JPH118113A - マグネット用組成物、その組成物より成るマグネット、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変形が少なく、寸法精度が高く、高磁力の得
られるマグネットを提供することを目的とする。 【解決手段】 非結晶性エラストマーから成るバインダ
ー、磁性粉及びフッ素樹脂粉を含有するマグネット用組
成物を押し出し成形機のシリンダ１に供給し、これをス
クリュー１Ａによって加圧し、ニップル２及び配向ダイ
３を通して押し出してローラ状のマグネットを製造す
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、マグネット用組成
物、その組成物より成るマグネット、及びその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機、プリンタ或いはファクシミ
リなどの画像形成装置、或いはその他の各種機械機器に
おいて、樹脂又はゴム、又はその両者から成るバインダ
ーで成形されたマグネットが多用されている。例えば、
像担持体表面に形成された静電潜像を現像装置によって
トナー像として可視像化する画像形成装置においては、
その現像装置にこの形式のマグネットが使用されてい
る。また像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に
転写した後、その像担持体表面に残留する転写残トナー
を像担持体表面から除去するクリーニング装置にかかる
マグネットを用いることもある。このようなマグネット
は、プラスチックマグネット又はゴムマグネット、或い
はこれらを総称して、プラスチックマグネットなどと称
せられている。

【０００３】このように各種の技術分野において使用さ
れるこの種のマグネットは、ハードフェライトまたは希
土類金属間化合物から成る磁性粉を樹脂ないしはゴムと
混合した材料を、押し出し成形や射出成形により、必要
な形状の成形品とした後、必要に応じて、その成形品を
着磁して所定の磁気特性を付与することにより製造され
ている。こうしたマグネットに含まれるフェライトある
いは希土類金属間化合物の単位胞は、一般的に一軸異方
性の性質を持っている。そのため、高磁力を有するマグ
ネットを得るには、成形を磁場中で行い、材料中の磁性
粉を配向させて、その向きを揃えることが重要である。
従って、高い磁気特性の望まれるマグネットのほとんど
は、磁場を印加しながら押し出し成形または射出成形を
行う磁場配向成形によって製造される。

【０００４】磁場中射出成形では、溶融した樹脂材料に
磁場を印加して配向を行った後、磁性粉の向きが保持さ
れる程度の粘度となるまで金型内で冷却を行うため、成
形されたマグネットの磁気特性は特に高いものとなる。

【０００５】一方、磁場を印加しながら押し出し成形す
る磁場中押し出し成形では、磁性粉の配向が乱れてしま
う程度の粘度のまま押し出し成形機のダイからマグネッ
トを押し出してしまうために、成形されたマグネットの
磁気特性は射出成形したものに比べて低くなるのが一般
的である。しかしながら押し出し成形したマグネット
は、射出成形したものに比べると、（１）連続成形のた
めマグネット１個あたりの加工時間が短いことや、
（２）金型構造が簡単でかつ小型であるため金型費用が
安いこと等の利点があり、これらの利点を活かすために
磁気を向上させることが課題となっている。

【０００６】樹脂中の磁性粉を配向ダイにより配向させ
てマグネットを製造する磁場中押し出し成形では、例え
ば、図１及び図２に示すような押し出し成形機が用いら
れる。ここに示した押し出し成形機は、一軸押し出し成
形機であって、そのシリンダ１に供給された材料がスク
リュー１Ａによって加圧され、ニップル２、配向ダイ３
を通して押し出し成形され、マグネットが製造される。
４は磁場発生コイル、５はヨーク、５Ａは非磁性体より
成るスペーサであり、これによって材料が配向ダイ３を
通るとき、材料中の磁性粉が配向される。Ｒは材料の押
し出し方向である。

【０００７】このような磁場中押し出し成形では、材料
中の磁性粉を配向させるため、配向ダイ３から押し出さ
れた成形品は樹脂温度が高く、粘度が低い状態にある。
このため、配向ダイ出口で発生している押し出し方向の
磁場、樹脂自身が内包している応力、及びその重力によ
り、配向ダイを出た成形品に変形が生じ、所望の形状の
マグネットが得られなかったり、変形がなくとも磁性粉
の配向が乱されて磁気特性が低下してしまう。

【０００８】図７は、その前者の不具合を模式的に示し
ており、この図における矢印Ｂ１は、所定の配向磁場の
磁力線を示し、配向ダイ３内の材料６は、その所定の磁
場中を通るが、配向ダイ３の出口近傍にも、矢印Ｂ２で
示す如き望ましくない磁場が発生し、その押し出し方向
の成分の影響を受けて成形品６Ａが変形する。また図８
は後者の不具合を示しており、望ましいなく磁場Ｂ２の
影響によって、成形品６Ａ中の磁性粉７の配向が乱され
ている様子を模式的に示すものである。図８におけるＢ
１も、所定の配向磁場の磁力線を示している。

【０００９】また、配向ダイの内面と材料外周部との接
触抵抗により材料が配向ダイへ引っかかり、完成したマ
グネットの表面が荒れたり、材料外周部の樹脂の流れが
遅延し、材料径方向断面での流速差が生じ、磁性粉の配
向が乱されて磁気特性が低下することもある。図９は、
配向ダイ３内の材料６の押し出し方向Ｒの流速Ｖに差が
生じ、材料６中の磁性粉７の配向が乱されたときの様子
を模式的に示している。

【００１０】さらに、多極に配向された成形品の場合、
充分に冷却固化されないと成形品自身の磁場によっても
変形が生じたり、磁性粉の配向が乱されて磁気特性が低
下する。図１０の（ａ）は、所定の形態に成形された４
極配向時の成形品６Ａより成るマグネットを示し、図１
０の（ｂ）は、成形品自身の磁場によって変形した押し
出し成形品６Ａより成るマグネットを示す。

【００１１】マグネット材料には、成形機内での材料の
流動性を良くして加工を容易にするため、通常、金属
塩、脂肪酸アミドなどの滑剤が添加されている。配向ダ
イから押し出された成形材料は、これらの滑剤により流
動性が大きくなって、滑剤を添加していない材料に比べ
て変形が一層大きくなったり、磁気特性が一層低下す
る。成形材料に滑剤を添加しなければ、成形品の変形
や、磁気特性の低下の度合を小さくすることができるよ
うに考えられるが、高磁力を狙ったマグネット材料では
磁性粉が８０％以上含まれているので、滑剤無添加では
材料流動性が非常に悪くなり、押し出し成形時に、材料
と配向ダイとの接触抵抗により、成形されたマグネット
の表面に荒れやボイドやクラックが発生してしまう。マ
グネットの表面磁力には、そのマグネット表面付近に存
在する配向している磁性粉の寄与が大きいので、表面の
荒れやボイドやクラックは外観を損なうだけでなく、磁
力も低下させることになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、変形が少なく、かつ磁力の大きなマグネットを製造
できるマグネット用組成物を提供することにある。

【００１３】本発明の第２の目的は、変形が少なく、か
つ磁力の大きなマグネットを提供することにある。

【００１４】本発明の第３の目的は、変形が少なく、か
つ磁力の大きなマグネットを製造する方法を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記第１の目
的を達成するため、非結晶性エラストマーから成るバイ
ンダー、磁性粉及びフッ素樹脂粉を含有することを特徴
とするマグネット用組成物を提案する（請求項１）。

【００１６】その際、上記請求項１に記載のマグネット
用組成物において、フッ素樹脂粉が四フッ化エチレン樹
脂、パーフルオロエチレンプロピレン樹脂、パーフルオ
ロアルコキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つからなる
と有利である（請求項２）。

【００１７】さらに、上記請求項１又は２に記載のマグ
ネット用組成物において、フッ素樹脂粉が粒径１μｍ以
下の微粒子であると有利である（請求項３）。

【００１８】また、上記請求項１乃至３のいずれかに記
載のマグネット用組成物において、バインダーである非
結晶性エラストマーが、エチレンエチルアクリレート共
重合体を１００重量％としてエチルアクリレート含量が
２０〜４０重量％であるエチレンエチルアクリレート共
重合体であると有利である（請求項４）。

【００１９】また、本発明は、上記第２の目的を達成す
るため、請求項１乃至４のいずれかに記載の組成物を押
し出し成形してなることを特徴とするマグネットを提案
する（請求項５）。

【００２０】さらに、本発明は、上記第３の目的を達成
するため、非結晶性エラストマー、磁性粉及びフッ素樹
脂粉の混合物あるいは混練物を、非結晶性エラストマー
の軟化点より高くフッ素樹脂の融点より低い温度で磁場
中押し出し成形することを特徴とするマグネットの製造
方法を提案する（請求項６）。

【００２１】同じく、本発明は、上記第３の目的を達成
するため、非結晶性エラストマーの粉体と、磁性粉及び
フッ素樹脂粉の混合物あるいは混練物を、非結晶性エラ
ストマーの軟化点より高くフッ素樹脂の融点より低い温
度で磁場中押し出し成形することを特徴とするマグネッ
トの製造方法を提案する（請求項７）。

【００２２】さらに、本発明は、上記第３の目的を達成
するため、エチレンエチルアクリレートの共重合体の粉
体と、マグネット全体を１００重量％として４重量％を
越えないフッ素樹脂粉と、９０重量％以上の磁性粉から
成る混練物で、温度２５０℃、荷重１０ｋｇでのメルト
フローレートが１５〜５５ｇ／１０分である混練物を、
シリンダ温度１５０〜２００℃で磁場中押し出し成形す
ることを特徴とするマグネットの製造方法を提案する
（請求項８）。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を説明
する。

【００２４】先ず、マグネット用組成物から明らかにす
るが、これらの組成物は、これを材料とし、例えば図１
及び図２に示した一軸押し出し成形機を用いてマグネッ
トを製造できるものである。すなわち、先にも説明した
ように、図１に示したシリンダ１に供給した材料をスク
リュー１Ａによって矢印Ｒ方向に加圧し、ニップル２、
配合ダイ３を通して押し出し成形してマグネットを製造
する。図１における４は磁場発生コイルであり、また５
はヨーク、５Ａは非磁性体のスペーサであって、これら
によって構成される配向ダイ３を材料が通るとき、後述
する材料中の磁性粉が配向されることは前述の通りであ
る。

【００２５】ここで、上述のように成形されるマグネッ
ト用組成物は、非結晶性エラストマーから成るバインダ
ー、磁性粉及びフッ素樹脂粉を含有する（請求項１）。

【００２６】フッ素樹脂は、押し出し成形機のダイ内壁
面に対する摩擦係数が他の樹脂に比べて小さい。かかる
フッ素樹脂粉と、磁性粉と、フッ素樹脂より融点の低い
非結晶性エラストマーであるバインダーからなる組成物
から、フッ素樹脂の融点より低い温度での磁場中押し出
し成形によりマグネットを製造する。その際、バインダ
ーが可塑化していてもフッ素樹脂が固体のまま存在する
ことにより、配向ダイ３から出てきたマグネットの粘度
を大きくし、マグネットの変形、磁性粉の配向の乱れを
小さくすることが可能となる。

【００２７】また、フッ素樹脂は他の樹脂より摩擦係数
が小さいため、成形時に材料と配向ダイ３との接触抵抗
を小さくすることができるので、成形品表面に荒れが生
じたり、成形品中の磁性粉の配向に乱れが生じるのを防
ぎ、磁力の大きいマグネットを得ることが可能となる。

【００２８】バインダーがエラストマー樹脂であること
により、エラストマーの融点付近でも充分な柔軟性を持
つため、エラストマー融点近くの温度でも配向ダイ内で
材料が固まることなく磁場中押し出し成形を行うことが
できる。エラストマー融点近くの温度で成形できれば、
配向ダイ３から出てきた成形品を迅速に融点以下まで冷
え固まらせることができるので、成形品の変形や、磁性
粉の配向の乱れが生じるのを、より一層防ぐことが可能
となる。

【００２９】また、エラストマーの柔軟性により、成形
材料が磁性粉及びフッ素樹脂粉を多量に含んでいても、
マグネットにクラックが発生しにくくなり、磁力の大き
いマグネットを得ることが可能となる。エラストマーは
配向ダイ３に粘着しやすいという欠点があるが、摩擦係
数の小さいフッ素樹脂粉が成形材料外周面に存在するこ
とにより成形材料外周面と配向ダイ内面の粘着を防ぐ。

【００３０】次に、上述したマグネット用組成物におい
て、フッ素樹脂粉が、四フッ化エチレン樹脂（以下、Ｐ
ＴＦＥと記す）、パーフルオロエチレンプロピレン樹脂
（同じく、ＦＥＰと記す）、パーフルオロアルコキシ樹
脂（同様にＰＦＡと記す）から選ばれた少なくとも１つ
から成ると有利である（請求項２）。

【００３１】ＰＴＦＥ、ＦＥＤ、ＰＦＡは、一般に次の
化１乃至化３の構造式で表わされる。

【化１】

【化２】

【化３】 （式中、Ｒfはパーフルオロアルキル基である）

【００３２】マグネット用組成物のフッ素樹脂が、ＰＴ
ＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡのいずれかか、またはこれらの混
合物であると、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡは、それぞれ
高融点樹脂であり、上記の構造式で示されるように、分
子中の炭素原子がフッ素原子だけか、またはほぼフッ素
原子にだけ結合し、炭素鎖がフッ素原子に覆われてい
る。そのために、これらのフッ素樹脂は、フッ素樹脂の
中でも特に摩擦係数が小さいため、フッ素樹脂の融点よ
り低い温度での磁場中押し出し成形によりマグネットを
製造する際に、特に、成形材料と配向ダイ３との接触抵
抗を小さくすることができる。

【００３３】例えば、ＰＴＦＥは、ＡＳＴＭ試験法で動
摩擦係数が０．１０と小さい。従って、このマグネット
用組成物は、バインダーが溶融してもフッ素樹脂がその
まま粒子で存在することにより、配向ダイ３から出てき
たマグネットの粘度を大きくしてマグネットの変形及び
磁性粉の乱れを小さくすることができ、しかも、押し出
し材料と配向ダイ３との接触抵抗を小さくして材料流速
差による磁性粉の配向の乱れを小さくでき、かつマグネ
ットの表面荒れを防止できる。

【００３４】また、上述した各マグネット用組成物にお
いて、フッ素樹脂粉が１μｍ以下の微粒子であると特に
有利である（請求項３）。

【００３５】マグネットに使用される磁性粉は、工業的
には磁性体を粉砕することにより得られているため、そ
の磁性粉の粒径が１μｍより小さくなると、磁性粉表面
の結晶格子の歪んでいる部分が磁性粉１粒当たりに占め
る割合が大きくなり磁気性能が低下する。また、磁性粉
が希土類金属間化合物の場合、磁性粉表面の酸化によ
り、やはり磁気性能は低下する。このために、磁性粉の
粒径は１μｍ以上であることが多い。

【００３６】フッ素樹脂粉の粒径が１μｍ以下である
と、フッ素樹脂はバインダー中でフッ素樹脂より大きな
磁性粉の粒子の間を補うように存在することになり、マ
グネット中の磁性粉の充填率を損なうことなく磁性粉と
混在することができる。これによって、単位体積当りの
磁性粉の量を増やすことができ、マグネットの磁力を高
めることが可能となる。また、フッ素樹脂の融点より低
い温度での磁場中押し出し成形によりマグネットを製造
する際に、摩擦係数の低いフッ素樹脂によって材料と配
向ダイ３との接触抵抗を小さくすることができる。

【００３７】また、上述した各マグネット用組成物にお
いて、非結晶性エラストマーからなるバインダーを、エ
チレンエチルアクリレート共重合体を１００重量％とし
てエチルアクリレート含量が２０〜４０重量％であるエ
チレンエチルアクリレート共重合体とすると有利である
（請求項４）。

【００３８】この共重合体は、結晶化度が２０％以下の
エラストマーであり、広い温度範囲での柔軟性があるた
め、成形時のマグネット材料の変形が小さく、環境変動
下でもクラックを発生しない磁力の大きいマグネットを
得ることができる。

【００３９】前述のように、上述した各マグネット用組
成物は、押し出し成形され、これによってマグネットが
製造される（請求項５）。非結晶性エラストマーから成
るバインダー、磁性粉、フッ素樹脂粉を押し出し成形し
てマグネットを構成することにより、磁力が大きく変形
が少ないマグネットを得ることができる。

【００４０】また、非結晶性エラストマー、磁性粉及び
フッ素樹脂粉の混合物あるいは混練物を、非結晶性エラ
ストマーの軟化点より高くフッ素樹脂の融点より低い温
度で磁場中押し出し成形してマグネットを製造すること
により、磁力が大きく、変形が少ないマグネットを得る
ことができる（請求項６）。

【００４１】以上説明した組成物をマグネットの成形の
ために用いるとき、その非結晶性エラストマーは、粉体
であってもペレットであってもよいが、これを粉体と
し、かかる非結晶性エラストマーの粉体と、磁性粉及び
フッ素樹脂粉の混合物あるいは混練物を、非結晶性エラ
ストマーの軟化点より高くフッ素樹脂の融点より低い温
度で磁場中押し出し成形してマグネットを製造すると特
に有利である（請求項７）。

【００４２】粉体の非結晶性エラストマーを磁性粉と混
合あるいは混練することにより、ペレット形状の非結晶
性エラストマーと磁性粉を混合あるいは混練した場合よ
りも磁性粉を材料中に均一に分散させることができる。
特に混練時、材料の磁性粉の含有量がマグネット全体を
１００重量％として９０重量％以上になっても磁性粉を
材料中に均一に分散することができる。これにより成形
時に圧力変動が小さくなり、押し出し方向で磁力・形状
の変動の小さいマグネットを得ることが可能となる。ま
た、成形式の圧力変動が小さいことにより異方性を持つ
磁性粉を安定して配向させることができるので、磁力の
大きなマグネットを得ることが可能となる。

【００４３】さらに、エチレンエチルアクリレートの共
重合体の粉体と、マグネット全体を１００重量％として
４重量％を越えないフッ素樹脂粉と、９０重量％以上の
磁性粉から成る混練物で、温度２５０℃、荷重１０ｋｇ
でのメルトフローレートが１５〜５５ｇ／１０分である
混練物を、シリンダ温度１５０〜２００℃で磁場中押し
出し成形することによりマグネットを製造すると有利で
ある（請求項８）。

【００４４】この製造方法によれば、異方性の磁性粉を
充分に配向させると共に、マグネットの変形及び表面の
荒れ、磁性粉の配向乱れがほとんど生じない範囲に、配
向ダイ３から出た直後の成形材料の粘度がなるよう、成
形の際のダイ通過時の材料粘度を収めることが可能とな
る。従って、表面の荒れ、変形が少なく、磁力の大きい
マグネットを得ることが可能となる。

【００４５】以上、図１及び図２に示した押し出し成形
機によって上述の各組成物を成形する方法と、製造され
たマグネットを説明したが、これ以外の各種成形機によ
ってマグネットを成形することもできる。例えば、配向
ダイ内で成形材料を冷却固化を行い、磁性粉の配向を保
持する押し出し成形機や、配向ダイの先端に冷却ダイ又
は冷却装置を設置したものなども用いることができる。

【００４６】より具体的に示すと、図３に示すように、
配向ダイ３の材料押し方向Ｒの下流側に冷却ダイ８を接
続した押し出し成形機を用い、この冷却ダイ８によっ
て、配向ダイ３を通過した材料を冷却し、押し出された
成形品の変形、及びその磁性粉の配向の乱れを防止でき
るようにしてもよい。

【００４７】上述のように冷却ダイ８などを用いて材料
を冷却すると、従来は、その材料の樹脂とダイが接触す
るために、樹脂の外周部から冷却され、その外周部と中
心部とで材料の流速差が大きくなり、配向ダイで配向さ
れた磁性粉が乱されてしまうおそれがあったが、材料と
して摩擦係数の小なるフッ素樹脂を含む前述の各組成物
を用いると、その材料とダイの接触抵抗を小さくできる
ので材料の流速差が従来のように大きくなることを阻止
でき、磁性粉が乱されることを防止できる。

【００４８】また、配向ダイ３から押し出された成形
品、すなわちマグネットを液体などの流体によって冷却
する押し出し成形機を用いることもできる。その際、従
来は配向ダイから押し出された成形品を直ちに流体によ
って冷却しないと、前述のように、配向ダイ出口付近の
磁場や成形品自身の磁場、樹脂自身が内包している応
力、及びその重力によって成形品が変形したり、磁性粉
の配向が乱されるおそれがあった。ところが、このよう
に配向ダイを出た成形品に対し、直ちに流体を当てる
と、その近傍に位置する配向ダイの熱が流体に奪われ、
そのダイの温度が過度に低下するおそれがある。

【００４９】ところが、前述の各組成物を材料として用
いれば、そのフッ素樹脂により、配向ダイ３を出た直後
の成形品の粘度が大きくなるので、配向ダイ３を出た成
形品の変形や磁性粉の配向の乱れを防止でき、従って配
向ダイ３を出た直後の成形品に流体を当てるのではな
く、配向ダイ３から離れた位置で、成形品に流体を当て
ることが可能となる。このようにして、流体によって配
向ダイの温度を過度に下げてしまう不具合の発生を阻止
することができる。

【００５０】さらに、特開平６−９９５２０号公報に開
示されているように、成形空間中心部に中空部形成用コ
アを配し、樹脂層の厚みを薄くすると共に、ダイとコア
とによる内外面両方からの冷却作用により、押し出しダ
イ内の成形空間を通過する成形材料の径方向における温
度差を小さくし、もって、成形空間を通過する材料の流
速差を小さくし、配向した磁性粉が機械的に乱されるの
を防ぐ方法が公知であるが、かかる方法によって、前述
の各組成物を材料としてマグネットを製造することもで
きる。

【００５１】また同公報に開示されているように、溶融
材料の径方向外周部とダイの成形空間内面間に、成形温
度において溶融材料よりも流動性の高い滑剤を介在させ
て、材料とダイ内面との接触抵抗を緩和させる方法も公
知であるが、この方法によって前述の各組成物を製造す
ることもできる。

【００５２】さらに、特開平４−２９１３８２号公報に
開示されているように、マグネット材料に増粘用微粒子
を混合し、その増粘用微粒子としてシリカ、アルミナ、
炭酸カルシウム、含水けい酸のいずれかを用いる方法が
提案されているが、この方法によって本発明に係るマグ
ネットを製造することもできる。これによってダイから
出てきたマグネットの粘度を一層大きくでき、その変形
をより効果的に防ぐことができ、磁性粉の配向の乱れを
より一層低減することが可能となる。

【００５３】このように、いずれの押し出し成形法を採
用したときも、ダイから出た成形品が大きく変形するこ
とを阻止し、完成したマグネットの磁気特性及び形状寸
法精度を高めることができる。

【００５４】

【実施例】次に、本発明の実施例と比較例を図面を参照
して説明するが、本発明がこの実施例のみに限定されな
いことは勿論である。

【００５５】実施例及び比較例として、図４及び図５に
示すように多極に磁気配向され、円周方向に非対称性の
磁気特性を持つマグネットローラ１０を作製した。この
マグネットローラ１０は、直径Ｄ＝１５mm、内径ｄ＝８
mm、長さＬ＝３００mmの円筒形のマグネット１１を、直
径ｄ＝８mm、長さＬ′＝３７０mmの鉄製芯金１２にかぶ
せたものである。図４における破線は、マグネット１１
の磁極の位置を示し、Ｓ，Ｎはその極性を示しており、
Ｐはその磁束密度を表わしている。

【００５６】なお、このようなマグネットローラ１０
は、例えば、非磁性の現像スリーブ内に挿入され、これ
らが画像形成装置の現像装置に組込まれて使用されるも
のである。そして、そのマグネットローラを固定し、現
像スリーブを回転駆動しながら、その表面にトナーとキ
ャリアを有する二成分系現像剤を担持して搬送し、その
現像剤によって、像担持体表面の静電潜像をトナー像と
して可視像化する。

【００５７】実施例：マグネット材料の磁性粉として異
方性ストロンチウムフェライト（戸田工業株式会社製Ｆ
Ｈ８０１）９００部（重量部）を用意した。バインダー
としては、エチレンエチルアクリレート共重合体（以降
ＥＥＡと表記）（三井デュポンポリケミカル株式会社製
Ａ−７０９）１００部を用意した。また、滑剤としてス
テアリン酸Ｚｎ（株式会社サトー商事ＳＺ−２０００）
１部を用意した。

【００５８】磁性粉は希土類金属間化合物等でも構わな
い。バインダーは、他の非結晶性エラストマーでも構わ
ない。滑剤も上述したもの以外のものでもよいし、添加
量も本実施例に限定されず、また無添加でも構わない。
また、上記以外の滑剤と併用しても構わない。この他、
酸化防止剤、可塑剤等の添加剤を加えてもよい。

【００５９】またフッ素樹脂粉としては粒径０．４〜
０．７μｍのＰＴＦＥ（株式会社喜多村製ＫＴＬ−５０
０Ｆ）５部を用意した。フッ素樹脂はＰＴＦＥ以外のも
のでも構わないし、添加量も本実施例に限定されない。
ただし、磁性粉含量を落とさず、材料の粘度を磁性粉の
配向及び材料の可塑性を妨げるまでに大きくし過ぎない
ためには、フッ素樹脂の添加量は１０部を越えないのが
望ましい。

【００６０】これらの材料を混合機で混合したものを一
軸混練機に投入し、その混練機のシリンダの温度を１８
０℃とし、これによって材料を加熱溶融混練し、この混
練機から出てきた材料を造粒機で４mmほどのペレットに
した。このペレットを、図１に示した配向ダイ３を有す
る一軸押し出し成形機のシリンダ１に投入し、１７０℃
で磁場中押し出し成形を行い、図４に示されているよう
に、多極に配向され、円周方向に非対称の磁気特性を持
つ直径１５mm、内径８mmのマグネットを作製した。その
後、この円筒形のマグネットを長さ３００mmになるよう
切断してマグネット１１を得た。そして、このマグネッ
ト１１内に直径が８mm、長さが３７０mmの鉄製の芯金１
２を圧入し、マグネットローラ１０とした。

【００６１】比較例：マグネット材料の磁性粉として異
方性ストロンチウムフェライト９００部、バインダーと
してＥＥＡ１００部、滑剤としてステアリン酸Ｚｎ１部
をそれぞれ用意した。これらの材料を混合機で混合した
ものを一軸混練機に投入し、シリンダ温度１８０℃で加
熱溶融混練し、混練機から出てきた材料を造粒機で４mm
ほどのペレットにした。このペレットを材料として、実
施例と同様の工程で、同寸法のマグネットローラ１０を
作製した。

【００６２】比較結果：マグネットローラ１０の変形の
度合いを示す指標として、図６に示すように円周方向で
マグネットの山、谷部分の肉厚Ｔ₁，Ｔ₂を測定し、山の
測定値と隣接する両側の谷の測定値の平均値の差を各山
に対して算出したものの平均値を変形量と定義し、実施
例と比較例を比較した。また、マグネットローラ１０の
磁力を表わす指標として、磁力測定機のプローブを各マ
グネットローラ１０で磁力最大の極に突き当てて測定し
た際の表面磁力について実施例と比較例を比較した。上
述の実施例と比較例それぞれ３本ずつのマグネットロー
ラについて、変形の度合いと最大磁力を比較した結果が
次の表１である。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１から、実施例のマグネットローラは比
較例のマグネットローラより変形が少なく、磁力が大き
いことを理解できる。

【００６５】

【発明の効果】請求項１に記載のマグネット用組成物を
用いると、摩擦係数が他の樹脂より小さいフッ素樹脂粉
と、磁性粉と、フッ素樹脂より融点の低い非結晶性エラ
ストマーであるバインダーからなる組成物から、フッ素
樹脂の融点より低い温度での磁場中押し出し成形により
マグネットを製造する際に、非結晶性エラストマーであ
るバインダーが可塑化していてもフッ素樹脂が固体のま
ま存在することにより、配向ダイから出てきた非結晶性
エラストマーの粘度を大きくし、マグネットの変形、磁
性粉の配向の乱れを小さくすることができる。しかも、
成形材料と配向ダイとの接触抵抗を小さくし、成形品表
面に荒れが生じたり、成形品中の磁性粉の配向に乱れが
生じるのを防ぐことができ、変形が小さく磁力の大きい
マグネットを得ることが可能となる。

【００６６】また、バインダーがエラストマー樹脂であ
ることにより、エラストマーの融点付近でも充分な柔軟
性を持つため、エラストマーの融点近くの温度でも配向
ダイ内で材料が固まることなく磁場中押し出し成形を行
うことができる。エラストマーの融点近くの温度で成形
できれば、配向ダイから出てきた成形品を迅速に融点以
下まで冷え固まらせることができるので、成形品の変形
や、磁性粉の配向の乱れが生じるのを、より一層防ぐこ
とができる。

【００６７】また、エラストマーの柔軟性により、成形
材料が磁性粉及びフッ素樹脂粉を多量に含んでいても、
マグネットにクラックが発生しにくいため、磁力の大き
いマグネットを得ることが可能となる。エラストマーは
配向ダイに粘着しやすいという欠点があるが、摩擦係数
の小さいフッ素樹脂粉が成形材料外周面に存在すること
により成形材料外周面と配向ダイ内面の粘着を防ぐこと
ができる。

【００６８】また、請求項２に記載のマグネット用組成
物は、フッ素樹脂として、特に摩擦係数の小なるものを
用いたので、かかる組成物より成る成形材料と配向ダイ
の接触抵抗を効果的に小さくでき、マグネットの表面荒
れをより効果的に防止できる。

【００６９】請求項３に記載のマグネット用組成物によ
れば、フッ素樹脂粉の粒径が１μｍ以下であるため、フ
ッ素樹脂はバインダー中でフッ素樹脂より大きな磁性粉
の間を補うように存在することになり、マグネット中の
磁性粉の充填率を損なうことなく磁性粉と混在すること
ができる。また、その融点より低い温度での磁場中押し
出し成形によりマグネットを製造する際に、材料と配向
ダイとの接触抵抗を小さくすることができる。

【００７０】請求項４に記載のマグネット用組成物によ
ると、非結晶性エラストマーからなるバインダーとし
て、エチレンエチルアクリレート共重合体を１００重量
％としてエチルアクリレート含量が２０〜４０重量％で
あるエチレンエチルアクリレート共重合体を用いること
により、成形時の変形が小さく、環境変動下でもクラッ
クを発生しない磁力の大きいマグネットを得ることがで
きる。

【００７１】請求項５に記載のマグネットによると、そ
の磁力を大きくし、かつ変形を少なくすることができ
る。

【００７２】請求項６に記載のマグネットの製造方法に
よれば、磁力が大きく、変形の少ないマグネットを得る
ことができる。

【００７３】請求項７に記載のマグネットの製造方法に
よれば、成形時に圧力変動が小さくなり、押し出し方向
での磁力、形状の変動の小さいマグネットが得られる。
また成形式の圧力変動が小さいことにより、異方性を持
つ磁性粉を安定して配向させることができ、磁力の大き
なマグネットを得ることができる。

【００７４】請求項８に記載のマグネットの製造方法に
よれば、表面の荒れ、変形が特に少なく、しかも磁力の
大きなマグネットを得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁場中押し出し成形機の一例を示す断面図であ
って、従来例と本発明実施例の説明に供した図である。

【図２】図１の垂直横断面図である。

【図３】冷却ダイを用いた例を示す断面図である。

【図４】本発明の実施例と比較例のマグネットローラと
その磁気特性を示す説明図である。

【図５】図４に示したマグネットローラの正面図であ
る。

【図６】本発明の実施例と比較例のマグネットローラの
変形の度合いの算出方法を示す説明図である。

【図７】押し出し方向の磁場が成形品に与える影響を示
す断面説明図である。

【図８】押し出し方向の磁場が成形品に与える影響を示
す断面説明図である。

【図９】ダイ内面と材料外周部との接触抵抗が磁性粉の
配向に与える影響を示す断面説明図である。

【図１０】４極配向時の押し出し成形品の変形の様子を
説明する図である。

【符号の説明】

１ シリンダ １１ マグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 肥塚 恭太 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 成田 研二 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非結晶性エラストマーから成るバインダ
   ー、磁性粉及びフッ素樹脂粉を含有することを特徴とす
   るマグネット用組成物。
2. 【請求項２】 フッ素樹脂粉が四フッ化エチレン樹脂、
   パーフルオロエチレンプロピレン樹脂、パーフルオロア
   ルコキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つからなること
   を特徴とする請求項１に記載のマグネット用組成物。
3. 【請求項３】 フッ素樹脂粉が粒径１μｍ以下の微粒子
   であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネ
   ット用組成物。
4. 【請求項４】 バインダーである非結晶性エラストマー
   が、エチレンエチルアクリレート共重合体を１００重量
   ％としてエチルアクリレート含量が２０〜４０重量％で
   あるエチレンエチルアクリレート共重合体であることを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマグネッ
   ト用組成物。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の組成
   物を押し出し成形してなることを特徴とするマグネッ
   ト。
6. 【請求項６】 非結晶性エラストマー、磁性粉及びフッ
   素樹脂粉の混合物あるいは混練物を、非結晶性エラスト
   マーの軟化点より高くフッ素樹脂の融点より低い温度で
   磁場中押し出し成形することを特徴とするマグネットの
   製造方法。
7. 【請求項７】 非結晶性エラストマーの粉体と、磁性粉
   及びフッ素樹脂粉の混合物あるいは混練物を、非結晶性
   エラストマーの軟化点より高くフッ素樹脂の融点より低
   い温度で磁場中押し出し成形することを特徴とするマグ
   ネットの製造方法。
8. 【請求項８】 エチレンエチルアクリレートの共重合体
   の粉体と、マグネット全体を１００重量％として４重量
   ％を越えないフッ素樹脂粉と、９０重量％以上の磁性粉
   から成る混練物で、温度２５０℃、荷重１０ｋｇでのメ
   ルトフローレートが１５〜５５ｇ／１０分である混練物
   を、シリンダ温度１５０〜２００℃で磁場中押し出し成
   形することを特徴とするマグネットの製造方法。