JPS63150302A

JPS63150302A - 光硬化型磁性流体

Info

Publication number: JPS63150302A
Application number: JP61297924A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ishikawa; 雄一石川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-06-23
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH0760764B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、磁気ディスクや光磁気ディスク等の記録パ
ターンの可視化、あるいは磁気探傷に好適に利用できる
光硬化型磁性流体に関する。

〔従来の技術〕

例えば従来の磁気深傷用の媒体として、磁性流体が利用
されている。これは磁性材料で形成された被検体におけ
る欠陥の有無を検査する場合などに、その被検体の表面
に塗布して用いられる。

被検体の表面もしくは極く浅いところに微細な傷や異物
が介在しているとき、単なる顕微鏡検査では発見が困難
である。ところが被検体に磁場を形成すると、被検体の
欠陥箇所で磁束が漏洩して不均一磁場になる。そこで磁
性流体を塗布すると、その不均一磁場の作用力で、塗布
した磁性流体が漏洩磁束部分に引きつけられて盛り上が
る。この磁性流体中の強磁性体粒子を微粒化するほど怒
度がよ（なり、磁気探傷の精度が向上することが知られ
ている。もっとも粒子径がサブミクロンから数十オング
ストローム程度になると、通常用いる顕微鏡では直接に
粒子を観察することはできないが、前記した磁性流体の
盛り上がり部分はその他　　′の部分と光の反射状態が
異なるから、欠陥の存在を明確に観察することができる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の磁気探傷に用いる磁性流体は文字
通り流体であり、欠陥部分の漏洩磁束で拘束されている
に過ぎないから、被検体の磁場がなくなると同時に流れ
て、当該盛り上がりも消失してしまう・したがって、被
検体を磁場から外すと欠陥部分も不明になるという問題
点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、被検体の磁束のパターンに応じて形成さ
れる磁性流体パターンを固定して保持することが可能な
磁性流体を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するこの発明は、分散媒中に、界面活
性剤を吸着させた強磁性体微粒子を分散させてなる磁性
流体に、光硬化型樹脂を混合した光硬化型磁性流体であ
る。

〔作用〕

この発明の光硬化型磁性流体を磁気探傷に用いる際は、
先ず磁場を形成した被検体の表面にそれを塗布する。す
ると、被検体の欠陥部や磁気記録により形成される磁束
パターンに応じて磁性流体が吸引され、それらの磁束パ
ターンに対応する磁性流体の分布パターンができる。つ
いでその磁性流体中に含まれている光硬化型樹脂を硬化
させるに必要な特定の波長の光を塗膜に照射する。これ
により磁性流体のパターンを固定することができる。

以下、この発明の光硬化型磁性流体を詳細に説明する。

この発明の強磁性体微粒子の分散媒は、被検体に塗布し
た後は不要であるから、常温で比較的蒸発しやすい有機
溶媒がよい。もっとも、常温における蒸気圧が４００ｍ
ｍＨｇ以下のものが望ましい。その理由は、この値を越
えると蒸発速度が大き過ぎ、被検体に平均して一様に塗
布することが出来なくなるためである。

その条件を満たすものとしては、例えばｎ−ペンタン、
シクロヘキサン、石油エーテル、石油ヘンジン、ベンゼ
ン、キシレン、トルエン等の炭化水素や、クロルベンゼ
ン、ジクロルベンゼン、ブロムベンゼン等のハロゲン化
炭化水素、およびメタノール、エタノール、ｎ−プロパ
ツール、　　ｎ　−ブタノール、イソブタノール、ベン
ジルアルコール等のアルコール類、およびジエチルエー
テル。

ジイソプロピルエーテル等のエーテル、フルフラール等
のアルデヒド、アセトン、エチルメチル、ケトン等のケ
トン、更に酢酸、無水酢酸等の脂肪酸およびその誘導体
やフェノール類などがある。

上記のような分散媒中に強磁性体微粒子を安定に分散さ
せるための界面活性剤としては、例えばＣＯＯＨ基、５
ＣｈＨ基、ＰＯｆｆＨ基などの極性基を１個以上有する
不飽和脂肪酸またはその塩類を主成分とするもの、その
他周知のものの中から選定すれば良く、特に限定する必
要はない。

この発明の強磁性体微粒子としては、公知の湿式法によ
り得られるマグネタイトコロイドを用い得る。また、水
中でマグネタイト粉末をボールミルにより粉砕する、い
わゆる湿式粉砕法で得られるものでもよい。

また、マグネタイト以外のマンガンフェライト。

コバルトフェライトもしくはこれらと亜鉛、ニッケルと
の複合フェライトやバリウムフェライトなどの強磁性酸
化物または鉄、コバルト、希土類などの強磁性金属を用
いることもできる。

この発明の強磁性体微粒子の粒径は、一般の磁、性液体
に用いられる０、１μｍ〜２０人の範囲であればよい。

もっとも、強磁性体微粒子の粒径が小さい程、磁気探傷
や磁気記録パターンの検査精度が向上するから、必要に
応じて微細粒子とするこ、とが好ましい。

この発明の強磁性体微粒子の含有量は、従来一般的に用
いられている体積比で１〜２０％の範囲でよく、光−化
型樹脂を硬化させる光の照射を考慮すれば、むしろ低濃
度の方が適している。

この発明の光硬化型磁性流体に使用する光硬化性樹脂は
、上記磁性流体を構成する分散媒との相溶性を考慮しつ
つ、下記のいわゆる感光性高分子の群の中から選定でき
る。

■　電子線およびＸ線に感する高分子ポリビニルシンナマート、ポリビニル−Ｐ−アジドベン
ゾタード、エポキシ化ポリイソプレン。

ポリグリシジルメタクリラート、エポキシ化ポリブタジ
ェン、メチルビニルシロキサン、ポリメチルシクロシロ
キサン、ポリとニルシロキサン、ポリプタジエンポリジ
アリル−〇−フタラードポリ塩化ビニル、ポリスチレン
、ポリアクリルアミド、ポリビニルフェロセン、ポリビ
ニルカルバゾル等。

■　光重合性モノマーと高分子化合物との付加物多価ア
ルコールのアクリル酸エステル、ウレタン型アクリル酸
エステル、多価カルボン酸の不飽和エステル、不飽和酸
アミド、無機酸とのエステルまたは金属塩、アセチレン
性不飽和基をもつモノマー、グリシジル基をもつ七ツマ
ー等。

■　単独光重合系アクリル酸バリウム、メチレンブルー−Ｐ−トルエンス
ルフィン酸ナトリウム、アクリルアミド鉄塩、Ｎ−ビニ
ルカルバゾル等。

■　ポリビニルアルコ−ル及びその類似高分子ポリビニ
ルアルコ−ル　ｐ−メトキシケイ皮酸−コハク酸エステ
ル、エチレン−ビニルアルコール共重合体のケイ皮酸エ
ステル、グリプタル樹脂のケイ皮酸エステル、エポキシ
樹脂のケイ皮酸エステル、ポリビニルシンナミリデンア
セタート。

ポリビニルベンザルアセトフェノン、ポリビニルスチリ
ンピリジニウム、スチリンケトン系高分子等。

■　ジアゾおよびアジド基をもつ高分子ジアゾニウム塩
残基をもつ高分子、ナフトキノンジアト残基をもつ高分
子、ポリアジドスチレン。

ポリビニル−ｐ−アジドベンゾタート、セルロースアセ
−３−アジドフタラード等。

■　その他の感光基をもつ高分子１．２．３．４−アジアゾール系高分子等。

■　重クロム酸塩と高分子化合物との混合物卵白アルブ
ミン、カゼイン、グルー、ゼラチン。

アラビアゴム、ポリビニルアルコール等の高分子と重ク
ロム酸塩アンモニウム。

■　ジアゾおよびアジド化合物と高分子化合物ｐ−キノ
ンジアミド化合物、ジアゾレジン、ポリイソプレン等。

これらの感光性高分子は、特定波長の光を照射すると光
硬化反応を起こして硬化するものである。

勿論、周知の増感剤を添加することにより、光にたいす
る感度を向上させることもできる。

以下に、光硬化性化合物と有機溶媒を分散媒とし、マグ
ネタイトを分散質とした光硬化型磁性流体の具体例をそ
の製造工程とともに説明する。

〔実施例１〕まず、硫酸第１鉄と硫酸第２鉄の各１モルを含む水溶液
１）に、６ＮのＮａ０ＨａＱを加えてｐＨを１）以上に
した後、６０℃で３０分間熟成してマグネタイトコロイ
ドを得た（湿式法）。その後、６０℃に保ったままこの
マグネタイトスラリーに３ＮのＨＣｌを加えてｐＨを２
〜３の間に調整する。このマグネタイトスラリーに、コ
ロイド粒子を安定に分散させる界面活性剤として、石油
スルホン酸ナトリウムを７０ｇ加え、３０分間撹拌する
。

これを静置し、マグネタイト粒子が凝集し沈降したら、
その上澄を捨てて水を注ぎ、更に水洗する操作を数回繰
り返して、電解質を除去する。水洗が終わればその液を
分液ロートに移す。次に、このロート内の液に低沸点溶
媒としてヘキサンを加え、十分に振とうしてから静置し
、水とヘキサンとを分離させる。

これにより、マグネタイト粒子はヘキサン中に移行し、
表面を界面活性剤で被覆した強磁性体微粒子が低沸点溶
媒中に分散された中間媒体が得られる。次にこの中間媒
体液を、８０００Ｇの遠心力で２０分間遠心分離し、大
きなマグネタイト粒子を沈降分離せしめた。上澄み内に
残った強磁性体微粒子の粒子径は１００〜１５０人であ
った。

このように、いったん低粘度の中間媒体を形成して遠心
分離すれば、強磁性体微粒子の粒度分布を任意に調整す
ることが可能であり、特に微細粒子の濃度を高め得ると
いう利点がある。

その後、その上澄みを取り出してロータリーエバポレー
タに移し、９０’Ｃに保ってヘキサンを薄光除去した。

こうして得られた粉末状のマグネタイト微粒子の１０ｇ
をとり、再びヘキサン１００ｍｆ中に分散させた後、感
光性高分子である環化イソプレンゴム（東京応化社、Ｏ
ＭＲ−８５）のキシレン溶液（７０％）１００ｒｎ１と
混合した。

この混合液を、更に遠心分離機にかけて８０００Ｇの遠
心力下に６０分間処理して非分散固形物を取り除いた。

かくして、キシレンと環化イソプレンゴムとの混合液中
に、弾性体微粒子のマグネタイトを、界面活性剤を介し
て極めて安定に分散させてなる光硬化型磁性流体が得ら
れた。

〔実施例２〕まず、実施例１と同様に湿式法でマグネタイトコロイド
のスラリーを得た。

ついで、そのスラリーに界面活性剤としてオレイン酸ナ
トリウムを７０ｇ添加し、３０分間撹拌する。その後、
６０℃に保ったままこのマグネタイトスラリーに３Ｎの
ＨＣｌを加えてｐＨを２〜３の間に調整する。

以下、実施例１と同様に処理し、表面を界面活性剤で被
覆した強磁性体微粒子が低沸点溶媒中に分散された中間
媒体を経て、分散媒としてのキシレンと感光性高分子で
ある環化イソプレンゴムとの混合液中に、弾性体微粒子
のマグネタイトを、界面活性剤を介して極めて安定に分
散させてなる光硬化型磁性流体が得られた。

〔実施例３〕まず、実施例１と同様に湿式法でマグネタイトコロイド
のスラリーを得た。

これを静置し、マグネタイト粒子が凝集し沈降したら、
その上澄を捨てて水を注ぎ、更に水洗する操作を数回繰
り返して、電解質を除去する。ついで濾過し、さらに乾
燥して粉末状のマグネタイトとした。

この乾燥マグネタイトを１０ｇとり、感光性高分子であ
る環化イソプレンゴムのキシレン溶液（７０％）１００
−に混合し、更にその混合液にカチオン系界面活性剤（
花王石鹸■製、ＭＳ−４３）１ｇを加えた。これをボー
ルミルにて３時間処理した後、更に遠心分離機にかけて
８０００Ｇの遠心力下に６０分間処理して非分散固形物
を取り除いた。

〔実施例４〕まず、実施例１と同様に湿式法でマグネタイトコロイド
のスラリーを得た。

ついでこのスラリー中に３ＮのＨＣｌａｑを加えて、そ
のｐＨを７〜８の間に調整した後、これに第１の界面活
性剤としてシランカップリング剤（日本ユニカー社、Ａ
−１）００）を７０ｇ添加して３０分間撹拌する。その
後更に、第２の界面活性剤としてオレイン酸ナトリウム
を７０ｇ添加し、なお１時間撹拌する。

以下、実施例１と同様に処理し、電解質を水洗除去した
後、ヘキサンを加えて表面を界面活性剤で被覆した強磁
性体微粒子が低沸点溶媒中に分散された中間媒体を経て
、分散媒としてのヘキサンと感光性高分子である環化イ
ソプレンゴムとの混合液中に、弾性体微粒子のマグネタ
イトを、界面活性剤を介して極めて安定に分散させてな
る光硬化型磁性流体が得られた。

〔実施例５〕実施例１〜実施例４で得られた光硬化型磁性流体による
鋼材の磁気探傷試験を行った。

被検体として、第１図に模式的に示すように□、表面下
、数μｍのところに、長さ２１璽・幅５０μｍ程度の既
知の内部欠陥１を有する鋼材２を用いた。

この被検体２を予め印加磁界１３Ｋ　　ＧａｕｓＳの磁
場内に置き、その表面に光硬化型磁性流体３を刷毛塗り
した。すると、被検体２における内部欠陥ｌの直上部付
近に生じた漏洩磁束４の作用で、強磁性体微粒子、が局
゛部的に集中して、図示のように光硬化型磁性流体３が
内部欠陥ｌにそって盛り上がる現象が認められた。

この盛り上がり現象は、被検体２を磁場外に取り出すと
消滅し、磁場内に戻すと再び認められた。

次に、盛り上がり状態を示している光硬化型磁性流体３
に対して波長が４００〜５００ｎｍ程度の紫外線を照射
したところ、１分程で光硬化型磁性流体３が硬化し、内
部欠陥１を示している状態をそのまま固定することがで
きた。

その硬化した光硬化型磁性流体３の塗膜を被検体からは
がして、顕微鏡で観察することにより、針状の陰影を示
す内部欠陥状態を正確に検査することができた。

Ｃ発明の効果〕この発明によれば、磁気を有する被検体の欠陥や磁気記
録パターンの検査に用いる磁性流体中に、光硬化型樹脂
を混合したため、被検体の磁束の変化に応じて形成され
る磁性流体のパターンを固定して保持することが可能と
なり、磁気探傷や磁気記録媒体におけるマイクロ検査等
の分野に大きな進展をもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の作用を説明する模式図で
ある。１は内部欠陥、２は被検体、３は光硬化型磁性流体、４
は漏洩磁束。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分散媒中に、界面活性剤を吸着させた強磁性体微
粒子を分散させてなる磁性流体に、光硬化型樹脂を混合
したことを特徴とする光硬化型磁性流体。
（２）分散媒は、蒸気圧が２０℃で４０ｍｍＨｇ以下の
有機溶液よりなる特許請求の範囲第１項記載の光硬化型
磁性流体。