磁性微粒子とその製造方法およびそれらを用いた磁石とその製造方法
【課題】
従来の磁性微粒子を焼結した磁石では、高温で焼結するため磁性粒子の磁気特性が劣化して高性能な磁石は得られなかった。また、樹脂中に磁性微粒子分散固化したプラスチック磁石では、樹脂をバインダーにしているため弾力性は持っているが、磁化強度に優れた磁石は得られなかった。
【解決手段】
本発明は、第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させることにより、第１の有機薄膜で被われた磁性微粒子と第２の有機薄膜で被われた磁性微粒子が混合されて互いに前記有機薄膜を介して共有結合して固化成形されている磁石を提供する。
従来の磁性微粒子を焼結した磁石では、高温で焼結するため磁性粒子の磁気特性が劣化して高性能な磁石は得られなかった。また、樹脂中に磁性微粒子分散固化したプラスチック磁石では、樹脂をバインダーにしているため弾力性は持っているが、磁化強度に優れた磁石は得られなかった。
【解決手段】
本発明は、第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させることにより、第１の有機薄膜で被われた磁性微粒子と第２の有機薄膜で被われた磁性微粒子が混合されて互いに前記有機薄膜を介して共有結合して固化成形されている磁石を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性微粒子とその製造方法およびそれらを用いた磁石とその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、表面を安定化させるか、表面に熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性を付与した磁性微粒子とその製造方法およびそれらを用いて作製した磁石とその製造方法に関するものである。
【０００２】
本発明において、「磁性微粒子」には、磁性金属微粒子や磁性金属酸化物微粒子が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
従来から、磁性微粒子を焼結した磁石や、樹脂中に磁性微粒子分散固化したプラスチック磁石が数多く知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁性微粒子を焼結した磁石では、高温で焼結するため磁性粒子の磁気特性が劣化して高性能な磁石は得られなかった。また、樹脂中に磁性微粒子分散固化したプラスチック磁石では、樹脂をバインダーにしているため弾力性は持っているが、磁化強度に優れた磁石は得られなかった。
【０００５】
本発明は、磁性微粒子を固化した磁石でありながら、従来の焼結磁石に比べて、磁性微粒子の焼結温度を低くすると共にバインダーを用いないで固化することにより、より高性能な磁気特性を有する磁性微粒子固化磁石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として提供される第一の発明は、表面に共有結合した有機薄膜で覆われていることを特徴とする磁性微粒子である。
【０００７】
第二の発明は、第一の発明において、表面に共有結合した有機薄膜が一端に機能性官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていることを特徴とする磁性微粒子である。
【０００８】
第三の発明は、第二の発明において、機能性官能基が反応性の官能基であることを特徴とする磁性微粒子である。
【０００９】
第四の発明は、反応性の官能基が熱反応性、または、光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性の官能基であることを特徴とする磁性微粒子である。
【００１０】
第五の発明は、第三の発明において、反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいはカルコン基であることを特徴とする磁性微粒子である。
【００１１】
第六の発明は、第二の発明において、表面に共有結合した有機薄膜が単分子膜で構成されていることを特徴とする磁性微粒子である。
【００１２】
第七の発明は、磁性微粒子を少なくともアルコキシシラン化合物とシラノール縮合触媒と非水系の有機溶媒を混合して作成した化学吸着液中に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程を含むことを特徴とする磁性微粒子の製造方法である。
【００１３】
第八の発明は、第七の発明において、磁性微粒子を化学吸着液に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程の後、磁性微粒子表面を有機溶剤で洗浄して磁性微粒子表面に共有結合した単分子膜を形成することを特徴とする磁性微粒子の製造方法である。
【００１４】
第九の発明は、第七の発明において、シラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いることを特徴とする磁性微粒子の製造方法である。
【００１５】
第十の発明は、第七の発明において、シラノール縮合触媒に助触媒としてケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物から選ばれる少なくとも１つを混合して用いることを特徴とする磁性微粒子の製造方法である。
【００１６】
第十一の発明は、第１の有機薄膜で被われた磁性微粒子と第２の有機薄膜で被われた磁性微粒子が混合されて互いに前記有機薄膜を介して共有結合して成形されていることを特徴とする磁石。
【００１７】
第十二の発明は第十一の発明において、表面に共有結合した有機薄膜が一端に反応性の官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていることを特徴とする磁石である。
【００１８】
第十三の発明は、第十二の発明において、反応性の官能基が熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性の官能基であることを特徴とする磁石である。
【００１９】
第十四の発明は、第十二の発明において、反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいはカルコン基であることを特徴とする磁石である。
【００２０】
第十五の発明は、第十一の発明及び第十二の発明において、表面に共有結合した有機薄膜が単分子膜で構成されていることを特徴とする磁石である。
【００２１】
第十六の発明は、第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させる工程を含むことを特徴とする磁石の製造方法である。
【００２２】
第十七の発明は、第十六の発明において、鋳型に入れて加圧加温反応させる工程を磁場中で行うことを特徴とする磁石の製造方法である。
【００２３】
第十八の発明は、第十六または第十七の発明において、鋳型に入れる際、磁場中で超音波を印加しながら行うことを特徴とする磁石の製造方法である。
以下これらの発明についての要旨を説明する。
【００２４】
本発明は、磁性微粒子を少なくともアルコキシシラン化合物とシラノール縮合触媒と非水系の有機溶媒を混合して作成した化学吸着液中に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させることにより、磁性微粒子表面に共有結合した分子で構成する有機薄膜を形成し、磁性微粒子本来の機能をほぼ保ったままで、表面に反応機能を付与した磁性微粒子を提供することを要旨とする。
【００２５】
また、磁性微粒子を化学吸着液に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程の後、磁性微粒子表面を有機溶剤で洗浄して磁性微粒子表面に共有結合した単分子膜で被うことにより、磁性微粒子本来の形状と機能をほぼ完全に保ったままで反応機能を付与した磁性微粒子を提供することを要旨とする。
【００２６】
このとき、シラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いることも可能である。一方、シラノール縮合触媒に助触媒としてケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物から選ばれる少なくとも１つを混合して用いること反応時間を短縮できて都合がよい。
【００２７】
また、表面に共有結合した有機薄膜が一端にエポキシ基やイミノ基、あるいはカルコン基等の熱反応性または光反応性、あるいは、ラジカル反応性、または、イオン反応性の官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていると磁性微粒子の固化を速やかにできて都合がよい。
【００２８】
また、表面に共有結合した有機薄膜を単分子膜で構成しておくと、固化の際、磁性微粒子密度を高くする上で都合がよい。
【００２９】
さらにまた、本発明は、第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させることにより、第１の有機薄膜で被われた磁性微粒子と第２の有機薄膜で被われた磁性微粒子が混合されて互いに前記有機薄膜を介して共有結合して固化成形されている磁石を提供することを要旨とする。
【００３０】
このとき、第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させると成形が容易である。また、鋳型に入れて加圧加温反応させる際、磁場中で超音波を印加しながら行うと、磁石内での磁性微粒子の結晶方向を揃える上で都合がよい。
【００３１】
一方、表面に共有結合した有機薄膜が一端に反応性の官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成しておくと、固化温度を低くできて都合がよい。
【００３２】
また、反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいは、カルコン基等の熱反応性または光反応性、あるいは、ラジカル反応性、または、イオン反応性の官能基であると固化の際収縮が少なくて都合がよい。
さらに、表面に共有結合した有機薄膜を単分子膜で構成しておくと、磁性微粒子密度を高くする上で都合がよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、磁性微粒子を固化した磁石でありながら、従来の焼結磁石に比べてより高性能な磁気特性を有する磁性微粒子固化磁石を提供できる格別な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明は、少なくともアルコキシシラン化合物とシラノール縮合触媒と非水系の有機溶媒を混合して作成した化学吸着液に磁性微粒子を分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程の後、有機溶剤で洗浄する方法により、表面に共有結合した分子が、反応性の官能基、例えば熱反応性または光反応性、あるいは、ラジカル反応性、または、イオン反応性の官能基を有し、且つ単分子膜を構成している磁性微粒子、及び、それを用いて成形した磁石を提供するものである。
【００３５】
したがって、本発明には、磁性微粒子本来の形状と機能をほぼ完全に保ったままで粒子そのものの表面に反応性を付与した磁性微粒子、さらに、その機能を用いて磁性微粒子を成形固化した高性能磁石を提供できる。
【００３６】
以下、本願発明の詳細を実施例を用いて説明するが、本願発明は、これら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３７】
なお、本発明に関する磁性微粒子には、鉄、クロム、ニッケルやそれらの合金等よりなる磁性金属微粒子やフェライトやマグネタイト、酸化クロム等よりなる磁性金属酸化物微粒子があるが、まず、代表例としてマグネタイト微粒子を取り上げて説明する。
【実施例１】
【００３８】
まず、無水のマグネタイト１を用意し、よく乾燥した。次に、化学吸着剤として機能部位に反応性の官能基、例えば、エポキシ基あるいはイミノ基と他端にアルコキシシリル基を含む薬剤、例えば、下記式（化１）あるいは（化２）に示す薬剤を９９重量％、シラノール縮合触媒として、例えば、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、あるいは有機酸である酢酸を１重量％となるようそれぞれ秤量し、シリコーン溶媒、例えば、ヘキサメチルジシロキサンとジメチルホルムアミド（５０：５０）混合溶媒に１重量％程度の濃度（好ましくい化学吸着剤の濃度は、０．５〜３％程度）になるように溶かして化学吸着液を調製した。
【００３９】
【化１】
【００４０】
【化２】
【００４１】
この吸着液に無水のマグネタイト微粒子を混入撹拌して普通の空気中で（相対湿度４５％）で２時間程度反応させた。このとき、無水のマグネタイト微粒子表面には水酸基２が多数含まれているの（図１ａ）で、前記化学吸着剤の−Ｓｉ（ＯＣＨ３）基と前記水酸基がシラノール縮合触媒あるいは酢酸等の有機酸の存在下で脱アルコール（この場合は、脱ＣＨ３ＯＨ）反応し、下記式（化３）あるいは（化４）に、示したような結合を形成し、磁性微粒子表面全面に亘り表面と化学結合したエポキシ基を含む化学吸着単分子膜３あるいはアミノ基を含む化学吸着膜４が約１ナノメートル程度の膜厚で形成された（図１ｂ、１ｃ）。なお、ここで、アミノ基を含む吸着剤を使用する場合には、スズ系の触媒では沈殿が生成するので、酢酸等の有機酸を用いた方がよかった。また、アミノ基はイミノ基を含んでいるが、アミノ基以外にイミノ基を含む物質には、ピロール誘導体や、イミダゾール誘導体等がある。さらに、ケチミン誘導体を用いれば、被膜形成後、加水分解により容易にアミノ基を導入できた。
【００４２】
その後、トリクレン等の塩素系溶媒を添加して撹拌洗浄すると、表面に反応性の官能基、例えばエポキシ基、あるいは、アミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたマグネタイト微粒子をそれぞれ作製できた。
【００４３】
【化３】
【００４４】
【化４】
【００４５】
この処理部は、被膜がナノメートルレベルの膜厚で極めて薄いため、粒子形状を損なうことはなかった。
なお、洗浄せずに空気中に取り出すと、反応性はほぼ変わらないが、溶媒が蒸発し粒子表面に残った化学吸着剤が粒子表面で空気中の水分と反応して、粒子表面に前記化学吸着剤よりなる極薄のポリマー膜が形成されたマグネタイト微粒子が得られた。
【００４６】
この方法の特徴は脱アルコール反応であるため、マグネタイト微粒子のような酸で破壊されるような物でも使用可能である。
【００４７】
次に、前記エポキシ基、あるいは、アミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたマグネタイト微粒子５，６をそれぞれ同量採取り十分混合し、金型中に入れて加圧し、さらに５０〜１００℃程度に加熱すると、下記式（化６）に示したような反応でエポキシ基とアミノ基が付加して磁性微粒子は結合固化し、さらに着磁させると、バインダーを含まない磁石を製造できた。
【００４８】
【化５】
【００４９】
なお、金型中に入れる際、磁場中で超音波を当てながら充填すると、微粒子の配向が揃い磁気特性の優れたマグネタイト磁石７が得られることが確認できた。（図２）
【００５０】
なお、上記実施例では、反応性基を含む化学吸着剤として式（化１）あるいは（化２）に示した物質を用いたが、上記のもの以外にも、下記（１）〜（１６）に示した物質が利用できた。
(１) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(２) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)１１Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(３) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)２Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(４) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)４Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(５) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)６Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(６) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(７) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)１１Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(８) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)２Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(９) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ (ＣＨ2)４Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１０) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)６Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１１) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)５Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１２) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１３) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)９Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１４) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)５Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１５) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１６) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)９Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
ここで、（ＣＨ２ＯＣＨ）−基は、下記式（化６）で表される官能基を表し、（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ−基は、下記式（化７）で表される官能基を表す。
【００５１】
【化６】
【００５２】
【化７】
【００５３】
なお、実施例１に置いて、シラノール縮合触媒には、カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステル及びチタン酸エステルキレート類が利用可能である。さらに具体的には、酢酸第１錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクタン酸第１錫、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト、２−エチルヘキセン酸鉄、ジオクチル錫ビスオクチリチオグリコール酸エステル塩、ジオクチル錫マレイン酸エステル塩、ジブチル錫マレイン酸塩ポリマー、ジメチル錫メルカプトプロピオン酸塩ポリマー、ジブチル錫ビスアセチルアセテート、ジオクチル錫ビスアセチルラウレート、テトラブチルチタネート、テトラノニルチタネート及びビス（アセチルアセトニル）ジープロピルチタネートを用いることが可能であった。
【００５４】
また、膜形成溶液の溶媒として、水を含まない有機塩素系溶媒、炭化水素系溶媒、あるいはフッ化炭素系溶媒やシリコーン系溶媒、あるいはそれら混合物を用いることが可能であった。なお、洗浄を行わず、溶媒を蒸発させて粒子濃度を上げようとする場合には、溶媒の沸点は５０〜２５０℃程度がよい。
さらに、吸着剤がアルコキシシラン系の場合で且つ溶媒を蒸発させて有機被膜を形成する場合には、前記溶媒に加え、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、あるいはそれら混合物が使用できた。
【００５５】
具体的に使用可能なものは、有機塩素系溶媒、非水系の石油ナフサ、ソルベントナフサ、石油エーテル、石油ベンジン、イソパラフィン、ノルマルパラフィン、デカリン、工業ガソリン、ノナン、デカン、灯油、ジメチルシリコーン、フェニルシリコーン、アルキル変性シリコーン、ポリエーテルシリコーン、ジメチルホルムアミド、あるいはそれら混合物等を挙げることができる。
【００５６】
また、フッ化炭素系溶媒には、フロン系溶媒や、フロリナート（３Ｍ社製品）、アフルード（旭ガラス社製品）等がある。なお、これらは１種単独で用いても良いし、良く混ざるものなら２種以上を組み合わせてもよい。さらに、クロロホルム等有機塩素系の溶媒を添加しても良い。
【００５７】
一方、上述のシラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いた場合、同じ濃度でも処理時間を半分〜２／３程度まで短縮できた。
【００５８】
さらに、シラノール縮合触媒とケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を混合（１：９〜９：１範囲で使用可能だが、通常１：１前後が好ましい。）して用いると、処理時間をさらに数倍早く（３０分程度まで）でき、製膜時間を数分の一まで短縮できる。
【００５９】
例えば、シラノール触媒であるジブチル錫オキサイドをケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のＨ３に置き換え、その他の条件は同一にしてみたが、反応時間を１時間程度にまで短縮できた他は、ほぼ同様の結果が得られた。
【００６０】
さらに、シラノール触媒を、ケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のＨ３と、シラノール触媒であるジブチル錫ビスアセチルアセトネートの混合物（混合比は１：１）に置き換え、その他の条件は同一にしてみたが、反応時間を３０分程度に短縮できた他は、ほぼ同様の結果が得られた。
【００６１】
したがって、以上の結果から、ケチミン化合物や有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物がシラノール縮合触媒より活性が高いことが明らかとなった。
【００６２】
さらにまた、ケチミン化合物や有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物の内の１つとシラノール縮合触媒を混合して用いると、さらに活性が高くなることが確認された。
【００６３】
なお、ここで、利用できるケチミン化合物は特に限定されるものではないが、例えば、２，５，８−トリアザ−１，８−ノナジエン、３，１１−ジメチル−４，７，１０−トリアザ−３，１０−トリデカジエン、２，１０−ジメチル−３，６，９−トリアザ−２，９−ウンデカジエン、２，４，１２，１４−テトラメチル−５，８，１１−トリアザ−４，１１−ペンタデカジエン、２，４，１５，１７−テトラメチル−５，８，１１，１４−テトラアザ−４，１４−オクタデカジエン、２，４，２０，２２−テトラメチル−５，１２，１９−トリアザ−４，１９−トリエイコサジエン等がある。
【００６４】
また、利用できる有機酸としても特に限定されるものではないが、例えば、ギ酸、あるいは酢酸、プロピオン酸、ラク酸、マロン酸等があり、ほぼ同様の効果があった。
【００６５】
さらにまた、本発明で得られる磁石では、バインダーを含まないので、金属磁石並みの高性能な磁気特性を有する磁石を、比較定低温で金型に入れてプレスするだけで大量生産できる作用がある。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
また、上記実施例では、マグネタイト微粒子を例として説明したが、本発明は、表面に活性水素、すなわち水酸基の水素やアミノ基あるいはイミノ基の水素などを含んだ磁性微粒子で有れば、どのような磁性微粒子にでも適用可能である。
【００６７】
具体的には、鉄、クロム、ニッケルやそれらの合金等よりなる磁性金属微粒子やフェライトやマグネタイト、酸化クロム等よりなる磁性金属酸化物微粒子等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１における磁性微粒子の反応を分子レベルまで拡大した概念図であり、（ａ）は反応前の磁性微粒子表面の図、（ｂ）は、エポキシ基を含む単分子膜が形成された後の図、（ｃ）は、アミノ基を含む単分子膜が形成された後の図を示す。
【図２】本発明の実施例１における磁石を微粒子レベルまで拡大した概念図であり、エポキシ基を含む単分子膜が形成された磁性微粒子Ａとアミノ基を含む単分子膜が形成された磁性微粒子Ｂを等量混合し、鋳型に入れて加熱反応させ固化後、着磁させた後の図を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１ マグネタイト微粒子
２ 水酸基
３ エポキシ基を含む単分子膜
４ アミノ基を含む単分子膜
５ エポキシ基を含む単分子膜で被覆されたマグネタイト微粒子
６ アミノ基を含む単分子膜で被覆されたマグネタイト微粒子
７ マグネタイト磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性微粒子とその製造方法およびそれらを用いた磁石とその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、表面を安定化させるか、表面に熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性を付与した磁性微粒子とその製造方法およびそれらを用いて作製した磁石とその製造方法に関するものである。
【０００２】
本発明において、「磁性微粒子」には、磁性金属微粒子や磁性金属酸化物微粒子が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
従来から、磁性微粒子を焼結した磁石や、樹脂中に磁性微粒子分散固化したプラスチック磁石が数多く知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁性微粒子を焼結した磁石では、高温で焼結するため磁性粒子の磁気特性が劣化して高性能な磁石は得られなかった。また、樹脂中に磁性微粒子分散固化したプラスチック磁石では、樹脂をバインダーにしているため弾力性は持っているが、磁化強度に優れた磁石は得られなかった。
【０００５】
本発明は、磁性微粒子を固化した磁石でありながら、従来の焼結磁石に比べて、磁性微粒子の焼結温度を低くすると共にバインダーを用いないで固化することにより、より高性能な磁気特性を有する磁性微粒子固化磁石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として提供される第一の発明は、表面に共有結合した有機薄膜で覆われていることを特徴とする磁性微粒子である。
【０００７】
第二の発明は、第一の発明において、表面に共有結合した有機薄膜が一端に機能性官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていることを特徴とする磁性微粒子である。
【０００８】
第三の発明は、第二の発明において、機能性官能基が反応性の官能基であることを特徴とする磁性微粒子である。
【０００９】
第四の発明は、反応性の官能基が熱反応性、または、光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性の官能基であることを特徴とする磁性微粒子である。
【００１０】
第五の発明は、第三の発明において、反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいはカルコン基であることを特徴とする磁性微粒子である。
【００１１】
第六の発明は、第二の発明において、表面に共有結合した有機薄膜が単分子膜で構成されていることを特徴とする磁性微粒子である。
【００１２】
第七の発明は、磁性微粒子を少なくともアルコキシシラン化合物とシラノール縮合触媒と非水系の有機溶媒を混合して作成した化学吸着液中に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程を含むことを特徴とする磁性微粒子の製造方法である。
【００１３】
第八の発明は、第七の発明において、磁性微粒子を化学吸着液に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程の後、磁性微粒子表面を有機溶剤で洗浄して磁性微粒子表面に共有結合した単分子膜を形成することを特徴とする磁性微粒子の製造方法である。
【００１４】
第九の発明は、第七の発明において、シラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いることを特徴とする磁性微粒子の製造方法である。
【００１５】
第十の発明は、第七の発明において、シラノール縮合触媒に助触媒としてケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物から選ばれる少なくとも１つを混合して用いることを特徴とする磁性微粒子の製造方法である。
【００１６】
第十一の発明は、第１の有機薄膜で被われた磁性微粒子と第２の有機薄膜で被われた磁性微粒子が混合されて互いに前記有機薄膜を介して共有結合して成形されていることを特徴とする磁石。
【００１７】
第十二の発明は第十一の発明において、表面に共有結合した有機薄膜が一端に反応性の官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていることを特徴とする磁石である。
【００１８】
第十三の発明は、第十二の発明において、反応性の官能基が熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性の官能基であることを特徴とする磁石である。
【００１９】
第十四の発明は、第十二の発明において、反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいはカルコン基であることを特徴とする磁石である。
【００２０】
第十五の発明は、第十一の発明及び第十二の発明において、表面に共有結合した有機薄膜が単分子膜で構成されていることを特徴とする磁石である。
【００２１】
第十六の発明は、第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させる工程を含むことを特徴とする磁石の製造方法である。
【００２２】
第十七の発明は、第十六の発明において、鋳型に入れて加圧加温反応させる工程を磁場中で行うことを特徴とする磁石の製造方法である。
【００２３】
第十八の発明は、第十六または第十七の発明において、鋳型に入れる際、磁場中で超音波を印加しながら行うことを特徴とする磁石の製造方法である。
以下これらの発明についての要旨を説明する。
【００２４】
本発明は、磁性微粒子を少なくともアルコキシシラン化合物とシラノール縮合触媒と非水系の有機溶媒を混合して作成した化学吸着液中に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させることにより、磁性微粒子表面に共有結合した分子で構成する有機薄膜を形成し、磁性微粒子本来の機能をほぼ保ったままで、表面に反応機能を付与した磁性微粒子を提供することを要旨とする。
【００２５】
また、磁性微粒子を化学吸着液に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程の後、磁性微粒子表面を有機溶剤で洗浄して磁性微粒子表面に共有結合した単分子膜で被うことにより、磁性微粒子本来の形状と機能をほぼ完全に保ったままで反応機能を付与した磁性微粒子を提供することを要旨とする。
【００２６】
このとき、シラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いることも可能である。一方、シラノール縮合触媒に助触媒としてケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物から選ばれる少なくとも１つを混合して用いること反応時間を短縮できて都合がよい。
【００２７】
また、表面に共有結合した有機薄膜が一端にエポキシ基やイミノ基、あるいはカルコン基等の熱反応性または光反応性、あるいは、ラジカル反応性、または、イオン反応性の官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていると磁性微粒子の固化を速やかにできて都合がよい。
【００２８】
また、表面に共有結合した有機薄膜を単分子膜で構成しておくと、固化の際、磁性微粒子密度を高くする上で都合がよい。
【００２９】
さらにまた、本発明は、第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させることにより、第１の有機薄膜で被われた磁性微粒子と第２の有機薄膜で被われた磁性微粒子が混合されて互いに前記有機薄膜を介して共有結合して固化成形されている磁石を提供することを要旨とする。
【００３０】
このとき、第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させると成形が容易である。また、鋳型に入れて加圧加温反応させる際、磁場中で超音波を印加しながら行うと、磁石内での磁性微粒子の結晶方向を揃える上で都合がよい。
【００３１】
一方、表面に共有結合した有機薄膜が一端に反応性の官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成しておくと、固化温度を低くできて都合がよい。
【００３２】
また、反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいは、カルコン基等の熱反応性または光反応性、あるいは、ラジカル反応性、または、イオン反応性の官能基であると固化の際収縮が少なくて都合がよい。
さらに、表面に共有結合した有機薄膜を単分子膜で構成しておくと、磁性微粒子密度を高くする上で都合がよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、磁性微粒子を固化した磁石でありながら、従来の焼結磁石に比べてより高性能な磁気特性を有する磁性微粒子固化磁石を提供できる格別な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明は、少なくともアルコキシシラン化合物とシラノール縮合触媒と非水系の有機溶媒を混合して作成した化学吸着液に磁性微粒子を分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程の後、有機溶剤で洗浄する方法により、表面に共有結合した分子が、反応性の官能基、例えば熱反応性または光反応性、あるいは、ラジカル反応性、または、イオン反応性の官能基を有し、且つ単分子膜を構成している磁性微粒子、及び、それを用いて成形した磁石を提供するものである。
【００３５】
したがって、本発明には、磁性微粒子本来の形状と機能をほぼ完全に保ったままで粒子そのものの表面に反応性を付与した磁性微粒子、さらに、その機能を用いて磁性微粒子を成形固化した高性能磁石を提供できる。
【００３６】
以下、本願発明の詳細を実施例を用いて説明するが、本願発明は、これら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３７】
なお、本発明に関する磁性微粒子には、鉄、クロム、ニッケルやそれらの合金等よりなる磁性金属微粒子やフェライトやマグネタイト、酸化クロム等よりなる磁性金属酸化物微粒子があるが、まず、代表例としてマグネタイト微粒子を取り上げて説明する。
【実施例１】
【００３８】
まず、無水のマグネタイト１を用意し、よく乾燥した。次に、化学吸着剤として機能部位に反応性の官能基、例えば、エポキシ基あるいはイミノ基と他端にアルコキシシリル基を含む薬剤、例えば、下記式（化１）あるいは（化２）に示す薬剤を９９重量％、シラノール縮合触媒として、例えば、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、あるいは有機酸である酢酸を１重量％となるようそれぞれ秤量し、シリコーン溶媒、例えば、ヘキサメチルジシロキサンとジメチルホルムアミド（５０：５０）混合溶媒に１重量％程度の濃度（好ましくい化学吸着剤の濃度は、０．５〜３％程度）になるように溶かして化学吸着液を調製した。
【００３９】
【化１】
【００４０】
【化２】
【００４１】
この吸着液に無水のマグネタイト微粒子を混入撹拌して普通の空気中で（相対湿度４５％）で２時間程度反応させた。このとき、無水のマグネタイト微粒子表面には水酸基２が多数含まれているの（図１ａ）で、前記化学吸着剤の−Ｓｉ（ＯＣＨ３）基と前記水酸基がシラノール縮合触媒あるいは酢酸等の有機酸の存在下で脱アルコール（この場合は、脱ＣＨ３ＯＨ）反応し、下記式（化３）あるいは（化４）に、示したような結合を形成し、磁性微粒子表面全面に亘り表面と化学結合したエポキシ基を含む化学吸着単分子膜３あるいはアミノ基を含む化学吸着膜４が約１ナノメートル程度の膜厚で形成された（図１ｂ、１ｃ）。なお、ここで、アミノ基を含む吸着剤を使用する場合には、スズ系の触媒では沈殿が生成するので、酢酸等の有機酸を用いた方がよかった。また、アミノ基はイミノ基を含んでいるが、アミノ基以外にイミノ基を含む物質には、ピロール誘導体や、イミダゾール誘導体等がある。さらに、ケチミン誘導体を用いれば、被膜形成後、加水分解により容易にアミノ基を導入できた。
【００４２】
その後、トリクレン等の塩素系溶媒を添加して撹拌洗浄すると、表面に反応性の官能基、例えばエポキシ基、あるいは、アミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたマグネタイト微粒子をそれぞれ作製できた。
【００４３】
【化３】
【００４４】
【化４】
【００４５】
この処理部は、被膜がナノメートルレベルの膜厚で極めて薄いため、粒子形状を損なうことはなかった。
なお、洗浄せずに空気中に取り出すと、反応性はほぼ変わらないが、溶媒が蒸発し粒子表面に残った化学吸着剤が粒子表面で空気中の水分と反応して、粒子表面に前記化学吸着剤よりなる極薄のポリマー膜が形成されたマグネタイト微粒子が得られた。
【００４６】
この方法の特徴は脱アルコール反応であるため、マグネタイト微粒子のような酸で破壊されるような物でも使用可能である。
【００４７】
次に、前記エポキシ基、あるいは、アミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたマグネタイト微粒子５，６をそれぞれ同量採取り十分混合し、金型中に入れて加圧し、さらに５０〜１００℃程度に加熱すると、下記式（化６）に示したような反応でエポキシ基とアミノ基が付加して磁性微粒子は結合固化し、さらに着磁させると、バインダーを含まない磁石を製造できた。
【００４８】
【化５】
【００４９】
なお、金型中に入れる際、磁場中で超音波を当てながら充填すると、微粒子の配向が揃い磁気特性の優れたマグネタイト磁石７が得られることが確認できた。（図２）
【００５０】
なお、上記実施例では、反応性基を含む化学吸着剤として式（化１）あるいは（化２）に示した物質を用いたが、上記のもの以外にも、下記（１）〜（１６）に示した物質が利用できた。
(１) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(２) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)１１Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(３) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)２Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(４) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)４Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(５) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)６Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(６) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(７) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)１１Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(８) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)２Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(９) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ (ＣＨ2)４Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１０) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)６Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１１) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)５Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１２) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１３) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)９Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１４) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)５Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１５) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１６) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)９Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
ここで、（ＣＨ２ＯＣＨ）−基は、下記式（化６）で表される官能基を表し、（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ−基は、下記式（化７）で表される官能基を表す。
【００５１】
【化６】
【００５２】
【化７】
【００５３】
なお、実施例１に置いて、シラノール縮合触媒には、カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステル及びチタン酸エステルキレート類が利用可能である。さらに具体的には、酢酸第１錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクタン酸第１錫、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト、２−エチルヘキセン酸鉄、ジオクチル錫ビスオクチリチオグリコール酸エステル塩、ジオクチル錫マレイン酸エステル塩、ジブチル錫マレイン酸塩ポリマー、ジメチル錫メルカプトプロピオン酸塩ポリマー、ジブチル錫ビスアセチルアセテート、ジオクチル錫ビスアセチルラウレート、テトラブチルチタネート、テトラノニルチタネート及びビス（アセチルアセトニル）ジープロピルチタネートを用いることが可能であった。
【００５４】
また、膜形成溶液の溶媒として、水を含まない有機塩素系溶媒、炭化水素系溶媒、あるいはフッ化炭素系溶媒やシリコーン系溶媒、あるいはそれら混合物を用いることが可能であった。なお、洗浄を行わず、溶媒を蒸発させて粒子濃度を上げようとする場合には、溶媒の沸点は５０〜２５０℃程度がよい。
さらに、吸着剤がアルコキシシラン系の場合で且つ溶媒を蒸発させて有機被膜を形成する場合には、前記溶媒に加え、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、あるいはそれら混合物が使用できた。
【００５５】
具体的に使用可能なものは、有機塩素系溶媒、非水系の石油ナフサ、ソルベントナフサ、石油エーテル、石油ベンジン、イソパラフィン、ノルマルパラフィン、デカリン、工業ガソリン、ノナン、デカン、灯油、ジメチルシリコーン、フェニルシリコーン、アルキル変性シリコーン、ポリエーテルシリコーン、ジメチルホルムアミド、あるいはそれら混合物等を挙げることができる。
【００５６】
また、フッ化炭素系溶媒には、フロン系溶媒や、フロリナート（３Ｍ社製品）、アフルード（旭ガラス社製品）等がある。なお、これらは１種単独で用いても良いし、良く混ざるものなら２種以上を組み合わせてもよい。さらに、クロロホルム等有機塩素系の溶媒を添加しても良い。
【００５７】
一方、上述のシラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いた場合、同じ濃度でも処理時間を半分〜２／３程度まで短縮できた。
【００５８】
さらに、シラノール縮合触媒とケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を混合（１：９〜９：１範囲で使用可能だが、通常１：１前後が好ましい。）して用いると、処理時間をさらに数倍早く（３０分程度まで）でき、製膜時間を数分の一まで短縮できる。
【００５９】
例えば、シラノール触媒であるジブチル錫オキサイドをケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のＨ３に置き換え、その他の条件は同一にしてみたが、反応時間を１時間程度にまで短縮できた他は、ほぼ同様の結果が得られた。
【００６０】
さらに、シラノール触媒を、ケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のＨ３と、シラノール触媒であるジブチル錫ビスアセチルアセトネートの混合物（混合比は１：１）に置き換え、その他の条件は同一にしてみたが、反応時間を３０分程度に短縮できた他は、ほぼ同様の結果が得られた。
【００６１】
したがって、以上の結果から、ケチミン化合物や有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物がシラノール縮合触媒より活性が高いことが明らかとなった。
【００６２】
さらにまた、ケチミン化合物や有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物の内の１つとシラノール縮合触媒を混合して用いると、さらに活性が高くなることが確認された。
【００６３】
なお、ここで、利用できるケチミン化合物は特に限定されるものではないが、例えば、２，５，８−トリアザ−１，８−ノナジエン、３，１１−ジメチル−４，７，１０−トリアザ−３，１０−トリデカジエン、２，１０−ジメチル−３，６，９−トリアザ−２，９−ウンデカジエン、２，４，１２，１４−テトラメチル−５，８，１１−トリアザ−４，１１−ペンタデカジエン、２，４，１５，１７−テトラメチル−５，８，１１，１４−テトラアザ−４，１４−オクタデカジエン、２，４，２０，２２−テトラメチル−５，１２，１９−トリアザ−４，１９−トリエイコサジエン等がある。
【００６４】
また、利用できる有機酸としても特に限定されるものではないが、例えば、ギ酸、あるいは酢酸、プロピオン酸、ラク酸、マロン酸等があり、ほぼ同様の効果があった。
【００６５】
さらにまた、本発明で得られる磁石では、バインダーを含まないので、金属磁石並みの高性能な磁気特性を有する磁石を、比較定低温で金型に入れてプレスするだけで大量生産できる作用がある。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
また、上記実施例では、マグネタイト微粒子を例として説明したが、本発明は、表面に活性水素、すなわち水酸基の水素やアミノ基あるいはイミノ基の水素などを含んだ磁性微粒子で有れば、どのような磁性微粒子にでも適用可能である。
【００６７】
具体的には、鉄、クロム、ニッケルやそれらの合金等よりなる磁性金属微粒子やフェライトやマグネタイト、酸化クロム等よりなる磁性金属酸化物微粒子等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１における磁性微粒子の反応を分子レベルまで拡大した概念図であり、（ａ）は反応前の磁性微粒子表面の図、（ｂ）は、エポキシ基を含む単分子膜が形成された後の図、（ｃ）は、アミノ基を含む単分子膜が形成された後の図を示す。
【図２】本発明の実施例１における磁石を微粒子レベルまで拡大した概念図であり、エポキシ基を含む単分子膜が形成された磁性微粒子Ａとアミノ基を含む単分子膜が形成された磁性微粒子Ｂを等量混合し、鋳型に入れて加熱反応させ固化後、着磁させた後の図を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１ マグネタイト微粒子
２ 水酸基
３ エポキシ基を含む単分子膜
４ アミノ基を含む単分子膜
５ エポキシ基を含む単分子膜で被覆されたマグネタイト微粒子
６ アミノ基を含む単分子膜で被覆されたマグネタイト微粒子
７ マグネタイト磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に共有結合した有機薄膜で覆われていることを特徴とする磁性微粒子。
【請求項２】
表面に共有結合した有機薄膜が一端に機能性官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁性微粒子。
【請求項３】
機能性官能基が反応性の官能基であることを特徴とする請求項２記載の磁性微粒子。
【請求項４】
反応性の官能基が熱反応性、または光反応性、あるいはラジカル反応性、またはイオン反応性の官能基であることを特徴とする請求項３記載の磁性微粒子。
【請求項５】
反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいはカルコン基であることを特徴とする請求項３記載の磁性微粒子。
【請求項６】
表面に共有結合した有機薄膜が単分子膜で構成されていることを特徴とする請求項１および２記載の磁性微粒子。
【請求項７】
磁性微粒子を少なくともアルコキシシラン化合物とシラノール縮合触媒と非水系の有機溶媒を混合して作成した化学吸着液中に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程を含むことを特徴とする磁性微粒子の製造方法。
【請求項８】
磁性微粒子を化学吸着液に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程の後、磁性微粒子表面を有機溶剤で洗浄して磁性微粒子表面に共有結合した単分子膜を形成することを特徴とする請求項７記載の磁性微粒子の製造方法。
【請求項９】
シラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いることを特徴とする請求項７に記載の磁性微粒子の製造方法。
【請求項１０】
シラノール縮合触媒に助触媒としてケチミン化合物、または、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物から選ばれる少なくとも１つを混合して用いることを特徴とする請求項７に記載の磁性微粒子の製造方法。
【請求項１１】
第１の有機薄膜で被われた磁性微粒子と第２の有機薄膜で被われた磁性微粒子が混合されて互いに前記有機薄膜を介して共有結合して成形されていることを特徴とする磁石。
【請求項１２】
表面に共有結合した有機薄膜が一端に反応性の官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていることを特徴とする請求項１１記載の磁石。
【請求項１３】
反応性の官能基が熱反応性、または、光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性の官能基であることを特徴とする請求項１２記載の磁石。
【請求項１４】
反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいは、カルコン基であることを特徴とする請求項１２記載の磁石。
【請求項１５】
表面に共有結合した有機薄膜が単分子膜で構成されていることを特徴とする請求項１１および１２記載の磁石。
【請求項１６】
第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させる工程を含むことを特徴とする磁石の製造方法。
【請求項１７】
鋳型に入れて加圧加温反応させる工程を磁場中で行うことを特徴とする請求項１６に記載の磁石の製造方法。
【請求項１８】
鋳型に入れる際、磁場中で超音波を印加しながら行うことを特徴とする請求項１６及び１７に記載の磁石の製造方法。
【請求項１】
表面に共有結合した有機薄膜で覆われていることを特徴とする磁性微粒子。
【請求項２】
表面に共有結合した有機薄膜が一端に機能性官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁性微粒子。
【請求項３】
機能性官能基が反応性の官能基であることを特徴とする請求項２記載の磁性微粒子。
【請求項４】
反応性の官能基が熱反応性、または光反応性、あるいはラジカル反応性、またはイオン反応性の官能基であることを特徴とする請求項３記載の磁性微粒子。
【請求項５】
反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいはカルコン基であることを特徴とする請求項３記載の磁性微粒子。
【請求項６】
表面に共有結合した有機薄膜が単分子膜で構成されていることを特徴とする請求項１および２記載の磁性微粒子。
【請求項７】
磁性微粒子を少なくともアルコキシシラン化合物とシラノール縮合触媒と非水系の有機溶媒を混合して作成した化学吸着液中に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程を含むことを特徴とする磁性微粒子の製造方法。
【請求項８】
磁性微粒子を化学吸着液に分散させてアルコキシシラン化合物と磁性微粒子表面を反応させる工程の後、磁性微粒子表面を有機溶剤で洗浄して磁性微粒子表面に共有結合した単分子膜を形成することを特徴とする請求項７記載の磁性微粒子の製造方法。
【請求項９】
シラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いることを特徴とする請求項７に記載の磁性微粒子の製造方法。
【請求項１０】
シラノール縮合触媒に助触媒としてケチミン化合物、または、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物から選ばれる少なくとも１つを混合して用いることを特徴とする請求項７に記載の磁性微粒子の製造方法。
【請求項１１】
第１の有機薄膜で被われた磁性微粒子と第２の有機薄膜で被われた磁性微粒子が混合されて互いに前記有機薄膜を介して共有結合して成形されていることを特徴とする磁石。
【請求項１２】
表面に共有結合した有機薄膜が一端に反応性の官能基を含み他端でＳｉを介して粒子表面に共有結合する分子で構成されていることを特徴とする請求項１１記載の磁石。
【請求項１３】
反応性の官能基が熱反応性、または、光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性の官能基であることを特徴とする請求項１２記載の磁石。
【請求項１４】
反応性の官能基がエポキシ基やイミノ基、あるいは、カルコン基であることを特徴とする請求項１２記載の磁石。
【請求項１５】
表面に共有結合した有機薄膜が単分子膜で構成されていることを特徴とする請求項１１および１２記載の磁石。
【請求項１６】
第１の反応性を備えた磁性微粒子と第２の反応性を備えた磁性微粒子を混合し鋳型に入れて加圧加温反応させる工程を含むことを特徴とする磁石の製造方法。
【請求項１７】
鋳型に入れて加圧加温反応させる工程を磁場中で行うことを特徴とする請求項１６に記載の磁石の製造方法。
【請求項１８】
鋳型に入れる際、磁場中で超音波を印加しながら行うことを特徴とする請求項１６及び１７に記載の磁石の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１２９０７９（Ｐ２００７−１２９０７９Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２０７０７（Ｐ２００５−３２０７０７）
【出願日】平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願人】（３０４０２８３４６）国立大学法人 香川大学 (285)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願人】（３０４０２８３４６）国立大学法人 香川大学 (285)
【Ｆターム（参考）】
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