JP2009242544A - Magnet material composition - Google Patents

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JP2009242544A JP2008090253A JP2008090253A JP2009242544A JP 2009242544 A JP2009242544 A JP 2009242544A JP 2008090253 A JP2008090253 A JP 2008090253A JP 2008090253 A JP2008090253 A JP 2008090253A JP 2009242544 A JP2009242544 A JP 2009242544A
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Masaharu Iwai
雅治 岩井
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Kaneka Corp
Tochigi Kaneka Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems that conventional magnet rollers react to applied magnetic fields and deform due to the use of a ferromagnetic body powder during molding magnet pieces, thereby causing crack, etc., it is difficult to carry out continuous extrusion molding by rupture of molded articles, it is difficult to carry out lamination with sufficient accuracy by generation of meandering when laminating magnet pieces on a shaft periphery surface, which may result in image degradation, and in particular, when a ferromagnetic powder is used on the basis of a rare earth-based magnetic powder, conventional magnet rollers are very easy to react to applied magnetic fields and it is more difficult to carry out continuous extrusion molding, due to the high residual magnetic flux density, and so on. <P>SOLUTION: A magnet material composition for extrusion molding is used wherein, in a mixture based on a ferromagnetic powder and resin binder, the weight ratio of a ferromagnetic powder in the mixture is 50-95 wt.%, the melt viscosity of the mixture is 30-45 N×m, and the bending strength after molding is 150×10<SP>5</SP>-250×10<SP>5</SP>N/m<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に組み込まれるマグネットローラ用の磁石材料組成物に関する。   The present invention relates to a magnet material composition for a magnet roller incorporated in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.

複写機、プリンタ、ファクシミリ等における粉末トナーを用いた画像形成装置に組み込まれるマグネットローラとしては、金属シャフトの外周に複数のマグネットピースを配置したマグネットローラが代表的であり、従来から、(1)磁石材料組成物として、樹脂またはゴムからなるバインダーと、磁性粉と、粒径1μm以下の微粒子の混合または混練物を用い、これを磁場中押出成形した、変形が少なくかつ磁力の大きいマグネットローラ(特許文献1)、あるいは、(2)強磁性体粉末と樹脂バインダーを用いた押出成形用樹脂磁石材料において、樹脂バインダーがエチレンエチルアクリレート系樹脂を主成分とし、該樹脂バインダーに対して水添スチレン系熱可塑性エラストマーを20〜40部添加することにより、磁束密度の低下がなくマグネットピースの割れを防止することができるマグネットローラ(特許文献2)等が知られている。
特開平9−283315 特開2006−199804
As a magnet roller incorporated in an image forming apparatus using powdered toner in a copying machine, a printer, a facsimile machine or the like, a magnet roller having a plurality of magnet pieces arranged on the outer periphery of a metal shaft is typical. Conventionally, (1) As a magnetic material composition, a binder or roller made of resin or rubber, a mixture of magnetic powder, and fine particles having a particle size of 1 μm or less, or a kneaded product, which is extruded in a magnetic field, is a magnet roller (low deformation and high magnetic force). Patent Document 1) or (2) In a resin magnet material for extrusion using a ferromagnetic powder and a resin binder, the resin binder is mainly composed of an ethylene ethyl acrylate resin, and hydrogenated styrene is added to the resin binder. By adding 20 to 40 parts of the thermoplastic elastomer, the magnetic flux density is reduced. Ku magnet roller can be prevented cracking of the magnet pieces (Patent Document 2) are known.
JP-A-9-283315 JP 2006-199804 A

しかしながら、従来のマグネットローラは、フェライト系磁性粉等の強磁性体粉末を用いるため、マグネットピースの成形時に印加磁場に反応して変形し、これによりクラック等が発生したり、また成形品が断裂して連続押出成形しにくい問題がある。また、マグネットピースをシャフト外周面に貼り合わせる際、蛇行が発生して、外周面に精度良く貼り合わせることが難しく、磁極位置のバラツキの原因となり、画質が低下する可能性がある。さらに、環境変化(温度や湿度、等)により該マグネットピースに反りが発生する場合がある。特に、高磁束密度のマグネットピースを得る目的で、強磁性粉末として希土類系磁性粉を主体に用いた場合、その高い残留磁束密度(Br)のため、印加磁場に非常に反応しやすく、そのため磁場印加時の変形はフェライト系磁性粉よりはるかに大きく、連続押出成形がさらに困難となる。   However, since conventional magnet rollers use a ferromagnetic powder such as ferrite magnetic powder, they deform in response to an applied magnetic field during molding of the magnet piece, which causes cracks or the molded product to break. Thus, there is a problem that continuous extrusion molding is difficult. Further, when the magnet piece is bonded to the outer peripheral surface of the shaft, meandering is generated, and it is difficult to bond the magnetic piece to the outer peripheral surface with high accuracy, which may cause variations in the magnetic pole position and reduce the image quality. Further, the magnet piece may be warped due to environmental changes (temperature, humidity, etc.). In particular, when rare earth magnetic powder is mainly used as a ferromagnetic powder for the purpose of obtaining a magnet piece having a high magnetic flux density, it is very easy to react to an applied magnetic field because of its high residual magnetic flux density (Br). Deformation at the time of application is much larger than that of ferrite magnetic powder, making continuous extrusion more difficult.

特許文献1でも、特に強磁性粉末として高い残留磁束密度(Br)である希土類系磁性粉を多量に用いた場合、高Brが故に印加磁場に強く反応し、その結果、磁場押出成形中に成形品が大きく変形し、該成形品にクラックが入ったり、断裂したりし、押出成形性が低下する場合がある。   Even in Patent Document 1, particularly when a large amount of rare earth magnetic powder having a high residual magnetic flux density (Br) is used as a ferromagnetic powder, it reacts strongly to the applied magnetic field because of the high Br, and as a result, forming during magnetic field extrusion molding. The product may be greatly deformed, the molded product may be cracked or torn, and the extrusion moldability may be reduced.

また、特許文献2でも、水添スチレン系熱可塑性エラストマーを添加することにより、成形品のクラックが良好となるが、特に高い残留磁束密度(Br)である異方性希土類磁性粉末を多量に用いた場合、印加磁場による変形が大きくなり、クラックが発生する場合がある。   Also in Patent Document 2, the addition of a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer improves the cracks of the molded product, but a particularly large amount of anisotropic rare earth magnetic powder having a high residual magnetic flux density (Br) is used. In such a case, the deformation due to the applied magnetic field increases, and cracks may occur.

本発明は、強磁性粉末と樹脂バインダーを主体とする混合物において、該混合物中の強磁性粉末の重量比が50wt%以上95wt%以下であり、該混合物の溶融粘度が30N・m以上45N・m以下、かつ、成形後の曲げ強度が150×10N/m以上250×10N/m以下とした押出成形用磁石材料組成物である。 According to the present invention, in a mixture mainly composed of ferromagnetic powder and resin binder, the weight ratio of the ferromagnetic powder in the mixture is 50 wt% or more and 95 wt% or less, and the melt viscosity of the mixture is 30 N · m or more and 45 N · m or less. The extrusion molding magnet material composition has a bending strength after molding of 150 × 10 5 N / m 2 or more and 250 × 10 5 N / m 2 or less.

また、本発明は、好ましくは上記強磁性粉末が少なくとも異方性希土類磁性粉とフェライト系磁性粉とを含み、該異方性希土類磁性粉:該フェライト系磁性粉=100〜50:0〜50、とした押出成形用磁石材料組成物である。   In the present invention, preferably, the ferromagnetic powder includes at least an anisotropic rare earth magnetic powder and a ferrite magnetic powder, and the anisotropic rare earth magnetic powder: the ferrite magnetic powder = 100 to 50: 0 to 50. It is a magnet material composition for extrusion molding.

さらに、該樹脂バインダーを、好ましくはメルトマスフローレイト(MFR)が2g/10min以上5g/10min以下のポリオレフィン系樹脂とした押出成形用磁石材料組成物である。   Furthermore, it is a magnet material composition for extrusion molding, wherein the resin binder is preferably a polyolefin resin having a melt mass flow rate (MFR) of 2 g / 10 min to 5 g / 10 min.

本発明により、磁場印加時の変形を防止できクラックが発生せず連続押出成形が可能となり、かつ、所望の高磁束密度のマグネットピースを得ることができ、マグネットピースをシャフトの外周部に精度よく貼り合わせることができ、高画質化が可能となる。さらに、異方性希土類磁性粉等の高残留磁束密度(Br)の磁性粉であっても、押出成形性や磁気特性を犠牲にすることなく、樹脂中の磁性粉含率を高くすることができ、また、成形品の強度が向上し、押出成形性を安定させることができる。   According to the present invention, deformation at the time of applying a magnetic field can be prevented, cracks can be prevented and continuous extrusion molding can be performed, and a magnet piece having a desired high magnetic flux density can be obtained. It can be pasted together, and high image quality is possible. Furthermore, even in the case of magnetic powder having a high residual magnetic flux density (Br) such as anisotropic rare earth magnetic powder, the content of magnetic powder in the resin can be increased without sacrificing extrusion moldability and magnetic properties. In addition, the strength of the molded product can be improved and the extrusion moldability can be stabilized.

次に、本発明の押出成形用磁石材料組成物について例をあげて詳細に説明する。   Next, the magnet material composition for extrusion molding of the present invention will be described in detail with examples.

本発明は、強磁性粉末と樹脂バインダーを主体とする混合物において、強磁性粉末の重量比が50wt%以上95wt%以下であり、溶融粘度が30N・m以上45N・m以下、かつ、成形後の曲げ強度が150×10N/m以上250×10N/m以下とした押出成形用磁石材料組成物である。 The present invention provides a mixture mainly composed of ferromagnetic powder and resin binder, wherein the weight ratio of the ferromagnetic powder is 50 wt% or more and 95 wt% or less, the melt viscosity is 30 N · m or more and 45 N · m or less, and It is a magnet material composition for extrusion molding with a bending strength of 150 × 10 5 N / m 2 or more and 250 × 10 5 N / m or less.

前記樹脂バインダーとしてポリオレフィン系樹脂を5〜50重量%(滑剤、安定剤等を含む)、前記強磁性粉末として異方性フェライト系磁性粉末を95〜50重量%とし、必要に応じて、前記強磁性粉末の表面処理剤としてシラン系やチタネート系等のカップリング剤、流動性を良好にするポリスチレン系・フッ素系滑剤等、安定剤、可塑剤、もしくは難燃剤などを添加し、混合分散し、溶融混練し、ペレット状に成形する。   The resin binder is 5 to 50% by weight of polyolefin resin (including lubricants, stabilizers, etc.), and the ferromagnetic powder is anisotropic ferrite magnetic powder of 95 to 50% by weight. As a surface treatment agent for magnetic powder, coupling agents such as silane and titanate, polystyrene and fluorine lubricants that improve fluidity, stabilizers, plasticizers, flame retardants, etc. are added, mixed and dispersed, Melt-knead and form into pellets.

上記ペレットを溶融状態にして、図1のような成形装置(金型)を用いて、150K・A/m〜2400K・A/mの磁場を印加しながら押出成形をし、図2のような配向着磁されたマグネットピース(3)を得る。成形時に印加する配向着磁磁場は、各磁極に要求される磁束密度仕様により適宜選択すればよい。また、要求磁気特性によっては成形時に配向着磁磁場を印加せず、成形後に着磁してもよい。   The pellets are melted and extruded using a molding apparatus (die) as shown in FIG. 1 while applying a magnetic field of 150 K · A / m to 2400 K · A / m, as shown in FIG. An orientationally magnetized magnet piece (3) is obtained. The orientation magnetization magnetic field applied at the time of molding may be appropriately selected according to the magnetic flux density specification required for each magnetic pole. Further, depending on the required magnetic properties, the orientation magnetization magnetic field may not be applied at the time of molding, and may be magnetized after molding.

上記で得られたマグネットピース(3)をシャフト(5)の外周部に貼り合わせて図3のようなマグネットローラを形成する。   The magnet piece (3) obtained above is bonded to the outer periphery of the shaft (5) to form a magnet roller as shown in FIG.

上記ペレットは、樹脂バインダーの分子量、エラストマーの添加、可塑剤(炭化水素系)の添加量、フェライトの粒径分布や含率、成形条件(成形温度等)等を調整することにより、溶融粘度が170〜180℃で30N・m以上45N・m以下、成形後のマグネット成形品の曲げ強度が150×10N/m以上250×10N/m以下となるようにする。溶融粘度は、樹脂バインダーの分子量を高くしたり、可塑剤の添加量を少なくしたり、成形温度を下げたりすると高くなる。曲げ強度は、エラストマーを添加したり、樹脂バインダーとしてエチレンエチルアクリレート樹脂を選択した場合はエチレンエチル基(EA基)を多くすると高くなる。 By adjusting the molecular weight of the resin binder, addition of elastomer, addition amount of plasticizer (hydrocarbon), particle size distribution and content of ferrite, molding conditions (molding temperature, etc.), etc., the pellets have a melt viscosity. The bending strength of the magnet molded product after molding is set to 150 × 10 5 N / m 2 or more and 250 × 10 5 N / m or less at 170 to 180 ° C. at 30 N · m to 45 N · m. The melt viscosity increases as the molecular weight of the resin binder is increased, the amount of plasticizer added is decreased, or the molding temperature is lowered. The bending strength increases when an elastomer is added or when an ethylene ethyl acrylate resin is selected as a resin binder and the number of ethylene ethyl groups (EA groups) is increased.

上記溶融粘度が30N・m未満の場合は、磁場中押出成形時に金型(押出ダイス)から押出されるマグネットピースの印加磁場による変形が大きくなり、所望の形状が得られなくなったり、変形によりクラック等が発生し、また成形品が断裂し連続押出成形ができなくなる場合があり、45N・mを超える場合は、マグネットピース中の磁性粒子の配向度が低下し、所望の磁気特性が得られなくなったり、また、押出成形時の押出トルクが大きくなり、押出機の破損に繋がったりする場合がある。   When the melt viscosity is less than 30 N · m, deformation due to the applied magnetic field of the magnet piece extruded from the mold (extrusion die) during extrusion in a magnetic field becomes large, and a desired shape cannot be obtained, or cracks due to deformation May occur, and the molded product may be torn and continuous extrusion molding may not be possible. If it exceeds 45 N · m, the degree of orientation of the magnetic particles in the magnet piece will decrease and the desired magnetic properties will not be obtained. Moreover, the extrusion torque at the time of extrusion molding becomes large, which may lead to breakage of the extruder.

上記マグネットピースの曲げ強度が150×10N/m未満の場合は、該マグネットピースをシャフト外周面に貼り合わせる場合、蛇行が発生し、磁極位置のバラツキの原因となり、画質が低下する可能性があり、250×10N/mを超える場合は、シャフト外周面には精度良く貼り合わせることができるが、環境変化(温度や湿度、等)により該マグネットピースに反りが発生し、シャフトから剥がれたり、マグネットローラ全体の反りの原因となる場合がある。 When the bending strength of the magnet piece is less than 150 × 10 5 N / m 2 , when the magnet piece is bonded to the outer peripheral surface of the shaft, meandering occurs, causing variation in the magnetic pole position and image quality can be degraded. If it exceeds 250 × 10 5 N / m 2 , it can be bonded to the outer peripheral surface of the shaft with high precision, but the magnet piece warps due to environmental changes (temperature, humidity, etc.) It may cause peeling from the shaft or warping of the entire magnet roller.

上記に示した強磁性粉末の含有率が50重量%未満では、磁性粉不足により、マグネットピースの磁気特性が低下して所望の磁力が得られにくくなり、また該強磁性粉末の含有率が95重量%を超えると、バインダー不足となり成形性が損なわれるおそれがある。   If the content of the ferromagnetic powder shown above is less than 50% by weight, the magnetic properties of the magnet piece are reduced due to the lack of magnetic powder, making it difficult to obtain a desired magnetic force, and the content of the ferromagnetic powder is 95. If it exceeds wt%, the binder becomes insufficient and the moldability may be impaired.

ここで、上記フェライト磁性粉は等方性あるいは異方性のどちらでもよいが、磁気特性への寄与を考えると異方性フェライト磁性粉の方が好ましい。   Here, the ferrite magnetic powder may be either isotropic or anisotropic, but anisotropic ferrite magnetic powder is preferred in view of contribution to magnetic properties.

上記のフェライト磁性粉としては、MO・nFe(nは自然数)で代表される化学式を持つフェライト磁性粉などがあげられる。式中のMとして、Sr、Baまたは鉛などの1種または2種以上が適宜選択して用いられる。 Examples of the ferrite magnetic powder include ferrite magnetic powder having a chemical formula represented by MO.nFe 2 O 3 (n is a natural number). As M in the formula, one or more of Sr, Ba, lead and the like are appropriately selected and used.

また、本発明は、上記強磁性粉末が少なくとも異方性希土類磁性粉とフェライト系磁性粉とを含み、該異方性希土類磁性粉:該フェライト系磁性粉=100〜50:0〜50とした押出成形用磁石材料組成物であることが好ましい。   In the present invention, the ferromagnetic powder includes at least an anisotropic rare earth magnetic powder and a ferrite magnetic powder, and the anisotropic rare earth magnetic powder: the ferrite magnetic powder = 100 to 50: 0 to 50. It is preferably a magnet material composition for extrusion molding.

異方性希土類磁性粉末の割合を50wt%未満にした場合、所望の高磁束密度を満足するマグネットピースを得られない場合がある。   When the ratio of the anisotropic rare earth magnetic powder is less than 50 wt%, a magnet piece that satisfies a desired high magnetic flux density may not be obtained.

より高い磁束密度のマグネットピースを得るためには、該異方性希土類磁性粉を通常90重量%以上、好ましくは95重量%以上含むことが望ましい。   In order to obtain a magnet piece having a higher magnetic flux density, it is desirable that the anisotropic rare earth magnetic powder is usually contained 90% by weight or more, preferably 95% by weight or more.

前記樹脂バインダーとしてポリオレフィン系樹脂を5〜50重量%(滑剤、安定剤等を含む)、強磁性粉末を95〜50重量%とし、該強磁性粉末中の異方性希土類磁性粉末(SmFeN系等)の割合を100〜50wt%とし、必要に応じて、前記強磁性粉末の表面処理剤としてシラン系やチタネート系等のカップリング剤、流動性を良好にするポリスチレン系・フッ素系滑剤等、安定剤、可塑剤、もしくは難燃剤などを添加し、混合分散し、溶融混練し、ペレット状に成形する。   The resin binder is 5 to 50% by weight of polyolefin resin (including lubricants, stabilizers, etc.), and the ferromagnetic powder is 95 to 50% by weight. An anisotropic rare earth magnetic powder (SmFeN type or the like) in the ferromagnetic powder. ) Of 100 to 50 wt%, and if necessary, as a surface treatment agent for the ferromagnetic powder, a coupling agent such as a silane or titanate, a polystyrene or fluorine lubricant for improving fluidity, and the like. An agent, a plasticizer, or a flame retardant is added, mixed and dispersed, melted and kneaded, and formed into a pellet.

上記ペレットを溶融状態にして、図1のような成形装置(金型)を用いて、150K・A/m〜2400K・A/mの磁場を印加しながら押出成形をし、図2のような配向着磁されたマグネットピース(3)を得る。成形時に印加する配向着磁磁場は、各磁極に要求される磁束密度仕様により適宜選択すればよい。また、要求磁気特性によっては成形時に配向着磁磁場を印加せず、成形後に着磁してもよい。   The pellets are melted and extruded using a molding apparatus (die) as shown in FIG. 1 while applying a magnetic field of 150 K · A / m to 2400 K · A / m, as shown in FIG. An orientationally magnetized magnet piece (3) is obtained. The orientation magnetization magnetic field applied at the time of molding may be appropriately selected according to the magnetic flux density specification required for each magnetic pole. Further, depending on the required magnetic properties, the orientation magnetization magnetic field may not be applied at the time of molding, and may be magnetized after molding.

上記で得られたマグネットピース(3)をシャフト(5)の外周部に貼り合わせて図3のようなマグネットローラを形成する。   The magnet piece (3) obtained above is bonded to the outer periphery of the shaft (5) to form a magnet roller as shown in FIG.

成形時の溶融粘度および成形品の曲げ強度は上記と同様に調整する。   The melt viscosity at the time of molding and the bending strength of the molded product are adjusted in the same manner as described above.

また、上記に示した少なくとも異方性希土類磁性粉とフェライト系磁性粉とを含む強磁性粉末の含有率が50重量%未満では、磁性粉不足により、マグネットローラの磁気特性が低下して所望の磁力が得られにくくなり、またそれらの含有率が95重量%を超えると、バインダー不足となり成形性が損なわれるおそれがある。   In addition, if the content of the ferromagnetic powder including at least the anisotropic rare earth magnetic powder and the ferrite magnetic powder shown above is less than 50% by weight, the magnetic characteristics of the magnet roller are deteriorated due to a lack of magnetic powder, and the desired properties are obtained. When it becomes difficult to obtain a magnetic force and the content thereof exceeds 95% by weight, the binder is insufficient and the moldability may be impaired.

上記の異方性希土類磁性粉としては、SmFeN系以外にNdFeB系等などがあげられる。また、異方性希土類磁性粉の残留磁束密度(Br)は1T以上が好ましい。   Examples of the anisotropic rare earth magnetic powder include NdFeB system and the like in addition to SmFeN system. Further, the residual magnetic flux density (Br) of the anisotropic rare earth magnetic powder is preferably 1T or more.

特に、異方性希土類磁性粉末のように高い残留磁束密度(Br)の場合、印加磁場に非常に反応しやすく、その結果磁場印加時の変形はフェライト系磁性粉よりはるかに大きい。   In particular, in the case of a high residual magnetic flux density (Br) such as anisotropic rare earth magnetic powder, it is very easy to react to the applied magnetic field, and as a result, the deformation at the time of applying the magnetic field is much larger than that of the ferrite magnetic powder.

上記のように、従来法での磁場中押出成形では、磁場印加による成形品の変形が大きく、該変形により成形品にクラックが発生し、連続押出成形ができない場合がる。また、該変形を修正するため押出金型(押出ダイス)を調整するのに時間を要する場合もある。更に、従来法で成形時の変形を小さくするように押出成形用磁石材料組成物を調整した場合、所望の磁束密度が得られない場合(所望より低くなる)がある。   As described above, in the extrusion method in the magnetic field according to the conventional method, the deformation of the molded product due to the application of the magnetic field is large, and the deformation may cause a crack in the molded product, and continuous extrusion molding may not be performed. Further, it may take time to adjust the extrusion die (extrusion die) in order to correct the deformation. Furthermore, when the extrusion molding magnetic material composition is adjusted so as to reduce deformation during molding by the conventional method, a desired magnetic flux density may not be obtained (lower than desired).

本発明は、磁場押出成形時の溶融粘度、かつ、成形品の曲げ強度をそれぞれ特定の範囲にすることにより、磁場印加時の変形を防止できクラックが発生せず連続押出成形が可能となり、かつ、所望の高磁束密度のマグネットピースを得ることができ、マグネットピースをシャフトの外周部に精度よく貼り合わせることができ、高画質化が可能となる。   In the present invention, the melt viscosity at the time of magnetic field extrusion molding, and the bending strength of the molded product are each in a specific range, so that deformation at the time of magnetic field application can be prevented, cracks do not occur, and continuous extrusion molding is possible, and Thus, a magnet piece having a desired high magnetic flux density can be obtained, and the magnet piece can be bonded to the outer peripheral portion of the shaft with high accuracy, so that high image quality can be achieved.

マグネットピース材料として、すべてのマグネットピースに上記ペレットを用いてもよいが、要求磁束密度仕様やコスト等を考慮し、高磁束密度が必要な磁極用のマグネットピースにのみに上記ペレットを用い、それ以外のマグネットピースには従来の異方性フェライト系樹脂磁石材料等を用いてもよく、適宜設計すればよい。また、上記ペレット以外の成形方法は、射出成形、圧縮成形、等いずれでもよい。   As a magnet piece material, the above pellets may be used for all magnet pieces, but considering the required magnetic flux density specifications and costs, the above pellets are used only for magnetic pieces for magnetic poles that require high magnetic flux density. For other magnet pieces, a conventional anisotropic ferrite resin magnet material or the like may be used and may be appropriately designed. The molding method other than the pellet may be injection molding, compression molding, or the like.

マグネットピース材料の樹脂バインダーとしては、上記ではポリオレフィン系樹脂を用いて説明したが、これに制限されるものではなく、磁性粉を混ぜた場合、混合物の溶融粘度が30N・m以上45N・m以下、かつ、成形後の曲げ強度が150×10N/m以上250×10N/m以下になるものが、一般に使用できる。 As the resin binder of the magnet piece material, the polyolefin resin has been described above. However, the present invention is not limited to this, and when the magnetic powder is mixed, the melt viscosity of the mixture is 30 N · m to 45 N · m. and that the bending strength after molding is 150 × 10 5 N / m 2 or more 250 × 10 5 N / m 2 or less, can be generally used.

通常、樹脂バインダーとしては、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PPS(ポリフェニレンスフィド)、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)、EVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合体)及びPVC(ポリ塩化ビニル)などの1種類または2種類以上、もしくはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びポリイミド樹脂などの熱硬化樹脂の1種類または2種類以上を混合して用いることができる。なかでも、メルトマスフローレイト(MFR)が2g/10min以上5g/10min以下であるポリオレフィン系樹脂が好ましい。   Usually, as the resin binder, polyolefin resin, polyamide resin, polystyrene resin, PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PPS (polyphenylene sulfide), EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer), EVOH ( 1 type or 2 or more types such as ethylene-vinyl alcohol copolymer) and PVC (polyvinyl chloride), or heat such as epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, furan resin, unsaturated polyester resin and polyimide resin One kind or two or more kinds of curable resins can be mixed and used. Of these, polyolefin resins having a melt mass flow rate (MFR) of 2 g / 10 min or more and 5 g / 10 min or less are preferable.

なお、上記のメルトマスフローレイト(MFR)は、JIS K−6922−2に準拠して、加熱された円筒容器内で一定量の合成樹脂を、定められた温度で加熱・加圧し、容器底部に設けられた開口部(ノズル)から10分間あたりに押出された樹脂量で測定される。   The melt mass flow rate (MFR) is based on JIS K-6922-2, and a certain amount of synthetic resin is heated and pressurized at a predetermined temperature in a heated cylindrical container to It is measured by the amount of resin extruded per 10 minutes from the provided opening (nozzle).

メルトマスフローレイト(MFR)が2g/10min以上5g/10min以下であるポリオレフィン系樹脂を用いることにより、上述した、磁場押出成形時の溶融粘度、かつ、成形品の曲げ強度をそれぞれ特定の範囲に容易に調整することができる。   By using a polyolefin-based resin having a melt mass flow rate (MFR) of 2 g / 10 min or more and 5 g / 10 min or less, the above-described melt viscosity at the time of magnetic field extrusion molding and the bending strength of the molded product can be easily in a specific range, respectively. Can be adjusted.

なお、このメルトマスフローレイトは以後、MFRと略して記載する。   This melt mass flow rate is hereinafter abbreviated as MFR.

また、本明細書においては、5極構成のマグネットロールで説明したが、本発明は5極構成のマグネットロールのみに限定されない。すなわち、所望の磁束密度と磁界分布により、磁極数や磁極位置も適宜設定すればよい。   Further, in the present specification, the description has been given of the five-pole magnet roll, but the present invention is not limited to the five-pole magnet roll. That is, the number of magnetic poles and the magnetic pole position may be set as appropriate according to the desired magnetic flux density and magnetic field distribution.

以下に本発明を実施例および比較例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

(実施例1)
図4のN1のマグネットピース材料は、その組成を、強磁性粉末として異方性フェライト磁性粉(同和エレクトロニクス株式会社製NF−350)90重量%、樹脂バインダーとしてエチレンエチルアクリレート樹脂(日本ユニカー株式会社製NCU−6220、MFR=4g/10min)10重量%(可塑剤、滑剤、安定剤、含む)とし、これらを混合し、溶融混練し、ペレット状に成形し、このペレットを溶融状態にし、図1の成形装置(金型)を用いて160℃で押出成形した。
Example 1
The N1 magnet piece material in FIG. 4 is composed of 90% by weight of anisotropic ferrite magnetic powder (NF-350 manufactured by Dowa Electronics Co., Ltd.) as a ferromagnetic powder, and ethylene ethyl acrylate resin (Nihon Unicar Co., Ltd.) as a resin binder. NCU-6220 manufactured, MFR = 4g / 10min) 10% by weight (including plasticizer, lubricant, stabilizer), these are mixed, melt-kneaded, formed into pellets, and the pellets are melted. Extrusion molding was performed at 160 ° C. using No. 1 molding apparatus (mold).

上記ペレットの溶融粘度を175℃で38N・mとし、押出成形後のマグネットピースの曲げ強度を200×10N/mとした。 The melt viscosity of the pellets was 38 N · m at 175 ° C., and the bending strength of the magnet piece after extrusion was 200 × 10 5 N / m 2 .

上記で得られたマグネットピースを、外径φ6mm、長さ370mmのSUM22製シャフトの外周に貼り合わせ、図3のようなマグネットローラを得た。マグネットローラ本体部の外径はφ13.6、マグネット本体部(マグネットピース)の長さは320mm、とした。   The magnet piece obtained above was bonded to the outer periphery of a SUM22 shaft having an outer diameter of 6 mm and a length of 370 mm to obtain a magnet roller as shown in FIG. The outer diameter of the magnet roller main body was 13.6 mm, and the length of the magnet main body (magnet piece) was 320 mm.

溶融粘度は、ラボプラストミル(東洋精機製30C150)を用い、ミキサー空間60cmの80%を満たすようにペレットを投入し、175℃、スクリュー回転速度25rpmで10分間撹拌して、最低トルク値を測定し、該溶融粘度とした。 Melt viscosity, using a laboplastomill (manufactured by Toyo Seiki 30C150), the pellet was charged so as to satisfy 80% of the mixer space 60cm 3, 175 ° C., and stirred for 10 minutes at a screw speed 25 rpm, the minimum torque value Measured and used as the melt viscosity.

曲げ強度は、ASTM D790に準拠して測定した。   The bending strength was measured according to ASTM D790.

得られたマグネットローラの磁束密度は、マグネットローラの両端軸部を支持し、マグネットローラを回転させながら、マグネットローラの中心から8mm離れた位置(スリーブ上)にプローブ(Bell社製磁束密度センサー)をセットし、ガウスメータにて周方向磁束密度値を軸方向において3箇所測定し(マグネット両端部から中央部に向かって10mmの位置および軸方向中央部)、主極(最も磁束密度が高い極)であるN1極の磁束密度値と該磁極位置を求めた。磁極位置のネジレは、上記3箇所で測定した磁極位置で、最大磁極位置(角度)から最小磁極位置(角度)を引いた値である。N1極磁束密度は85mT以上、磁極位置のネジレは3°以下であれば実用上問題ない。   The magnetic flux density of the obtained magnet roller is a probe (Bell magnetic flux density sensor) at a position (on the sleeve) 8 mm away from the center of the magnet roller while rotating the magnet roller while supporting the shafts on both ends of the magnet roller. , And measure the circumferential magnetic flux density in the axial direction with a gauss meter at three locations (10 mm from the both ends of the magnet toward the central portion and the axial central portion), and the main pole (the pole with the highest magnetic flux density) The magnetic flux density value of the N1 pole and the magnetic pole position were obtained. The twist of the magnetic pole position is a value obtained by subtracting the minimum magnetic pole position (angle) from the maximum magnetic pole position (angle) at the magnetic pole positions measured at the three locations. If the N1 pole magnetic flux density is 85 mT or more and the twist at the magnetic pole position is 3 ° or less, there is no practical problem.

押出成形性は、観察により、次の4段階で評価した。◎:成形性良好、○:成形性実用上問題なし、△:成形性やや悪い(形状保持できず、微少クラック有り、等)、×:成形性悪い(クラック有り、断裂有り、等)
たわみ量は、図5のように、マグネットピース(全長320mm)の軸方向端部(20mm)のみを保持し、たわみ量を測定した。たわみ量は140mm以下であれば実用上問題ない。
Extrudability was evaluated by the following four stages by observation. ◎: Good formability, ○: No problem in practical use, △: Slightly poor formability (shape cannot be retained, fine cracks, etc.), ×: Poor formability (cracks, cracked, etc.)
As shown in FIG. 5, the deflection amount was measured by holding only the axial end (20 mm) of the magnet piece (total length 320 mm). If the amount of deflection is 140 mm or less, there is no practical problem.

主極であるN1極原料の溶融粘度および曲げ強度、押出成形性、N1極の磁束密度および磁極位置のネジレ、成形品(マグネットピース)のたわみ量の評価結果を表1に示した。   Table 1 shows the evaluation results of the melt viscosity and bending strength, extrusion moldability, N1 pole magnetic flux density and twist of the pole position, and the deflection of the molded product (magnet piece) of the N1 pole raw material which is the main pole.

Figure 2009242544
(実施例2)
樹脂バインダーとしてエチレンエチルアクリレート樹脂(日本ユニカー株式会社製NC
U−6225、MFR=5g/10min)を用い、上記ペレットの溶融粘度を175℃
で30N・mとし、押出成形後のマグネットピースの曲げ強度を150×10N/mとする以外はすべて実施例1と同様に行なった。
Figure 2009242544
(Example 2)
Ethylene ethyl acrylate resin as resin binder (NC manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd.
U-6225, MFR = 5 g / 10 min) and the pellets have a melt viscosity of 175 ° C.
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the bending strength of the magnet piece after extrusion was set to 150 × 10 5 N / m 2 .

(実施例3)
樹脂バインダーとしてエチレンエチルアクリレート樹脂(日本ユニカー株式会社製NCU−6221、MFR=3g/10min)を用い、上記ペレットの溶融粘度を175℃で45N・mとし、押出成形後のマグネットピースの曲げ強度を250×10N/mとする以外はすべて実施例1と同様に行なった。
(Example 3)
Using ethylene ethyl acrylate resin (NCU-6221 manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., MFR = 3 g / 10 min) as the resin binder, the melt viscosity of the above pellets is 45 N · m at 175 ° C., and the bending strength of the magnet piece after extrusion molding is The same procedure as in Example 1 was performed except that 250 × 10 5 N / m 2 was applied.

(実施例4)
図4のN1のマグネットピース材料の強磁性粉末として異方性希土類磁性粉(住友金属鉱山製SFN合金微粉B)90重量%とする以外はすべて実施例1と同様に行なった。
各評価結果を表1に示した。N1磁束密度は120mT以上であり、実用上好ましい。
Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed except that the anisotropic rare earth magnetic powder (SFN alloy fine powder B manufactured by Sumitomo Metal Mining) was 90% by weight as the ferromagnetic powder of the N1 magnet piece material of FIG.
The evaluation results are shown in Table 1. The N1 magnetic flux density is 120 mT or more, which is practically preferable.

(実施例5)
図4のN1のマグネットピース材料の強磁性粉末として異方性希土類磁性粉(住友金属鉱山製SFN合金微粉B)90重量%とする以外はすべて実施例2と同様に行なった。
各評価結果を表1に示した。N1磁束密度は120mT以上であり、実用上好ましい。
(Example 5)
The same procedure as in Example 2 was performed except that 90 wt% of anisotropic rare earth magnetic powder (SFN alloy fine powder B manufactured by Sumitomo Metal Mining) was used as the ferromagnetic powder of the N1 magnet piece material of FIG.
The evaluation results are shown in Table 1. The N1 magnetic flux density is 120 mT or more, which is practically preferable.

(実施例6)
図4のN1のマグネットピース材料の強磁性粉末として異方性希土類磁性粉(住友金属鉱山製SFN合金微粉B)90重量%とする以外はすべて実施例3と同様に行なった。
各評価結果を表1に示した。N1磁束密度は120mT以上であり、実用上好ましい。
(Example 6)
The same procedure as in Example 3 was performed except that the anisotropic rare earth magnetic powder (SFN alloy fine powder B manufactured by Sumitomo Metal Mining) was 90% by weight as the ferromagnetic powder of the N1 magnet piece material of FIG.
The evaluation results are shown in Table 1. The N1 magnetic flux density is 120 mT or more, which is practically preferable.

(実施例7)
図4のN1のマグネットピース材料の強磁性粉末として、異方性希土類磁性粉(住友金属鉱山製SFN合金粉B):異方性フェライト磁性粉(同和エレクトロニクス株式会社製NF−350)=95wt%:5wt%の割合で混合し、前記混合磁性粉を90wt%とする以外はすべて実施例2と同様に行った。
各評価結果を表1に示した。N1磁束密度は120mT以上であり、実用上好ましい。
(Example 7)
As a ferromagnetic powder of the N1 magnet piece material of FIG. 4, anisotropic rare earth magnetic powder (SFN alloy powder B manufactured by Sumitomo Metal Mining): anisotropic ferrite magnetic powder (NF-350 manufactured by Dowa Electronics Co., Ltd.) = 95 wt% : 5 wt% was mixed in the same manner as in Example 2 except that the mixed magnetic powder was changed to 90 wt%.
The evaluation results are shown in Table 1. The N1 magnetic flux density is 120 mT or more, which is practically preferable.

(比較例1)
樹脂バインダーとしてエチレンエチルアクリレート樹脂(日本ユニカー株式会社製NCU−6170、MFR=6g/10min)を用い、上記ペレットの溶融粘度を175℃で25N・mとし、押出成形後のマグネットピースの曲げ強度を100×10N/mとする以外はすべて実施例1と同様に行なった。各評価結果を表1に示した。
(Comparative Example 1)
Using ethylene ethyl acrylate resin (NCU-6170 manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., MFR = 6 g / 10 min) as a resin binder, the pellet has a melt viscosity of 25 N · m at 175 ° C., and the bending strength of the magnet piece after extrusion molding The same procedure as in Example 1 was performed except that 100 × 10 5 N / m 2 was applied. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例2)
樹脂バインダーとしてエチレンエチルアクリレート樹脂(日本ユニカー株式会社製NCU−6520、MFR=1.6g/10min)を用い、上記ペレットの溶融粘度を175℃で50N・mとし、押出成形後のマグネットピースの曲げ強度を300×10N/mとする以外はすべて実施例1と同様に行なった。各評価結果を表1に示した。
(Comparative Example 2)
Bending of magnet piece after extrusion molding using ethylene ethyl acrylate resin (NCU-6520, manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., MFR = 1.6 g / 10 min) as the resin binder, and the pellet having a melt viscosity of 50 N · m at 175 ° C. The same procedure as in Example 1 was performed except that the strength was 300 × 10 5 N / m 2 . The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例3)
樹脂バインダーとしてエチレンエチルアクリレート樹脂(日本ユニカー株式会社製NCU−6170、MFR=6g/10min)を用い、上記ペレットの溶融粘度を175℃で25N・mとし、押出成形後のマグネットピースの曲げ強度を100×10N/mとする以外はすべて実施例4と同様に行なった。各評価結果を表1に示した。
(Comparative Example 3)
Using ethylene ethyl acrylate resin (NCU-6170 manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., MFR = 6 g / 10 min) as a resin binder, the pellet has a melt viscosity of 25 N · m at 175 ° C., and the bending strength of the magnet piece after extrusion molding All operations were performed in the same manner as in Example 4 except that 100 × 10 5 N / m 2 was applied. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例4)
樹脂バインダーとしてエチレンエチルアクリレート樹脂(日本ユニカー株式会社製NCU−6520、MFR=1.6g/10min)を用い、上記ペレットの溶融粘度を175℃で50N・mとし、押出成形後のマグネットピースの曲げ強度を300×10N/mとする以外はすべて実施例4と同様に行なった。各評価結果を表1に示した。
(Comparative Example 4)
Bending of magnet piece after extrusion molding using ethylene ethyl acrylate resin (NCU-6520, manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., MFR = 1.6 g / 10 min) as the resin binder, and the pellet having a melt viscosity of 50 N · m at 175 ° C. The same procedure as in Example 4 was performed except that the strength was 300 × 10 5 N / m 2 . The evaluation results are shown in Table 1.


実施例1〜7は比較例1〜4を比べ、押出成形性、磁気特性(N1磁束密度、N1磁極ネジレ)、たわみ量、が良好となっている。

Examples 1 to 7 are superior to Comparative Examples 1 to 4 in terms of extrudability, magnetic properties (N1 magnetic flux density, N1 magnetic pole twist), and deflection amount.

実施例2と比較例1、実施例5と比較例3、を比べると、比較例1と3は押出成形性が△あるいは×〜△、N1磁極ネジレが3°を超え、たわみ量も140mmを超えていることから、溶融粘度は30N・m以上、曲げ強度は150N/m以上の範囲で良好となることがわかる。 When Example 2 and Comparative Example 1 are compared, and Example 5 and Comparative Example 3 are compared, Comparative Examples 1 and 3 have an extrudability of Δ or × ˜Δ, the N1 magnetic pole twist exceeds 3 °, and the amount of deflection is 140 mm. Since it exceeds, it turns out that melt viscosity becomes favorable in 30 N * m or more and bending strength in the range of 150 N / m < 2 > or more.

実施例3と比較例2、実施例6と比較例4、を比べると、比較例2と4は押出成形性が△あるいは×〜△、N1磁束密度が低いことから、溶融粘度は45N・m以下、曲げ強度は250N/m以下の範囲で良好となることがわかる。 When Example 3 and Comparative Example 2 are compared, and Example 6 and Comparative Example 4 are compared, Comparative Examples 2 and 4 have an extrusion moldability of Δ or × ˜Δ and a low N1 magnetic flux density, so the melt viscosity is 45 N · m. Hereinafter, it can be seen that the bending strength is good in the range of 250 N / m 2 or less.

マグネットピースの成形装置(金型)Magnet piece molding equipment (mold) マグネットピースの斜視図Perspective view of magnet piece マグネットローラの斜視図Perspective view of magnet roller マグネットローラの磁気パターン図Magnetic pattern of magnet roller マグネットピースのたわみ量の測定方法を説明する図The figure explaining the measuring method of the deflection amount of a magnet piece

符号の説明Explanation of symbols

1 励磁源
2 ヨーク
3 マグネットピース
4 磁性粒子配向方向
5 シャフト
6 磁束密度パターン
7 N1極磁束密度ピーク値およびN1磁極位置
8 スリーブ
9 マグネットピース支持治具
10 マグネットピースたわみ強度測定装置ベース台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excitation source 2 Yoke 3 Magnet piece 4 Magnetic particle orientation direction 5 Shaft 6 Magnetic flux density pattern 7 N1 pole magnetic flux density peak value and N1 magnetic pole position 8 Sleeve 9 Magnet piece support jig 10 Magnet piece deflection strength measuring device base stand

Claims (3)

強磁性粉末と樹脂バインダーを主体とする混合物において、該混合物中の強磁性粉末の重量比が50wt%以上95wt%以下であり、該混合物の溶融粘度が30N・m以上45N・m以下、かつ、成形後の曲げ強度が150×10N/m以上250×10N/m以下であることを特徴とする押出成形用磁石材料組成物。 In the mixture mainly composed of the ferromagnetic powder and the resin binder, the weight ratio of the ferromagnetic powder in the mixture is 50 wt% or more and 95 wt% or less, and the melt viscosity of the mixture is 30 N · m or more and 45 N · m or less, and A magnet material composition for extrusion molding, wherein the bending strength after molding is 150 × 10 5 N / m 2 or more and 250 × 10 5 N / m 2 or less. 上記強磁性粉末が少なくとも異方性希土類磁性粉とフェライト系磁性粉とを含み、該異方性希土類磁性粉:該フェライト系磁性粉=100〜50:0〜50であることを特徴とする請求項1記載の押出成形用磁石材料組成物。   The ferromagnetic powder contains at least an anisotropic rare earth magnetic powder and a ferrite magnetic powder, and the anisotropic rare earth magnetic powder: the ferrite magnetic powder = 100 to 50: 0 to 50. Item 2. The magnet material composition for extrusion molding according to Item 1. 樹脂バインダーが、メルトマスフローレイト(MFR)2g/10min以上5g/10min以下のポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の押出成形用磁石材料組成物。   The magnet material composition for extrusion molding according to claim 1 or 2, wherein the resin binder is a polyolefin resin having a melt mass flow rate (MFR) of 2 g / 10 min to 5 g / 10 min.
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