들 및 측정 방향들의 값들에 따라, 표면의 등방성(isotropic) 또는 이방성(anisotropic) 습윤성은 소액체성 또는 친액체성(liquidphilic)으로 해석될 수 있다. 일반적으로, 액적의 퍼짐과 이에 따른 습윤 행동은 벤젤 방정식(Wenzel equation)[R. N. Wenzel의 "Resistance of Solid Surfaces to Wetting by Water"(Industrial and Engineering Chemistry, 1936, 28 (8), page 988) 참조] 또는 캐시 방정식(Cassie equation)[A. B. D. Cassie의 "Contact Angle"(Discussions of the Faraday Society, 1948, 3, page 11) 참조]에 따라 모델화될 수 있다. 그러나, 일부 경우들에 있어서, 상기 행동은 상기 방정식(들)의 변형된 형태(들)에 따라 모델화될 수 있으며, 이는 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있다.
본 명세서의 내용에 있어서, "접촉각(contact angle)"이라는 용어는 액체/고체 계면 사이에서 측정되는 임의의 각도를 포함하는 것으로 넓게 해석된다. 상기 접촉각은 특정한 시스템이고 상기 액체/고체 계면의 계면 표면 장력에 의존한다. 접촉각 및 이에 관련된 표면 습윤 특성들에 대한 논의는 R. Asthana 및 N. Sobczak의 "Wettability, Spreading, and Interfacial Phenomena in High-Temperature Coatings"(JOM-e, 2000, 52(1))에서 찾아 볼 수 있다. 상기 접촉각은 두 방향들로부터 측정될 수 있다. 본 명세서의 내용에 있어서, 세로축에 대해 배치되는 세로 방향의 각인(imprint)을 위해, θx는 상기 세로축에 직교하는 "X" 방향으로 측정되는 상기 접촉각을 언급하고, θy는 상기 세로축에 대해 정렬되거나 평행한 "Y" 방향으로 측정되는 상기 접촉각을 언급한다. θx 또는 θy의 상기 접촉각의 값은 표면의 소액체성 또는 친액체성(liquidphilicity)을 나타낼 수 있다. Δθ(여기서, Δθ＝θy－θx)로 표시되는 이들 두 접촉각들 사이의 차이는 습윤성의 등방성 또는 이방성의 정도를 나타낸다.
"패시베이션하다(passivate)", "패시베이션하는(passivating)", "패시베이션된(passivated)" 등의 용어들과 이들의 문법적인 파생어들은, 본 명세서의 내용에 있어서, 산화 방지에 노출된 후에 물질 입자의 표면의 산화 방지 특성들을 언급하는 것이다. 즉, 상기 용어들은 산화에 대해 산화 방지에 노출되지 않았던 물질 입자의 표면에 비하여 보다 높은 저항성을 나타내는 물질 입자의 표면 성질들을 언급하는 것이다.
본 명세서의 내용에서 "인-시튜 패시베이션(in-situ passivation)"이라는 용어는 물질의 형성 후가 아니라 물질의 형체의 형성 동안에 치밀화되는 물질의 덩어리의 표면들의 패시베이션을 언급하는 것이다.
본 명세서의 내용에서 "압축 성형(compression molding)"이라는 용어는 상기 물질 입자들이 먼저 개방되고 가열된 몰드에 놓이고, 상기 입자들이 경화될 때까지 압력 및 선택적으로는 열의 인가가 수반되는 성형의 방법을 언급하는 것이다.
본 명세서의 내용에서 "치밀한(compact)" 또는 "압밀(compaction)"이라는 용어는 상기 자성 물질 입자들이 받는 압축 성형, 사출 성형 또는 압출 성형 공정을 언급하는 것이다.
"실질적으로(substantially)"라는 단어는 "완전히(completely)"를 배제하는 것은 아니다. 예를 들면, Y가 "실질적으로 없는(substantially free)" 조성물은 Y가 완전히 없을 수 있다. 필요한 경우, "실질적으로"라는 단어는 본 발명의 명확성에서 생략될 수 있다.
다르게 명시하지 않는 한, "포함하는(comprising)" 및 "포함하다(comprise)"라는 용어들과 이들의 문법적인 파생어들은 "개방적(open)" 또는 "포괄하는(inclusive)" 언어를 표현하도록 의도된 것이므로 이들은 언급된 요소들을 포함할 뿐만 아니라 추가적이고 언급되지 않은 요소들의 포함을 허용한다.
여기에 사용되는 바와 같이, "약(about)"이라는 용어는, 표현들의 구성 성분들의 농도들의 내용에 있어서, 통상적으로 기재된 값의 +/- 5%, 보다 일반적으로는 기재된 값의 +/- 4%, 보다 일반적으로는 기재된 값의 +/- 3%, 보다 일반적으로는 기재된 값의 +/- 2%, 심지어는 보다 일반적으로 기재된 값의 +/- 1%, 그리고 심지어는 보다 일반적으로 기재된 값의 +/- 0.5%를 의미한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 실시예들이 범위 형태로 개시될 수 있다. 이러한 범위 형태의 기재가 단지 편의와 간결성을 위한 것이며 개시된 범위들의 범주 상에서 변경되지 않는 제한으로 해석되지 않아야 하는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 범위의 설명은 모든 가능한 하위 범위들뿐만 아니라 이 범위 내의 개개의 수치 값들을 구체적으로 개시하는 것으로 간주되어야 한다. 예를 들면, 1부터 6까지와 같은 범위의 기재는 1부터 3까지, 1부터 4까지, 1부터 5까지, 2부터 4까지, 2부터 6까지, 3부터 6까지 등과 같은 하위 범위들뿐만 아니라, 예를 들면, 1, 2, 3, 4, 5 및 6의 이러한 범위 내의 개개의 숫자들을 구체적으로 개시하는 것으로 간주되어야 한다. 이는 상기 범위의 폭에 관계없이 적용된다.
어떤 실시예들은 여기서 폭넓고 일반적으로 서술될 수 있다. 상기 일반적인 개시 사항 내에 속하는 보다 좁은 종들(species)과 하위 종들의 그룹화도 개시된 사항들의 일부를 구성한다. 이는 삭제된 물질이 여기에 구체적으로 다시 언급되었는지의 여부에 관계없이 일반적인 사항으로부터 어떤 주된 내용을 제거하는 단서 사항이나 소극적인 한정을 포함하는 실시예들의 일반적인 서술을 포함한다.
이하, 예시적으로 다공성 막체(porous membrane body)의 제한적이지 않은 실시예들을 개시한다.
상기 이차 쉘이 소액체성이 될 수 있으므로 상기 일차 및 이차 쉘들은 대체로 서로 반발한다. 상기 액체의 일차 쉘 및 상기 입자들의 이차 쉘 사이의 상이한 소액체성으로 인하여, 상기 입자들의 이차 쉘이 상기 액체의 일차 쉘로부터 밀리거나 반발된다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 일차 쉘은 친수성이고 상기 이차 쉘은 소수성이다. 상기 일차 쉘의 액체가 물일 때, 상기 이차 쉘의 입자들은 상기 입자들이 물의 표면상에 지지되고 유치되도록 소수성이다. 상기 일차 쉘의 액체가 오일일 때, 상기 이차 쉘의 입자들은 상기 입자들이 오일의 표면상에 지지되고 유치되도록 소유성(oleophobic)이다.
이론적으로 제한되지 않고, 상기 소수성 입자들이 캡슐화된 구조를 지지하기에 필요한 인접하는 입자들 사이에 결합이 없이 액체 매체의 표면 장력에 의해 지지될 수 있는 것으로 여겨진다. 캡슐화의 강도(rigidity)는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 상기 액체의 일차 쉘 주위의 입자들의 결합의 제어, 상기 입자들과 상기 액체의 상대적인 소수성, 상기 액체의 표면 장력, 상기 액체의 점도, 상기 액체 및 상기 입자들의 극성/비극성, 상기 액체 및 상기 입자들의 정전기적 대전 등을 포함하는 수많은 수단들에 의해 조절될 수 있다. 상기 일차 쉘 및 이차 쉘은 서로 중첩될 수 있으므로 상기 이차 쉘의 입자들이 상기 일차 쉘의 액체 내로 연장된다. 상기 일차 쉘 및 이차 쉘과 서로 중첩되지 않도록 상기 일차 쉘 및 이차 쉘이 구성될 수도 있다.
상기 이차 쉘의 입자들은 상기 입자들이 서로 인접하는 관계가 되도록 구성될 수 있다. 각 입자는 상기 입자의 표면이 가까운 입자의 표면에 접촉되며 상기 가까운 입자에 인접한다. 상기 입자들은 서로 실질적으로 결합되거나 서로 부분적으로 결합될 수 있다. 상기 입자들은 서로들 사이에 물리적인 끌림이 작거나 가지지 않는다.
상기 이차 쉘 내의 입자들은 상기 일차 쉘의 표면을 실질적으로 커버하도록 자체적으로 정렬될 수 있다. 포획되는 입자들이 상기 일차 쉘의 표면 상부에 완전하게 체계화된 직경들로 포장될 필요성은 없지만, 상기 입자들 사이에 일부 간격이 허용되고 상기 입자들의 일부 적층이 허용될 수 있다. 이들은 상기 일차 쉘의 표면상의 입자들의 부분적이거나 완전한 층들이 될 수 있다. 상기 이차 쉘은 적어도 하나의 입자들을 층을 포함할 수 있다.
상기 입자들의 이차 쉘의 유효 공극률의 제어는 상기 이차 쉘 내의 상기 입자들의 크기와 분포의 선택에 의해 영향을 받을 수 있다.
상기 이차 쉘의 입자들은 미크론 크기 범위에 있을 수 있다. 상기 이차 쉘의 입자들은 약 0.01미크론 내지 약 100미크론, 약 0.01미크론 내지 약 75미크론, 약 0.01미크론 내지 약 50미크론, 약 0.01미크론 내지 약 25미크론, 약 0.02미크론 내지 약 100미크론, 약 0.03미크론 내지 약 100미크론, 약 0.04미크론 내지 약 100미크론 그리고 약 0.05미크론 내지 약 100미크론으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 범위 내의 입자 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 이차 쉘의 입자들은 0.05미크론 내지 25미크론의 범위의 크기를 가진다.
상기 입자들은 균일하게 치수화된 입자들이 될 필요는 없지만, 고체 입자들, 중공형 입자들, 마이크로캡슐들, 또는 다양한 형태들 및 크기들의 입자들의 혼합들로 구성될 수 있다.
상기 입자들은 이들의 소수성 또는 친수성을 향상시키도록 친화 처리될 수 있다. 상기 입자들의 표면들은 상기 입자들의 소수성 또는 친수성을 향상시키기 위해 친화 처리제(affinity-treating agent)로 처리될 수 있다. 친화 처리제의 예들은, 메탈들/메탈로이드들(metalloids) 상에 활성 기들(active groups)을 갖는 화합물들, 단일 메탈성, 단일 메탈로이드성 화합물들, 디메탈성(dimetallic)(2개의 다른 금속/준금속 원자들을 갖는), 바이메탈성(bimetallic)(화합물 내에 2개의 동일한 메탈/메탈로이드 원자들을 갖는), 헤테로메탈성(heterometallic)(동일한 화합물 내에 하나의 메탈과 하나의 메탈로이드 원자를 갖는), 디메탈로이드(dimetalloid) 및 바이메탈로이드(bimetalloid) 화합물들, 유기 실란들(organic silanes) 그리고 이들의 혼합물들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함한다. 예를 들면, 여기에 기재한 화합물들의 하나로 상기 입자들을 처리함에 의해, 상기 입자들의 소수성이 친수성으로 변화될 수 있으며, 이에 따라 상기 입자들이 물에 대해 보다 높은 친화력을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 소수성 입자들이 흄드 실리카(fumed silica)를 포함하는 경우, 상기 소수성 입자들의 표면의 소수성을 추가하는 흄드되지 않은 반응성 사이트들 또는 흄드되지 않은 비반응성 사이트들을 가지는 흄드 실리카 입자들을 형성하도록 다른 화학적 또는 전기화학적 처리가 이용될 수 있다. 본 발명의 실행을 위해 전술한 바와 같이 상기 입자들이 표면 소수성 또는 친수성을 가질 수 있게 하는 임의의 처리(들)가 여기서의 사용에 적합할 것이다. 상기 입자들은 에폭시 수지들, 실리콘 수지들, 열경화성 폴리머들, 열가소성 폴리머들 또는 탄성중합체들로 구성될 수 있다.
상기 액체의 일차 쉘은 상기 입자들의 이차 쉘 내에 캡슐화된다. 상기 캡슐은 캡슐화된 액체의 누설이나 방출 없이 용이하게 이송될 수 있지만, 상기 캡슐화된 액체의 방출을 위해 조각으로 깨어질 수 있다. 이러한 입자들의 이차 쉘은 상기 캡슐화된 액체를 방출하도록 압력과 마멸에 의해 방해받을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 일차 쉘의 액체는 수성(aqueous)이다. 상기 수성의 매체는 수용액들, 수성 분산들(dispersions), 또는 수성 에멀젼들(emulsions)을 포함할 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 액체는 물이다. 상기 고체 코어를 캡슐화하는 상기 일차 쉘은 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다
일 실시예에 있어서, 상기 일차 쉘의 액체는 상기 고체 코어의 물질의 산화를 억제하거나 방지하는 산화 방지제를 포함한다. 상기 산화 방지제는 인산 전구체일 수 있다. 상기 인산 전구체는 인산 이온 공여자(phosphate ion donor)일 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 인산 이온 공여자는 금속 인산 복합체(metal phosphate complex)이다. 상기 금속 인산 복합체의 금속은 IA족 금속들, IIA족 금속들 및 IIIA족 금속들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 금속 인산 복합체는 인산리튬(lithium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate), 인산칼륨(potassium phosphate), 인산마그네슘(magnesium phosphate), 인산칼슘(calcium phosphate) 그리고 인산알루미늄(aluminum phosphate)으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
상기 고체 코어에 대한 상기 액체 코팅의 부피 비율은 약 1：130 내지 2：13이다. 일 실시예에 있어서, 상기 고체 코어에 대한 상기 액체 코팅의 부피 비율은 1：13이다. 상기 고체 코어는 약 0.1미크론 내지 1,000미크론, 약 10미크론 내지 800미크론, 약 10미크론 내지 600미크론, 약 10미크론 내지 약 400미크론, 약 10미크론 내지 200미크론, 약 15미크론 내지 1,000미크론, 약 20미크론 내지 1,000미크론, 약 25미크론 내지 1,000미크론, 그리고 약 30미크론 내지 1,000미크론으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 범위 내의 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 고체 코어는 70미크론 내지 약 400미크론 크기 범위 내의 크기를 가진다.
상기 고체 코어는 이들의 소수성 또는 친수성을 향상시키도록 친화 저리될 수 있다. 상기 고체 코어의 표면들은 상기 입자들의 소수성 또는 친수성을 향상시키기 위하여 친화 처리제로 처리될 수 있다. 상기 친화 처리제의 예들은, 메탈들/메탈로이드들 상에 활성 기들을 갖는 화합물들, 단일 메탈성, 단일 메탈로이드성 화합물들, 디메탈성(2개의 다른 메탈/메탈로이드 원자들을 갖는), 바이메탈성(화합물 내에 2개의 동일한 메탈/메탈로이드 원자들을 갖는), 헤테로메탈성(동일한 화합물 내에 하나의 메탈 및 하나의 메탈로이드 원자를 갖는), 디메탈로이드 및 비이메탈로이드 화합물들, 그리고 이들의 혼합물들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질일 수 있다. 예를 들면, 상기 고체 코어를 전술한 바와 같이 선택된 적어도 하나의 물질로 처리함에 의해, 상기 고체 코어의 친수성이 향상될 수 있고, 이에 따라 상기 고체 코어가 물에 대해 보다 높은 친화력을 가진다.
일 실시예에 있어서, 상기 고체 코어는 자성 물질을 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 상기 고체 코어의 자성 물질은 희토류 자성 물질이다. 일 실시예에 있어서, 상기 이차 쉘의 입자들은 자성 물질로 구성된다. 다른 실시예에 있어서, 상기 이차 쉘의 자성 물질은 희토류 자성 물질을 포함한다.
상기 희토류 자성 물질은, 란타늄(lanthanum: La), 세륨(cerium: Ce), 프라세오디뮴(praseodymium: Pr), 네오디뮴(neodymium: Nd), 프로메튬(promethium: Pm), 사마륨(samarium: Sm), 유로퓸(europium: Eu) 및 가돌리늄(gadolinium: Gd) 그리고 이들의 조합과 같은 하나 또는 그 이상의 경희토류 원소들이다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 희토류 자성 물질은 네오디뮴, 프라세오디뮴(praseodymium), 란타늄(lanthanum), 세륨 및 사마륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 원소이다. 보다 바람직하게는, 상기 희토류 자성 물질은 네오디뮴이다. 다른 실시예에 있어서, 본 발명의 자성 물질은, 불가피한 불순물들을 제외하면, any heavy rare earth element such as 터븀(terbium: Tb), 디스프로슘(dysprosium: Dy), 홀뮴(holmium: Ho), 에르븀(erbium: Er), 툴륨(thulium: Tm), 이테르븀(ytterbium: Yb) 및 루테튬(lutetium: Lu)과 같은 임의의 중희토류 원소들을 함유하지 않는다.
유리하게는, 상기 개시된 캡슐은 상기 액체 일차 쉘을 방출하는 상기 이차 쉘의 파열 없이, 상기 이차 쉘에 인가되는 적어도 상당한 압력 없이 상기 캡슐들이 고체 입자들로서 다루어질 수 있는 외부의 압력에 보다 내성을 가진다. 이에 따라, 상기 캡슐들은 상기 이차 쉘의 파열 없이 및 상기 일차 액체 쉘의 방출 없이 용이하게 이송될 수 있다. 그러나, 상기 캡슐들이 압축 성형 단계 동안과 같이 상당한 압축력을 겪을 경우, 상기 이차 쉘이 파열될 수 있고 상기 일차 액체 쉘을 방출할 수 있다.
상기 마이크로캡슐들의 형상은 실질적으로 원형, 타원형, 정방형, 사다리형 또는 직사각형이 될 수 있다. 따라서, 상기 마이크로캡슐의 직경을 언급하는 경우, 이는 상기 마이크로캡슐의 형상에 따라 적절한 바로서 상기 마이크로캡슐의 등가 직경을 언급하는 것으로서 해석될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 마이크로캡슐의 형상은 한정되지 않는다. 즉, 상기 마이크로캡슐은 불규칙한 형상을 가질 수 있다.
상기 캡슐들은 미크론 크기 범위 내의 크기를 가질 수 있다. 상기 캡슐들은 약 10미크론 내지 1,000미크론, 약 10미크론 내지 800미크론, 약 10미크론 내지 600미크론, 약 10미크론 내지 400미크론, 약 10미크론 내지 200미크론, 약 15미크론 내지 1,000미크론, 약 20미크론 내지 1,000미크론, 약 25미크론 내지 1,000미크론, 그리고 약 30미크론 내지 1,000미크론으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 범위 내의 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 캡슐은 25미크론 내지 400미크론 크기 범위 내의 크기를 가진다.
상기 캡슐들은 마이크로캡슐들과 혼합되거나 섞일 수 있다. 또한 다중 입자화 시스템내로 캡슐화된 입자들과 혼합된 캡슐화되지 않은 입자들을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 개시된 마이크로캡슐들은 액체를 고체 코어 입자들의 제1 집단(population) 및 미세 입자들의 제2 집단과 혼합하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 미세 입자들의 제2 집단 또는 상기 액체의 하나는 소수성인 반면, 상기 각 미세 입자들의 제2 집단 또는 상기 액체의 다른 하나는 친수성이고, 상기 고체 코어 입자들은 소수성 또는 친수성이다.
다른 실시예에 있어서, 고체 코어 입자들의 제1 집단이 상기 미세 입자들의 제2 집단과 혼합되기 이전에 상기 액체와 혼합된다. 상기 혼합하는 단계는 기계적인 교반, V-혼합 공정 또는 회전 베드(rotated bed) 공정을 통해 수행될 수 있다. 바람직한 혼합 단계는 회전 베드 공정에 의해 영향을 받는다. 상기 혼합 단계는 상기 고체 코어 입자들의 제1 집단을 상기 액체에 전체적으로 균일하게 분산시킨다. 상기 개시된 방법에서 상기 혼합 단계는 0.00005㎏㎡sec-1부터 5.0㎏㎡sec-1까지의 에너지 혼합도(mixing rate)에서 수행될 수 있다. 상기 개시된 방법에서 상기 혼합 단계는 30 분당회전수 내지 50 분당회전수의 회전 속도에서 수행될 수 있다.
상기 미세 입자들에 대한 상기 코어 입자들의 상대적인 부피 양들은 100：5 내지 100：40의 범위에 있을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 코어 입자들, 상개 액체 및 상기 미세 입자들의 상대적인 부피 양들은 100：1：10이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 코어 입자들, 상기 액체 및 상기 미세 입자들의 상대적인 부피 양들은 100：1：20이다. 상기 혼합 단계 이전에, 상기 개시된 방법은 상기 미세 입자들의 제2 집단에 표면 처리를 하는 단계를 포함할 수 있다. 유리하게는, 상기 입자들의 표면의 소수성 또는 친수성은 상기 표면 처리에 따라 조절될 수 있다. 표면 처리의 한 가지 방법은 상기 미세 입자들의 제2 집단을
메탈/메탈로이드들 상에 활성 기들을 갖는 화합물들, 단일 메탈성, 단일 메탈로이드성 화합물, 디메탈성(2개의 다른 메탈/메탈로이드 원자들을 갖는), 바이메탈성(화합물 내에 2개의 동일한 메탈/메탈로이드 원자들을 갖는), 헤테로메탈성(동일한 화합물 내에 하나의 메탈 및 하나의 메탈로이드를 갖는), 디메털로이드 및 바이메탈로이드 화합물들, 그리고 이들의 혼합물들을 포함하는 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질과 혼합하는 것이다. 여기에 기재된 화합물들의 혼합물들 및 혼화물들은 표면 상부에 다른 특성들을 균일하게 분산시키거나 상기 표면 상부에 균형을 이루게 하는(평균화하는) 특유의 능력들을 제공한다.
자성체의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 자성체를 형성하도록 캡슐들의 덩어리를 압밀하는 단계를 구비하며, 각 캡슐은 고체 자성 코어, 상기 고체 자성 코어를 캡슐화하고 상기 자성 코어의 산화를 억제하거나 방지하는 산화 방지제를 내부에 포함하는 액체의 일차 쉘, 그리고 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 입자들의 이차 쉘을 포함하며, 상기 일차 및 이차 쉘들의 하나는 소수성인 반면에 상기 각 일차 쉘 또는 이차 쉘은 친수성이고, 상기 압밀하는 단계는 상기 일차 쉘의 액체를 방출하도록 상기 이차 쉘을 파열시킨다.
상기 입자들의 이차 쉘은 자성 물질로 구성될 수 있다. 상기 이차 쉘들을 위해 자성 물질을 이용함으로써, 상기 자성체의 자기의 강도가 향상될 수 있다. 상기 자성 코어는 상기 캡슐의 압밀 동안에 파열되도록 구성되는 이차 쉘에 의해 캡슐화될 수 있다. 상기 이차 쉘은 내부에 함유된 상기 액체를 방출하기 위하여 상기 압밀 단계 동안에 압력 하에서 쉽게 파열될 수 있는 물질로 만들어질 수 있다.
압밀 동안에, 상기 액체는 압밀 동안에 이용되는 압력으로 인한 상기 자성 코어의 파열이나 균열에 따라 생성되는 노출된 새로운 표면들과 접촉될 수 있다. 따라서, 상기 자성 코어의 노출된 새로운 표면들에 접촉되는 상기 액체에 따라 상기 입밀 단계 동안에 인-시튜 패시베이션이 일어난다. 상기 자성 코어를 통해 새롭게 이동할 수 있는 액체를 사용함에 의해, 상기 새로운 표면들이 완전히 패시베이션될 수 있으므로 전제적인 자성 코어가 보호하는 산화 방지층의 존재로 인하여 산화에 대해 저항성을 가질 수 있다. 또한, 상기 개시된 방법으로부터 형성되는 상기 자성체는 높은 온도에서 조차도 산화되지 않으며, 이에 따라 다른 산화 방지적인 처리들의 필요성이 없다.
실험예들
특정 실험예들을 참조하여 본 발명의 제한적이지 않은 실험예들과 비교예를 보다 상세하게 기재하지만, 이들이 본 발명의 범주를 어떠한 방식으로도 제한하는 것으로 해석되지는 않아야 한다.
다음 실험예들에 있어서, 다르게 기재하지 않는 한, 사용된 자성 물질 분말은 싱가포르의 마그네?치사(Magnequench, Inc.)로부터 MQFP, MQP, MQP-AA4 및 MQLP-AA4의 상표명들로서 및 중국 텐진의 마그네?치사(Magnequench Co. Ltd)로부터 MQTJ의 상표명으로 상업적으로 입수 가능하다.
실험예 1
마이크로캡슐들의 제조
단계 1： 마이크로캡슐들을 위한 이차 쉘의 제조
용액을 형성하도록 25그램의 인산을 먼저 90ml의 아세톤에 용해시켰다. 다음에, 상기 용액 내로 500그램의 MQFP를 부었다. 혼합물은 85℃에서 가열되고, 아세톤이 완전히 증발할 때까지 기계적 교반기로 교반되었다. 분말들은 이후에 퓸 후드(fume hood) 내에서 밤새 공기 건조된다. 상기 분말들은 +38마이크로미터의 분말들이 제거되도록 400메시(mesh) 체로 체거름된다. 남은 분말들은 실란 처리를 위해 준비된다. 다른 용액을 형성하도록 3.75그램의 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실트리에톡시실란(Perfluorodecyltriethoxysilane)(시그마 알드리치(Sigma Aldrich)사)을 150ml의 핵산에 용해시킨다. 500그램의 예열된 MQFP를 상기 용액 내로 부었다. 혼합물은 85℃에서 가열되고 헥산이 완전히 증발할 때까지 기계적 교반기로 교반되었다. 분말들은 이후에 퓸 후드 내에서 밤새 공기 건조된다. 소수성 MQFP가 수득된다.
단계 2： 마이크로캡슐들의 제조
글리세롤 및 물(5：6의 질량 비율)을 포함하는 11그램의 액체를 플라스틱 병에 따른다. 다음에, 500그램의 MQLP-AA4를 동일한 병에 첨가한다. 혼합물을 이후에 상기 병의 내측 표면에 달라붙는 혼합물이 없을 때까지 격렬하게 흔들었다. 상기 혼합물을 이후에 생성되는 분말들의 균일성이 확보되도록 기계적으로 교반한다. 이러한 과정 이후에, 상기 혼합물은 V-분쇄기(blender) 내에서 5분 동안 60의 분당 회전수로 더 혼합된다. 이후에, 100그램의 소수성 MQFP가 상기 병 내의 혼합물에 첨가된다. 상기 혼합물은 5분 동안 60의 분당 회전수로 더 혼합된다. 상기 혼합물은 이후에 이들이 플라스틱 병 내에 밀봉되고 저장되기 전에 60메시의 체로 체거름된다.
캡슐의 개략적인 도면이 도 1에 도시된다.
실험예 2
2개의 부분들의 화합물을 사용하는 자석들의 제조：
I. 화합물 제조：
단계 1： 상기 화합물의 부분 A로 직접 기능하는 실험예 1로부터 수득되는 마이크로캡슐들
단계 2： 상기 화합물의 부분 B의 제조：
100그램의 건조된 인산알루미늄(AP)(모노베이직(Monobasic), 플루카(Fluka), 시그마 알드리치(Sigama Aldrich))이 500ml의 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol: IPA)에 용해된다. AP/IPA를 탱크 내에 따른 후, 2.5킬로그램의 MQLP-AA4를 동일한 탱크 내에 위치시킨다. 코팅은 로스 믹서(Ross Mixer)(로스 믹싱사(Ross Mixing, Inc))로 85℃의 온도에서 개시된다. 처리된 분말들을 수집하고 3일 동안 개방된 공간 내에 위치시킨다. 상기 처리된 분말들은 이들이 건조된 후에 60메시로 체로 걸러진다. -60메시 분말들이 수집되고 실란 처리를 위해 준비된다.
또 다른 용액을 형성하도록 2그램의 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실트리에톡시실란(시그마 알드리치)이 150ml의 핵산에 용해된다. 다음에, 500그램의 예열된 MQLP-AA4를 상기 용액 내로 따른다. 혼합물은 85℃에서 가열되고 상기 헥산이 완전히 증발할 때까지 기계적 교반기로 교반된다. 분말들은 이후에 퓸 후드 내에서 밤새 공기 건조된다. 처리된 분말들은 상기 화합물의 부분 B로서 작용한다.
자성체의 제조 이전에, 부분 A 및 부분 B(6：5의 질량 비율)가 자석 제조를 위한 화합물을 형성하도록 5분 동안 30의 분당 회전수로 V-분쇄기 내에서 혼합된다.
II. 자석의 제조
2.83그램의 혼합된 화합물을 냉간 압축(cold pressing) 몰드의 공동 내로 위치시킨다. 워배시(Wabash) 압축 가공기의 가압 압력은 7T/㎠으로 설정되며, 가압 버튼이 상기 자성체의 제조 공정이 개시되도록 눌려진다. 상기 가압 압력이 7T/㎠에 도달할 때, 상기 가압 버튼이 5초 동안 유지된 후에, 형성된 자석이 배출된다.
캡슐들로 만들어진 상기 자성체의 전체 자속 누설(flux loss)을 노출 시간의 함수로서 결정하기 위하여, 캡슐들로 만들어진 상기 자성체를 500시간의 시험 시간 지속 동안에 200℃로 설정된 오븐 내에서 경화시켰다. 이러한 실험으로부터의 결과들을 도 2에 나타낸다. 이들 결과들은 상기 캡슐들로 만들어진 자석이 500시간 후에 5% 보다 작은 전체 자속 누설을 겪는 점을 보여준다.
비교예
2.83그램의 MQLP-AA4를 냉간 압축 몰드의 공동 내로 위치시킨다. 워배시 압축 가공기의 가압 압력이 5.5톤으로 설정되고, 가압 버튼이 상기 자성체의 제조 공정이 개시되도록 눌려진다. 상기 가압 압력이 5.5톤에 도달할 때, 상기 가압 버튼이 5초 동안 유지된 후에, 형성된 자성체가 배출된다.
노출 시간의 함수로서 캡슐들로 만들어진 자성체의 전체 자속 누설을 결정하기 위하여, 캡슐들 없이 만들어진 자성체를 500시간의 시험 시간 지속 동안 200℃로 설정된 오븐 내에서 경화시켰다. 이러한 실험의 결과들을 도 2에 나타낸다. 이들 결과들은 캡슐들이 없이 만들어진 상기 자성체가 500시간 후에 15% 이상의 전체 자속 누설을 겪는 점을 보여준다.
응용예들
여기에 개시되는 캡슐화 시스템이 생성된 자석의 내구성과 수명을 최대화시키려는 최종 목적들로 자성체의 제조 동안에 산화 방지제의 전달을 위한 간단하고 개선된 방법인 점이 이해되어야 할 것이다.
유리하게는, 상기 개시된 캡슐화 시스템은, 고체 자성 코어, 상기 고체 자성 코어를 캡슐화하고 상기 자성 코어의 산화를 억제하거나 방지하는 산화 방지제를 활성화할 수 있는 매체를 내부에 함유하는 액체의 일차 쉘, 그리고 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 입자들의 이차 쉘을 구비하는 캡슐을 수반하며, 상기 압밀 단계가 상기 일차 쉘의 액체를 방출하도록 상기 이차 쉘을 파열시키고; 보호적인 산화성 층이 상기 자석 제조 공정 동안에 각 자성 입자의 표면과 상기 자성 입자들의 미세 균열들 내에 함유되는 국소화된 반점들을 포함하는 새롭게 생성되는 표면들 상부에 균일하게 분산되게 한다. 따라서, 상기 산화 방지제가 쉽게 활성화될 수 있고, 상기 전체 자성체에 전체적으로 고르게 분산될 수 있다. 또한, 상기 개시된 캡슐들의 압밀을 수반하는 방법으로부터 형성되는 자석은 심지어는 높은 온도들에서도 산화되지 않을 수 있으며, 이에 따라 다른 산화 방지적인 처리들의 필요성이 없을 수 있다.
유리하게는, 상기 개시된 캡슐의 상기 고체 코어의 형성 동안에, 상기 코어를 형성하도록 물을 방울들로 원자화/분사할 필요가 없다. 이는 상기 액체(예를 들면, 소수성 용제)가 가연성이고 이러한 액체의 분사 또는 원자화가 안정 위험성을 야기할 때에 특히 중요하다. 상기 고체 코어의 제조에 있어서, 상기 산화 방지제를 함유하는 액체는 30-50 분당 회전수의 낮은 회전 속도에서 V-분쇄기로 소수성 입자들을 전술한 혼합물과 혼합한 후에 교반함으로써, 상기 고체 코어 입자들과 간단히 혼합된다. 따라서, 상기 개시된 캡슐을 제조하는 방법은 복잡한 장비를 요구하지 않으며 생선성과 비용 효과성을 절충하지 않고도 상기 제조 방법의 상업적 및 산업적 응용성을 향상시킨다.
유리하게는, 본 발명의 목적을 위하여 상기 개시된 캡슐은 지나치게 부서지기 쉬운 물 방울들/비드들에 비하여 외부의 압력에 보다 저항성을 가진다.
보다 유리하게는, 상기 개시된 캡슐에 있어서, 다양한 원하는 성질들을 구현하기 위하여 상기 일차 액체 쉘 및 고체 입자들로 만들어진 상기 이차 쉘의 제조에 사용되는 물질들의 선택에 유연성이 있게 된다. 예를 들면, 본 발명에 있어서, 미세한 NdFeB 입자들이 상기 이차 쉘을 형성하는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라 이들의 자기적 성질들로 인하여 이들 또한 제조된 자석들의 자기의 강도에 기여하게 된다.
마지막으로, 상기 개시된 캡슐은 향상된 산화 방지 특성을과 연장된 자성 수명을 가지는 우수한 내구성을 갖는 희토류 자성체의 제조에 사용될 수 있다.
본 발명의 사상과 범주로부터 벗어남이 없이 기재된 상술한 개시 사항들로부터 본 발명의 다양한 다른 변형들과 응용들이 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 점을 이해할 수 있을 것이며, 이러한 모든 변형들과 응용들이 첨부된 특허청구범위의 범주 내에 속하게 되는 점을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (24)

  1. 고체 코어, 상기 고체 코어를 캡슐화하는 액체의 일차 쉘 및 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 입자들의 이차 쉘을 포함하며, 상기 일차 및 이차 쉘들이 서로 반발하며, 상기 일차 쉘의 액체가 수성인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 일차 및 이차 쉘들이 서로 반발하도록 상기 이차 쉘은 소액체성(liquidphobic)인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 일차 쉘은 친수성이고, 상기 이차 쉘은 소수성인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 고체 코어는 친수성인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 이차 쉘의 입자들은 미크론(micron) 크기 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 이차 쉘의 입자들은 0.05미크론 내지 25미크론의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 캡슐은 미크론 크기 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 캡슐은 25미크론 내지 400미크론 크기 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 일차 쉘의 액체는 상기 고체 코어의 물질의 산화를 억제하거나 방지하는 산화 방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 산화 방지제는 인산 이온 공여자(phosphate ion donor)인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 인산 이온 공여자는 금속 인산 복합체인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 금속 인산 복합체의 금속은 IA족 금속들, IIA족 금속들 및 IIIA족 금속들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 고체 코어는 자성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 자성 물질은 희토류 자성 물질인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 이차 쉘의 입자들은 자성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 이차 쉘의 자성 물질은 희토류 자성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 희토류 자성 물질은 네오디뮴(neodymium), 프라세오디뮴(praseodymium), 란타늄(lanthanum), 세륨(cerium) 및 사마륨(samarium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 원소인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 고체 코어는 0.1미크론 내지 1,000미크론의 범위 내의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 캡슐.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 캡슐의 형상은 구형인 것을 특징으로 하는 캡슐.
  20. 캡슐들의 제조 방법에 있어서,
    고체 코어 입자들의 제1 집단(population) 및 상기 제1 집단의 고체 코어 입자들 보다 작은 미세 입자들의 제2 집단을 제공하는 단계; 및
    액체를 상기 제1 집단 및 상기 제2 집단과 혼합하여, 상기 고체 코어, 상기 고체 코어를 캡슐화하는 상기 액체의 일차 쉘 그리고 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 상기 미세 입자들의 이차 쉘을 포함하며, 상기 일차 및 이차 쉘들이 서로 반발하는 캡슐들을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 일차 쉘의 액체는 수성인 것을 특징으로 하는 캡슐들의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 미세 입자들의 제2 집단 또는 상기 액체의 하나는 소수성인 반면에 상기 미세 입자들의 각 제2 집단 또는 상기 액체의 다른 하나는 친수성이며, 상기 고체 코어 입자들은 소수성 또는 친수성인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  22. 자성체의 제조 방법에 있어서,
    상기 자성체를 형성하도록 캡슐들의 덩어리를 압밀하는 단계를 구비하고, 각 캡슐은 고체 자성 코어, 상기 고체 자성 코어를 캡슐화하고 내부에 상기 자성 코어의 산화를 억제하거나 방지하는 산화 방지제를 포함하는 액체의 일차 쉘, 그리고 상기 일차 쉘을 캡슐화하는 입자들의 이차 쉘을 포함하며, 상기 일차 쉘 또는 상기 이차 쉘의 하나는 소수성인 반면 상기 각 일차 쉘 또는 이차 쉘의 다른 하나는 친수성이고, 상기 압밀하는 단계는 상기 일차 쉘의 액체를 방출하도록 상기 이차 쉘을 파열시키는 것을 특징으로 하는 자성체의 제조 방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
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