WO1999014767A1 - Fluide magnetique et procede de production correspondant - Google Patents

Description

明 細 書 磁性流体及びその製造方法 技術分野

本発明は、 磁性流体及びその製造方法に関し、 特にダンパー、 ァクチユエータ 、 軸シール、 真空シール、 動体軸受等の作動流体として好適な磁性流体及びその 製造方法に関する。 背景技術

液相中にマグネタイ トなどの微細な金属酸化物磁性粒子をきわめて安定に分散 させた磁性流体は、 流動性を示すが、 磁場を印加することにより、 液中の粒子を 迅速にかつ可逆的に作動させることができ、 流体の流動性、 粘度などを迅速かつ 可逆的に変化させることが可能であり、 さらには流動性を全く示さないゲル状態 にまで変化する機能性流体である。 従って、 磁性流体は、 外部磁場によりその粘 性を容易に制御できるため、 これらの流体をダンパー、 ァクチユエ一タ、 .軸シ一 ル、 真空シール、 動体軸受等を始めとして各種機械装置の作動流体として利用す ることが検討されている。

金属酸化物磁性流体として、 マグネタイ ト粒子にォレイン酸を吸着させて、 ケ 口シンに分散させた油ベースのものが知られている （特開昭 5 3— 1 7 1 1 8号 公報） 。

また、 湿式法によって作成したマグネタイ トにォレイン酸を水溶液中で吸着し 、 凝集物を水分約 5 0 %の濾過ケーキとする。 これをビーカ一に移しとり、 ドデ シルベンゼンスルホン酸ソーダを固形粉末で加えて攪拌することにより、 濾過ケ —キは分散し急激に低粘性の液体となり、 水ベースの磁性液体が得られることが 開示されている （特開昭 5 4— 4 0 0 6 9号公報） 。

H gマトリックス中に電着法により F e微粒子を分散させる方法が古くから F e微粒子磁性の研究に用いられている。 この方法により液体金属ベースの F e磁 性流体が得られている (J. Van Wonterghem, S. Morup, S. W. Charles and S. Wel l s ： J. Mag. Mag. Mater. , 65, 276 (1987) ) 。

更に、 鉄磁性液体は大気中で鉄微粒子が酸化しやすく、 大気中に暴露すると急 速に磁化の値が減少していく、 そこで、 鉄よりも化学的に安定であり、 飽和磁化 が大きく、 高い電気伝導度をもった窒化鉄微粒子を用いた磁性流体を得る方法と して、 鉄カーボニル蒸気 （F e ( C O) ₅) を N ₂ ガスと同時に加熱装置中に導 入すると、 F e ( C O ) ₅は分解し、 窒化鉄 （F e ₃ Nあるいは F e ₄ N) が生成 し、 窒化鉄磁性流体を合成する方法および装置が開示されている （特開平 3— 1 8 7 9 0 7号公報、 特開平 5— 7 0 7 8 4号公報） 。

しかしながら、 磁性流体に関して、 未だ充分に磁性の大きさと耐酸化安定性を 満足するものが得られていない状況にあり、 問題点として、 以下の事項を挙げる ことができる。

磁場に作動する流体としての磁性流体は、 粒子を分散しコロイドとするために 、 鉄系の酸化物、 金属鉄、 窒化物が磁性体超微粒子として使われている。

酸化物では磁性が弱く、 一方金属や窒化物では空気中で数力月で酸化し安定性 に問題があり、 実用化が真空中や不活性ガス中に限定されている。

従来よく用いられている酸化物磁性流体で大きな磁性作動を得るためには、 外 部磁場の印加強度を高めたり、 流体中の粒子濃度を高めたり、 あるいはより大径 の磁性粒子を使用する必要がある。 しかし、 印加強度を高める方法ではエネルギ —消費の点で好ましくなく、 また粒子濃度を高める方法でも、 濃度が高すぎると 粒子同士の微視的な凝集が起こり易く、 分散性が低下するとともに、 粒子同士の 遮蔽効果により外部磁場が各粒子に効果的に作用しなくなる。

一方、 大径粒子を使用する場合では、 磁性粒子が単磁区でなくなり、 磁気凝集 が起こり、 また粒子の熱運動より重力が大きくなり、 粒子が溶媒中で沈降して相 分離が起こり、 磁気的効果が低減したり、 全く発現しなくなるという問題が発生 する。 以上説明したように、 汎用で実用に耐え得る程度に充分な特性を有する磁性流 体が、 未だ得られていない状況にある。

特に解決すべき問題点として、 上記のように、 金属酸化物磁性流体は酸化に強 く、 粒径も比較的小さい粒子 （5 n m〜1 5 n m) が得られていたが、 磁性が弱 く劣っていた。 例えば、 真空シールのような耐圧シールに使用する場合、 シール を多段にしなければならず、 シールの構造自体が大きく複雑になる。

金属磁性流体および窒化鉄磁性流体は、 磁性は強いが、 酸化に弱いため、 空気 中や水中などで使用することができないことが挙げられる。

従って、 本発明の目的は、 上記問題点を解決せしめ、 外部磁場の作用により、 強力にかつ精度良く作動する優れた流体であり、 また外部磁場を印加し調整する ことにより、 その粘度が著しく増加し、 しかも粘度の制御も容易にかつ精密にで き、 且つ、 粒子の耐酸化防止性および分散性にも優れ、 充分大きな粘度特性を備 える磁性流体並びにその製造方法を提供しようとするものである。 発明の開示

本発明者らは、 上記問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、 磁性粒子 として、 磁性金属超微粒子を用い、 この磁性金属超微粒子の表面に酸化防止膜を 形成するか、 あらかじめ形成した酸化 Μ¾覆磁性金属酸化物原料を還元して酸化 防止膜被覆磁性金属粒子を溶媒中に分散することにより、 本発明の目的が達成さ れることを見出した。

すなわち、 本発明は、

( 1 ) 酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子が、 溶媒中に安定に分散され、 その 分散状態が維持されていることを特徴とする磁性流体。

( 2 ) 酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子の平均粒径が、 5〜2 0 n mである ことを特徴とする前記 （1 ) の磁性流体。

( 3 ) 酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子の飽和磁化が、 7 0〜2 0 0 e m u / gであることを特徴とする前記 （1 ) の磁性流体。 (4) 酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子の金属成分が鉄あるいは鉄を含む合 金であることを特徴とする前記 （1) の磁性流体。

(5) 酸化防止膜の膜厚が 0. 0 1〜2 nmであることを特徴とする前記 （1) の磁性流体。

(6) 酸化防止膜が酸化物膜であることを特徴とする前記 （1) の磁性流体。

(7) 酸ィヒ物膜がシリカ膜であることを特徴とする前記 （6) の磁性流体。

( 8 ) 磁性金属粒子原料酸化物粒子の表面に酸化物膜を形成し、 この酸化物膜を 形成した原料酸化物粒子を還元して酸化防止 fl»覆磁性金属粒子とし、 該酸化防 止膜被覆磁性金属粒子を溶媒中に安定に分散することを特徴とする磁性流体の製 造方法。

( 9 ) 磁性金属粒子原料酸化物粒子の粒径が 5〜 20 n mであることを特徴とす る前記 （8) の磁性流体の製造方法。

(1 0) 磁性金属粒子原料酸化物粒子がマグネタイ トであることを特徴とする前 記 （9) の磁性流体の製造方法。

(1 1) 酸化物膜を形成した原料酸化物粒子の還元が、 水素ガス雰囲気下 300 〜800°Cの焼成により行われることを特徴とする前記 （8) の磁性流体の製 造方法。

(1 2) 酸化防止膜被覆磁性金属粒子の表面を親溶媒性に処理してから溶媒中に 分散することを特徴とする前記 （8) の磁性流体の製造方法。

本発明の磁性流体は、 上記の構成とすることにより、 従来のマグネタイ ト磁 性流体の 2倍以上の磁性を有する磁性流体が得られ、 酸化に強く、 さらに分散安 定性のよい高性能磁性流体を容易に得られるという効果がある。 また酸化防止膜 は同時に磁性粒子が高濃度の際の粒子同士による磁気遮蔽を防ぐ。

本発明において、 前記磁性流体に用いられる、 酸化防止膜で被覆された磁性金 属粒子の基体となる金属成分としては、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 クロム、 チタ ン、 マンガン、 アルミニウム、 銅、 サマリウム、 ネオジム等の金属、 また鉄一二 ッケル、 鉄—コバルト、 鉄一銅、 鉄一コバルト一アルミニウム合金等の金属合金 が挙げられる。

また、 本発明の磁性流体において、 酸化防止膜とは、 前記磁性金属粒子の基体 である金属成分の酸化を長期にまたは半永久的に防止するものである。 酸化防止 膜の物質としては、 前記磁性金属粒子の金属成分の酸化を長期にまたは半永久的 に防止するものであれば特に限定されないが、 緻密な酸化物等が挙げられ、 強度 、 成膜性等の点から金属酸化物が好ましい。

前記酸化防止膜に適用される金属酸化物としては、 ケィ素、 チタン、 アルミ二 ゥム、 ジルコニウム、 錫、 鉄、 マンガン、 ニッケル、 クロム、 亜鉛、 カドミウム 、 鉛、 リチウム、 インジウム、 ネオジゥム、 ビスマス、 セリウム、 アンチモン、 カルシウム、 マグネシウム、 バリウム等の金属の酸ィヒ物が挙げられる。

本発明の磁性流体に用いられる磁性粉体、 即ち、 酸化防止膜で被覆された磁性 金属粒子の製造方法としては、 1 ) 強磁性金属からなる基体粒子の表面に金属酸 化物等の酸化防止膜を形成する方法； 2 ) 磁性金属粒子の原料となる酸化物粒子 の表面に酸化物膜を形成し、 この酸化物膜を形成した原料酸化物粒子を還元する 方法がある。

前記 1 ) の方法では、 強磁性金属からなる基体粒子をプラズマ法、 気相中での 製膜法 （C V D法、 P V D法） などで形成し、 この金属基体粒子が溶媒中に安定 に存在すれば、 これにゾルゲル法などで酸化膜を形成して、 真空中あるいは不活 性ガス雰囲気中で熱処理することにより強固な酸化防止膜とするものである。 また、 前記 2 ) の方法については、 以下に詳細に説明する。

磁性金属粒子の原料となる酸化物粒子 （以下、 磁性金属粒子原料酸化物粒子と いう） とは、 該酸化物が還元により強磁性の金属の単体または合金になるもので ある。

この磁性金属粒子原料酸化物粒子の具体例としては、 マグネタイ トゃ C oフユ ライ ト、 N iフェライ トに代表されるフェライト粒子および複合金属フェライ ト 粒子を挙げることができる。

これら磁性金属粒子原料酸化物粒子は、 公知の共沈法や金属ィオンの還元法、 W

C V D法等により作成可能である。 特に、 フェライト粒子の場合には共沈法で作 成することにより、 粒径数 n m〜数十 n m程度の粒径の揃った微粒子を得ること ができる。

また、 本発明においては、 前記磁性金属粒子原料を、 ゾルゲル法、 ゲルゾル法 、 共沈法などで、 溶媒中で酸化物粒子あるいは水酸化物粒子とする方法も用いら れる。

例えば、 共沈法により形成する場合には、 前記磁性金属粒子原料の塩の水溶液 にアルカリ溶液を添加することにより中和、 加水分解する方法、 また反応にエネ ルギ一が必要な場合にはウォーターバス、 オイルバス、 ォ一トクレーブなどで加 熱することにより、 磁性金属粒子原料酸化物粒子を形成する。

前記磁性金属の塩としては、 塩化物、 硫酸塩、 硝酸塩、 シユウ酸塩、 酢酸塩、 炭酸塩、 無機塩類、 あるいは有機酸塩などの塩類が好ましい。

前記 2 ) の磁性金属粒子原料酸化物粒子の表面に酸化物膜を形成する場合には 、 ィ） 有機溶媒中で金属アルコキシドを用いて酸ィヒ物膜を形成する方法； 口） 水 中で金属塩類を中和、 加水分解する方法などがある。

前記金属アルコキシドの加水分解による、 金属酸化物の膜を形成する方法とし ては、 金属アルコキシドの溶液 （有機溶剤または有機溶剤と水の混合溶剤である ことが多い。 ） 中に、 前記磁性金属粒子原料酸化物粒子を分散し、 分散させた溶 液に水または弱いアルカリ性水溶液を添加して金属アルコキシドを加水分解する ことにより、 前記粒子の表面上にその金属の酸化物皮膜を生成させる方法である この方法により多層金属酸化物膜粉体を製造する方法は、 特開平 6— 2 2 8 6 0 4号公報ゃ特開平 7— 9 0 3 1 0号公報等に記載されている。

この加水分解による金属酸化物の製造方法はゾルーゲル法と呼ばれ、 微細で均 一な組成の酸化物が形成されるものであって、 この方法を磁性金属粒子原料酸化 物粒子に対して適用することにより、 磁性金属粒子原料酸化物粒子の上に均一な 厚さでかつ緻密な膜が得られる。 金属アルコキシドとしては、 ケィ素、 チタン、 アルミニウム、 ジルコニウム、 錫、 鉄、 マンガン等必要な金属酸化物に対応する金属のアルコキシドが選択され る。

金属アルコキシドは、 一般に水により分解する場合には、 有機溶媒の溶液とし て使用される。 有機溶媒は、 アルコール、 例えばエタノール、 メタノール等、 ま たはケトン類等が使用される。 有機溶媒は脱水したものを使用することが好まし レ、。 金属アルコキシド溶液の濃度は、 溶解する金属アルコキシドの種類や有機溶 媒の種類によって変わるが、 最適な条件を設定する。 金属アルコキシド溶液の濃 度と金属アルコキシド溶液の磁性金属粒子原料酸化物粒子に対する使用量により 、 磁性金属粒子原料酸化物粒子上の金属水酸化物膜の厚さが決まる。

前記口） の水中で金属塩類を中和、 加水分解する方法としては、 金属塩の反応 のうち、 最も一般的である金属塩水溶液の反応による沈殿という処理に用いられ る金属塩についていうと、 金属の酸性塩の場合が特に問題となる。 金属塩の反応 においては、 中和や熱分解が代表的に用いられるが、 それ以外の反応でもよい _c 本発明において、 金属塩として使用される金属は、 鉄、 ニッケル、 クロム、 チタ ン、 亜鉛、 アルミニウム、 カドミウム、 ジルコニウム、 ケィ素、 錫、 鉛、 マンガ ン、 リチウム、 インジウム、 ネオジゥム、 ビスマス、 セリウム、 アンチモン等の 他、 カルシウム、 マグネシウム、 バリウム等が挙げられる。

また、 これら金属の塩としては、 硫酸、 硝酸、 塩酸、 シユウ酸、 炭酸やカルボ ン酸の塩が挙げられる。 さらにまた、 前記金属のキレート錯体も含まれる。 本発 明において使用される金属塩の種類は、 その粉体の表面に付与しようとする性質 や製造に際して適用する手段に応じてそれに適するものが選択される。

上記のごとく処理することにより、 磁性金属粒子原料酸化物粒子の表面に酸ィヒ 物膜を形成した磁性金属粒子原料酸化物粒子が得られる。

そして、 以上のようにして得られた酸化物 ¾覆磁性金属粒子原料酸化物粒子 を含む溶液を静置して液相と固相とに相分離させ、 液相中に浮遊する超微粒子の みを採取する。 ここで、 遠心分離器を用いて超微粒子のみを採取することもでき る。 この超微粒子は平均粒径 1 0 n m程度であり、 後述される磁性流体とした際 に、 該流体中で沈降することなく優れた分散性が得られる。

この酸化物膜を被覆した磁性金属粒子原料酸化物粒子を還元し、 基体を金属化 して磁性を強く し、 酸化物膜を完全な酸ィヒ防止膜とした磁性金属粒子を得ること ができる。

前記還元は、 水素ガス雰囲気に保った炉の中で、 温度範囲は 3 0 0〜8 0 0 °Cであり、 好ましくは 4 0 0〜 7 0 0 °Cで焼成を行う。 3 0 0 °C以下では酸化 防止膜が完全にならないことがあり、 8 0 0 °Cを超えた温度では粒子同志が焼 結することがあり、 共に不適である。

この炉中での焼成時間は 1〜 1 0時間であり、 好ましくは 3〜 8時間である _c 本発明では、 前記還元 ·焼成処理により、 磁性金属粒子原料酸化物粒子が金属 に還元されると同時に、 高温による前記酸化物膜の固化と前記磁性金属粒子の表 面の溶融化が同時に進行し、 酸化物膜と磁性金属粒子の界面において結合が生じ 、 この結果、 酸化物膜が完全な酸化防止膜になるものと思われる。

また、 前記還元 ·焼成処理の際、 酸化防止膜は還元処理中の燒結防止膜として も働く。

更に粒子焼結防止と酸化物被覆磁性粒子の磁性流体化を効率よく行うために回 転式チューブ炉を用いることもできる。

上記の還元 ·焼成処理条件は、 それ自体公知の方法であるが、 主に磁気記録媒 体用として好適に使用することができる磁気特性の優れたマグネタイト、 マグへ マイ ト、 金属鉄などの針状の磁性粉末 （長軸： 0 . 1〜0 . 3 / m) を得るた めの処理として用いられてきたが （例えば、 特開昭 5 9 - 2 1 3 6 2 6号公報、 特開昭 5 8 - 1 6 1 7 0 9号公報） 、 本発明においては、 磁気流体の磁性金属粒 子原料酸化物粒子を還元し、 基体を金属化し、 磁性を強くした酸化防止 mi皮覆磁 性金属粒子を得ることが目的であり、 平均粒径が、 5〜 2 0 n mである超微粒子 に適用し、 優れた結果を得ることができた。

なお酸化防止膜は、 磁性金属粒子との熱反応性による磁化減少防止など必要に 応じて複数膜でもよい。

酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子の平均粒径の範囲は、 5〜 20 n mであ り、 好ましくは 6〜1 5 nm、 さらに好ましくは 7〜 1 2 n mであり、 8〜10 n mならば最適である。 5 n m未満では磁性が弱くなり、 20 n mを超えて大き くなると、 磁性流体中で沈降が生じ、 共に不適である。

酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子の飽和磁化の数値範囲は、 70〜 200 emuZgであり、 好ましくは 100〜 200 emu/gである。

酸化防止膜の膜厚の数値範囲は 0 · 01〜 2 n mであり、 好ましくは 0. 01 〜 1 nmである。 更に好ましくは 0. 01〜0. 5 nmである。 0. 01 n m未 満では焼成時に焼結が起きやすくなり、 2 n mを超えて厚くなると磁性が弱くな り、 共に不適である。

なお、 酸化防止膜としてシリカ膜を、 磁性金属粒子の金属成分として鉄を用い た場合には、 S i 0₂と F eの重量割合 （S i 0₂ZF e) が 0. ：!〜 20w t% 、 好ましくは 0. 1〜： I 0wt%、 さらに好ましくは 0. 5〜7wt%である。 酸化防止膜または磁性金属粒子の金属成分として、 それぞれ別のものを適用す る場合には、 適宜好ましい重量割合を設定すればよい。

本発明において、 上記の酸化防止膜被覆磁性金属粒子を溶媒中に安定に分散さ せる磁性流体化は、 溶媒と分散剤を適当に選ぶことにより達成できる。

媒体である溶媒としての水、 あるいは極性の大きい溶媒としては、 ダンバ一、 ァクチユエ一タ一の用途には比較的沸点の高い物質であれば良く、 エタノール、 プロパノール等の低級アルコール、 エチレングリコ一ル、 プロピレングリコール 、 1， 4ブタジオールから 1， 10デカノールまでの高級アルコールなどの極性 溶媒などが用いられる。

水やこれらの極性溶媒中でォレイン酸、 リノィレン酸、 リノール酸などの不飽 和脂肪酸を被覆し、 粒子の表面を親溶媒性に処理した後、 ドデシル

ホン酸やドデシル硫酸などの陰イオン系界面活性剤や、 ポリオキシェ： キルエーテルなどの非ィオン系界面活性剤などの界面活性剤を添加し、 さらに、 テトラメチルァンモ -ゥムなどのような陽ィオン系界面活性剤を加えることによ り、 磁性流体とすることができる。

また、 ヒ ドロキシアルキルセルロースなどの高分子分散剤も使用できる。 一方、 極性のないケロシン、 α—ォレフィン、 アルキルナフタレンなどの炭 化水素、 ポリ'フエニルエーテルなどのエーテル類、 ジメチルシロキサンなどのシ リコン油類には、 ォレイン酸などの不飽和脂肪酸、 メルカプト変性シロキサンや カルボキシ変性シロキサンなどの反応性シロキサンなどのシリコン分散剤が使用 できる。

上記の表面処理に使用される界面活性剤としては、 次の各種のうち 1種類ある いは複数種用いることができるが、 ォレイン酸、 リノール酸、 リノレイン酸など の不飽和脂肪酸のアルカリ塩類、 アルキルエーテル酢酸などのカルボン酸及びそ の塩類、 スルホン酸及びその塩類、 硫酸及び亜硫酸エステル塩、 燐酸エステル及 びその塩類、 ホウ素系、 重合型高分子系、 重縮合型高分子などの陰イオン性界面 活性剤、 脂肪族ァミン類及びそのアンモニゥム塩、 芳香族ァミン類及びそのアン モニゥム塩、 複素環ァミン類及びそのアンモニゥム塩、 ポリアルキレンポリアミ ン型、 高分子型などの陽イオン性界面活性剤、 エーテル型、 エステルエーテル型 、 エステル型、 デキストリンなどの多糖類、 ヒ ドロキシアルキルセルロースなど のセルロース類などの高分子系、 カルボキシ変性、 ァミノ変性などの変性シリコ ンオイル、 含窒素型などの非イオン性界面活性剤、 ベタイン型あるいはアミノ有 機酸型などの両ィオン性界面活性剤、 また、 シランカップリング剤ゃチタンカツ プリング剤のような反応性界面活性剤などを用いることができる。 その添加量と しては、 適宜決定される。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。 但し、 本発明はこの実 施例のみに限定されるものではない s

〔実施例 1〕 P

(磁性金属粒子原料酸化物粒子）

0. 1 25mo 1 / 1の塩化第 1鉄試薬と 0. 25 m o 1 / 1 の塩化第 2鉄試 薬を溶解した溶液 1 50m lを準備し、 これに、 1 m o 1 Z 1の N a OH溶液を p Hが 1 2になるまで添加し、 鉄分を沈殿させた後蒸留水を用いて傾斜洗浄を繰 り返し、 マグネタイト超微粒子 20 gを得た。 得られたマグネタイ トの平均粒径 は 7. 5 nmであった。

(酸化物膜の被覆）

得られたマグネタイ ト 20 gを含む水溶液 1 1に、 N a ₂0 · 3 S i〇₃含有量 が 3 7. 7%の濃度の水ガラスを 6. 8 gを加えて、 十分攪拌分散後、 1 Nの塩 酸で p H8にし、 温度を 70°Cに保持したウォータ一バス中に入れ、 2時間反 応させた。

反応終了後、 固形分を濾過し、 蒸留水 5 1で洗浄し、 電解質を除去した。 (酸化物被覆金属超微粒子製造）

固形分を乾燥後、 アルミナボートに入れ、 管状炉に入れ、 1 0分間、 窒素ガス

500m l /m i n . で窒素ガス置換後、 水素ガスを 500m l /m i n . で流 しながら 6 50 °Cまで 3時間で昇温し 5時間保持した後、 窒素ガス 500 m 1 / i n. に変えて、 放冷した。

得られたシリ力被覆金属鉄超微粒子は鉄に対する S i 0₂の被覆量は 3. 5 w t %であった。 また得られたシリ力被覆金属鉄超微粒子の平均粒径は 9. 5 nm であった。

また、 磁場 1 0 k〇 eでの磁化は、 1 25. 5 emu/ gであった。

さらに、 大気中では 1 50°Cまで酸化は認められなかった。

(磁性流体化）

得られたシリ力被覆金属鉄超微粒子 1 0 gを 1 0 %ォレイン酸水溶液 1 00m 1中に入れ、 1時間攪拌し、 ォレイン酸を吸着した。 その後過剩のォレイン酸を 除去するために、 沈殿物を濾過後、 1 1の水で 8回洗浄を行った。 濾過後粉末を

60^eCで 8時間乾燥した。 乾燥した粉末を、 ドデシルべンゼンスルホン酸 3. 2 gとテトラメチルァンモ ニゥム 0. 5 gを含むエチレングリコール 2. 9 gを加えホモジナイザーで 1 1 00 r . p. m. で 2時間攪拌後、 シリカ被覆金属鉄超微粒子濃度が 60 %の磁 性流体を得た。

得られた磁性流体の粘性は 220 c Pであり、 非常に分散が良かった。 また、 磁場 10 k O eでの磁化は 72. 6 emu/gで、 20週間静置したが、 磁性変 化はなかった。

〔実施例 2〕

実施例 1と同様の方法で、 シリ力被覆金属鉄超微粒子の濃度が 70 %の磁性流 体を製造した。 特開昭 54— 40069号の方法で作成した 70 %のマグネタイ ト濃度の磁性流体の耐圧性を比較した。

リング状のポールピース 6個に、 NS極が交互に配置されるようにリング状の 永久磁石 5個を挟み、 これにシャフトを通しボールピースの先端とシャフトの間 に磁性流体を密着させ、 6段の耐圧シールとして、 ボールピースの片側に窒素ガ スで加圧し、 磁性流体シールが破れる圧力を測定し、 耐圧試験とした。

上記濃度 70%のマグネタイ ト磁性流体を使用した場合は、 耐圧が 960 gZ c m²であった。 一方、 本発明の濃度 70%の磁性流体では、 6300 gZc m ² であり、 6倍以上の耐圧性が認められた。

〔実施例 3〕

(シリコンオイルベース磁性流体）

実施例 1と同様の方法で作成したシリ力被覆金属鉄超微粒子 1 20 gを、 メル カプト変性シロキサン 40 gをキシレン 600 gに溶解した溶液中に添加し、 2 時間攪拌を行レ、混合溶液を得た。

さらに、 この混合溶液にジメチルシロキサン 4 Om 1を混合したあと、 3ロセバ ラブルフラスコに入れ、 オイルバス中で液温を 70°Cに保持して、 8時間、 モ —ターで 800 r pmで攪拌しながら一方から窒素ガスを流し、 他方から蒸発す るキシレンを廃棄し、 ジメチルシロキサンベースのシリカ被覆被覆金属鉄超微粒 子磁性流体 5 5 m lを得た。

この磁性流体のシリ力被覆金属鉄超微粒子含有量は 6 0 %であり、 磁化は 1 0 k O eの磁場の下で 7 0 e m u / gであった。

粘性は 1 1 0 0 c pであった。 またこの磁性流体も 2 0週間安定であり、 磁化 の変化はなかった。 産業上の利用可能性

以上説明したように、 本発明に係る磁性流体及びその製造方法は、 外部磁場の 作用により、 強力にかつ精度良く作動する優れた流体であり、 従来のマグネタイ ト磁性流体の 2倍以上の磁性を有する磁性流体が得られ、 酸化に強く、 さらに分 散安定性のよい高性能磁性流体を容易に得られ、 ダンパー、 ァクチユエータ、 軸 シール、 真空シール、 動体軸受等の作動流体として極めて高い実用性を有するも のである。

請 求 の 範 囲

1 . 酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子が、 溶媒中に安定に分散され、 その 分散状態が維持されていることを特徴とする磁性流体。

2 . 酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子の平均粒径が、 5〜 2 0 n mである ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁性流体。

3 . 酸化防止膜で被覆された磁性金属粒子の飽和磁化が、 7 0〜2 0 0 e m u / gであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁性流体。

4 . 酸化防止膜の膜厚が 0 . 0 1〜2 n mであることを特徴とする請求の範囲 第 1項記載の磁性流体。

5 . 酸化防止膜が酸化物膜であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁 性流体。

6 . 磁性金属粒子原料酸化物粒子の表面に酸化物膜を形成し、 この酸化物膜を 形成した原料酸化物粒子を還元して酸化防止 Jil¾覆磁性金属粒子とし、 該酸化防 止膜被覆磁性金属粒子を溶媒中に安定に分散することを特徴とする磁性流体の製 造方法。

7 . 磁性金属粒子原料酸化物粒子の粒径が 5〜 2 0 n mであることを特徴とす る請求の範囲第 6項記載の磁性流体の製造方法。

8 . 酸化物膜を形成した原料酸化物粒子の還元が、 水素ガス雰囲気下 3 0 0〜 8 0 0 °Cの焼成により行われることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の磁性 流体の製造方法。