JPH09223624A - ボンド磁石用組成物及び該組成物を用いたマグネットローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な機械的強度を有するボンド磁石成形物
を得ることができ、細径のマグネットローラやマグネッ
トローラにシャフトをボンド磁石で一体的に成形する際
にも好適に適用することができるボンド磁石用組成物、
及び該ボンド磁石用組成物で形成された良好な機械的強
度を有するマグネットローラを得る。 【解決手段】 高結晶化ポリプロピレンをバインダーと
し、磁性粉を含有してなることを特徴とするボンド磁石
用組成物、及び、ボンド磁石をローラ状に成形してなる
マグネット本体部１にシャフト部２を設けてなるマグネ
ットローラにおいて、少なくとも上記マグネット本体部
１を上記本発明のボンド磁石用組成物で成形したことを
特徴とするマグネットローラを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械的強度に優れ
たボンド磁石成形物を得ることができるボンド磁石用組
成物、及び該ボンド磁石用組成物で成形した機械的強度
に優れるマグネットローラに関する。

【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
ボンド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、主にナイ
ロンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂のバインダーに
フェライト等の磁性粉体を混合したペレット形状のボン
ド磁石用組成物を磁場を配置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、所望の磁気特性に着磁させることにより、製造さ
れている。この場合、通常ローラ両端部には該ローラを
支持するシャフトが設けられるが、このシャフトとして
はローラを軸方向に貫通するシャフトを設けたり、両端
部にそれぞれシャフトを配設する他、両端部又は片端部
のシャフトをローラ本体と一体的にボンド磁石用組成物
で成形することも行われている。また、マグネットロー
ラのシャフトには、該ローラを回転駆動するためのギア
が設けられることもあり、また上述のようにシャフトを
ローラ本体と一体的にボンド磁石用組成物で成形する場
合には、このギアをシャフト及びローラ本体と一体的に
ボンド磁石用組成物で成形することも提案されている
（実開昭６１−１１４８０９号公報）。

【０００４】しかしながら、従来のポリプロピレン等の
汎用樹脂をバインダーとするボンド磁石用組成物で形成
されたマグネットローラは、機械的強度が必ずしも十分
ではないという問題点がある。

【０００５】例えば、ポリプロピレンは、 溶融時の粘度が高く、フェライトとの混練時に均一分
散が難しく、フェライトを高充填しにくい、 フェライトと混練りして、押し出し、ペレット化する
際、ポリプロピレンは溶融時の強度が弱く、フェライト
を高充填すると、押し出し後にストランド切れを起こ
し、ペレット化が困難となる、等の理由からフェライト
を高充填することが困難な樹脂である。このため、ポリ
プロピレンにフェライトを高充填することが難しく、十
分な剛性が得られず、またポリプロピレンは非極性の樹
脂であることからフェライトとの濡れ性も悪く、この点
からも十分な強度が得られないものである。

【０００６】このように、一般グレードのポリプロピレ
ン等を代表とする汎用樹脂をバインダーとした従来のボ
ンド磁石用組成物により形成したマグネットローラは、
機械的強度が弱く、細径のローラを作ることが困難であ
り、その適用範囲が制限される場合があった。即ち、電
子写真装置等の現像ローラやクリーニングローラに用い
られるマグネットローラの場合、それに用いられるボン
ド磁石用組成物としては、通常曲げ弾性率６５０ｋｇｆ
／ｍｍ²、曲げ強度４．５ｋｇｆ／ｍｍ²程度の機械的強
度が必要であり、一般グレードのポリプロピレン等の汎
用樹脂をバインダーとした従来のボンド磁石組成物でこ
のような機械的強度を得ることは難しいという問題点が
ある。また、上述のように、シャフトをボンド磁石で一
体的に成形する場合には、十分な強度を有するシャフト
部分を成形することは難しく、特にこのシャフトに十分
な強度を有するギアを一体的に成形することは極めて困
難である。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、良好な機械的強度を有するボンド磁石成形物を得る
ことができ、細径のマグネットローラを成形する際やマ
グネットローラにシャフトをボンド磁石で一体的に成形
する際にも好適に適用することができるボンド磁石用組
成物、及び該ボンド磁石用組成物で形成された良好な機
械的強度を有する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行った結
果、ボンド磁石用組成物のバインダー成分として用いら
れるポリプロピレンとして高結晶化ポリプロピレン、好
ましくは結晶化度６０〜８５％の高結晶化ポリプロピレ
ンを用いることにより、成形物の機械的強度が効果的に
向上し、一般グレードのポリプロピレン等を代表とする
汎用樹脂をバインダーとした従来のボンド磁石用組成物
によりマグネットローラを成形する場合に比べて、マグ
ネットローラを細径化することが可能であることを見い
出し、本発明を完成したものである。即ち、高結晶化ポ
リプロピレンとは、通常のポリプロピレンに比べて立体
規則性が極めて高く、結晶性を高度に制御したポリプロ
ピレンであり、成形品の剛性、表面硬度等の特性が通常
のポリプロピレンよりも非常に優れ、この高結晶化ポリ
プロピレンを用いることにより、効果的にボンド磁石成
形物の曲げ弾性率、曲げ強度等の機械的強度を向上させ
得ることを見い出し、本発明を完成するに至ったもので
ある。

【０００９】従って、本発明は、高結晶化ポリプロピレ
ンをバインダーとし、磁性粉を含有してなることを特徴
とするボンド磁石用組成物、及び、ボンド磁石をローラ
状に成形してなるマグネット本体部にシャフト部を設け
てなるマグネットローラにおいて、少なくとも上記マグ
ネット本体部を上記本発明のボンド磁石用組成物で成形
した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。
本発明のボンド磁石用組成物は、上述のようにバインダ
ーとして用いられるポリプロピレンとして高結晶化ポリ
プロピレンを用い、これに磁性粉を混合したものであ
り、また、本発明のマグネットローラは、少なくともそ
のマグネット本体をこの高結晶化ポリプロピレンをバイ
ンダーとしたボンド磁石用組成物で成形したものであ
る。

【００１１】ここで、高結晶化ポリプロピレンとは、上
述のように、通常のポリプロピレンに比べて立体規則性
が極めて高く、結晶性を高度に制御したポリプロピレン
で、成形品の剛性、表面硬度、荷重たわみ温度等の特性
が通常のポリプロピレンよりも非常に優れたものであ
り、好ましくは結晶化度が６０〜８５％、特に６５〜８
０％のポリプロピレンが用いられる。また、この高結晶
化ポリプロピレンは、特に制限されるものではないが、
曲げ弾性率がＪＩＳ Ｋ７２０３による測定で１５０ｋ
ｇｆ／ｍｍ²以上、特に１８０ｋｇｆ／ｍｍ²以上のもの
が好ましく用いられ、曲げ弾性率が１５０ｋｇｆ／ｍｍ
²未満であると、得られるボンド磁石の機械的強度が不
足し本発明の目的を達成し得ない場合がある。

【００１２】この高結晶化ポリプロピレンは、本発明ボ
ンド磁石用組成物のバインダーとして用いられるもので
あり、この場合バインダーはこの高結晶化ポリプロピレ
ンのみからなるものであっても、この高結晶化ポリプロ
ピレンに他の熱可塑性樹脂を混合したものであってもよ
いが、本発明にあってはこの高結晶化ポリプロピレンが
バインダーの主材となるものである。この高結晶化ポリ
プロピレンに添加される他の熱可塑性樹脂としては、ナ
イロン６，ナイロン１２等のポリアミド樹脂、エポキシ
樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ
フェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレー
ト（ＥＥＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体
（ＥＶＯＨ）、通常のポリプロピレン（高結晶化でない
もの）、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
フィン等が挙げられるが、特に上記変性ポリオレフィ
ン、中でも無水マレイン酸変性ポリプロピレンが好まし
く用いられ、これら変性ポリオレフィンを配合すること
により、曲げ強度を大幅に向上させて機械的強度により
優れたボンド磁石成形物を得ることができる。

【００１３】なお、他の熱可塑性樹脂の配合量は、特に
制限されるものではないが、通常はバインダー成分の１
〜３０重量％程度とされ、特に変性ポリオレフィンを用
いる場合にはコスト面から１〜１０重量％程度とするこ
とが好ましい。また、この高結晶化ポリプロピレンを主
材とするバインダー成分の割合は、特に制限されるもの
ではないが、ボンド磁石用組成物全体の８〜４０重量
％、特に１０〜２５重量％とされる。

【００１４】次に、上記磁性粉としては、ボンド磁石用
として通常使用される磁性粉を用いることができ、例え
ばバリウムフェライト，ストロンチウムフェライト等の
フェライト類、Ｓｍ−Ｃｏ系合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合
金等の希土類系合金などが例示される。

【００１５】この磁性粉の配合量は、必要とする磁力に
応じて適宜選定され、特に制限されるものではないが、
通常はボンド磁石用組成物全体の６０〜９２重量％、特
に７５〜９０重量％程度とされる。

【００１６】また、本発明のボンド磁石用組成物には、
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
の補強効果の大きな充填材を添加することができる。即
ち、成形物に要求される磁力が比較的低く、フェライト
等の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、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，ＴｉＯ₂，
ＳｎＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃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。

【００１７】この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、通常はボンド磁石用組成物
全体の２〜３２重量％、特に５〜２０重量％程度とされ
る。

【００１８】本発明のボンド磁石用組成物は、通常の方
法に従って上述の成分を混合し、溶融混練し、ペレット
状に成形して、これを射出成形又は押出成形に供するこ
とにより所望形状のボンド磁石を成形することができる
ものである。この場合、溶融混練には二軸混練押出機、
ＫＣＫ混練押出機等を用いて通常の方法、条件で溶融混
練することができる。また、上記射出成形及び押出成形
についても通常の方法及び条件で行うことができる。

【００１９】また、本発明のマグネットローラは、上記
本発明のボンド磁石用組成物を成形して得られたもので
あり、その形態はローラ状のマグネット本体部にシャフ
ト部を設けてなるもので、この場合シャフト部は、図１
（Ａ）に示したように、上記本発明ボンド磁石用組成物
で成形したローラ状マグネット本体部１を軸方向に沿っ
て貫通する金属性のシャフト２ａとしてもよく、また図
１（Ｂ）に示したように、金属性のシャフト２ｂ，２ｂ
をマグネット本体部１を貫通させることなく、該マグネ
ット本体部１の両端からそれぞれ軸方向に沿って突出し
た状態に埋設してもよく、更には図１（Ｃ）に示したよ
うに、マグネット本体部１の両端又は片端のシャフト２
ｃを本発明のボンド磁石用組成物でマグネット本体部１
と一体的に成形してもよい。また更に、これらシャフト
２ａ〜ｃにはローラを回転させるための駆動用ギアを設
けることもでき、この場合図１（Ｄ）に示したように、
シャフト２ｄをボンド磁石用組成物でマグネット本体部
１と一体的に成形する場合には、ボンド磁石用組成物で
シャフト２ｄと一体的に回転駆動ギア３を成形すること
もできる。

【００２０】更に、上記シャフト部には、図２に示した
ように、先端部を半円状に切り欠いて相手部材の固定部
に固定する切欠き部２ｅを形成してもよく、また図２
（Ｂ１），（Ｃ１）に示したように、この切欠き部２ｅ
を有するシャフトを円錐台状や円柱状の大径部４ａ，４
ｂを介してマグネット本体部１の端部に形成することも
できる。なお、この場合、これら切欠き部２ｅを有する
シャフトは、図２の（Ａ２），（Ｂ２），（Ｃ２）に示
したように、マグネット本体部１と一体に本発明ボンド
磁石組成物で形成することができるが、これらシャフト
を金属等で形成してもよい。

【００２１】本発明のマグネットローラは、上記本発明
のボンド磁石用組成物を用いて通常の方法で成形するこ
とができ、具体的にはペレット状に成形された本発明ボ
ンド磁石用組成物から射出成形又は押出成形により少な
くとも上記マグネット本体部１を成形すると共に、この
とき成形金型の所望の位置に磁場を配置してマグネット
本体部１を所望の磁力特性に着磁する方法により本発明
マグネットローラを得ることができる。

【００２２】本発明のマグネットローラは、複写機、プ
リンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの現像ロー
ラやクリーニングローラを構成するマグネットローラと
して好適に使用されるものである。なお、上記クリーニ
ングローラは、感光ドラム等の潜像保持体に残留するト
ナーをクリーニングブレードで掻き落とした後、磁力に
よりこれを回収するものであり、回収に好適な場所にマ
グネットローラを配置し、磁力によってトナーをマグネ
ットローラに吸着させ、所定の位置でブレードによりこ
のトナーをマグネットローラから剥し、所定の回収部に
トナーを回収するものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明のボンド磁石用組成物によれば、
良好な機械的強度を有するボンド磁石成形物を確実に得
ることができ、細径のマグネットローラを成形する際や
マグネットローラにシャフトをボンド磁石で一体的に成
形する際にも好適に適用することができる。また、この
本発明ボンド磁石用組成で成形された本発明のマグネッ
トローラは良好な機械的強度を有し、従来困難であった
細径のローラとすることができるものである。

【００２４】

【実施例】以下、実施例，比較例を示して本発明を具体
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。

【００２５】［実施例１〜９，比較例］表１に示した各
成分をニーダーで溶融混練し、押出成形してペレット状
に成形し、曲げ試験用サンプルを得た。得られた各サン
プルの曲げ強度及び曲げ弾性率を測定した。結果を表１
に示す。

【００２６】なお、表中の各成分は下記の通りであり、
またその配合量は全て重量％である。 一般グレードＰＰ ：結晶化度５５％品（曲げ弾性
率：１４０ｋｇｆ／ｍｍ²、曲げ強さ：３．２ｋｇｆ／
ｍｍ²） 高結晶化グレードＰＰ：結晶化度７０％品（曲げ弾性
率：２１０ｋｇｆ／ｍｍ²、曲げ強さ：４．４ｋｇｆ／
ｍｍ²） 変性ポリオレフィン：無水マレイン酸変性ポリプロピ
レン 変性ポリオレフィン：無水マレイン酸変性ポリプロピ
レン（高剛性タイプ） マイカ ：クラレ製 スゾライトマイカ ウィスカ ：複酸化物系ウィスカ ＧＦ ：ガラス短繊維

【００２７】

【表１】

【００２８】表１の結果から明らかなように、本発明の
ボンド磁石用組成物から得られた成形物は、従来品に比
べて曲げ強度及び曲げ弾性率に優れ、良好な機械的強度
を有していることが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明マグネットローラの例を示すもので、
（Ａ）〜（Ｃ）は断面図、（Ｄ）は部分拡大断面図であ
る。

【図２】本発明マグネットローラの他の例を示すもの
で、（Ａ１）〜（Ｃ１）は部分斜視図、（Ａ２）〜（Ｃ
２）は部分断面図である。

【符号の説明】

１ マグネット本体部 ２ａ〜ｄ シャフト ２ｅ 切欠き部 ３ 回転駆動ギア ４ａ，４ｂ 大径部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高結晶化ポリプロピレンをバインダーの
   主材とし、磁性粉を含有してなることを特徴とするボン
   ド磁石用組成物。
2. 【請求項２】 高結晶化ポリプロピレンが結晶化度６０
   〜８５％のものである請求項１記載のボンド磁石用組成
   物。
3. 【請求項３】 高結晶化ポリプロピレンが曲げ弾性率１
   ５０ｋｇｆ／ｍｍ²以上のものである請求項１又は２に
   記載のボンド磁石組成物。
4. 【請求項４】 ボンド磁石をローラ状に成形してなるマ
   グネット本体部にシャフト部を設けてなるマグネットロ
   ーラにおいて、少なくとも上記マグネット本体部を請求
   項１〜３のいずれか１項に記載のボンド磁石用組成物で
   成形したことを特徴とするマグネットローラ。
5. 【請求項５】 マグネット本体部の両端又は片端のシャ
   フト部を請求項１〜３のいずれか１項に記載のボンド磁
   石組成物でマグネット本体部と一体的に形成した請求項
   ４に記載のマグネットローラ。
6. 【請求項６】 シャフト部に回転駆動用ギアを設けると
   共に、該シャフト部を請求項１〜３のいずれか１項に記
   載のボンド磁石用組成物でマグネット本体部と一体的に
   成形した請求項４又は５記載のマグネットローラ。