JPH0760764B2 - 光硬化型磁性流体 - Google Patents

光硬化型磁性流体

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JPH0760764B2
JPH0760764B2 JP61297924A JP29792486A JPH0760764B2 JP H0760764 B2 JPH0760764 B2 JP H0760764B2 JP 61297924 A JP61297924 A JP 61297924A JP 29792486 A JP29792486 A JP 29792486A JP H0760764 B2 JPH0760764 B2 JP H0760764B2
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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〕
例えば従来の磁気探傷用の媒体として、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感
度がよくなり、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400mmHg
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,石油ベンジン,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−プロパノ
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C00H基,SO3H基,
PO3H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、ニツケルとの複合
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、一般の磁性流体に
用いられる0.1μm〜20Å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、光硬化型
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線に感ずる高分子 ポリビニルシンナマート,ポリビニル−P−アジドベン
ゾタート,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,ポリビ
ニルシロキサン,ポリブタジェンポリジアリル−O−フ
タラート,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
モノマー等。
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。
ポリビニルシンナマート及びその類似高分子 ポリビニルシンナマート,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,ナフトキノンジアド
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
フタラート等。
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NaOHaqを加えてpHを11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分間攪拌する。
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100〜150Å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℃に保ってヘキサンを蒸発除去した。
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100ml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、OMR−8
5)のキシレン溶液(70%)100ml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、強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分間攪拌する。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、強性体微粒子
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%)100ml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(株)製,KS−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。
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、強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−1100)
を70g添加して30分間攪拌する。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時間攪拌する。
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、強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2mm・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1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1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。
〔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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C08K 3/08 KAB C08L 101/00 LSY G01N 27/84 G11B 5/84 C 7303−5D 23/00 7177−5D (C10M 169/04 105:18 105:32 105:68 107:12 107:28 107:50 107:54 125:04 129:26 135:10 139:00) C10N 10:04 10:06 10:14 10:16 40:14 70:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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. 【請求項2】分散媒は、蒸気圧が20℃で400mmHg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。
JP61297924A 1986-12-15 1986-12-15 光硬化型磁性流体 Expired - Lifetime JPH0760764B2 (ja)

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