JP6814056B2 - フェライト粉および樹脂組成物 - Google Patents
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Description
本発明のフェライト粉は、金属探知機で検出可能なフェライト粉であって、ハードフェライト粒子と、ソフトフェライト粒子とを含み、
10k・1000/4πA/mの磁場をかけたときのVSM測定による、残留磁化が20A・m 2 /kg以上40A・m 2 /kg以下、飽和磁化が60A・m 2 /kg以上90A・m 2 /kg以下、かつ、保磁力が40kA/m以上180kA/m以下であり、
経時的に変動する磁場を印加することで金属を検知するタイプの金属探知機、および、磁気センサーで直接磁束を測定するタイプの金属探知機のいずれでも検出可能であることを特徴とする。
樹脂材料とを含むことを特徴とする。
《フェライト粉》
まず、本発明のフェライト粉について説明する。
例えば、金属粉末を用いた場合には、酸化等の化学反応により変質しやすく、優れた特性を安定的に発揮することが困難であり、金属探知機による検出が困難になる場合がある。特に、粒子状の金属(金属粒子)は、表面積が大きいため、上記のような問題がより顕著に発生する。また、金属材料には、人体に有害な材料も多い。
本発明のフェライト粉中に含まれるハードフェライト粒子は、ハードフェライトを含む材料で構成されていればよく、例えば、Ba系フェライト等で構成されていてもよいが、Srを7.8質量%以上9.0質量%以下、Feを61.0質量%以上65.0質量%以下、含有しているのが好ましい。
、Srの量が過剰となり、粒子中に比較的多くのSrOが含まれることとなったり、Srフェライト以外のSr−Fe酸化物が含まれることとなり、飽和磁化が低下し、金属探知機の種類等によっては、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出が困難となる可能性がある。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
ただし、ハードフェライト粒子中に含まれるハードフェライト以外の成分の含有率は、1.0質量%以下であるのが好ましい。
粒子の表面処理に用いる表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、リン酸系化合物、カルボン酸、フッ素系化合物等が挙げられる。
乾式混合は、例えば、ヘンシェルミキサー等を用い、1分以上、好ましくは3分以上60分以下の時間混合して造粒する。
造粒物の焼成は、例えば、固定式電気炉等を用いて行うことができる。
本発明のフェライト粉中に含まれるソフトフェライト粒子は、ソフトフェライトを含む材料で構成されていればよく、例えば、Ni−Zn−Cu系のフェライト等で構成されていてもよいが、Mnを3.5質量%以上20.0質量%以下、Feを50.0質量%以上70.0質量%以下、含有するのが好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
ただし、ソフトフェライト粒子中に含まれるソフトフェライト以外の成分の含有率は、1.0質量%以下であるのが好ましい。
粒子の表面処理に用いる表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、リン酸系化合物、カルボン酸、フッ素系化合物等が挙げられる。
得られた混合物を、仮焼成し仮焼結物とする。
その後、造粒粉を本焼成することにより、フェライト粉が得られる。
次に、本発明の樹脂組成物について説明する。
このような場合でも、前述したのと同様の効果が得られる。
次に、本発明の成形体について説明する。
中でも、本発明の成形体は、食品の製造、加工、包装現場で用いられるのが好ましい。
また、成形体の製造時には、複数種の樹脂組成物を組み合わせて用いてもよい。
各実施例および各比較例のフェライト粉の製造に先立ち、以下のようにしてハードフェライト粒子の集合体、ソフトフェライト粒子の集合体を製造した。
(実験例H1)
まず、Fe2O3とSrCO3とを用意し、これらを、モル比で、5.6:1.0の割合で、ヘンシェルミキサーに投入し、10分間乾式混合、造粒した。
また、ハードフェライト粒子の体積平均粒径は、1.8μmであった。
造粒物の製造に用いる材料の比率を表1に示すようにした以外は、前記実験例H1と同様にしてハードフェライト粒子の集合体を製造した。
まず、Fe2O3とSrCO3とを用意し、これらを、モル比で、5.75:1.0の割合で混合した。次いで、この混合物を乾式のメディアミル(振動ミル、1/8インチ径のステンレスビーズ)で4.5時間粉砕し、得られた粉砕物をローラーコンパクターにて、約1mm角のペレットにした。このペレットを目開き3mmの振動篩にて粗粉を除去し、次いで目開き0.5mmの振動篩にて微粉を除去した後、ロータリー式電気炉で、1080℃で3時間加熱し、仮焼成を行い、仮焼結体を得た。
次に、得られたスラリーを、スプレードライヤーで噴霧乾燥し、造粒物を得た。
また、ハードフェライト粒子の体積平均粒径は、15.0μmであった。
仮焼結体に対する粉砕処理の条件、スプレードライヤーによる噴霧乾燥の条件、造粒物に対する粒度調整の条件を変更した以外は、前記実験例H4と同様にしてハードフェライト粒子の集合体を製造した。
(実験例S1)
まず、Fe2O3とMn3O4とを用意し、これらを、モル比で、8.0:0.67の割合で、ヘンシェルミキサーに投入し、10分間乾式混合を行った後、混合物をローラーコンパクターでペレット化した。その後、焼成温度(仮焼温度):1000℃、大気雰囲気のロータリーキルンにて仮焼成を行った。
次に、得られたスラリーを、スプレードライヤーで噴霧乾燥し、造粒物を得た。
また、ソフトフェライト粒子について、振動試料型磁気測定装置を用いて測定を行ったところ、飽和磁化:92A・m2/kg、残留磁化:6.2A・m2/kg、保磁力:1225A/mであった。
なお、後に述べる各実験例についても同様にして求めた。
仮焼結体に対する粉砕処理の条件、スプレードライヤーによる噴霧乾燥の条件、造粒物に対する粒度調整の条件を調整した以外は、前記実験例S1と同様にしてソフトフェライト粒子の集合体を製造した。
まず、Fe2O3とMn3O4とカーボンブラック(C)とを用意し、これらを、モル比で、8.0:0.67:1.1の割合で、ヘンシェルミキサーに投入し、10分間乾式混合、造粒した。
原料として用いるFe2O3とMn3O4との比率を表3に示すようにした以外は、前記実験例S2と同様にしてソフトフェライト粒子の集合体を製造した。
(実施例A1)
前記実験例H1で製造されたハードフェライト粒子の集合体と、前記実験例S3で製造されたソフトフェライト粒子の集合体とを所定の比率で混合することにより、ハードフェライト粒子とソフトフェライト粒子とを含むフェライト粉を得た。
ハードフェライト粒子の集合体、ソフトフェライト粒子の集合体の組み合わせ、および、これらの混合比率を表5に示すようにした以外は、前記実施例A1と同様にしてフェライト粉を製造した。
前記実験例H2で製造されたハードフェライト粒子の集合体を、他の粒子と混合することなく、そのままフェライト粉として用いた。すなわち、本比較例のフェライト粉は、複数個のハードフェライト粒子のみからなる。
前記実験例S2で製造されたソフトフェライト粒子の集合体を、他の粒子と混合することなく、そのままフェライト粉として用いた。すなわち、本比較例のフェライト粉は、複数個のソフトフェライト粒子のみからなる。
前述したようにして調製した各フェライト粉を用いて、以下のようにして、樹脂組成物を製造した。
ニーダー、ペレタイザーを用いて、前記実施例A1で製造したフェライト粉と、樹脂材料としてのポリプロピレンとを、質量比で、7.5:92.5で混合・混練、造粒した。
これにより、体積平均粒径が3mmのペレットとしての樹脂組成物を得た。
フェライト粉とポリプロピレンとの配合比率を表6に示すように変更した以外は、前記実施例B1と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
ニーダー、ペレタイザーを用いて、前記実施例A1で製造したフェライト粉と、樹脂材料としてのポリプロピレンと、白色顔料としてのシリカ(日本エアロジル社製、AEROSIL200)とを、質量比で、7.5:87.5:5.0で混合・混練、造粒した。
これにより、体積平均粒径が3mmのペレットとしての樹脂組成物を得た。
フェライト粉の種類を表6に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
フェライト粉の種類および樹脂材料の種類を表6に示すようにした以外は、前記実施例B1と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
ボールミルを用いて、前記実施例A7で製造したフェライト粉と、樹脂材料としてのナイロン粉とを、質量比で、7.5:92.5で混合した。
ボールミルを用いて、前記実施例A8で製造したフェライト粉と、樹脂材料としてのフッ素樹脂粉とを、質量比で、7.5:92.5で混合した。
フェライト粉の種類を前記比較例A1で製造したフェライト粉に変更した以外は、前記実施例B1と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
フェライト粉の種類を前記比較例A2で製造したフェライト粉に変更した以外は、前記実施例B1と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
前述した各実施例および各比較例の樹脂組成物の条件を表6にまとめて示す。
(実施例C1)
ニーダー、Tダイを用いて、前記実施例B1で製造した樹脂組成物(ペレット)を溶融、成形し、厚さ:100μmのシート状の成形体を得た。
樹脂組成物として、前記実施例B1で製造したペレットの代わりに、それぞれ、前記実施例B2〜B9で製造したペレットを用いた以外は、前記実施例C1と同様にしてシート状の成形体を製造した。
樹脂組成物として、前記実施例B10で製造した混合粉末を、金型に投入し加圧成形した後、180℃、4時間加熱し樹脂を溶融・硬化させ、その後冷却することにより、直径:13mm、厚さ:2.0mmの円盤状の成形体を製造した。
樹脂組成物として、前記実施例B11で製造した混合粉末を用いた以外は、前記実施例C10と同様にして円盤状の成形体を製造した。
固形分10質量%のPVA水溶液に実施例A1で製造したフェライト粉およびSiO2を分散し、アプリケーターを用いて、塗工・乾燥し、厚さ:100μmのシート状の成形体を得た。この時、PVAの固形分、フェライト粉、および、SiO2の質量比が、それぞれ、75.0質量%、20.0質量%、5.0質量%となるようにした。
前記実施例A1で製造したフェライト粉と、液状のエポキシ樹脂と、重合開始剤と、硬化剤としての三フッ化ホウ素モノエチルアミンコンプレックスと、白色顔料としてのシリカ(日本エアロジル社製、AEROSIL200)とを混合し、この混合物をシリコーン樹脂製の成形型に流し込んだ。その後、120℃に加熱し、エポキシ樹脂を硬化させ、直径:13mm、厚さ:2.0mmの円盤状の成形体を製造した。
前記実施例A1で製造したフェライト粉と、オレフィン系熱可塑性エラストマーと、白色顔料としての二酸化チタン粒子とを混合し、この混合物をシリコーン樹脂製の成形型に流し込んだ。その後、120℃で加熱し、その後冷却することにより、直径:13mm、厚さ:2.0mmの円盤状の成形体を製造した。
樹脂材料の種類を表8に示すように変更した以外は、前記実施例C14と同様にして円盤状の成形体を製造した。
前記比較例B1で製造した樹脂組成物(ペレット)および前記比較例B2で製造した樹脂組成物(ペレット)を重量比で1:1の割合で混合した後に、当該混合物を、ニーダー、Tダイを用いて溶融、成形し、厚さ:100μmのシート状の成形体を得た。
樹脂組成物として、前記実施例B1で製造したペレットの代わりに、それぞれ、前記比較例B1、B2で製造したペレットを用いた以外は、前記実施例C1と同様にしてシート状の成形体を製造した。
前述した各実施例および各比較例の成形体の条件等を表7、表8にまとめて示す。
《4−1》金属探知機による検出
前述した各実施例および各比較例で製造した成形体について、2種の金属探知機を用いて、それぞれで、成形体を検出することができる感度(レベルメーター、鉄球感度)を求めた。すなわち、第1の金属探知機として、ベルトコンベア式の金属探知機(ニッカ電測社製、微小金属検出機NT2−K4B)を用い、当該金属探知機を通過させ、成形体を検出することができる感度(レベルメーター、鉄球感度)を求めるとともに、第2の金属探知機として、ベルトコンベア式の金属探知機(システムスクエア社製、META−HAWKII)を用い、当該金属探知機を通過させ、成形体を検出することができる感度(レベルメーター、鉄球感度)を求め、以下の基準に従い評価した。
○:ステンレスファイバー1質量%含有相当以上の感度である。
×:ステンレスファイバー1質量%含有相当未満の感度である。
○:鉄球感度直径0.6mm以上。
×:鉄球感度直径0.6mm未満。
これらの結果を表9に示す。
Claims (7)
- 金属探知機で検出可能なフェライト粉であって、ハードフェライト粒子と、ソフトフェライト粒子とを含み、
10k・1000/4πA/mの磁場をかけたときのVSM測定による、残留磁化が20A・m 2 /kg以上40A・m 2 /kg以下、飽和磁化が60A・m 2 /kg以上90A・m 2 /kg以下、かつ、保磁力が40kA/m以上180kA/m以下であり、
経時的に変動する磁場を印加することで金属を検知するタイプの金属探知機、および、磁気センサーで直接磁束を測定するタイプの金属探知機のいずれでも検出可能であることを特徴とするフェライト粉。 - 前記ハードフェライト粒子として、Srを7.8質量%以上9.0質量%以下、Feを61.0質量%以上65.0質量%以下、含有する粒子を含む請求項1に記載のフェライト粉。
- 前記ソフトフェライト粒子として、Mnを3.5質量%以上20.0質量%以下、Feを50.0質量%以上70.0質量%以下、含有する粒子を含む請求項1または2に記載のフェライト粉。
- 前記ハードフェライト粒子の含有率をXH[質量%]、前記ソフトフェライト粒子の含有率をXS[質量%]としたとき、0.7≦XH/XS≦18の関係を満足する請求項1ないし3のいずれか1項に記載のフェライト粉。
- 前記ハードフェライト粒子の体積平均粒径が0.1μm以上60μm以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載のフェライト粉。
- 前記ソフトフェライト粒子の体積平均粒径が1μm以上100μm以下である請求項1ないし5のいずれか1項に記載のフェライト粉。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のフェライト粉と、
樹脂材料とを含むことを特徴とする樹脂組成物。
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