WO2016027535A1 - 展示用磁性流体コンポジット及び磁性流体コンポジット展示装置 - Google Patents

展示用磁性流体コンポジット及び磁性流体コンポジット展示装置 Download PDF

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日出男 大野
大起 稲村
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株式会社シグマハイケミカル
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    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0231—Magnetic circuits with PM for power or force generation

Definitions

  • the present invention relates to a ferrofluid composite for display and a ferrofluid composite display device, and more particularly, an exhibition suitable for observing and appreciating various shapes of magnetic fluid caused by a spike phenomenon.
  • the present invention relates to a magnetic fluid composite for display and a magnetic fluid composite display device using the same.
  • the following spike phenomenon is known as an interface phenomenon of a magnetic fluid. That is, when a minute disturbance occurs at the interface in the magnetic fluid attracted by the magnet, the strength of the magnetic field also fluctuates, and the lines of magnetic force concentrate more on the top of the wavefront. The increase in magnetic force results in an increase in the magnetization at the top and a decrease in the magnetization at the valley. Eventually, the deformation proceeds to a position where the magnetic pressure, gravity, and surface tension are balanced, and finally a regular hexagonal pyramid (spike) arranged regularly. ) To stabilize (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • the magnetic fluid is a liquid in which ultrafine particles of ferrite typified by magnetite are dispersed at a high concentration in the carrier liquid, its color tone is black and absorbs almost all visible light, giving strong illumination. However, no contrast was obtained, and it was difficult to visually recognize the delicate shape. It is also possible to improve the visibility of the magnetic fluid by coloring it by mixing a dye or pigment with the magnetic fluid. However, if sufficient coloring is performed to meet visual recognition and appreciation, the magnetic properties will be significantly reduced. It was not appropriate.
  • the present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is to visually recognize subtle shapes resulting from the spike phenomenon and to exhibit colors other than black.
  • An object is to provide a magnetic fluid composite for display and a magnetic fluid composite display device.
  • the present inventor has found that when a predetermined non-magnetic light shielding piece is used, the light shielding piece is arranged at the interface between water and the oily magnetic fluid. Has been found to be achieved, and the present invention has been completed.
  • the magnetic fluid composite for exhibition of the present invention is characterized by containing water, an oily magnetic fluid, and a non-magnetic light shielding piece having a hydrophilic portion.
  • the magnetic fluid composite display device of the present invention is a magnetic fluid composite display device using the spike phenomenon of magnetic fluid, A magnetic fluid composite for display as described above, a container having an observation site where the inside can be observed, and a magnetic field generating member, The magnetic field generating member exerts a magnetic force on the exhibiting magnetic fluid composite housed in the container.
  • a magnetic fluid composite for display and a magnetic fluid composite exhibit capable of visually recognizing a delicate shape caused by a spike phenomenon and exhibiting a color other than black.
  • FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing an enlarged part of one embodiment of a magnetic fluid composite for display according to the present invention.
  • the magnetic fluid composite 1 for display is a composite (composite) containing a magnetic fluid, water, and other materials, and includes water 10, an oily magnetic fluid 20, and a non-magnetic light shielding piece 30.
  • the light shielding piece 30 has a thin piece shape, and is formed by laminating a hydrophilic layer 31, a light shielding layer 33, and a hydrophilic layer 35 in this order.
  • the hydrophilic layer 31 and the hydrophilic layer 35 function as hydrophilic portions, and both layers have the same hydrophilicity.
  • the degree of hydrophilicity of these layers can be appropriately changed according to the type of dispersion medium of the oil-based magnetic fluid 20 to be used, and may be so-called superhydrophilic having a contact angle with water of 10 ° or less.
  • a certain degree of affinity with oil is also necessary, and it is possible to form a stable interface at least temporarily in contact with the oil-based magnetic fluid 20 and to the extent that the non-magnetic light shielding piece 30 itself is not taken into the oil-based magnetic fluid 20. Oil affinity is also required.
  • the light shielding pieces 30 are arranged along the interface 1 i between the water 10 and the oily magnetic fluid 20 in the magnetic fluid composite 1, and either the hydrophilic layer 31 or the hydrophilic layer 35 is oriented to the water 10. And the other is oriented in the oil-based magnetic fluid 20.
  • FIG. 1 typically shows a state in which the hydrophilic layer 35 is oriented in the water 10 and the hydrophilic layer 31 is oriented in the oil-based magnetic fluid 20.
  • one of the hydrophilic layers 31 and 35 is not necessarily an essential element, and when the light shielding layer 33 has hydrophilicity and oil affinity like the hydrophilic layer, if either one of the hydrophilic layers is present, The light shielding pieces 30 are arranged as described above due to the affinity between the hydrophilic layer and the water 10. Thus, in this magnetic fluid composite 1, the interface 1 i between the water 10 and the oil-based magnetic fluid 20 is covered with a large number of light shielding pieces 30.
  • the light-shielding layer 33 of the light-shielding piece 30 is blocked by the light-shielding layer 33 of the light-shielding piece 30.
  • the color of the light shielding piece 30, typically the color of the light shielding layer 33 is not visible.
  • the light-shielding piece 30, typically the light-shielding layer 33 is a highly light-reflective metal film, the visibility of the light-shielding piece 30 is very good, so that the viewer can determine the overall shape of the interface 1i. It will be clearly visible by the reflected light from the light shielding piece 30.
  • the predetermined light shielding pieces 30 are arranged along the interface 1i to cover the entire interface, shield the color of the oily magnetic fluid 20, and the overall shape of the interface 1i. What can be clarified is a phenomenon found by the present inventors. Further, since the light shielding piece 30 as a whole has both hydrophilicity and oil affinity as described above and the orientation of the hydrophilic layers 35 and 31 is also good, even when the shape of the interface 1i changes due to a spike phenomenon or the like. The point of exhibiting good shape followability (see FIG. 2) is also a phenomenon found by the present inventors. In addition, since the light shielding piece 30 has a non-magnetic property, that is, a non-ferromagnetic property, there is almost no adverse effect on the above-described alignment property, orientation property, and shape following property even in a magnetic field.
  • normal water may be used as water, and tap water, ion exchange water, so-called pure water, or the like can be used.
  • oily magnetic fluid a conventionally known oily magnetic fluid can be used.
  • oil-based ferrofluids are typically ferritic magnetism such as Fe ferrite (ie magnetite), Mn ferrite, Co ferrite, Ni ferrite, Zn ferrite, Mn—Co ferrite, Mo—Ni ferrite and Mo—Zn ferrite.
  • the particles are finely dispersed in an oil-based dispersion medium such as kerosene in the presence of a surfactant such as oleic acid.
  • the non-magnetic light shielding piece having a hydrophilic portion and oil affinity is not particularly limited as long as it is in the form of a thin fine film having hydrophilicity, oil affinity, non-magnetic property and light shielding property, and is a metal thin piece.
  • a hard magnetic film is vapor-deposited on a fine thin resin film, and further subjected to a hydrophilic treatment with a surfactant or the like, an epoxy resin or the like after vapor deposition of the metal film on the resin film. Can be applied and further subjected to a discharge treatment.
  • a hard-magnetic light-shielding piece what uses a fine plate-like inorganic substance, such as glass and mica, as a base material other than what uses a resin film as a base material can be used.
  • the light shielding layer it is possible to use not only the above metal film but also a metal oxide film represented by titanium oxide (TiO 2 ) or alumina (Al 2 O 3 ).
  • thermoplastics as the resin constituting the resin film, conventionally known thermoplastics can be exemplified, but nylon, polyimide, polycarbonate, ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene / methacrylic acid copolymer ( EMMA) and polyethylene terephthalate can be preferably used.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • EMMA ethylene / methacrylic acid copolymer
  • metal terephthalate preferably used as a metal which comprises a metal film.
  • a non-magnetic metal for example, aluminum (Al), silver (Ag), zinc (Zn), gold (Au), and copper (Cu) can be mentioned.
  • the above-mentioned light shielding piece there is one that is sold as a glossy material for cosmetics under the name of lame material, which is finely cut after depositing a metal such as aluminum on a plastic film such as polyethylene terephthalate.
  • lame material which is finely cut after depositing a metal such as aluminum on a plastic film such as polyethylene terephthalate.
  • lame material there can be mentioned those obtained by subjecting this lame material to a hydrophilic treatment. Since lame wood has a highly lipophilic plastic surface, if it is added to a mixture of oily ferrofluid and water without treatment, it is selectively wetted only by the ferrofluid and is taken into the ferrofluid. Since such an arrangement along the interface cannot be realized, the visual effect is not exhibited.
  • a material called metallic powder which is obtained by applying a metal film such as aluminum to a colored or non-colored resin film and freeze-drying a laminated film in which the same kind of resin film is applied, is also the same as the lame material. Can be used for
  • the light-shielding piece preferably has hydrophilicity such that the contact angle between the hydrophilic portion, typically the hydrophilic layer and water, is 15 ° or less, and if it exceeds 15 °, the light-shielding piece becomes oil-based magnetic. It may get trapped inside the fluid.
  • the hydrophilicity adjustment in the light shielding piece from the viewpoint of whether the light shielding piece can be arranged along the interface between water and the oily magnetic fluid without being taken into the oily magnetic fluid to be used. What is necessary is just to determine by performing a preliminary test and the hydrophilic process in this case can be performed by surfactant or a discharge process as mentioned above.
  • the shape, size, and thickness of the light-shielding piece can be appropriately changed depending on the type of oil-based magnetic fluid to be used and the intended display property, and may be a triangle, polygon, circle, or ellipse. Is a rectangle or square of 0.01 to 2 mm ⁇ 0.01 to 2 mm, and the thickness is 0.5 to 50 ⁇ m. If you deviate from these numerical ranges, the desired display effect may not be obtained.
  • the shape may be an indeterminate shape obtained by finely pulverizing a glass thin plate, for example.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing an embodiment of the magnetic fluid composite display device of the present invention.
  • symbol is attached
  • the magnetic fluid composite display device 2 is an display device that uses the magnetic fluid spike phenomenon in the above-described display magnetic fluid composite, and includes a glass container body 41 and a resin lid 42.
  • the container 40 includes a magnetic fluid composite 1 housed therein, and a permanent magnet 50 that is an example of a magnetic field generating member that exerts a magnetic force on the magnetic fluid composite 1.
  • a hole 42 h is formed in the lid 42 of the transparent container 40, and a steel collecting member, which is a ferromagnetic material having a rivet shape, is inserted into the transparent container 40 through the hole 42. Projected.
  • the display device 2 having the above-described configuration, when the magnetic fluid is applied to the magnetic fluid composite 1 by the permanent magnet 50, the oil-based magnetic fluid 20 and the light shielding piece 30 that are initially deposited on the bottom of the container 40 cause a spike phenomenon. While moving (raising) in the direction of the permanent magnet 50 disposed in the vicinity of the top of the container 40, it adheres to the collecting member 60 and takes a unique shape (see FIG. 3).
  • the oily magnetic fluid which is a black liquid that is incompatible with water, could only be seen in water in a state of low visibility.
  • the shape of the oil-based magnetic fluid can be visually recognized very clearly by the arrangement of the light shielding pieces along.
  • Oil-soluble magnetic fluids can be set with specific gravity by changing the ferrite concentration.Therefore, the magnetic fluid floats in water, the fluid floats in water, and the magnetic fluid sinks to the bottom of the water. It is possible to realize the state.
  • the present invention can be implemented in a composite having an oily magnetic fluid in any state.
  • the ferrofluid composite can be observed from almost all directions of the container, but the container has a part of the observation window. Can also be used.
  • the rivet-shaped steel member was used as the collection member 60, other ferromagnetic materials other than steel can be used as long as the magnetic force from the permanent magnet 50 can be transmitted.
  • Its shape can be not only columnar, but also various shapes such as cone, dumbbell, cross, spherical, elliptical and star shape, and the magnetic fluid adhering to this shape also takes various shapes, The ornamental property can be improved.
  • the collecting member is not an essential member, and when the composite is small, a sufficient shape change can be realized without the collecting member.
  • a permanent magnet is used as an example of the magnetic field generation means, it can be an electromagnet, and in combination with a magnetic force control means such as a current control means, the magnetic force applied to the magnetic fluid composite can be turned on / off, Needless to say, it is possible to change the shape of the magnetic fluid in accordance with the change, and to further improve the viewability.
  • Example 1 Aluminum was deposited on a polyethylene terephthalate film (thickness 20 ⁇ m), and then coated with an epoxy resin. When the contact angle of water with respect to this film A was measured, it was 70 °. Next, the film A was processed with a high frequency corona treatment apparatus to obtain a film B. When the contact angle of water was measured in the same manner as above for this film B, it was 10 °.
  • the film B obtained as described above is cut into a 0.5 mm ⁇ 0.5 mm square, 0.2 g is weighed, and an oil-based magnetic fluid (magnetite ultrafine particles are added to isoparaffin having a boiling point range of 200 ° C. to 250 ° C. Dispersed, specific gravity 1.05)
  • an oil-based magnetic fluid magnetite ultrafine particles are added to isoparaffin having a boiling point range of 200 ° C. to 250 ° C. Dispersed, specific gravity 1.05
  • the cut film was submerged in water and further slowly stirred. It was adsorbed at the interface and was not taken into the magnetic fluid.
  • the magnets were brought close to each other and spikes were formed, all the interfaces were covered according to the deformation of the magnetic fluid, and it was observed that each spike emitted a metallic luster. This is shown in FIGS.
  • Example 1 The film A in Example 1 was cut in the same manner as described above, 0.2 g was weighed and added to a glass container containing 10 ml of the oily magnetic fluid and 90 ml of pure water. In order to bring the cut film into contact with the magnetic fluid, the container was covered and stirred by overturning. As a result, all of the cut film was taken into the magnetic fluid, so that it could not be visually confirmed.
  • Example 2 A solution obtained by dissolving 1 g of a superhydrophilic coating agent (LAMBIC-500WP, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry) in 100 g of pure water was poured into a vat, and the film A of Example 1 was immersed therein. Next, the vat was placed in a dryer adjusted to 105 ° C. to completely evaporate the water. When the contact angle of water with respect to the film C obtained after cooling to room temperature was measured, it was 5 °. The film C was cut into 0.1 mm ⁇ 0.1 mm, 0.2 g of the film C was added to a container containing magnetic fluid and pure water as in Example 1, and slowly stirred. It was adsorbed at the interface of pure water and was not taken into the magnetic fluid. When spikes were formed by approaching the magnet, all the interfaces were covered according to the deformation of the magnetic fluid, and it was observed that each spike emitted a metallic luster.
  • LAMBIC-500WP manufactured by Osaka Organic Chemical Industry
  • Example 3 A superhydrophilic coating film (film D) was obtained in the same manner as in Example 2 except that the superhydrophilic coating agent solution of Example 2 was diluted 10-fold with pure water. The contact angle of water with respect to the film D was measured and found to be 15 °. The same operation as in Example 2 was performed, and the cut film was added to a container containing ferrofluid and pure water, and slowly stirred. As a result, most of the film was adsorbed at the interface between ferrofluid and water. The result was slightly inferior in visual effect.
  • Example 4 0.2 g of commercially available lame material (manufactured by Fujikura Applied Chemical Co., Ltd., red gold glitter 0.1 ⁇ ) was added to 10 ml of the superhydrophilic coating agent solution prepared in Example 2, and water was completely evaporated in a drier adjusted to 105 ° C. It was. After cooling to room temperature, the whole amount of lame material was added to a glass container containing magnetic fluid and pure water prepared in the same manner as in Example 1. The lame material was submerged in water and stirred slowly. Adsorbed to the interface. When a spike was formed by bringing the magnet closer from the bottom of the container, the entire spike showed a golden luster.
  • the degree of hydrophilicity of the hydrophilic layers 31 and 35 of the light shielding piece 30 is not necessarily equal and may be different. By making the degree of hydrophilicity different, it becomes possible to preferentially orient the layer having a strong degree of hydrophilicity toward the water 10.
  • the magnetic fluid composite for display and the magnetic fluid composite display device of the present invention are not only suitably used in the toy industry, but can also be applied to various display devices or display devices.

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Abstract

スパイク現象に起因する微妙な形状を視認でき、黒色以外の色彩を呈することが可能な展示用磁性流体コンポジット及び磁性流体コンポジット展示装置を提供すること。　展示用磁性流体コンポジット１は、水１０と油性磁性流体２０と難磁性遮光片３０を含有する。遮光片３０は、薄片状をなし、親水層３１と遮光層３３と親水層３５をこの順で積層して形成される。遮光片３０は、水１０と油性磁性流体２０との界面１ｉに沿って配列し、水１０と油性磁性流体２０との界面１ｉを多数の遮光片３０で覆う。　磁性流体コンポジット展示装置２は、ガラス製の容器本体４１と樹脂製の蓋４２を有する透明容器４０と、その内部に収容された磁性流体コンポジット１と、この磁性流体コンポジット１に磁力を及ぼす永久磁石５０を備える。

Description

展示用磁性流体コンポジット及び磁性流体コンポジット展示装置
　本発明は、展示用磁性流体コンポジット及び磁性流体コンポジット展示装置に係り、更に詳細には、磁性流体がスパイク現象に起因して呈する種々の形状を観察・鑑賞するのに適した展示を実現し得る展示用磁性流体コンポジット、及びこれを用いた磁性流体コンポジット展示装置に関する。
　従来、磁性流体の界面現象として、以下のようなスパイク現象が知られている。
　即ち、磁石に吸引された磁性流体に於いて界面に微小な擾乱が生じると、磁場の強さにも変動が生じ、磁力線は波面の頂上部分により多く集中する。磁力の増大は頂上部の磁化の増大と谷部の磁化の減少をもたらし、結局磁気圧力と重力、表面張力が釣り合う位置まで変形が進み、最終的には規則正しく配列された正六角形錐体（スパイク）を形成して安定化する（例えば、非特許文献１参照。）。
　特に、油性磁性流体を水中に配置すると、空気中に配置した場合に比べてスパイク現象が顕著になって視覚的鑑賞効果が高くなるため、前者の組み合わせで磁性流体を利用した展示物が広く製作されている。
神山新一著　「磁性流体入門」　７５頁　産業図書　１９８９年
　しかしながら、磁性流体はマグネタイトに代表されるフェライトの超微粒子をキャリア液体中に高濃度で分散させた液体であるために、その色調は真っ黒で可視光をほぼ全て吸収してしまい、強い照明を施してもコントラストが得られず、微妙な形状の視認が困難であった。
　また、染料又は顔料を磁性流体に混合することにより着色し、磁性流体の視認性を高めることも考えられるが、視認や鑑賞に応えうる十分な着色を行うと磁気特性が著しく低下してしまうため適当ではなかった。
　本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スパイク現象に起因する微妙な形状を視認でき、黒色以外の色彩を呈することが可能な展示用磁性流体コンポジット及び磁性流体コンポジット展示装置を提供することにある。
　本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、所定の難磁性遮光片を用いると、この遮光片が水と油性磁性流体との界面に配列することを知見し、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　即ち、本発明の展示用磁性流体コンポジットは、水と、油性磁性流体と、親水性部位を有する難磁性遮光片を含有することを特徴とする。
　また、本発明の磁性流体コンポジット展示装置は、磁性流体のスパイク現象を利用した磁性流体コンポジットの展示装置であって、
　上述のような展示用磁性流体コンポジットと、内部を観察できる観察部位を有する容器と、磁場発生部材を備え、
　上記磁場発生部材は、上記容器に収容された上記展示用磁性流体コンポジットに磁力を及ぼす、ことを特徴とする。
　本発明によれば、所定の難磁性遮光片を用いることとしたため、スパイク現象に起因する微妙な形状を視認でき、黒色以外の色彩を呈することが可能な展示用磁性流体コンポジット及び磁性流体コンポジット展示装置を提供することができる。
本発明の展示用磁性流体コンポジットの一実施形態の一部を拡大して模式的に示す部分拡大断面図である。 スパイク現象を生じた際の展示用磁性流体コンポジットの一部を拡大して模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の磁性流体コンポジット展示装置の一実施形態を示す概略断面図である。 本発明の展示用磁性流体コンポジットがスパイクを形成した状態を示す写真である。 本発明の展示用磁性流体コンポジットがスパイクを形成した状態を示す写真である。
＜磁性流体コンポジット＞
　以下、本発明の展示用磁性流体コンポジットについて、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の展示用磁性流体コンポジットの一実施形態の一部を拡大して模式的に示す部分拡大断面図である。
　同図において、この展示用磁性流体コンポジット１は、磁性流体と水その他の材料を含む複合体（コンポジット）であって、水１０と、油性磁性流体２０と、難磁性遮光片３０を含有している。また、遮光片３０は、薄片状をなしており、親水層３１と、遮光層３３と、親水層３５をこの順で積層して形成されている。
　なお、本実施形態においては、親水層３１及び親水層３５が親水性部位として機能し、両層は同等の親水性を有している。
　これらの層の親水性の程度は、使用する油性磁性流体２０の分散媒の種類などに応じて適宜変更でき、水との接触角が１０°以下のいわゆる超親水性であってもよい。但し、油との親和力もある程度は必要であり、油性磁性流体２０と接して少なくとも一時的に安定な界面を形成できるとともに、難磁性遮光片３０自体が油性磁性流体２０の内部に取り込まれない程度の油親和力も必要とされる。
　ここで、遮光片３０は、磁性流体コンポジット１において、水１０と油性磁性流体２０との界面１ｉに沿って配列しており、親水層３１及び親水層３５のいずれか一方を水１０に配向させ、且つ他方を油性磁性流体２０に配向させる。
　図１においては、代表的に、親水層３５が水１０に配向し、且つ親水層３１が油性磁性流体２０に配向した状態を示している。なお、親水層３１及び３５のいずれか一方は必ずしも必須の要素ではなく、遮光層３３が上記親水層のような親水性と油親和力を有する場合、いずれか一方の親水層が存在すれば、当該親水層と水１０との親和力により、遮光片３０は上述のように配列する。
　このように、この磁性流体コンポジット１においては、水１０と油性磁性流体２０との界面１ｉを多数の遮光片３０であたかも覆っているような状態になっている。
　よって、この磁性流体コンポジット１では、水１０を介して油性磁性流体２０へ入射しようとする可視光は遮光片３０の遮光層３３によって遮られ、看者が油性磁性流体２０の色彩（通常はフェライトに起因する黒色）を視認することはできず、視認できるのは遮光片３０の色彩、典型的には遮光層３３の色彩ということになる。
　この場合、遮光片３０、典型的には遮光層３３が光反射性の高い金属被膜などであれば、遮光片３０の視認性は極めて良好であり、よって、看者は界面１ｉの全体形状を遮光片３０からの反射光によって明確に視認できることになる。
　以上に説明したような磁性流体コンポジットの構成により、所定の遮光片３０が界面１ｉに沿って配列してこの界面全体を覆い、油性磁性流体２０の色彩を遮蔽するとともに、界面１ｉの全体形状を明確化できることは、本発明者が見出した現象である。
　また、遮光片３０は、全体として上述のような親水性と油親和力を併有し、親水層３５及び３１の配向性も良好であるため、界面１ｉの形状がスパイク現象などによって変化した場合でも良好な形状追従性を発揮する点（図２参照）も、本発明者が見出した現象である。
　なお、遮光片３０は、難磁性、即ち強磁性ではない性質を有するため、磁場下におかれも上述の配列性や配向性、形状追従性に対する悪影響は殆どない。
　次に、本発明の磁性流体コンポジットの構成成分について説明する。
　まず、水としては、通常の水でよく、水道水、イオン交換水、いわゆる純水などを使用できる。
　また、油性磁性流体としては、従来公知の油性磁性流体を用いることができる。かかる油性磁性流体は、典型的には、Ｆｅフェライト（即ちマグネタイト）、Ｍｎフェライト、Ｃｏフェライト、Ｎｉフェライト、Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｃｏフェライト、Ｍｏ−Ｎｉフェライト及びＭｏ−Ｚｎフェライトなどのフェライト系の磁性粒子を、オレイン酸などの界面活性剤の存在下でケロシンなどの油系分散媒に微分散したものである。
　親水性部位及び油親和力を有する難磁性遮光片としては、親水性、上記油親和力、難磁性及び遮光性を有する薄い微小フィルム状のものであれば特に限定されるものではなく、金属薄片であってもよいが、代表的には、微小な薄い樹脂フィルムに難磁性の金属被膜を蒸着し、さらに界面活性剤などで親水処理したものや、上記樹脂フィルムへの金属被膜の蒸着後にエポキシ樹脂などをコートし、さらに放電処理を施したものを挙げることができる。
　また、難磁性遮光片としては、樹脂フィルムを基材とするもの以外にも、ガラスやマイカなどの微小な板状無機物を基材とするものを用いることができる。さらに、遮光層としては、上記の金属被膜のみならず、酸化チタン（ＴｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）に代表される金属酸化物の被膜を利用することも可能である、
　ここで、樹脂フィルムを構成する樹脂としては、従来公知の熱可塑性プラスチックを挙げることができるが、ナイロン、ポリイミド、ポリカーボネート、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＭＡ）及びポリエチレンテレフタレートを好適に用いることができる。
　また、金属被膜を構成する金属としては、難磁性の金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）及び銅（Ｃｕ）を挙げることができる。
　上記の遮光片の代表例としては、ラメ材の名称で化粧品の光沢材として市販されているものがあり、これはポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックフィルムにアルミニウムなどの金属を蒸着した後に微細に裁断したものであるが、このラメ材に親水処理を施したものを挙げることができる。
　ラメ材は親油性の強いプラスチック表面を有するため、無処理のまま油性磁性流体と水の混合体に添加すると、磁性流体のみに選択的に濡らされてしまって磁性流体内部に取り込まれ、上述のような界面に沿った配列を実現できなくなるので、視覚的効果を発揮することはない。
　また、着色又は非着色樹脂フィルムにアルミニウムなどの金属蒸着を施し、さらに同種の樹脂フィルムを被着させた積層フィルムを凍結乾燥して得られる、メタリックパウダー等と称される素材もラメ材と同様に使用することができる。
　親水性について、遮光片は、その親水性部位、代表的には親水層と水との接触角が１５°以下となる親水性を有することが好ましく、１５°を超えると、遮光片が油性磁性流体の内部に取り込まれてしまうことがある。
　なお、遮光片における親水性の調整については、使用する油性磁性流体の内部に遮光片が取り込まれてしまわずに水と油性磁性流体の界面に沿って配列できるか否かの観点から、実際に予備試験を行って決定すればよく、この場合の親水処理は上述のように界面活性剤や放電処理によって行うことができる。
　遮光片の形状や大きさ、厚さは、用いる油性磁性流体の種類や意図する展示性によっても適宜変更することができ、三角形や多角形、円や楕円形であってもよいが、代表的には、０．０１~２ｍｍ×０．０１~２ｍｍの矩形ないし正方形で、厚さは０．５~５０μｍである。
　これらの数値範囲を逸脱すると、所期の展示効果が得られないことがある。
　なお、形状としては、例えばガラス薄板を微粉砕して得られるような不定形でもよい。
＜磁性流体コンポジット展示装置＞
　次に、本発明の磁性流体コンポジット展示装置について図面を参照して詳細に説明する。
　図３は、本発明の磁性流体コンポジット展示装置の一実施形態を示す概略断面図である。なお、上記の部材・要素等と実施的に同一の部材・要素等には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　図３において、この磁性流体コンポジット展示装置２は、上述の展示用磁性流体コンポジットにおける磁性流体のスパイク現象を利用した展示装置であって、ガラス製の容器本体４１と樹脂製の蓋４２を有する透明容器４０と、その内部に収容された磁性流体コンポジット１と、この磁性流体コンポジット１に磁力を及ぼす磁場発生部材の一例である永久磁石５０を備える。
　また、透明容器４０の蓋４２には孔部４２ｈが穿設されており、この孔部４２を介して、リベット形状を有する強磁性体である鋼製の捕集部材が透明容器４０の内部に突設されている。
　以上のような構成を有する展示装置２において、永久磁石５０で磁性流体コンポジット１に磁力を及ぼすと、当初は容器４０の底部に沈殿していた油性磁性流体２０及び遮光片３０はスパイク現象を起こしつつ、容器４０の頂部近傍に配置された永久磁石５０の方向に移動（上昇）し、捕集部材６０に付着してユニークな形状を採る（図３参照）。
　この際、従来は、水と相溶しない真っ黒な液体である油性磁性流体が水中で呈する形状を視認性の低い状態でしか見ることができなかったが、本発明によれば、上述の界面に沿った遮光片の配列によって、極めて明瞭に油性磁性流体の呈する形状を視認することができるのである。
　なお、油溶性磁性流体はフェライト濃度を変えることで比重を自由に設定できるため、磁性流体が水に浮いた状態、水中に浮遊している状態及び磁性流体が水の底に沈んでいる三つの状態を実現することが可能である。本発明は、何れの状態にある油性磁性流体を有するコンポジットにおいても実施可能である。
　また、図３に示した実施形態においては、透明容器４０を用いているので、容器のほぼ全方向から磁性流体コンポジットの観察が可能であるが、一部に観察窓を有するような容器であっても使用できる。
　さらに、捕集部材６０としては、リベット状の鋼製部材を用いたが、永久磁石５０からの磁力を伝えることができる限り、鋼以外の他の強磁性体材料を用いることができる。その形状も柱状のみならず、錐状、亜鈴状、十字架状、球状、楕円球状及び星形状など各種の形状を採ることができ、これに応じて付着する磁性流体も種々の形状を採るので、観賞性を向上させることができる。
　なお、捕集部材は必須の部材ではなく、コンポジットが小型である場合は、捕集部材なしでも十分な形状変化を実現することができる。
　さらにまた、捕集部材６０や永久磁石５０は、それぞれ複数個配置することが可能であり、これに応じて、磁性流体の付着形状を変化させることができる。
　また、磁場発生手段の一例として永久磁石を用いたが、電磁石とすることが可能であり、電流制御手段などの磁力制御手段と組み合わせて、磁性流体コンポジットにかかる磁力をオン・オフしたり、周期的又はランダムに変化させることも可能であり、これに応じて磁性流体の形状を変化させ、観賞性をさらに向上できることも言うまでもない。
　以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ２０μｍ）にアルミニウムを蒸着した後、エポキシ樹脂でコーティングした。このフィルムＡに対する水の接触角を測定したところ７０°を示した。
　次に、上記フィルムＡを高周波コロナ処理装置で処理してフィルムＢを得た。このフィルムＢにつき上記同様に水の接触角を測定したところ１０°であった。
　上述のようにして得られたフィルムＢを０．５ｍｍ×０．５ｍｍの正方形に裁断し、０．２ｇを秤取して油性磁性流体（沸点範囲２００℃~２５０℃のイソパラフィンにマグネタイト超微粒子を分散させたもの、比重１．０５）１０ｍｌと純水９０ｍｌを入れたガラス容器に添加したところ、フィルム裁断物は水中に沈み、さらにゆっくりと撹拌したところ、フィルム裁断物は磁性流体と純水の界面に吸着され、磁性流体内部に取り込まれることがなかった。
　磁石を接近させスパイクを形成させたところ、磁性流体の変形に応じて全ての界面を被覆し、それぞれのスパイクが金属光沢を放つのが観察された。この様子を図４及び図５に示す。
（比較例１）
　実施例１におけるフィルムＡを上記同様に裁断し、０．２ｇを秤取し、上記油性磁性流体１０ｍｌと純水９０ｍｌを入れたガラス容器に添加したところ、水面に浮いて沈むことがなかった。
　このフィルム裁断物を磁性流体と接触させるため容器に蓋をして転倒撹拌をしたところ、フィルム裁断物は全て磁性流体に取り込まれてしまい、目視確認できない状態となった。
（実施例２）
　超親水コート剤（大阪有機化学工業製、ＬＡＭＢＩＣ−５００ＷＰ）１ｇを純水１００ｇに溶解した液をバットに注入し、これに実施例１のフィルムＡを浸した。
　次いで、バットを１０５℃に調節した乾燥機に入れて水分を完全に蒸発させた。室温まで冷却後に得られたフィルムＣに対する水の接触角を測定したところ５°であった。
　上記フィルムＣを０．１ｍｍ×０．１ｍｍに裁断し、その０．２ｇを実施例１と同様に磁性流体と純水の入った容器に添加しゆっくりと撹拌したところ、フィルム裁断物は磁性流体と純水の界面に吸着され、磁性流体内部に取り込まれることがなかった。
　磁石を接近させスパイクを形成させたところ磁性流体の変形に応じて全ての界面を被覆し、それぞれのスパイクが金属光沢を放つのが観察された。
（実施例３）
　実施例２の超親水コート剤溶液を純水で１０倍に希釈したものに代え、その他は全く同様の操作を行い、超親水コート処理フィルム（フィルムＤ）を得た。
　上記フィルムＤに対する水の接触角を測定したところ１５°であった。実施例２と同様の操作を行い、フィルム裁断物を磁性流体と純水の入った容器に添加しゆっくりと撹拌したところ、多くは磁性流体と水の界面に吸着されたが一部磁性流体内部に取り込まれてしまうものがあり、視覚的効果が若干劣る結果となった。
（実施例４）
　市販ラメ材（藤倉応用化学製、赤金ラメ０．１φ）０．２ｇを実施例２で作成した超親水コート剤溶液１０ｍｌに添加し、１０５℃に調節した乾燥器中で水分を完全に蒸発させた。室温まで冷却した後、ラメ材全量を実施例１と同様に準備した磁性流体と純水を入れたガラス容器に添加したところ、ラメ材は水中に沈み、ゆっくりと撹拌したところ磁性流体と水の界面に吸着した。
　容器下方より磁石を近づけスパイクを形成させたところ、スパイク全体が金色光沢を呈した。
　以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
　例えば、遮光片３０については、当該遮光片が油性磁性流体の内部に取り込まれない限り、親水性部位を全表面に設ける必要はなく、表面及び裏面の少なくとも一方でもよいし、さらには、表面又は裏面の一部に設けてもよい。
　また、遮光片として樹脂フィルムを基材とする例を示したが、遮光性と油性磁性流体内部に取り込まれない程度の親水性を有すれば、金属薄膜自体を遮光片とすることも可能である。
　さらに、遮光片３０の親水層３１と３５の親水性の度合いは、必ずしも同等にする必要はなく異ならせてもよい。親水性の度合いを異ならせることにより、親水性の度合いの強い層を優先的に水１０側に配向させることが可能となる。
　本発明の展示用磁性流体コンポジット及び磁性流体コンポジット展示装置は、玩具業界で好適に使用されるのみならず、各種の表示デバイスないしディスプレイ装置などにも応用が可能である。
　　１　　展示用磁性流体コンポジット
　　１ｓ　界面
　　２　　磁性流体コンポジット展示装置
　１０　　水
　２０　　油性磁性流体
　３０　　遮光片
　３１　　親水層
　３３　　遮光層
　３５　　親水層
　４０　　透明容器
　４１　　容器本体
　４２　　蓋
　４２ｈ　孔部
　５０　　永久磁石
　６０　　捕集部材

Claims (3)

  1. 　水と、油性磁性流体と、親水性部位を有する難磁性遮光片を含有することを特徴とする展示用磁性流体コンポジット。
  2. 　上記難磁性遮光片の親水性部位と水との接触角が１５°以下であることを特徴とする請求項１に記載の展示用磁性流体コンポジット。
  3. 　磁性流体のスパイク現象を利用した磁性流体コンポジットの展示装置であって、
    　請求項１又は２に記載の展示用磁性流体コンポジットと、内部を観察できる観察部位を有する容器と、磁場発生部材を備え、
    　上記磁場発生部材は、上記容器に収容された上記展示用磁性流体コンポジットに磁力を及ぼす、ことを特徴とする磁性流体コンポジット展示装置。
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