JPH11307332A - 磁石成形物及びマグネットローラ - Google Patents

磁石成形物及びマグネットローラ

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JPH11307332A
JPH11307332A JP12687898A JP12687898A JPH11307332A JP H11307332 A JPH11307332 A JP H11307332A JP 12687898 A JP12687898 A JP 12687898A JP 12687898 A JP12687898 A JP 12687898A JP H11307332 A JPH11307332 A JP H11307332A
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JP
Japan
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magnet
resin
ferrite
magnetic powder
binder
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JP12687898A
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Yasuaki Shiomura
恭朗 塩村
Hajime Tamura
一 田村
Munenori Iizuka
宗紀 飯塚
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 バインダーにフェライト系磁性粉が混合
分散された磁性成形物において、上記フェライト系磁性
粉として、その100gを100mlの純水に分散した
時の平衡pHが9以下であるものを用いることを特徴と
する磁石成形物。 【効果】 本発明によれば、溶融時の流動性に優れ、磁
性粉の充填量を多くしても良好な溶融流動性を維持し
得、成形加工性を低下させることなく、成形物の高磁力
化を達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、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記録装置に
用いられるマグネットローラなどを構成する磁石成形
物、及び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
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用組成
物を、周囲に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。
【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なわれている。
【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、近年に
おける電子写真装置や静電記録装置の高速化、高精度化
に伴い、マグネットローラに対する高磁力化の要求が高
まってきており、この要求に応えるため磁性粉の充填量
を多くすると、溶融時に樹脂磁石組成物の流動性が低下
してしまい、これに伴って成形加工性が低下してしま
う。このため、例えば、射出成形法によりマグネットロ
ーラ等の樹脂磁石成形物を得ようとした場合、成形金型
のキャビティー内で樹脂磁石組成物が良好に流動せず、
磁性粉の配向不良や充填不良、充填密度のバラツキが生
じて、得られる成形物に表面磁力のバラツキや寸法精度
の低下が生じることになる。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、磁石成形物を形成する磁石用組成物中の磁性粉の充
填量を多くしても良好な溶融流動性、成形加工性を有
し、このため磁力の均一性を低下させることなく高磁力
化が達成された磁石成形物、及び該磁石成形物を用いて
表面磁力のバラツキや寸法精度の低下を生じることなく
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、まず流動性低下の
原因について検討した。その結果、流動性低下の主たる
原因は、磁性粉末が高充填されることによる流動性低下
に加え、混合する磁性粉末の表面状態の違いによるバイ
ンダーとの親和性の違いが粘性抵抗に影響し、これによ
り溶融流動性を変動させていることが判明した。本発明
者は、かかる知見に基づき、フェライト系磁性粉をバイ
ンダーに混合分散した磁石成形体において、その用いる
フェライト系磁性粉と溶融流動性の関係につき更に鋭意
検討を行った結果、溶融流動性はフェライト系磁性粉の
酸性度が大きく影響し、フェライト系磁性粉100gを
100mlの純水に分散した時の平衡pHが9以下、特
に4〜8のフェライト系磁性粉を使用した場合、溶融時
の流動性が高くなり、磁性粉の充填量を多くしても十分
な溶融流動性が確保され、良好な成型加工性を確保でき
ることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【0009】従って、本発明は、バインダーにフェライ
ト系磁性粉が混合分散された磁性成形物において、上記
フェライト系磁性粉として、その100gを100ml
の純水に分散した時の平衡pHが9以下であるものを用
いることを特徴とする磁石成形物、及び、この磁石成形
物を用いて形成された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。
本発明の磁石成形物は、バインダーに特定のpH値を持
つフェライト系磁性粉が混合分散されたもので、これは
バインダーと該磁性粉とを主成分とする磁石用組成物を
成形することによって得ることができる。
【0011】ここで、バインダーは樹脂及びゴムのいず
れでもよい。樹脂バインダーとしては、ポリアミド系樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂(PET)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PB
T)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、エチレン
−エチルアクリレート樹脂(EEA)、エポキシ樹脂、
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVO
H)、ポリプロピレン、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持つ官能基を導入し
た変性ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂、そ
の他の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を挙げることができ
る。また、ゴムバインダーとしては、例えばニトリルゴ
ム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、クロロスル
ホン化ポリエチレン(CSM)、シリコーンゴムなどを
用いることができる。
【0012】これらの中では、樹脂バインダー、特にポ
リアミド−6、ポリアミド−12、ポリアミド−66、
ポリアミド−11、ポリアミド−46、ポリアミド−
6,66等のポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、及び熱硬化性樹脂が好ましい。
【0013】なお、上記バインダーは、その1種を単独
で用いても2種以上を併用してもよい。
【0014】上記バインダー中に混合分散されるフェラ
イト系磁性粉としては、従来からマグネットローラ用な
どに用いられているフェライト系磁性粉、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を用いるこ
とができる。この場合、上記フェライト系磁性粉には、
磁性粉とバインダーとの接着性を向上させる目的で公知
の前処理を施しておくことができ、例えば、シラン系や
チタン系などの公知のカップリング剤により表面処理を
施して本発明に用いることができる。
【0015】本発明においては、このようなフェライト
系磁性粉として、該磁性粉100gを純水100mlに
分散した時の平衡pHが9以下、好ましくは4〜8のも
のを用いるもので、これによりバインダー溶融時におけ
る流動性を高くすることができ、磁性粉の充填量を高め
ることができる。これに対し、上記pH値が9より高い
場合は、かかる効果を発揮せず、本発明の目的を達成す
ることができない。
【0016】上記pHのフェライト系磁性粉は、特に制
限されるものではないが、例えばフェライト系磁性粉を
硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ホウ酸、炭酸等の無機酸、
酢酸等の有機酸などで処理するか、CO2ガス等で処理
して、酸性化したものを用いることができる。
【0017】このフェライト系磁性粉は、特に制限され
るものではないが、通常平均粒径0.7〜3μm、特に
1〜2μmのものが好適に用いらる。フェライト系磁性
粉の平均粒径が0.7μm未満であると、加熱溶融時の
流動性が不十分となる場合があり、一方3μmを超える
と、配向や充填率の関係で十分な磁力が得られなくなる
場合がある。
【0018】なお、上記フェライト系磁性粉から平均粒
径未満の微粉末成分、特に粒径1.5μm以下、より好
ましくは1μm以下の微粉末成分を磁性粉全体の1〜2
0重量%、特に5〜15重量%の範囲となるように除去
したものを用いることが更に好ましく、これにより磁性
粉の高充填による樹脂磁石組成物の溶融流動性の低下を
より効果的に防止するものである。
【0019】即ち、フェライト粉末は、ある程度の大き
さのフェライト粒を所定の粒径に粉砕することにより所
定の平均粒径に調整して製造されるが、粉砕工程によっ
て得られた粉末は、極微小な粉末から比較的大きな粒度
のものまでを含む比較的広い粒度分布を有するものとな
るが、同じ平均粒径であっても微粒子成分が少ないほど
高充填時の流動性に優れ、このため平均粒径未満の微粉
末成分を上記所定の範囲で除去することにより、高充填
時の溶融流動性をより向上させることができる。
【0020】このフェライト系磁性粉の配合量は、目的
とする成形物に要求される磁力の強さに応じて適宜選定
され、特に制限されるものではないが、通常は磁石用組
成物全体の70〜95重量%程度(密度が2.5〜6g
/cm2程度)とされるが、特に本発明においては磁性
特性を向上させる点から80重量%以上(密度3g/c
2以上)、特に85〜95重量%(密度が3.2〜6
g/cm2)もの高充填を行なっても組成物の溶融流動
性を良好に維持することができる。具体的には、JIS
K7210に規定されたMFR(270℃,10kg
f)で、30g/10min以上、特に30〜200g
/10min程度の良好な溶融流動性を維持することが
でき、これにより成形加工性を低下させることなく、得
られる磁石成形物の高磁力化を達成することができる。
なお、JIS K7210に規定されたMFRには、手
動によるA法と自動によるB法とがあるが、本発明にお
いては、A法、B法のいずれでMFRを測定してもよ
い。また、本発明は上述のように磁性粉を高充填した場
合に顕著な効果を奏するものであるが、本発明に係る磁
石用組成物は、磁性粉の充填量が特に高充填ではない場
合でも、磁性粉の均一分散性等の点で有利である。
【0021】また、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
きな充填材を本発明の目的を妨げない範囲で適宜添加す
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
添加して成形物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,M
gO,TiO2,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、樹脂バインダーを用いる場
合、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。
【0022】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。な
お、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。
【0023】また、本発明のマグネットローラは、上記
磁石用組成物を成形して得られる磁石成形物を用いたも
のであり、これにより、寸法精度に優れ、かつ表面磁力
のバラツキが少ない上、高磁力化を達成し得るものであ
る。即ち、上記磁石用組成物は、磁性粉を高充填しても
良好な溶融流動性を維持し得るので、高磁力化を達成す
るために磁性粉を高充填しても、マグネットローラ成形
時に金型のキャビティー内で良好に流動し得、金型内で
の磁性粉の配向不良や充填不良、充填密度のバラツキを
生じることなく、寸法精度や表面磁力のバラツキが少な
いマグネットローラが得られるものである。
【0024】この場合、上記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
形法でも押出成形法でもよいが、特に成形材料の溶融流
動性が、得られる成形品の品質に大きく影響する射出成
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、通常磁石成形
物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、磁石用組成物を用いて複数の磁
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、勿論全ての磁石片を上記本発明の磁石成形物にて形
成してもよいが、場合によっては特に高い磁力が要求さ
れる磁石片のみを上記本発明の磁石成形物にて形成して
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なっても、成形後に公
知の着磁機を用いて行なってもよい。
【0025】なお、本発明の磁石成形物は、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
の磁石成形物としても好適に使用される。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、溶融時の流動性に優
れ、磁性粉の充填量を多くしても良好な溶融流動性を維
持し得、成形加工性を低下させることなく、成形物の高
磁力化を達成することができる。従って、本発明の磁石
成形物を用いた本発明のマグネットローラは、成形加工
性の低下による寸法精度の低下や表面磁力のバラツキを
生じることなく、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。
【0027】
【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。
【0028】[実施例]異方性ストロンチウムフェライ
ト(日本弁柄(株)製 OP−71、平均粒径1.4μ
m)を硫酸水溶液で処理し、酸性化処理されたフェライ
トサンプルを作成した。このフェライト粉100gを純
水100mlに投入し、メカニカルスタラーで30分撹
拌して平衡に達した時点での溶液pHを測定したとこ
ろ、pHは7.7であった。
【0029】次に、このフェライトサンプルから1.8
kgを分取し、これをカップリング剤(日本ユニカー
(株)製 A1160)0.018kgと共に高速ミキ
サーにより撹拌して表面処理を施した。この表面処理を
施したフェライト粉末を、ポリアミド−6(宇部興産
(株)製 P1010)0.2kgと混合後、混練機
(KCK(株)製)で混練、ペレダイズし、樹脂磁石用
組成物を得た。
【0030】得られた樹脂磁石用組成物の溶融流動性を
メルトインデクサー(東洋精機(株)製)で調べたとこ
ろ、JIS K7210に規定されたMFR(270
℃,10kgf,B)で、39g/10minであり、
フェライト(磁性粉)の充填率が高いにもかかわらず、
良好な溶融流動性を有していた。
【0031】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
して射出成型法によりローラを成形した。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] 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
れており、かつ磁力のバラツキが少ないものであった。
【0032】[比較例]実施例と同じ異方性ストロンチ
ウムフェライト(日本弁柄(株)製 OP−71、平均
粒径1.4μm)を硫酸処理せずにそのまま用いたこと
以外は実施例と同様にして樹脂磁石用組成物を得た。な
お、この酸性化処理していないフェライトサンプルは、
実施例と同じ方法で溶液の平衡pHを測定した結果、
9.5であった。
【0033】得られた樹脂磁石用組成物の溶融流動性を
メルトインデクサー(東洋精機(株)製)で調べたとこ
ろ、JIS K7210に規定されたMFR(270
℃,10kgf,B)で、25g/10minであり、
溶融流動性に劣るものであった。また、この樹脂磁石用
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、その表面磁力を測定したところ、磁力のバラツキが
大きく、性能上製品化し得ないものであった。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バインダーにフェライト系磁性粉が混合
    分散された磁性成形物において、上記フェライト系磁性
    粉として、その100gを100mlの純水に分散した
    時の平衡pHが9以下であるものを用いることを特徴と
    する磁石成形物。
  2. 【請求項2】 バインダーが樹脂である請求項1記載の
    磁石成形物。
  3. 【請求項3】 上記樹脂が、ポリアミド系樹脂もしくは
    ポリオレフィン系樹脂、又は熱硬化性樹脂である請求項
    2記載の磁石成形物。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁
    石成形物を用いて形成されたことを特徴とするマグネッ
    トローラ。
  5. 【請求項5】 射出成形法により得られたものである請
    求項4記載のマグネットローラ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007281381A (ja) * 2006-04-12 2007-10-25 Mate Co Ltd フェライトボンド磁石用樹脂複合材料及びボンド磁石成型品。

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007281381A (ja) * 2006-04-12 2007-10-25 Mate Co Ltd フェライトボンド磁石用樹脂複合材料及びボンド磁石成型品。

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