JPH10208929A - 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】 組成物の流動性を向上させることができ、成
形時の磁性粉の配向性を向上させて、優れた磁力特性を
有するマグネットローラ等のマグネット成形物を得るこ
とができるボンド磁石組成物、及び該ボンド磁石組成物
を用いた優れた磁力特性を有するマグネットローラを得
る。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなるバインダーに磁性
粉を混合してなるボンド磁石用組成物において、カルボ
キシル基を有する有機化合物を添加混合したことを特徴
とするボンド磁石用組成物、及び、該ボンド磁石組成物
をローラ状に成形してな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、成形時の流動性に
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
形又は押し出し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】ここで、ボンド磁石は、一般に通常の焼結
磁石に比べて磁力特性に劣るものの、比重が小さいので
軽量化を図ることができ、また成形収縮が小さいので後
加工なしに寸法精度の高い成形品を得ることができると
共に、射出成形により成形することができるので、量産
性にも優れ、マグネットローラにシャフトを一体的に設
ける場合にも良好に対応し得、上記マグネットローラ用
の材料として好適に使用されるものである。

【０００５】しかしながら、従来のボンド磁石は、上記
のように、通常の焼結磁石に比べて磁力特性に劣り、磁
力特性の改善が望まれいる。この場合、従来から滑剤、
オリゴマー、可塑剤等の各種添加剤をボンド磁石用組成
物に添加して該組成物の成形時の流動性を向上させ、こ
れによりボンド磁石の磁力特性を向上させることが検討
されているが、これら添加剤はその流動性向上効果が必
ずしも十分ではなく、ボンド磁石成形時の磁性粉の配向
性が不十分で、十分満足し得る磁力特性が得られていな
いのが現状である。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、組成物の流動性を向上させることができ、成形時の
磁性粉の配向性を向上させて、優れた磁力特性を有する
マグネットローラ等のマグネット成形物を得ることがで
きるボンド磁石組成物、及び該ボンド磁石組成物を用い
た優れた磁力特性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。

【０００７】

【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、熱可塑性樹脂からなるバインダーに各種フェライト
等の磁性粉を混合してなるボンド磁石用組成物に、フタ
ル酸，アミノ酸等のカルボキシル基を有する有機化合物
を添加することにより、成形時の流動性、即ち溶融時の
流動性を飛躍的に向上させることができ、これにより組
成物中に混合された上記磁性粉の配向性が向上し、得ら
れるマグネット成形物の磁力特性が効果的に向上するこ
とを見い出し本発明を完成したものである。

【０００８】従って、本発明は、熱可塑性樹脂からなる
バインダーに磁性粉を混合してなるボンド磁石用組成物
において、カルボキシル基を有する有機化合物を添加混
合したことを特徴とするボンド磁石用組成物を提供す
る。

【０００９】また、本発明は、ボンド磁石をローラ状に
成形してなるマグネットローラにおいて、ボンド磁石と
して上記本発明のボンド磁石用組成物を用いたことを特
徴とするマグネットローラを提供する。

【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、熱可塑
性樹脂からなるバインダーに磁性粉を混合してなるボン
ド磁石組成物に、カルボキシル基を有する有機化合物を
添加したものであり、また、本発明のマグネットローラ
は、このボンド磁石組成物を用いて形成したものであ
る。

【００１１】上記バインダーとしては、通常のボンド磁
石組成物にバインダーとして用いられる熱可塑性樹脂を
用いることができ、具体的には、ナイロン６，ナイロン
１２，ナイロン４６，ナイロン６６，ナイロン６１０，
ナイロン６１２等のポリアミド樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、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（Ｅ
ＶＯＨ）等、種々の熱可塑性樹脂を単独で又は２以上を
組み合わせて用いることができるが、本発明において
は、特に上記ポリアミド樹脂が好ましく用いられ、中で
もナイロン６がより良好な磁力特性が得られることから
好ましく用いられる。

【００１２】次に、上記カルボキシル基を有する有機化
合物としては、アミノ酸、安息香酸、テレフタル酸、フ
タル酸、イソフタル酸等が挙げられ、これらの１種又は
２種以上を用いることができるが、本発明では特にアミ
ノ酸、フタル酸を用いることが好ましく、より好ましく
はフタル酸が用いられる。なお、アミノ酸としては、芳
香族アミノ酸、異節環状アミノ酸、脂肪族アミノ酸、塩
基性，中性又は酸性アミノ酸、含硫アミノ酸など、種々
のアミノ酸が挙げられ、具体的には、フェニルアラニ
ン、チロシン、チロキシン、プロリン、ヒドロキシプロ
リン、トリプトファン、ヒスチジン、グリシン、アラニ
ン、β−アラニン、パリン、ロイシン、イソロイシン、
セリン、スレオニン、リジン、ヒドロキシリジン、アル
ギニン、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン
酸、グルタミン、シスチン、システイン、メチオニン等
を例示することができる。

【００１３】これらカルボキシル基を有する有機化合物
の添加量は、特に制限されるものではないが、通常はボ
ンド磁石用組成物の０．１〜５重量％、特に０．２〜
０．６重量％とすることが好ましい。添加量が０．１重
量％未満であると、磁力特性の向上を図ることができる
ほどは組成物の流動性を向上させることができない場合
があり、一方５重量％を超えると成形物の強度が低下す
る場合がある。

【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が、本発明では、
特にフェライト類が好ましく用いられる。

【００１５】これら磁性粉は、予めカップリング処理を
施して本発明ボンド磁石用組成物に用いてもよく、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剤など、種々のカップリ
ング剤を用いることができる。

【００１６】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８０〜９５重量％、特
に８３〜９２重量％程度とされる。なお、磁性粉の平均
粒径は、通常０．１〜３００μｍ、特に０．１〜５０μ
ｍとされる。

【００１７】また、本発明のボンド磁石用組成物には、
上記バインダー、カルボキシル基を有する有機化合物及
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。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
はボンド磁石用組成物全体の２〜３０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し出し成形に供す
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、また上記射出成形及び押し出し
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、特に制限されるものではないが、通常はローラ状の
マグネット本体部にシャフト部を設けた構成とされる。
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２ｃ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（Ａ−
１），（Ｂ−１），（Ｃ−１）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（Ｂ−１），（Ｃ
−１）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，４ｂ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（Ａ−２），（Ｂ−２），（Ｃ−２）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
にかかる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上
記本発明ボンド磁石用組成物から射出成形又は押し出し
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、
組成物の流動性を向上させることができ、成形時の磁性
粉の配向性を向上させて、優れた磁力特性を有するマグ
ネットローラ等のボンド磁石成形物を得ることができ
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優れた磁気特性を有するもの
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１〜４］予めγ−ウレイドプロピ
ルトリエトキシシランでカップリングしたストロンチウ
ムフェライト又はカップリング処理を施していないスト
ロンチウムフェライト、ポリアミド粉末（ＰＡ６）、及
びフタル酸を表１に示した配合割合で混合し、二軸混練
押出機で混練し押出し、ペレット状のボンド磁石用組成
物を得た。

【００２６】フローテスター（東洋精機社製）を用い、
温度２７０℃，荷重１０ｋｇの条件で、上記各ボンド磁
石用組成物の流動性（ＭＦＲ値，ｇ／１０ｍｉｎ）を測
定した。結果を表１に示す。

【００２７】次に、上記各ボンド磁石用組成物を用い、
金型温度８５℃で射出成形して、幅１０ｍｍ，厚さ４ｍ
ｍ，長さ１００ｍｍの試験片を得た。このとき、金型の
キャビティー周囲に磁場を形成し、成形と同時に着磁を
行った。得られた各試験片につき、インストロン曲げ試
験機により曲げ強さ（ｋｇｆ／ｍｍ²）を測定すると共
に、ガウスメータにより試験片表面の磁力を測定した。
結果を表１に示す。

【００２８】［比較例１，２］フタル酸を配合せず、予
めγ−ウレイドプロピルトリエトキシシランでカップリ
ングしたストロンチウムフェライト又はカップリング処
理を施していないストロンチウムフェライトと、ポリア
ミド粉末（ＰＡ６）とを表１に示した配合割合で混合
し、実施例１〜４と同様にしてペレット状のボンド磁石
用組成物を得た。

【００２９】得られた各ボンド磁石用組成物につき実施
例１〜４と同様にして、流動性を測定すると共に、試験
片を作成して曲げ強さ及び磁力の測定を行った。結果を
表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１の結果から明らかなように、カルボキ
シル基を有する有機化合物であるフタル酸を添加するこ
とにより、組成物の流動性を飛躍的に向上させることが
でき、これによりフェライト（磁性粉）の配向率が増大
し、得られる成形物（ボンド磁石）の磁力特性が効果的
に向上す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、（Ａ−１）〜（Ｃ−１）は部分斜視図、（Ａ−２）
〜（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 (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなるバインダーに磁性
   粉を混合してなるボンド磁石用組成物において、カルボ
   キシル基を有する有機化合物を添加混合したことを特徴
   とするボンド磁石用組成物。
2. 【請求項２】 上記カルボキシル基を有する有機化合物
   が、フタル酸又はアミノ酸である請求項１記載のボンド
   磁石組成物。
3. 【請求項３】 上記バインダーを構成する熱可塑性樹脂
   が、ポリアミド樹脂を含有するものである請求項１又は
   ２記載ボンド磁石用組成物。
4. 【請求項４】 上記カルボキシル基を有する有機化合物
   の含有量が０．１〜５重量％である請求項１〜３のいず
   れか１項に記載のボンド磁石用組成物。
5. 【請求項５】 上記磁性粉が、フェライト粉体である請
   求項１〜４のいずれか１項に記載のボンド磁石用組成
   物。
6. 【請求項６】 上記磁性粉が、カップリング処理したも
   のである請求項１〜５のいずれか１項に記載のボンド磁
   石用組成物。
7. 【請求項７】 ボンド磁石をローラ状に成形してなるマ
   グネットローラにおいて、ボンド磁石として請求項１〜
   ６のいずれか１項に記載のボンド磁石用組成物を用いた
   ことを特徴とするマグネットローラ。
8. 【請求項８】 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、上記マグネット本体部と該マグネット本
   体部の両端又は片端のシャフト部とを請求項１〜５のい
   ずれか１項に記載のボンド磁石組成物で一体的に形成し
   た請求項７記載のマグネットローラ。