JP2000340417A - 樹脂磁石組成物 - Google Patents

樹脂磁石組成物

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JP2000340417A
JP2000340417A JP11153957A JP15395799A JP2000340417A JP 2000340417 A JP2000340417 A JP 2000340417A JP 11153957 A JP11153957 A JP 11153957A JP 15395799 A JP15395799 A JP 15395799A JP 2000340417 A JP2000340417 A JP 2000340417A
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resin
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resin magnet
powder
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Eiji Ofuku
英治 大福
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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
    • H01F1/10Magnets 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 non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
    • H01F1/11Magnets 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 non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
    • H01F1/113Magnets 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 non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles in a bonding agent

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低い磁場の印加で容易に高磁力の着磁を行う
ことができ、マグネットローラのように、高磁力で複雑
な磁力パターンが要求される場合でも所望の磁気特性を
容易かつ確実に着磁することができる樹脂磁石組成物を
提供することを目的とする。 【解決手段】 樹脂バインダーに磁性粉を分散してなる
樹脂磁石組成物において、B−H曲線から求められる保
磁力bHcが200kA/m(2513Oe)以下であ
ることを特徴とする樹脂磁石組成物を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂バインダーに
磁性粉を分散した樹脂磁石組成物に関し、更に詳述する
と、比較的低い磁場の印加でも高磁力に着磁することが
でき、容易に高磁力を達成し得、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の電子写真装置や静電記録装置のマグ
ネットローラなどとして好適に使用される樹脂磁石組成
物に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置等に
おいて、感光ドラム等の潜像保持体上の静電潜像を可視
化する現像ローラとして、回転するスリーブ内に樹脂磁
石よりなるマグネットローラを配設し、スリーブ表面に
担持した磁性現像剤(トナー)を該マグネットローラの
磁力特性により潜像保持体上に飛翔させる所謂ジャンピ
ング現象によって、潜像保持体表面にトナーを供給し、
静電潜像を可視化する現像方法が知られている。
【0003】上記マグネットローラを形成する樹脂磁石
としては、ナイロンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂
にフェライトや希土類系合金などの磁性粉を混合分散し
た樹脂磁石組成物が用いられており、マグネットローラ
は、この樹脂磁石組成物を磁場を印加しながら射出成形
又は押出成形することによって、ローラ状に成形すると
共に上記磁性粉を所望の状態に配向させ、これを一旦脱
磁して再び着磁し所望の磁力パターンを付与することに
よって製造されている。
【0004】近年の電子写真装置等の高度化、高速化、
高精度化に伴って、マグネットローラに対してもより高
磁力で複雑な磁力パターンが要求させる傾向にある。ま
た、樹脂磁石は、上記電子写真装置や静電記録装置のマ
グネットローラ以外にも、モータのローターやステータ
ー、センサー用ローター等として種々の電気機器に用い
られており、これらの用途においても電気機器の高度
化、高速化、高精度化に伴って高磁力化が強く要求され
ている。
【0005】しかしながら、従来の樹脂磁石組成物は、
このような高磁力化の要求に十分応え得るものではな
く、磁力特性の向上が望まれている。
【0006】即ち、従来の樹脂磁石組成物では、高磁力
化のために磁性粉を80重量%を超えて高充填すること
が行われているが、このように磁性粉を高充填した樹脂
磁石組成物は確かに高磁力化には有効であるが、所望の
高磁力に着磁するために非常に高い磁場の印加を必要と
し、その着磁操作が煩雑となる。特に、マグネットロー
ラのように成形時に磁場を印加して磁性粉を配向させ、
一旦脱磁した後に着磁を施す場合には、着磁の際は勿
論、脱磁を行う際にも大きな磁場が必要となり、脱・着
磁操作の煩雑さは製造効率上大きな問題となる。また、
マグネットローラでは極異方着磁が行われる上、高磁力
化と共に複雑な磁力パターンが要求される場合が多いた
め、着磁操作時に高い磁場を印加すると、隣り合う磁極
との関係で、所望の磁力パターンが得られない場合もあ
り、できるだけ低い磁場の印加で高い磁力を得ることが
好ましい。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、低い磁場の印加で容易に高磁力の着磁を行うことが
でき、マグネットローラのように、高磁力で複雑な磁力
パターンが要求される場合でも所望の磁力パターンを容
易かつ確実に着磁することができる樹脂磁石組成物を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を行った結果、樹脂バインダーに
磁性粉を分散してなる樹脂磁石組成物において、そのB
−H曲線から求められる保磁力bHcが200kA/m
(2513Oe)以下であれば、比較的低い磁場の印加
により脱磁や着時を容易に行うことができ、マグネット
ローラのように、高磁力で複雑な磁力パターンが要求さ
れる場合でも所望の磁力パターンを容易かつ確実に着磁
し得ることを見出し、本発明を完成したものである。
【0009】従って、本発明は、樹脂バインダーに磁性
粉を分散してなる樹脂磁石組成物において、B−H曲線
から求められる保磁力bHcが200kA/m(251
3Oe)以下であることを特徴とする樹脂磁石組成物を
提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明につき更に詳しく説
明する。本発明の樹脂磁石組成物は、上記のように、樹
脂バインダーに磁性粉を分散したものであり、そのB−
H曲線から求められる保磁力bHcが200kA/m
(2513Oe)以下のものである。
【0011】上記樹脂バインダーとしては、ナイロン
6,ナイロン12等のポリアミド樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリ
ブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂(PPS)、エチレン−酢酸ビニル
共重合体樹脂(EVA)、エチレン−エチルアクリレー
ト樹脂(EEA)、エポキシ樹脂、エチレン−ビニルア
ルコール共重合体(EVOH)、ポリプロピレン,ポリ
エチレン,ポリエチレン共重合体等のポリオレフィン
や、これらポリオレフィンの構造中に無水マレイン酸
基,カルボキシル基,ヒドロキシル基,グリシジル基等
の反応性をもつ官能基を導入した変性ポリオレフィン等
の熱可塑性樹脂が挙げられ、これらの1種又は2種以上
を混合して用いることができる。なお、特に制限される
ものではないが、マグネットローラとする場合にはこれ
らの中でもポリアミド樹脂、EVA、EEAが特に好ま
しく用いられる。
【0012】また、上記磁性粉としては、Srフェライ
ト、Baフェライト等のフェライト粉末やNd−Fe−
B合金、Sm−Co合金、Ce−Co合金等の希土類系
合金粉末などが例示される。ここで、特に制限されるも
のではないが、本発明では高磁力化の観点から、異方性
の磁性粉を用いてこれを所望の磁力パターンに応じて配
向させることが好ましく、異方性の磁性粉としては、異
方性Srフェライト、異方性Baフェライト、異方性N
d−Fe−B合金などが挙げられ、特に異方性Srフェ
ライトや異方性Baフェライトなどの異方性フェライト
粉末が好ましく用いられる。なお、上記Sm−Co合金
及びCe−Co合金は等方性の磁性粉であり、また上記
Srフェライト、Baフェライト及びNd−Fe−B合
金には、異方性のものと等方性のものとがある。
【0013】磁性粉には、必要に応じて適宜な表面処理
を施すことができ、例えば予め磁性粉にカップリング処
理を施して上記樹脂バインダーに混合分散することがで
きる。この場合、カップリング剤としては、γ−ウレイ
ドプロピルトリエトキシシラン,γ−ベンジルアミノプ
ロピルトリメトキシシラン,N−β−(アミノエチル)
−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカ
ップリング剤、又はチタン系カップリング材など、種々
のカップリング剤を用いることができる。
【0014】この磁性粉の配合割合は、要求される磁力
の強さに応じて適宜選定されるものであり、特に制限さ
れるものではないが、組成物全体の80〜94重量%
(密度で2.5〜4.5g/cm2程度)程度とするこ
とが好ましい。
【0015】本発明の樹脂磁石組成物には、上記バイン
ダー成分及び磁性粉に加えて、必要に応じマイカやウィ
スカ或いはタルク、炭素繊維、ガラス繊維等の補強効果
の大きな充填材を添加することができる。即ち、本発明
の樹脂磁石組成物は、その用途に応じて適宜な形状の樹
脂磁石に成形されるが、その樹脂磁石成形物に要求され
る磁力が比較的低く、上記磁性粉の充填量が少ない場合
には、成形物の剛性が低くなりやすく、このような場合
には剛性を補うためにマイカやウィスカ等の充填材を添
加して成形品の補強を行うことができる。この場合、充
填材としては、特に制限されるものではないが、マイカ
或いはウィスカが好ましく、ウィスカとしては、炭化ケ
イ素,窒化ケイ素等からなる非酸化物系ウィスカ、Zn
O,MgO,TiO2,SnO2,Al23等からなる金
属酸化物系ウィスカ、チタン酸カリウム,ホウ酸アルミ
ニウム,塩基性硫酸マグネシウム等からなる複酸化物系
ウィスカなどが挙げられる。中でも、熱可塑性樹脂との
複合化が容易な点から複酸化物系ウィスカが特に好まし
く使用される。
【0016】これら充填材を用いる際の配合割合は、特
に制限されるものではないが、通常は樹脂磁石組成物全
体の2〜32重量%、特に5〜20重量%程度とされ
る。なお、本発明の樹脂磁石組成物には、本発明の目的
を逸脱しない限り、上記充填材以外の添加剤を添加して
差し支えない。
【0017】本発明の樹脂磁石組成物は、そのB−H曲
線から求められる保磁力bHcが200kA/m(25
13Oe)以下のものである。この保磁力bHcは、低
ければ低いほど低い磁場の印加で容易に脱・着磁するこ
とができ、同様の着磁条件であればより高い磁力を得る
ことができるが、この保磁力bHcが低くなりすぎると
それに伴って残留磁束密度Brも低下する傾向にあり、
着磁は容易であるが用途によっては十分な磁力が得られ
なくなる場合もある。従って、この保磁力bHcは、特
に制限されるものではないが、着磁の容易性と得られる
磁力とのバランスから通常50〜200kA/m(62
8〜2513Oe)とすることが好ましく、より好まし
くは100〜200kA/m(1256〜2513O
e)である。
【0018】また、本発明の樹脂磁石組成物は、特に制
限されるものではないが、そのB−H曲線から求められ
る残留磁束密度Brが0.1T以上、特に0.2T以上
であることが好ましい。即ち、この残留磁束密度Brが
0.1T未満であると、上述のように用途によっては十
分な磁力が得られない場合があり、特に電子写真装置や
静電記録装置などに用いられるマグネットローラとする
場合には、磁力が不十分となる場合がある。
【0019】樹脂磁石組成物の保磁力bHcを200k
A/m(2513Oe)以下とする方法としては、磁性
粉と樹脂バインダーとの組み合わせや磁性粉の充填量の
調整など、適宜な方法により調整することができ、特に
制限されるものではないが、高速攪拌するなどの方法に
より力学的衝撃を与えて結晶に歪みを生じさせた磁性粉
を用いることにより、保磁力bHcを低下させる方法が
好ましく採用され、特に異方性フェライトに力学的衝撃
を与えた磁性粉を用いることが、残留磁束密度Brを比
較的高いレベルで維持しつつ保磁力bHcを選択的に低
下させることができることから好ましい。
【0020】本発明の樹脂磁石組成物は、その用途に応
じて適宜な形状の樹脂磁石に成形され、その成形方法に
制限はなく、通常の成形方法により所望の形状に成形す
ることができるが、この場合、上記バインダー、磁性
粉、及び必要に応じて配合される上記充填剤、その他の
添加剤を通常の方法に従って混合し、溶融混練し、ペレ
ット状に成形して、一旦ペレット状の樹脂磁石成形物と
し、これを射出成形又は押し出し成形に供することによ
り用途に応じた所望の形状に成形することが好ましい。
この場合、溶融混練は、二軸混練押出機、KCK混練押
出機等を用いて通常の方法、条件で行うことができる。
【0021】本発明の樹脂磁石組成物は、その用途に応
じた形状に成形した後、用途等に応じた所望の磁力及び
磁力パターンに着磁されるが、この場合特に制限される
ものではないが、異方性の磁性粉を用いた場合には、成
形時に磁場を印加して磁性粉を配向させることにより、
磁性粉を目的とする磁力パターンに応じた配向状態に調
整し、成形後一旦脱磁して、所望の磁力パターンに着磁
することが好ましい。この場合、保磁力bHcが200
kA/m(2513Oe)以下に調整された本発明の樹
脂磁石組成物によれば、比較的低い磁場の印加により容
易に脱磁及び着磁を行うことができ、しかもこのような
比較的低い磁場の印加により容易に高い磁力を着磁する
ことができると共に、印加する磁場の磁力を比較的低く
することができるので、極異方着磁により複雑な磁力パ
ターンに着磁する場合でも、磁極間の干渉による磁力パ
ターンの乱れを可及的に防止して、確実に所望の磁力パ
ターンに着磁することができるものである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂磁石
組成物によれば、そのB−H曲線から求められる保磁力
bHcを200kA/m(2513Oe)以下としたこ
とにより、低い磁場の印加で容易に高磁力の着磁を行う
ことができ、マグネットローラのように、高磁力で複雑
な磁力パターンが要求される場合でも所望の磁気特性を
容易かつ確実に得ることができるものである。
【0023】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明をより
具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限される
ものではない。 [実施例]異方性Srフェライト(日本弁柄(株)製
「NF110」)1.8kgを高速ミキサー(三井金属
高山製)で1500rpmの高速回転により30分攪拌
し、異方性Srフェライトに力学的衝撃を与えた。冷却
後、この異方性Srフェライトをカップリング剤(γ―
ウレイドプロピルトリエトキシシラン、日本ユニカー
(株)製「A1160」)18gとともに上記高速ミキ
サーで攪拌し、表面処理を施した。
【0024】上記表面処理を施した異方性Srフェライ
トに、ポリアミド−6(宇部興産(株)製「P101
0」)0.178kgを混合後、混練機で混練し、ペレ
タイズして、ペレット状の樹脂磁石組成物を調製した。
得られたペレットを射出成形してテストピースを作成
し、そのB−H曲線から保磁力bHc及び残留磁束密度
Brを求めたところ、bHc=183kA/m(230
0Oe)、Br=0.304T、(BH)max=1
8.2kJ/m3であった。
【0025】このペレット状樹脂磁石組成物を、磁場を
印加しながら射出成形して、外径10mm×長さ240
mmのマグネットローラを作成した。得られたマグネッ
トローラを一旦脱磁した後、4個の着磁ヨークを用いて
S極とN極とが90度ずつ変位して交互に形成された4
極の磁力パターンを着磁した。
【0026】得られたマグネットローラの主極の表面磁
力を測定したところ、0.156Tであり、マグネット
ローラの主極として十分な磁力が得られた。
【0027】[比較例]高速攪拌による衝撃付加を行う
ことなく、異方性Srフェライトをそのまま用いたこと
以外は、実施例と同様にしてペレット状の樹脂磁石組成
物を調製した。得られたペレットを射出成形してテスト
ピースを作成し、そのB−H曲線から保磁力bHc及び
残留磁束密度Brを求めたところ、bHc=220kA
/m(2765Oe)、Br=0.298Tであった。
【0028】このペレット状樹脂磁石組成物を用いて、
実施例と同様にマグネットローラを作成し、実施例と同
様の条件で着磁を施した。得られたマグネットローラの
主極の表面磁力を測定したところ、0.145Tであ
り、磁力に劣るものであった。
【0029】上記実施例,比較例から明らかなように、
保磁力bHcが200kA/m(2513Oe)以下で
ある本発明の樹脂磁石組成物によれば、容易に高磁力を
達成し得ることが確認された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08J 5/00 CEZ C08L 101/00 Fターム(参考) 4F071 AA01 AB12 AB18 AE14 AF41 AH14 BA01 BB05 BB06 BC06 4J002 BB031 BB061 BB071 BB121 BC031 BE031 CD001 CF061 CF071 CL011 CN011 DC006 DE116 FB136 FB146 FD010 GR02 5E040 AB04 AB09 BB04 CA01 HB00 HB06 HB07 NN12 NN13

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂バインダーに磁性粉を分散してなる
    樹脂磁石組成物において、B−H曲線から求められる保
    磁力bHcが200kA/m(2513Oe)以下であ
    ることを特徴とする樹脂磁石組成物。
  2. 【請求項2】 B−H曲線から求められる残留磁束密度
    Brが、0.1T以上である請求項1記載の樹脂磁石組
    成物。
  3. 【請求項3】 力学的衝撃を与えた磁性粉を用いた請求
    項1又は2記載の樹脂磁石組成物。
  4. 【請求項4】 磁性粉が、異方性フェライトである請求
    項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂磁石組成物。
  5. 【請求項5】 磁場が印加された状態で所望の形状に成
    形し、一旦脱磁した後、着磁したものである請求項1〜
    4のいずれか1項に記載の樹脂磁石組成物。
  6. 【請求項6】 電子写真装置や静電気録装置に用いられ
    るマグネットローラである請求項1〜5のいずれか1項
    に記載の樹脂磁石組成物。
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