JPH1050510A - 円筒状樹脂磁石 - Google Patents
円筒状樹脂磁石Info
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- JPH1050510A JPH1050510A JP19911796A JP19911796A JPH1050510A JP H1050510 A JPH1050510 A JP H1050510A JP 19911796 A JP19911796 A JP 19911796A JP 19911796 A JP19911796 A JP 19911796A JP H1050510 A JPH1050510 A JP H1050510A
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- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
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Abstract
合物を磁場中で押出し成形することにより得られた円筒
状成形体の表面に複数個の磁極を有する円筒状樹脂磁石
において、前記混合物は磁気異方性を有する強磁性粒子
90〜93重量%と、エチレン−エチルアクリレート共
重合体4〜10重量%と、シリコーンオイル0.2〜
1.0重量%を含有する。
Description
や静電記録等において現像ロール用として使用されるマ
グネットロールを構成する円筒状樹脂磁石に関する。
(感光体、誘電体)の表面に静電荷像を形成し、トナー
を含む磁性現像剤(一成分系磁性トナー又はトナーと磁
性キャリアからなる二成分系現像剤等)を現像ロールに
より現像領域に搬送して静電荷像を現像し、得られたト
ナー像を転写部材(普通紙等)に転写し、次いで加熱及
び/又は加圧により定着して画像が形成される。
示す構造のマグネットロールが多用されている。図4に
おいて、1は永久磁石部材であり、表面に軸方向に伸長
する複数個の磁極を有する円筒状永久磁石11とその中
心部に同軸的に固着された軸12とを有する。永久磁石
部材1は、円筒状に形成したスリーブ2の内部に収容さ
れ、軸12の両端部においてフランジ3a、3bに軸受
4,4を介して支持されている。スリーブ2とその両端
に固着されたフランジ3a,3bはアルミニウム合金又
はオーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料で形成
されている。5はシール部材(オイルシール)である。
上記の構成により、永久磁石部材1とスリーブ2との間
の相対的回転(例えば永久磁石部材1を固定し、フラン
ジ3aを回転させる)により、スリーブ2の表面に磁性
現像剤を吸着し、現像領域(画像担体とスリーブとが対
向する領域)に搬送して静電荷像が顕像化される。
を構成する円筒状永久磁石は、通常外径(D)が10〜
60mm、長さ(L)が200〜350mmで、L/D≧5
といった細長いもので、例えば強磁性粒子と樹脂を主成
分とする樹脂磁石で形成される。この樹脂磁石は、例え
ば原料混合物を加熱混練し次いで磁場中で押出成形した
後、所定の着磁パターンに従って着磁することにより製
造される。この手法によれば、寸法精度が高くかつ高能
率で生産できる等の利点がある(例えば特公昭60−3
5806号、特開昭63−182803号参照)。
法では、原料混合物が溶融後固化するまでの間に強磁性
粒子の磁化容易軸が所定の着磁パターンと同方向に配向
されるような磁場(直流磁場)を印加しているが、特定
の磁極(例えば現像磁極)の表面磁束密度を高くする
(例えば磁石表面で1600G)ことが必要な場合には
対応できないという問題がある。そこで配向度を高める
ために、磁場強度を大きくすることが考えられるが、そ
のためには、磁場発生手段(磁場コイル又は永久磁石)
が大型化し、磁極数が多い場合には対応できなくなると
いう別の問題を伴う。更に磁場強度を徒らに大きくして
も配向度が過飽和状態になり、それ以上の配向度の向上
を期待できないという問題がある。
に存在する問題点を解消し、高い表面磁束密度を有する
円筒状樹脂磁石を提供することである。
に、本発明においては、強磁性粒子と熱可塑性樹脂を含
む原料混合物を磁場中で押出成形された円筒状成形体の
表面に複数個の磁極を有する円筒状樹脂磁石において、
前記混合物は磁気異方性を有する強磁性粒子90〜93
重量%と、エチレンーエチルアクリレート共重合体4〜
10重量%と、シリコーンオイル0.2〜1.0重量%
を含有する、という技術手段を採用した。本発明におい
て、円筒状成形体は、長さ(L)と外径(D)との比
(L/D)が5以上であることが望ましい。本発明にお
いて、エチレンーエチルアクリレート共重合体は、エチ
ルアクリレートを30〜45重量%含有することが望ま
しい。
備する。すなわち少なくとも強磁性粒子と熱可塑性樹脂
を、例えばミキサにより乾式混合し、この混合物を加熱
混練し、次いで数mm以下に粉砕した後造粒することによ
り原料が得られる。上記の混練及び造粒は、例えば二軸
混練押出機により100〜200℃の温度で行うことが
できる。
ェライトおよび/又はストロンチウムフェライト、また
はR−Co系もしくはR−Fe−B系のような希土類系
磁石粉末等の磁気異方性定数の大きい磁性粒子を用いる
ことができ、磁気特性、成形性、生産性の点から平均粒
径0.5〜3μmの粒子を用いることが好ましい。特に
フェライト粒子としては、平均粒径が1.3〜1.6μ
mで、BET比表面積が1.3〜1.7m2/gのもの
が好ましい。樹脂材料との濡れ性を改善するために、強
磁性粒子の表面を例えば有機ケイ素化合物(シランカッ
プリング剤)又は有機チタネート化合物(チタンカップ
リング剤)で処理してもよい。この強磁性粒子は、磁気
特性の点から原料の全重量中88重量%以上(より好ま
しくは90重量%以上)含有させることが好ましい。た
だし磁性粒子の含有量が多くなると、樹脂分が不足して
機械的強度が不足し、又成形が困難となるので、94重
量%以下が好ましい。
形するために、エチレン−エチルアクリレート共重合体
(EEA)を用いる。EEAは、エチルアクリレート
(EA)の含有量が増加すると非晶質(ゴム状)になる
が、ある程度の量になると非晶質の割合は変わらなく
(飽和する)。一方、EAの含有量が少なすぎると、溶
融した原料の流動性が高くなりすぎてしまうので、この
ようなEEAは押出成形には適さない。EEAの重量平
均分子量(Mw)は、2〜10万の範囲が好ましく、よ
り好ましい範囲は4〜7万である。したがってEAの含
有量は30〜45重量%の範囲が好ましい。EAの含有
量がこの範囲であれば、良好な押出成形が可能となり、
しかも得られた成形体は適度な弾性を持ち、成形体のハ
ンドリングに支障をきたすことはない。EEAの含有量
が少ないと成形が困難となり、その含有量が多すぎる
と、強磁性粒子の充填密度が低くなり、磁気特性が低下
するので、樹脂磁石全体の内の4〜10重量%の範囲が
好ましく、より好ましい範囲は4〜8重量%である。
子及びEEAと共に、シリコーンオイルを含有する。磁
場中押出成形の手法により磁気特性の高い樹脂磁石を得
るためには、強磁性粒子が印加磁場方向に配向される
(高配向度)ことが必要であり、そのためには、強磁性
粒子が原料中で均一に分散していることが必要である。
また原料が金型出口から押出される時に金型との界面に
て摩擦力を受けるので、この摩擦力を低減し(離型性を
高める)、もってヒビ割れやキレツの無い健全な成形体
を得ることが必要である。そこで本発明者等が種々検討
したところ、原料中にシリコーンオイルを含有すること
により、配向度と離型性(滑性)が向上することがわか
った。すなわち強磁性粒子とEEAを含む原料中にシリ
コーンオイルを特定量だけ添加することにより、強磁性
粒子の均一分散性が向上すると共に、原料の滑性が向上
するので、原料を十分に混練することが可能となる。な
お原料を十分に混練するためには成形機(例えば原料に
せん断力を加えながら加熱溶融し、押出す装置)の吐出
量を大きくすることが必要であるが、シリコーンオイル
の添加により、吐出量の増大が達成できる。このシリコ
ーンオイルは原料中に0.2〜1.0重量%添加されて
いることが必要である。添加量が0.2重量%未満では
その効果がなく、一方添加量が1.0重量%を越える
と、原料の滑性が大きくなりすぎて、混練時にすべりを
生じ、せん断力が原料に有効に働かなくなるので、不都
合である。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコ
ーンオイル、ジエチルシリコーンオイル、メチルエチル
シリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等
があるが、本発明では、ジメチルシリコーンオイル(耐
熱型ストレートシリコーン)を用いることが望ましい。
上記ジメチルシリコーンオイルを原料に添加する場合、
その粘度が高すぎると分散しにくくなり、原料に浸透さ
せるために溶媒に希釈させる必要が生じる。一方、粘度
が低すぎると、原料への浸透速度が速くなり過ぎ、均一
分散が困難になる。したがってジメチルシリコーンオイ
ルとしては、分散性と取扱いの容易さを考慮すると、2
5℃における粘度が50〜200センチストークのもの
が好ましく、90〜110センチストークのものがより
好ましい。また上記ジメチルシリコーンオイルの表面張
力が大きすぎると、シリコーンオイルを原料に分散する
時の濡れ性が低下するので、25℃における表面張力が
22dyne/cm以下であるものが好ましく、20〜21dyn
e/cmのものがより好ましい。
剤、滑剤、可塑剤などを添加することができる。これら
の添加量は合計で3重量%以下が好ましく、より好まし
くは1〜2重量%である。分散剤としては、フェノール
系、アミン系などを用い得る。滑剤としては、ワックス
類(パラフィンワックス、マイクロリスタリンワックス
等)、脂肪酸(ステアリン酸、オレイン酸等)、脂肪酸
塩(ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等)な
どを用い得る。可塑剤としては、例えばフタル酸ジ2−
エチルヘキシル(DOP)、フタル酸ジブチル(DB
P)等のフタル酸エステルを用い得る。
その先端部分に配設された配向金型を通過する時に異方
性化される。得られた円筒状成形体は、冷却、脱磁され
次いで所定長さに切断される。この円筒状成形体はその
中心部に軸が固着された後、表面に複数個の磁極(通常
は3〜8極)が着磁されて図4に示す永久磁石部材が得
られる。ここで上記の成形装置の構成を図1及び2によ
り説明する。図1は成形装置の要部を示す縦断面図、図
2は図1におけるA−A断面図である。図1において、
6は二軸混練タイプの押出機であり、一端側にホッパー
61を有する、複数個に分割されたバレル62と、その
内部に配設された2本のスクリュー63(図では1本の
み示す)と、バレル62の先端に設置されたアダプタ6
4とを有する。アダプタ64の吐出口には、配向用金型
7が接続される。この金型7は、リング状スペーサ71
とマンドレル72と両者の間に形成された円筒状の成形
空間73とを有すると共に、リング状スペーサ71の周
囲に配設された磁場発生部材74を有する。
円筒ヨーク75の内部に、成形空間73を取囲むように
配設された複数個の磁石ユニット76を配設した構成を
有する。各磁石ユニットは強磁性体からなるスペーサ7
7、半径方向に磁化された永久磁石78及び強磁性体か
らなる磁極片79とを含む。
方性樹脂磁石が得られる。ホッパー61を介してバレル
62内に投入された原料は、一対のスクリュー63の回
転によりせん断力が加えられると共に、150〜230
℃の温度で加熱溶融されながら配向金型7に搬送され、
そこで磁場を受けながら所定の断面積に絞り込まれて成
形空間内を通過する。
た後、所定長さ(L/D≧5以上)に切断され、冷却・
固化及び脱磁される。次いでこの成形体を軸に固着して
図4に示す永久磁石部材1が得られる。具体的な磁場強
度としては30〜50KOeであればよい。磁場強度が
低すぎると、十分な配向度が得られず、高すぎても配向
度の向上に寄与しない(飽和してしまう)ので、このよ
うな範囲が望ましい。
に具体的に説明する。まず平均粒径1μmのSrフェラ
イト粒子と、エチレン−エチルアクリレート共重合体
(日本ユニカ−社製MB−870:Mw=43,000、EA
含有量=41重量%)と、分散剤(アデカアーガス社製
DH−37)、滑剤(日本化成社製スリパックスE)と
をミキサーで混合し、得られた混合物を150℃で加熱
混練し、冷却固化後直径5mm以下の粒子に粉砕し、シリ
コーンオイル[信越化学工業社製KF968:粘度=1
00センチストークス(25℃)、表面張力=20.8
dyne/cm(25℃)]を添加した後150℃の温度で造
粒することにより、表1に示す7種類の原料を調整し
た。なお混練と造粒は二軸混練押出機で行った。上記原
料を図1に示す成形装置(但し、配向金型は断面矩形状
のキャビティを有するものを用い、直流磁場コイルに装
着して使用)に投入し、150〜200℃の温度で混練
しながら金型から押出し(約100KOeの磁場を印
加)、8×10×100mmのブロック形状を有する樹脂
磁石を作成した。各樹脂磁石成形時の成形機の吐出量と
その残留磁束密度(Br)の測定結果を表1に示す。
1.0重量%含有する原料(例1〜5)を用いることに
より、吐出量が大で、かつ、残留磁束密度(Br)も高
いことがわかる。ただし、シリコーンオイルの添加量が
過多の原料(例6)を用いた場合には、例4、5の場合
と比べて吐出量とBrがともに低下することがわかる。
これはシリコーンオイルの添加量が多すぎると、原料と
スクリューやシリンダとの間で滑りが生じ、原料に十分
なせん断力が作用しなくなるためと考えられる。なお、
シリコーンオイル無添加の原料(例7)を用いた場合
は、安定吐出領域が約2kg/h以下で、モータ負荷は
30Aに達し、これ以上の吐出量になると、モータ負荷
が急激に上昇して成形不能となるが、シリコーンオイル
を添加した原料を用いた場合は、吐出量の増加に伴いモ
ータ負荷は増大するが、成形機の限界(50A)を越え
ても成形可能であることが確認された。
を用いて吐出量とBrの関係を求めた。その結果を図3
に示す。図3から、シリコーンオイルの添加により、吐
出量が増大しても、Brの変動が少ないことがわかる。
これは、シリコーンオイルの添加により原料中に強磁性
粒子が均一に分散されかつ成形機の絞り部における原料
の摩擦抵抗が軽減されるためと考えられる。
EAの配向比率を変えた以外は上記と同様の条件で表2
に示す8種類の原料を準備し、200〜300℃の温度
で混練しながら金型から押出し、所定長さに切断し、中
心部に軸を固着した後非対称5極の着磁を施して図4に
示す永久磁石部材が得られる。この永久磁石部材は外径
14.5mm、長さ220mmの円筒状永久磁石の中心部に
外径5mmの軸(SUM材)固着したものである。
含有量が増加するに伴い、樹脂磁石の表面磁束密度(B
0)が向上し、特にフェライトの含有量が90重量%以
上であれば、目標とする700G以上のB0を達成でき
ることがわかる。但しフェライトの含有量が少なすぎる
と(例8,9)、円筒状成形体が得られず(変形してし
まう)、フェライトの含有量が多すぎると(例14、1
5)、原料の混練ができないことが確認された。
脂中に強磁性粒子を分散した原料混合物中にシリコーン
オイルを配合して押出成形体を作成するので、強磁性粒
子の配向度が向上し、もって高磁力の円筒状樹脂磁石が
得られる。
図である。
グネットロールの縦断面図(a),同横断面図(b)で
ある。
出機、7 配向用金型
Claims (3)
- 【請求項1】 強磁性粒子と熱可塑性樹脂を含む原料混
合物を磁場中で押出成形された円筒状成形体の表面に複
数個の磁極を有する円筒状樹脂磁石において、前記混合
物は、磁気異方性を有する強磁性粒子90〜93重量%
と、エチレン−エチルアクレート共重合体4〜10重量
%と、シリコーンオイル0.2〜1.0重量%を含有す
ることを特徴とする円筒状樹脂磁石。 - 【請求項2】 円筒状成形体は長さ(L)と外径(D)
との比(L/D)が5以上であることを特徴とする請求
項1記載の円筒状樹脂磁石。 - 【請求項3】 エチレン−エチルアクリレート共重合体
はエチルアクリレートを30〜45重量%含有すること
を特徴とする請求項1記載の円筒状樹脂磁石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19911796A JP4006653B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 円筒状樹脂磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19911796A JP4006653B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 円筒状樹脂磁石 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1050510A true JPH1050510A (ja) | 1998-02-20 |
JP4006653B2 JP4006653B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=16402427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19911796A Expired - Lifetime JP4006653B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 円筒状樹脂磁石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4006653B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006199804A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Kaneka Corp | 樹脂磁石材料 |
JP2007184376A (ja) * | 2006-01-05 | 2007-07-19 | Suzuka Fuji Xerox Co Ltd | マグネットローラの製造装置、およびマグネットローラの製造方法 |
-
1996
- 1996-07-29 JP JP19911796A patent/JP4006653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006199804A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Kaneka Corp | 樹脂磁石材料 |
JP2007184376A (ja) * | 2006-01-05 | 2007-07-19 | Suzuka Fuji Xerox Co Ltd | マグネットローラの製造装置、およびマグネットローラの製造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP4006653B2 (ja) | 2007-11-14 |
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