JPH056523A

JPH056523A - 磁気記録体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH056523A
Application number: JP15861391A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kawato; 康史川戸; Tsutomu Shimizu; 勉清水; Jiro Kondo; 二郎近藤; Toshitsugu Kamioka; 敏嗣上岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】多孔質の磁性皮膜３を有する磁気記録体１にお
いて、その耐蝕性及び耐振性の向上を図る。【構成】基材２の表面に形成された多孔質の磁性皮膜３
に、この磁性皮膜３の気孔３ｂを封ずる封孔材４を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基材の上に磁気信号記録
用の磁性皮膜を有する磁気記録体及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体を、例えば自動車や工作機
械等における回転駆動軸のトルクの検出、回転数の検出
あるいは回転角度の検出等に利用する、という技術は一
般に知られている。すなわち、この技術は、基材上に磁
気記録媒体としての磁性皮膜を形成し、この磁性皮膜に
磁気信号を記録しておいて、上記基材の使用中において
磁気信号を再生することにより基材の状態を検出すると
いうものである。

【０００３】そして、特開昭６１−５３５０４号公報に
は、回転数検出用のエンコーダに使用するマグネチック
スケールに関し、硬磁性の急冷合金薄帯をプラスチック
カードに固着して磁気信号記録用皮膜を形成すること、
上記急冷合金薄帯は溶融した磁性材料を周速が１０〜４
０ｍ／ｓで回転している銅製ホイール上に噴出させて得
ることが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、磁性
粒子が基材表面に溶射されて形成された多孔質の磁性皮
膜を有する磁気記録体において、その耐蝕性、耐振性の
向上を図ることにある。すなわち、上記多孔質の磁性皮
膜の場合、酸化性雰囲気での使用により、二酸化硫黄等
の酸化性物質が気孔内に侵入して磁性皮膜と基材との界
面や磁性皮膜自体を腐蝕させ、磁性皮膜の剥離を招く。
また、軸状部材のトルクを検出する場合のように機械的
振動を受ける環境においては、磁性皮膜を構成する各磁
性粒子の粒子間結合力が振動により弱まって、部分的に
剥落する懸念がある。そこで、本発明は、かかる問題を
解決しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題に対して、磁性皮膜の気孔を封ずるようにするもので
ある。

【０００６】すなわち、上記課題を解決する磁気記録体
は、基材の上に磁気信号記録用の磁性皮膜を有するもの
であって、上記磁性皮膜は、磁性粒子が溶射により堆積
してなる多孔質に形成され、且つ該磁性皮膜の表面に開
口する気孔が磁性粒子よりも軟質の封孔材により封じら
れていることを特徴とする。

【０００７】この場合、基材としては、磁性を有するも
の、非磁性のもののいずれでもよく、磁性を有する基材
の場合には下地としてＡｌ、Ｃｕ、Ｔｉなどによる非磁
性皮膜を形成しておき、その上の磁性皮膜から基材への
磁束洩れを防止することが望ましい。

【０００８】磁性皮膜を形成する磁性材料としては、酸
化鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄やγ−Ｆｅ₂Ｏ₃、あるいはこれらと
ＦｅＯとの混合粉末）、コバルト、Ｆｅ、パーマロイ等
を使用し得る。

【０００９】封孔材としては、アクリル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、ポリビニルアルコール、フェノール系樹脂等
を主成分とする、所謂バインダーを用いることができ、
さらに、磁性皮膜の磁気特性の改善のために、磁性粒子
を含有するバインダーを用いることが好適である。その
場合の磁性粒子としては、磁性皮膜を形成する磁性材料
を用いることもでき、あるいは高透磁率材料、例えばパ
ーマロイ、センダスト、ソフトフェライト等を用いるこ
ともできる。

【００１０】また、好ましい実施態様は、磁性皮膜の全
表面を上記封孔材により覆い、この封孔材にて表面が平
滑な表面層を形成することである。

【００１１】また、上記磁気記録体を製造する好適な方
法は、基材の表面に酸化鉄粉末を溶射してＦｅ₃Ｏ₄と
ＦｅＯとを含有する磁気信号記録用の磁性皮膜を形成す
る工程と、上記磁性皮膜の上にこの磁性皮膜の表面に開
口する気孔を塞ぐための封孔材を塗布して表面が平滑な
表面層を形成する工程と、上記表面層を２００〜３００
℃の温度で焼き付ける工程とを備えていることを特徴と
するものである。

【００１２】この場合、溶射法としては、プラズマ溶射
やアーク溶射、フレーム溶射を採用することができ、ま
た減圧プラズマ溶射を採用することもできる。

【００１３】

【作用】上記磁気記録体においては、磁性皮膜の気孔内
への酸化性物質の侵入が封孔材で妨げられ、上記磁性皮
膜あるいは基材の腐蝕が防止される。また、上記封孔材
は、磁性皮膜が振動する際の緩衝材となり、個々の磁性
粒子が剥落することを防止する。

【００１４】この場合、封孔材が磁性皮膜の気孔内に埋
められていることは、上記腐蝕防止及び耐振性向上によ
り有効になる。

【００１５】また、封孔材が磁性皮膜の全表面を覆い、
且つ表面が平滑な表面層を形成している磁気記録体にあ
っては、磁性皮膜表面の腐蝕も防止されるとともに、平
滑な表面により、Ｓ／Ｎ値の向上が図れる。

【００１６】さらに、磁性材料を含んでなる封孔材にあ
っては、封孔材自体に磁気記録媒体としての機能をもた
せて再生出力の向上を図ったり、あるいは磁性材料とし
て高透磁率材料を使用して磁気信号記録時における磁性
皮膜への磁界の侵入を促進させ、記録性（書込み性）の
向上を図ることが可能になる。

【００１７】一方、磁気記録体の製造方法おいては、封
孔材による表面層を２００〜３００℃の温度で焼き付け
るようにしたから、表面層と磁性皮膜との密着力を高め
ることができるとともに、磁性皮膜中のＦｅＯが上記焼
付け時の加熱により酸化されて磁性を有するＦｅ₃Ｏ₄
に変化し、磁性皮膜の磁気特性が改善される。

【００１８】

【発明の効果】従って、上記磁気記録体によれば、磁性
皮膜の気孔を封じる封孔材を設けたから、磁気記録体の
耐蝕性及び磁性皮膜の耐振性の向上が図れ、長期間にわ
たって良好な磁気特性を維持せしめることができる。

【００１９】また、封孔材が気孔内に埋められた磁気記
録体によれば、上記耐蝕性及び耐振性をより効果的に高
めることができる。

【００２０】また、封孔材により表面が平滑な表面層が
形成された磁気記録体によれば、上記耐蝕性及び耐振性
の向上が図れるとともに、再生時のノイズを抑えること
ができる。

【００２１】さらに、磁性材料を含んでなる封孔材を用
いた磁気記録体によれば、磁気特性を向上させることが
でき、例えば再生出力の向上や記録性の向上を図ること
ができる。

【００２２】また、磁気記録体の製造方法によれば、基
材の表面に酸化鉄粉末を溶射してＦｅ₃Ｏ₄とＦｅＯと
を含有する磁気信号記録用の磁性皮膜を形成し、この磁
性皮膜の上に封孔材を塗布して表面が平滑な表面層を形
成した後に、この表面層を２００〜３００℃の温度で焼
き付けるようにしたから、磁性皮膜と表面層との密着力
を高めながら、磁性皮膜中のＦｅ₃Ｏ₄を増量させて、
再生出力の向上を図ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示す磁気記録体１において、２は炭素鋼
（ＪＩＳＳ４５Ｃ）による軸状の基材であり、その表
面に磁気信号記録用の磁性皮膜３が溶射法により形成さ
れている。すなわち、この磁性皮膜３は、酸化鉄系のも
のであって、多数の磁性粒子３ａが基材２の表面に付着
堆積してなり、従って、多数の気孔３ｂを有する。そし
て、上記気孔３ｂには封孔材４が埋め込まれている。

【００２４】上記封孔材４は、有機バインダーに磁性粒
子が混入分散されてなり、上記各磁性皮膜３の磁性粒子
３ａ，３ａ同士に結合力を付与している。有機バインダ
ーの主成分はアクリル樹脂溶液である。磁性粒子は２５
０メッシュ以下のＦｅ₃Ｏ₄粉末よりなり、封孔材全量
に対する割合は５〜３０重量％である。

【００２５】次に上記磁気記録体１の製造方法を説明す
る。 −磁性皮膜の形成− 上記磁性皮膜３の形成にはプラズマアークを熱源とする
プラズマ溶射装置を用いた。溶射条件は次の通りであ
り、膜厚は３００μｍである。

【００２６】溶射材料；１００％Ｆｅ₃Ｏ₄粒子（粒径
１０〜６３μｍ）出力；３２ＫＷガス圧；Ａｒ：８０ｐｓｉ，Ｈ₂：５０ｐｓｉガス流量；Ａｒ：８０ｓｃｆｈ，Ｈ₂：１５ｓｃｆｈ。

【００２７】上記溶射により、Ｆｅ₃Ｏ₄を主成分と
し、少量のＦｅＯを含有する磁性皮膜が形成される。少
量のＦｅＯが含まれるのは、一部のＦｅ₃Ｏ₄粒子が溶
射の過程で還元されるためである。

【００２８】−封孔材含浸処理− 前処理磁性皮膜３に付着しているゴミや油分等を除くため、脱
脂処理及び水洗処理を行なう（不純物を除去するためで
ある）。

【００２９】真空処理磁気記録体１を真空引き及び加圧を行なうための容器に
入れ、１５ｍｍＨｇ以下で約１５分間保持し、各磁性粒
子間の気孔の空気を除去する（封孔材を含浸し易くする
ためである）。

【００３０】含浸処理上記容器中で封孔材を磁性皮膜３の気孔に含浸せしめ、
且つ封孔材を振動させる（封孔材を各部に行きわたらせ
るためである）。

【００３１】加圧処理上記容器中で封孔材液表面を７ｋｇ／ｃｍ²で約１５分
間加圧する（封孔材を各部に行きわたらせるためであ
る）。

【００３２】液切り磁気記録体１を上記容器から取出し、表面に付着してい
る封孔材を除去する。水洗処理水洗により磁性皮膜３の表面の封孔材を除去する。

【００３３】封孔材の硬化処理磁気記録体１を９０℃以上の湯中に約１５分間浸漬し、
封孔材（アクリル樹脂を硬化させる。

【００３４】上記磁気記録体１は、自動車、産業用ロボ
ット等に使用される回転駆動軸にかかるトルクを直接、
高精度に検出するトルクセンサとしての使用に適する。
その場合、上記回転駆動軸の軸方向に間隔をおいた２位
置において、回転駆動軸の全周にわたって形成された磁
性層に磁気パルス信号を周方向に記録し、回転駆動軸の
回転時における上記両位置の磁気信号を磁気信号読取り
ヘッドにより読取り、この両位置の磁気信号の位相のず
れ量から回転駆動軸のねじれ角を求め、それから上記ト
ルクを求めることができる。

【００３５】次に、本発明の効果を確認するために行な
ったテストについて説明する。

【００３６】−再生出力評価テスト− 直径３０ｍｍのＡｌ合金シャフトを基材とし、封孔材中
のＦｅ₃Ｏ₄の含有量が互いに異なる複数種類の供試材
（実施例）と、封孔材を設けない供試材（比較例）とを
作成した。これら供試材はいずれも上述の製造方法の磁
性皮膜の形成工程によって形成した磁性皮膜を有し、ま
た、実施例の供試材は上述の製造方法の封孔材含浸処理
工程に基づいて封孔材を設けた。そうして、上記各供試
材につき、次の条件で磁気信号の記録と再生を行ない、
その再生出力を測定した。

【００３７】シャフト回転数；６００ｒｐｍ（一定）記録再生ヘッド；消去ヘッド記録電流；０．４Ａ記録周波数；１０００Ｈｚヘッドとシャフトとの隙間；０μｍなお、再生に際し、アンプ及びフィルターは使用しなか
った。結果を図２に示す。

【００３８】図２によれば、実施例の供試材のうち封孔
材中のＦｅ₃Ｏ₄の含有量が零のものは、封孔材を有し
ない比較例よりも再生出力が低下している。これは、封
孔材が磁気抵抗となって、記録性が若干低下したためと
認められる。しかし、封孔材にＦｅ₃Ｏ₄を含有せしめ
た実施例では、比較例よりもその再生出力が高くなって
おり、また、上記Ｆｅ₃Ｏ₄の含有量が増加するにつれ
て再生出力も高くなっている。これは、封孔材中のＦｅ
₃Ｏ₄が封孔材の透磁率を高めて上記記録性の以下を抑
制し、且つこのＦｅ₃Ｏ₄が磁気記録媒体として機能し
たためと認められる。

【００３９】−耐蝕性テスト− 実施例及び比較例の各供試材の構成は次の通りである。

【００４０】（実施例１）基材として、炭素鋼（ＪＩＳ
Ｓ４５Ｃ）による板（縦６０ｍｍ，横５０ｍｍ，厚さ
１０ｍｍ）を用いた。そして、上記基材の表面に、上述
の磁性皮膜の形成工程によって厚さ３００μｍの磁性皮
膜を形成し、次に上述の封孔材含浸処理工程によって封
孔材を設けた。

【００４１】（実施例２）基材として、直径３０ｍｍの
炭素鋼（ＪＩＳＳ４５Ｃ）によるシャフトを用いた。
そして、上記基材の周面に、上述の磁性皮膜の形成工程
によって厚さ３００μｍの磁性皮膜を形成した。次に封
孔材として、アクリル系樹脂にＦｅ₃Ｏ₄粉末（２５０
メッシュ以下）を３：１の割合で混合したものを用い、
これを上記磁性皮膜の表面にスプレーコーティングし
た。しかる後、ラバー砥石を用いて、上記磁性皮膜の気
孔への封孔材の擦り込みを行なった。この場合、アクリ
ル系樹脂層が磁性皮膜上に約１０μｍ以下の厚さで残存
する（なお、かかる残存は、材質の異なる他の樹脂を用
いても同様に生ずる）。

【００４２】（実施例３）上記実施例２におけるアクリ
ル樹脂に代えてエポキシ樹脂を用い、他は実施例２と同
様の処理として、供試材を作成した。

【００４３】（実施例４）上記実施例２におけるアクリ
ル樹脂に代えてフェノール樹脂を用い、他は実施例２と
同様の処理として、供試材を作成した。

【００４４】（実施例５）基材としては実施例２と同様
のものを用い、この基材の周面に、上述の磁性皮膜の形
成工程によって厚さ２００μｍの磁性皮膜を形成した。
次に封孔材として、フェノール樹脂とＦｅ₃Ｏ₄粉末
（２５０メッシュ以下）を３：１の割合で混合したもの
を用い、これを上記磁性皮膜の表面にスプレーコーティ
ングした後、２５０℃の温度で約６０分間の焼成処理を
行なった。得られた供試材の表層部位の断面構造は図３
に示されている。すなわち、同図において、１２は基
材、１３は磁性皮膜、１４は封孔材による表面層であ
り、表面層４の表面は平滑に形成されている。

【００４５】（比較例）基材として、炭素鋼（ＪＩＳ
Ｓ４５Ｃ）による板（縦６０ｍｍ，横５０ｍｍ，厚さ１
０ｍｍ）を用いた。そして、上記基材の表面に、上述の
磁性皮膜の形成工程によって厚さ３００μｍの磁性皮膜
を形成した。なお、封孔材含浸処理はしなかった。

【００４６】そうして、上記各供試材に対して、１００
０時間にわたり、塩水を噴霧した。そして、各供試材に
おける磁性皮膜の剥離の有無を調べた。上記塩水の噴霧
にあたっては、供試材を３５±２℃に保った噴霧室内に
入れ、この噴霧室内に塩化ナトリム溶液（塩濃度５±
０．５％，ＰＨ６．５〜７．２）を噴霧供給するとい
う、ＪＩＳＺ２３７１に従った方法を採用した。結果
は表１に示されている。

【００４７】

【表１】

【００４８】上記表１によれば、実施例の供試材ではい
ずれも磁性皮膜の剥離を生じていない。これは、磁性皮
膜の気孔への塩水の侵入が封孔材によって阻止されたた
めと認められる。

【００４９】−皮膜強度評価テスト− 上述の実施例１の供試材と比較例の供試材とを別に作成
し、図４に示すブラストエロージョンテスト法により磁
性皮膜における粒子間結合力を評価した。図４におい
て、２１は供試材、２２はブラストノズル、２３はブラ
スト材である。テスト条件は次の通りである。

【００５０】ブラストノズル径；直径５ｍｍブラスト方向と供試材のなす角度θ；３０度ブラスト距離Ｌ；１００ｍｍブラストエア圧；３．０ｋｇ／ｃｍ² ブラスト時間；１０秒上記テストの結果、実施例１の供試材では、磁性皮膜の
体積減量が９０ｍｍ³強程度であったのに対し、比較例
の場合は、その体積減量が１２０ｍｍ³弱程度であっ
た。これは、封孔材が緩衝作用を呈したためと認められ
る。

【００５１】また、上記実施例５に関し、表面層１４
は、焼成後に、その厚さが可及的に薄くなるよう、研削
ないしは研磨することが望ましい。これは、表面層１４
が磁性粒子を含有しているものの、記録用ヘッドと磁性
皮膜１３との間の磁気抵抗となるためである。

【００５２】なお、本発明が、上述のトルクセンサ以外
に、回転軸の回転角度や回転数の測定など他の分野にも
使用できることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気記録体の断面図

【図２】封孔材の有無及び封孔材中の磁性粒子の含有量
の相違による再生出力の違いを示すグラフ図

【図３】表面層を有する磁気記録体の断面図

【図４】ブラストエロージョンテスト法を示す正面図

【符号の説明】

１磁気記録体２，１２基材３，１３磁性皮膜４封孔材１４封孔材による表面層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上岡敏嗣広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材の上に磁気信号記録用の磁性皮膜を有
する磁気記録体であって、上記磁性皮膜は、磁性粒子が
溶射により堆積してなる多孔質に形成され、且つ該磁性
皮膜の表面に開口する気孔が磁性粒子よりも軟質の封孔
材により封じられていることを特徴とする磁気記録体。
【請求項２】封孔材は、磁性皮膜の気孔内に埋められて
いる請求項１に記載の磁気記録体。
【請求項３】封孔材は、磁性皮膜の全表面を覆い、且つ
表面が平滑な表面層を形成している請求項１又は請求項
２に記載の磁気記録体。
【請求項４】封孔材は、磁性材料を含んでなる請求項１
乃至請求項３のいずれか一つに記載の磁気記録体。
【請求項５】基材の表面に酸化鉄粉末を溶射してＦｅ₃
Ｏ₄とＦｅＯとを含有する磁気信号記録用の磁性皮膜を
形成する工程と、上記磁性皮膜の上にこの磁性皮膜の表
面に開口する気孔を塞ぐための封孔材を塗布して表面が
平滑な表面層を形成する工程と、上記表面層を２００〜
３００℃の温度で焼き付ける工程とを備えていることを
特徴とする磁気記録体の製造方法。