JP2000243612A - 強磁性粉末と紙パルプの複合強磁性体及びその製造方法 - Google Patents

強磁性粉末と紙パルプの複合強磁性体及びその製造方法

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JP2000243612A
JP2000243612A JP11043744A JP4374499A JP2000243612A JP 2000243612 A JP2000243612 A JP 2000243612A JP 11043744 A JP11043744 A JP 11043744A JP 4374499 A JP4374499 A JP 4374499A JP 2000243612 A JP2000243612 A JP 2000243612A
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composite
pulp
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Yoshihisa Kato
喜久 加藤
Katsuji Kusaka
勝司 草加
Yasumasa Kato
靖正 加藤
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
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Abstract

(57)【要約】 【課題】可撓性を有した高品位且つ環境汚染を生じるこ
とのない紙磁石及びその製造方法を提供する。 【解決手段】複合強磁性体を、基材としてのパルプ繊維
に対して強磁性粉末を重量%で75〜90混合して構成
する。その強磁性粉末としては鉄族単体若しくは鉄族を
含む合金又は鉄族元素を含む酸化物を用いることがで
き、また粒子の大きさは球換算平均粒子径で0.1〜1
0μmの範囲とする。その製造方法としては紙パルプを
含む調合後の紙料に強磁性粉末を混合し、その混合スラ
リーを抄紙する方法を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は強磁性粉末と紙パ
ルプの複合強磁性体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、可撓性の磁石シートが様々な用途
に用いられている。例えば教室において画鋲の代りに黒
板等に可撓性磁石シートを吸着させて紙を押え付けて保
持させたり或いは可撓磁石シートそのものに字その他の
表示を行ったりして使うなどである。
【0003】従来この種可撓性磁石シートとして、ゴム
又は樹脂を基材としてこれにフェライト磁性粉末を主原
料とする粉末を均一に混合分散させたものが知られてい
る。この可撓性磁石シートは、通常、フェライト磁性粉
末を主原料とする粉末をゴム又は樹脂と混練し成形する
ことによって作られ、その際に焼結工程が不要であって
衝撃強度が高く、複雑形状品でも比較的簡単に量産でき
ることから広く一般に使用されている。
【0004】図3はこの可撓性磁石シートの製造方法の
概略を示したものである。同図に示しているように先ず
主原料と副原料を混合、混練して顆粒を作り、その後仮
焼成を行ってこれを粉砕する。この粉砕工程までは焼結
磁石と同様である。
【0005】次に粉砕したものをゴムや樹脂と混ぜ、成
形を行った後に着磁処理を行って可撓性磁石シートを得
る。その成形に際して押出成形機やカレンダーロールを
用いて成形を行うときには、最近ではゴムに代わって塩
素化ポリエチレンや塩化ビニールが基材として使われ、
また射出成形機によって成形を行う場合にはナイロン系
の樹脂が使われることが多い。この場合、混合比率によ
って出来上がった製品の硬さが違ってくる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの可撓性磁
石シートの場合、焼結磁石に比べて基材としてのゴムや
樹脂の分だけ強磁性粉末の量が少なく、従って吸着性能
が低くなるのは避けられず、吸着性能を確保するために
は少なくとも厚みが1mm以上必要となる。即ちこの種
従来の可撓性磁石シートの場合、厚みが厚くなってしま
うといった問題がある。
【0007】またこのようにして作られる可撓性磁石
は、石油化学材料である樹脂等を基材として使用するこ
とから、ときとして遷移金属元素等が触媒作用によって
化学反応し基材である樹脂の強度低下を招き、製造性を
著しく阻害する場合がある。また最近では廃棄処理の際
に燃焼によって発生するダイオキシン対応等規制が一段
と厳しさを増し、製造の際の対応が要求される状況にも
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
事情を鑑みてなされたもので、天然素材としてのパルプ
繊維が保有する機能を生かし、機能材料である強磁性粉
末との複合化によって、これまでのフェライト可撓性磁
石より優れた、高品位で環境面にも配慮した新しい複合
強磁性体及びその製造方法を提供することを目的とす
る。而して請求項1はその複合強磁性体に係るもので、
基材としてのパルプ繊維に対して強磁性粉末を重量%で
75〜90混合して成ることを特徴とする。
【0009】請求項2のものは、請求項1に記載の複合
強磁性体において、該複合強磁性体が1mm以下の厚み
の複合強磁性紙であることを特徴とする。
【0010】請求項3のものは、請求項1,2の何れか
に記載の複合強磁性体において、前記強磁性粉末が鉄族
単体若しくは鉄族を含む合金又は鉄族元素を含む酸化物
から成ることを特徴とする。
【0011】請求項4のものは、請求項1〜3の何れか
に記載の複合強磁性体において、前記強磁性粉末の粒子
が球換算平均粒子径で0.1〜10μmの範囲にあるこ
とを特徴とする。
【0012】請求項5は複合強磁性体の製造方法に係
り、紙パルプを含む調合後の紙料と前記請求項1〜4の
何れかの強磁性粉末とを混合した後抄紙を行うことによ
って前記複合強磁性体を得ることを特徴とする。
【0013】請求項6の製造方法は、請求項5に記載の
製造方法において、前記抄紙加工後に多極着磁処理を行
って磁石性能を付与することを特徴とする。
【0014】
【作用及び発明の効果】上記請求項1のものは、従来の
石油化学製品材料を基材として用いたものと本質的に異
なり、天然素材であるパルプ繊維を基材として使用し強
磁性粉末と複合化したもので、この請求項1の複合強磁
性体では叩解によってフィブリル化(細かい繊維状の構
成体で直径は0.1μm程度で、このフィブリルは細か
いミクロフィブリルから成り、形態としてはヒゲ状)し
たパルプ繊維と強磁性粉末とのミクロ的な作用によって
良好な密着性と均一性とが得られ、強度の高い複合強磁
性体が得られる。
【0015】また複合強磁性体を得るに際して抄紙手法
を用いることができ、また上記ミクロ的な作用によるパ
ルプ繊維と強磁性粉末との良好な密着,均一な分散によ
り1mm以下の厚みの薄い複合強磁性体、即ち複合強磁
性紙を得ることができる(請求項2)。即ち通常の紙と
同様に軽く、可撓性に優れ且つ通常の紙とは異なる強磁
性を備えた紙(複合強磁性紙)を得ることができる。
【0016】このように軽くて薄く且つ可撓性に優れた
複合強磁性紙は、字や絵を書き込んだりして通常の紙と
しても使用できる外、これを予め着磁して磁石(紙磁
石)としておけばそのまま例えば黒板(磁性材でできた
黒板)その他に吸着させることができるし、即ち別途の
マグネットによる吸着力で紙を黒板に押し付け保持させ
なくてもそのままこれを黒板等に吸着保持させておくこ
とができるし、或いはカレンダーとか壁紙として構成
し、これを直接後側の下地(磁性材にて形成)にその吸
着力にて張り付けるといったことも可能となる。更には
その壁紙等の上に磁性材から成る各種物品を吸着力にて
一時的に張付保持するといったことも可能となる。或い
はまた上記のような着磁を行わない場合においても、相
手側をマグネットで構成しておけばそのままこれに吸着
させて張付け等を行うことが可能となる。
【0017】更にこの複合強磁性体は天然素材であるパ
ルプ繊維を基材としていることから環境にも優しく、こ
れを燃したときにもダイオキシン等の有害物質を発生さ
せることがない。
【0018】尚、本発明では強磁性粉末をパルプ繊維に
対し重量%で75〜90混合する。ここで強磁性粉末の
混合量を75〜90としているのは、75よりも少ない
と複合強磁性体の吸着性能が減少し、紙自体の重量支持
ができなくなる。また90よりも多いと複合強磁性体の
可撓性が損なわれてしまう。
【0019】本発明においては、上記強磁性粉末として
鉄族単体若しくは鉄族を含む合金又は鉄族元素を含む酸
化物を用いることができる(請求項3)。
【0020】また強磁性粉末の粒子は、球換算平均粒子
径で0.1〜10μmのものを用いることが望ましい
(請求項4)。0.1μmよりも粒子径が小さいと複合
強磁性体に対し十分な磁気特性を付与することが難し
く、また逆に10μmよりも大きいと強磁性粉末粒子が
パルプ繊維に対してミクロ的に十分に密着或いは均一に
分散せず、従って上記75〜90の量でパルプ繊維に対
して混合すること自体が難しくなるのに加えて複合強磁
性体の可撓性、特に紙として用いたときの可撓性が損な
われてしまう。
【0021】本発明においては、上記複合強磁性体を製
造する方法として、紙パルプを含む調合後の紙料を抄紙
する過程で上記強磁性粉末を混合し、強磁性粉末と紙パ
ルプの複合強磁性体を得る方法を好適に採用することが
できる(請求項5)。
【0022】本発明ではこのようにして製造した複合強
磁性体をそのまま用いることもできるが、抄紙加工後に
おいて多極着磁処理を行って磁石性能を付与し、これを
紙磁石として用いるようになすことができる(請求項
6)。
【0023】
【実施の形態】本発明においては例えば図1に示す工程
に従って複合強磁性体を製造することができる。即ち強
磁性粉末の原料を溶解して噴霧し、得られた粉末を分級
(−100メッシュ)して更にこれを微粉砕する。その際
振動ボールミル粉砕機を用いて、好ましくは球換算平均
粒子径で1.6μmの粉末とする。その後磁石性能を高
めるための熱処理として、組織調整熱処理及び磁気的性
能を確保向上させる熱処理としての時効熱処理の2段階
の熱処理を実施し、強磁性微粉末を得る。
【0024】他方、パルプを例えばディスク型のリファ
イナーによって叩解し、パルプ繊維のフィブリル化を行
う。そしてその叩解パルプに添加剤(紙力剤,定着剤,
填料等)を調合して紙料とする。
【0025】そしてそれら紙料と強磁性微粉末とをミキ
サーで混合し、その後抄紙を行う。その抄紙は例えば抄
紙機に所望する厚さに応じて混合スラリー溶液を投入
し、脱水することによって行う。その後湿紙状態にある
強磁性紙を乾燥し成形する。その乾燥と成形は例えば磁
性紙を熱盤プレスによってプレスすることにより行うこ
とができる。続いて着磁機によって強磁性紙の多極着磁
を行い、ここにおいて可撓性紙磁石が得られる。
【0026】
【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。先ず
強磁性粉末として、表1に示した成分組成の水アトマイ
ズ法によって製造されたアルニコ合金粉末(−100メ
ッシュ)を用いた。
【0027】
【表1】
【0028】この粉末を振動ボールミルによって粉砕
し、球換算平均粒子径1.6μmの微粉末を得た。ここ
で振動ボールミルの粉砕法は湿式粉砕法とし、粉砕媒体
にφ5/8″(インチ)径のカーボン鋼球を使用し、媒
体充填率を80%(13kg),振動数1200CP
M,全振幅8mmとし、アルニコ合金粉末の装入量を2
kgとして50Hr粉砕することによって所望とする微
粉末を得た。
【0029】上記の微粉末粒子サイズは、複合強磁性体
を形成する上で重要な要素である。即ち粉末平均粒子径
が10μmより大きくなると、基材であるパルプに対す
る充填率に影響を及ぼし、80%以上の高充填化を望む
ことができなくなるばかりかパルプに対するリテンショ
ンも低下し、屈曲した際において破断を生じ易くなって
十分可撓性が得られない。
【0030】上記処理に続いて、磁石としての機能を得
る最も重要な要素である熱処理を実施した。通常アルニ
コ磁石は1300K以上の温度で溶体化処理を行いα単
相化する。しかし微粉末の場合、焼結(拡散)反応によ
る凝集・粗大化を防止するため1200K以下の温度で
熱処理する必要がある。
【0031】こうしたことから、本粉末の場合組織調整
熱処理として1048K×5min(Ar雰囲気)の条
件で熱処理を実施し、単相α(bcc)をα1+α2に
2相分離させた後、更に組織差を付与させるため873
K×3hrの条件で時効熱処理を実施し、強磁性微粉末
を得た。
【0032】次に基材とするパルプに添加剤として紙力
剤:アミド系レジン,定着剤:カチオン化レジン,填
料:珪酸アルミニウム系填料を表2に示す配合にて調合
して紙料とした後、強磁性微粉末と紙料とを4枚ブレー
ド付ミキサーにより85:15の比率(重量比率)で混
合した。
【0033】
【表2】
【0034】この混合の際において注意すべきことは、
そのまま強磁性微粉末と紙料とを水中にて混合した場
合、強磁性微粉末が保有している表面エネルギーの作用
によって凝集状態が発生し、均一に分散しなくなること
である。このことはパルプと強磁性微粉末の均質なる混
合状態を得る際の妨げとなり、成形後における着磁工程
での着磁の際に着磁不良を招き、複合強磁性体における
磁気的性質や吸着性にばらつきが発生し、機能が損なわ
れてしまう。この点に関する方策として、界面活性剤を
使用して強磁性微粉末を分散させ、パルプとの均一な混
合スラリーを得ることがポイントとなる。
【0035】次に、得られた均質な複合磁性スラリーを
抄紙機中の紙床に流し込み、プレス・脱水し湿潤紙を得
た。この湿潤紙を電気加熱方式による熱盤プレス(加圧
能力35ton/cm)により60〜120℃の温度
にて加圧・加熱し、0.35t(厚み)×200W
(幅)×250L(長さ)mmサイズのアルニコ強磁性
紙が得られた。
【0036】続いて図2に示す方法でパルス着磁を行
い、紙を基材とするアルニコ強磁性紙磁石製品を得た。
得られた紙磁石の特性を、比較例としてのボンド磁石及
び塗布法によって得られた紙磁石とともに表3に示して
いる。表3の結果から本発明例の紙磁石(内填法)の場
合良好な磁気特性及び可撓性(屈伸性)を有しているこ
とが分る。
【0037】
【表3】
【0038】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた形態,態様で構成,実施可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての複合強磁性体の製
造工程を示したブロック図である。
【図2】本発明の実施例における着磁方法の説明図であ
る。
【図3】従来のフェライト可撓性磁石の製造工程を示し
たブロック図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材としてのパルプ繊維に対して強磁性
    粉末を重量%で75〜90混合して成ることを特徴とす
    る強磁性粉末と紙パルプの複合強磁性体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の複合強磁性体におい
    て、該複合強磁性体が1mm以下の厚みの複合強磁性紙
    であることを特徴とする強磁性粉末と紙パルプの複合強
    磁性体。
  3. 【請求項3】 請求項1,2の何れかに記載の複合強磁
    性体において、前記強磁性粉末が鉄族単体若しくは鉄族
    を含む合金又は鉄族元素を含む酸化物から成ることを特
    徴とする強磁性粉末と紙パルプの複合強磁性体。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れかに記載の複合強磁
    性体において、前記強磁性粉末の粒子が球換算平均粒子
    径で0.1〜10μmの範囲にあることを特徴とする強
    磁性粉末と紙パルプの複合強磁性体。
  5. 【請求項5】 紙パルプを含む調合後の紙料と前記請求
    項1〜4の何れかの強磁性粉末とを混合した後抄紙を行
    うことによって前記複合強磁性体を得ることを特徴とす
    る強磁性粉末と紙パルプの複合強磁性体の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の製造方法において、前
    記抄紙加工後に多極着磁処理を行って磁石性能を付与す
    ることを特徴とする強磁性粉末と紙パルプの複合強磁性
    体の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102587215A (zh) * 2012-03-02 2012-07-18 陕西科技大学 一种带有磁特性纸张的制备方法
CN102587194A (zh) * 2012-03-02 2012-07-18 陕西科技大学 一种高强度磁性纸的制备方法
JP2015513569A (ja) * 2012-02-10 2015-05-14 セルテック・アクチボラゲットCellutech Ab 磁性ナノ粒子で修飾されたセルロースナノフィブリル

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