JP3301382B2 - 樹脂磁石用組成物及び該組成物を用いてなるマグネットローラ - Google Patents

樹脂磁石用組成物及び該組成物を用いてなるマグネットローラ

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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
磁性粉を混合分散してなり、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などの樹脂磁石成形物
の成形材料として好適に使用される樹脂磁石用組成物、
及び該樹脂磁石用組成物を用いて成形したマグネットロ
ーラに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、複写機、プリンタ等の電子写
真装置や静電記録装置などにおいて、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により成形されたマグネ
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】従来、上記マグネットローラは、熱可塑性
樹脂のバインダーに磁性粉体を混合した樹脂磁石組成物
を、周囲に磁場を形成した金型を用いて射出成形又は押
出成形することによって、ローラ状に成形すると共に、
所望の磁力特性に着磁させることにより、製造されてい
る。
【0004】また、近年の電子写真装置等の進歩に伴っ
て、マグネットローラに対してもより複雑な磁力パター
ンが要求される傾向にあり、この要求に応えるため、目
的とする磁力パターンに応じた磁極を着磁させた複数の
マグネット片を上記樹脂磁石組成物で成形し、これらを
シャフトの周囲に貼り合わせることにより所望の磁力パ
ターンを構成することも行われている。
【0005】このような、マグネットローラを得るため
の樹脂磁石用組成物としては、フェライトや希土類磁石
等の磁性粉をポリアミド−6、ポリアミド−12等のポ
リアミド樹脂やポリプロピレンなどからなる樹脂バイン
ダー中に混合分散したものが従来から用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
OA機器の高度化、高速化、高精度化などにともなって
マグネットローラの高磁力化に対する要求が高まってき
ており、この要求に応えるため、マグネットローラを構
成する樹脂磁石組成物の磁性粉充填量を多くする必要が
生じているが、磁性粉の充填量を多くすると、マグネッ
トローラ等の樹脂磁石成形物の強度が低下してしまうと
いう問題点がある。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、樹脂バインダーに磁性粉を混合分散してなる樹脂磁
石組成物において、磁性粉の充填量を多くしても得られ
る成形物の強度が低下することなく、十分な強度を有す
る樹脂磁石成形物を得ることができる樹脂磁石用組成
物、及び該樹脂磁石用組成物を用いて強度を低下させる
ことなく高磁力化を達成したマグネットローラを提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、樹脂バインダーに磁性粉を混合分散して樹脂磁石用
組成物を調製する場合に、上記樹脂バインダーとして、
数平均分子量7000〜11000のポリアミド樹脂に
数平均分子量11000超〜14000のポリアミド樹
脂を添加混合したもので、かつGPCにより得られた分
子量分布チャートにメインピークよりも高分子量側に1
以上の他のピーク又はショルダーを有するポリアミド樹
脂バインダーを用いることにより、高磁力化のために磁
性粉の充填量を多くしても強度低下を生じることなく成
形物の高磁力化を達成し得、十分な強度を有する高磁力
の樹脂磁石成形物を得ることができ、この樹脂磁石用組
成物を用いてマグネットローラを成形することにより、
高磁力化の要求を十分に満足し得るマグネットローラが
強度の問題を生じることなく得られることを見い出し、
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
粉を混合分散してなる樹脂磁石用組成物において、上記
樹脂バインダーが、数平均分子量7000〜11000
のポリアミド樹脂に数平均分子量11000超〜140
00のポリアミド樹脂を添加混合したもので、かつGP
Cにより得られた分子量分布チャートにメインピークよ
りも高分子量側に1以上の他のピーク又はショルダーを
有するポリアミド樹脂バインダーであることを特徴とす
る樹脂磁石用組成物、及び、該樹脂磁石用組成物を成形
してなることを特徴とするマグネットローラを提供する
ものである。
【0010】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の樹脂磁石用組成物は、上記のように、GPC
(透過クロマトグラフィー)により得られる分子量分布
チャートに、メインピークよりも高分子量側に1以上の
他のピーク又はショルダーが現れる樹脂バインダーに、
磁性粉を混合分散したものである。
【0011】上記樹脂バインダーは、GPCにより上述
した分子量分布チャートが得られるものであり、本発明
では、主材となるポリアミド樹脂により高分子量のポリ
アミド樹脂を添加混合してこのような分子量分布を達成
した樹脂バインダーが用いられる。
【0012】
【0013】ポリアミド樹脂としては、ポリアミド1
1、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド6、
ポリアミド6.66、ポリアミド6.6T、ポリアミド
610、ポリアミド612、ポリアミド66、ポリアミ
ド66.6、ポリアミド6T、芳香族ポリアミド、非晶
質ポリアミド、ポリアミドイミドなどが挙げられる。
【0014】上記ポリアミド樹脂を用いて本発明の樹脂
バインダーを得る場合、数平均分子量7000〜110
00のポリアミド樹脂を主材とし、これに数平均分子量
11000超〜14000の高分子量ポリアミドを添加
混合して上記本発明の樹脂バインダーとする。上記両ポ
リアミド樹脂の混合割合は、特に制限されるものではな
いが、主材ポリアミド樹脂/高分子量ポリアミド樹脂
で、10/1〜1/1(重量比)とすることが好まし
い。この場合、高分子量ポリアミドの添加量が少ない
と、GPCによる分子量分布チャートにおいてメインピ
ークよりも高分子量側に明確な他のピークやショルダー
を得ることができず、磁性粉を高充填した際の強度低下
を効果的に防止することができずに本発明の目的を達成
し得ない場合がある。一方、高分子量ポリアミドの添加
量が多すぎると、組成物の流動性が低下して成形性が低
下する場合がある。
【0015】このように、本発明の樹脂磁石用組成物
は、GPCにより得られた分子量分布チャートにメイン
ピークよりも高分子量側に1以上の他のピーク又はショ
ルダーを有する樹脂バインダーを用いたものである。こ
の場合、GPC、即ちゲル透過クロマトグラフィーは、
公知の方法により行うことができ、適宜なカラム、溶離
液及び検出機を用いて行うことができる。また、分子量
分布チャートは、適宜な標準試料を用いて得られた検量
線から分子量を求め、グラフ化することにより容易に作
成することができる。
【0016】次に、上記樹脂バインダー中に混合分散さ
れる磁性粉としては、従来からマグネットローラ用の樹
脂磁石組成物などに用いられている公知の磁性粉を用い
ることができ、具体的には、Srフェライト,Baフェ
ライト等のフェライト粉末やSm−Co合金,Nd−F
−B合金,Ce−Co合金等の希土類系合金粉末などを
例示することができる。なお、磁性粉には必要に応じて
公知の前処理を施しておくことができ、例えばフェライ
ト粉末に公知のカップリング剤を用いて表面処理を施し
て本発明に用いることができる。
【0017】この磁性粉の配合割合は、成形物に要求さ
れる磁力の強さに応じて適宜選定されるもので、特に制
限されるものではなく、通常は樹脂マグネット全体の7
0〜95重量%程度(密度が2.5〜6g/cm2
度)とされるが、特に本発明においては80重量%以上
(密度3g/cm2以上)、特に85〜95重量%(密
度が3.2〜6g/cm2)もの大量充填を行っても得
られる成形物に強度低下を生じされることなく、十分な
強度を有する成形物を得ることができる。例えば、本発
明の樹脂磁石組成物を用いてマグネットローラを成形す
ることにより、高磁力で十分な強度を有するマグネット
ローラを得ることができ、具体的には、樹脂バインダー
としてポリアミド樹脂を用いた場合、磁性粉の充填量を
80重量%以上(密度3g/cm2以上)、特に85〜
95重量%(密度が3.2〜6g/cm2)の大量充填
とし高磁力化しても、ASTM D−790による3点
曲げ強さ試験で、1400kgf/cm2以上、特に1
500〜2000kgf/cm2の十分な強度を維持し
たマグネットローラが得られるものである。
【0018】本発明の樹脂磁石用組成物には、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用
充填材を添加することができる。この場合、本発明に好
適に用いられる充填材としては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、ZnO,MgO,Ti
2,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
げられるが、これらの中ではプラスチックとの複合化が
容易な点から複酸化物系ウィスカが特に好適に使用され
る。
【0019】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、
本発明樹脂磁石用組成物には、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も差し支え
ない。
【0020】また、本発明のマグネットローラは、上記
本発明の樹脂磁石組成物を用いて成形したものであり、
これにより、強度低下を招くことなく高磁力化を達成し
得るものである。即ち、上記本発明の樹脂磁石用組成物
は、磁性粉を大量充填しても得られる成形物に大幅な強
度低下が生じることはなく、十分な強度を有する高磁力
化されたマグネットローラが得られるものである。
【0021】この場合、上記樹脂磁石用組成物を用いて
本発明のマグネットローラを成形する際の成形法は、射
出成形法でも押し出し成形法でもよいが、射出成形法に
より成形する場合に、本発明の効果が特に顕著である。
また、本発明のマグネットローラは、通常樹脂磁石から
なるローラ本体と、該ローラ本体の両端部から突出する
シャフト部とを具備した構成とされるが、この場合、金
属等からなるシャフトを金型にセットしてその外周に上
記樹脂磁石用組成物でローラ本体を成形してもよく、ま
たシャフト部とローラ本体とを上記樹脂磁石用組成物で
一体に成形してもよい。更に、高度で複雑な磁力特性が
要求される場合などには、樹脂磁石用組成物を用いて複
数の樹脂磁石片を成形し、これらを金属等からなるシャ
フトの外周に張り合わせてローラ本体を形成してもよ
い。この場合、勿論全ての樹脂磁石片を上記本発明の樹
脂磁石用組成物で成形してもよいが、場合によっては特
に高い磁力が要求される樹脂磁石片のみを上記本発明の
樹脂磁石用組成物を用いて成形してもよい。また、マグ
ネットローラの着磁は、金型の周囲に磁場を成形して成
形と同時に行っても、成形後に公知の着磁機を用いて行
ってもよい。
【0022】なお、本発明の樹脂磁石用組成物は、上記
マグネットローラの成形材料として好適に使用されるも
のであるが、その用途はこれに限定されるものではな
く、種々の樹脂磁石成形物用の成形材料として好適に使
用される。
【0023】
【発明の効果】本発明の樹脂磁石用組成物は、磁性粉の
充填量を多くしても十分な強度を維持した成形物を得る
ことができ、強度の問題を生じることなく、成形物の高
磁力化を達成することができる。従って、該樹脂磁石用
組成物を用いた本発明のマグネットローラは、十分な強
度を維持した上で高磁力化を達成し得、近年の高磁力化
に対する要求に応えることができるものである。
【0024】
【実施例】以下、実施例,比較例を示し本発明の効果を
より具体的に示すが、本発明は下記実施例に限定される
ものではない。
【0025】[実施例]異方性Srフェライト(日本弁
柄(株)製、OP−71)1.8kgをカップリング剤
(日本ユニカー(株)製Al160)18gとともに高
速ミキサーで撹拌し上記異方性Srフェライトに表面処
理を施した。一方、ポリアミド−6(宇部興産(株)製
P1010、数平均分子量10000)0.15kgと
高分子量ポリアミド−6(宇部興産(株)製P101
3、数平均分子量13000)0.05kgを混合して
樹脂バインダーを調整し、この樹脂バインダーと上記異
方性フェライトとを混練機(KCK(株)製)で混練し
てペレタイズし、樹脂磁石用組成物を得た。
【0026】一方、上記樹脂バイダーを下記条件でGP
Cにかけ、標準ポリプロピレングリコールを用いて作成
した検量線を用いて分子量分布を求め、これをグラフ化
して図1に示した分子量分布チャートを得た。図1に示
されているように、この樹脂バインダーは、メインピー
クの高分子量側にショルダー状のサブピークを有するも
のであった。GPC条件 カラム:東ソー社製 GMHHR−M×2本 45℃ 検出機:東ソー社製 RIRI8010 45℃ 溶離液:10mMトリフルオロ酢酸ナトリウム/1,
1,13,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール溶
液 1.0ml/min
【0027】次に、金型に金属性のシャフトを配置し、
このシャフトの周囲に上記樹脂磁石用組成物を射出注入
して射出成形法により直径13mm,長さ240mmの
ローラを成形した。なお、成形条件は下記の通りであ
る。成形条件 シリンダー温度:300℃ 金型温度:100℃ 射出圧力:70[kg/cm2
【0028】得られたローラに着磁機を用いて着磁を施
してマグネットローラを得た。得られたマグネットロー
ラの表面磁力を測定したところ、1000Gを超える高
磁力が達成されていた。また、このマグネットローラの
強度をASTM D−790に規定された3点曲げ強さ
により測定したところ、1600kgf/cm2であ
り、十分な強度を有していた。
【0029】[比較例]高分子量ポリアミドを用いず
に、ポリアミド−6(宇部興産(株)製P1010、数
平均分子量10000)0.2kgのみを樹脂バインダ
ーとして用いたこと以外は、実施例と同様にして樹脂磁
石用組成物を得た。
【0030】一方、図1に示したように、上記樹脂バイ
ンダーについて、実施例1と同様にして分子量分布チャ
ートを作成した。図1に示されているように、この樹脂
バインダーの分子量分布曲線には、メインピークの他に
ピークやショルダーは現れなかった。
【0031】この樹脂磁石組成物を用いて実施例と同様
にしてマグネットローラを得、その表面磁力及び3点曲
げ強さを実施例と同様にして測定したところ、1000
Gを超える高磁力が達成されていたが、3点曲げ強さは
1300kgf/cm2であり、強度の低下がみられ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例,比較例で調製した樹脂磁石用組成物を
構成する樹脂バインダー成分のGPCによる分子量分布
チャートを示すグラフである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−179506(JP,A) 特開 平9−35919(JP,A) 特開 平6−69014(JP,A) 特開 平8−236330(JP,A) 特開 平9−148114(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 1/032 - 1/08 C08L 77/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂バインダーに磁性粉を混合分散して
    なる樹脂磁石用組成物において、上記樹脂バインダー
    が、数平均分子量7000〜11000のポリアミド樹
    脂に数平均分子量11000超〜14000のポリアミ
    ド樹脂を添加混合したもので、かつGPCにより得られ
    た分子量分布チャートにメインピークよりも高分子量側
    に1以上の他のピーク又はショルダーを有するポリアミ
    ド樹脂バインダーであることを特徴とする樹脂磁石用組
    成物。
  2. 【請求項2】 両ポリアミド樹脂の混合割合が、数平均
    分子量7000〜11000のポリアミド樹脂/数平均
    分子量11000超〜14000のポリアミド樹脂=1
    0/1〜1/1(重量比)である請求項1記載の樹脂磁
    石用組成物。
  3. 【請求項3】 磁性粉の配合量が組成物の80重量%以
    上である請求項1又は2記載の樹脂磁石用組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹
    脂磁石用組成物を成形してなることを特徴とするマグネ
    ットローラ。
  5. 【請求項5】 3点曲げ強度が、1400kgf/cm
    2以上である請求項4記載のマグネットローラ。
  6. 【請求項6】 射出成形法により得られたものである請
    求項4又は5記載のマグネットローラ。
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