JPS63182803A - マグネツトロ−ル及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はマグネットロール及びその製造法に関し、更に
詳しくは、硬質磁性粉体と合成樹脂粉末とを主成分とす
る樹脂磁石であって、磁気特性の優れた且つ安価なマグ
ネットロール及びその製造法に関するものである０本発
明によるマグネットロールは、乾式コピーの磁気ブラシ
用マグネットロールあるいはクリーニング用マグネット
ロール等の機能的なマグネットロールとして有用である
。

「従来技術とその問題点」 樹脂磁石製のマグネットロールは既に上布され、また改
良のための研究が引き続き実施されている。

例えば特公昭６０−２８３７４及び特公昭６０−２８３
７６等においては、フェライト粉体の機械的配向を利用
して、ロール状に組み立て成形し、マグネットロールに
適した磁気異方性を得ようとする方法が開示されている
。しかし乍ら、これらの方法は、■機械的配向は、他の
方法、例えば磁気配向に比して配向度が劣ること、■組
み立て、成形工程が複雑で且つ精度を要求されるために
歩留まりが低い、等の欠点がある。

特開昭６０−２０６１１０及び特開昭６１−１７２３０
５は、磁場配向射出成形法によるマグネットロールの製
造法が提案されている。これらは、成形体のクランク発
生の防止、又は寸法精度の向上の目的で、樹脂組成その
他を特定化している。

該方法は、ラジアル配向又は極異方配向用の金型を必要
とするが、射出成形用金型の内部に該磁気配向に十分な
磁気回路を形成するのは難しく、従って、得られるマグ
ネットロールの磁気特性は十分ではないのが現状である
。

特開昭６１−１５８１１７には、押出成形時の機械的配
向を利用して、所定の磁極位置周辺に特殊な配向を形成
させる方法が示されている。該押出方法は仕切板によっ
て複数の押出流に分流した後、合流一体化させる方法で
ある。該方法にあっては、磁性粉末の機械的配向を高め
るためには、仕切板部分において押出圧に対する抵抗が
不可欠であるが、該抵抗は押出安定性を損ねる。特に仕
切板で区切られた流路の断面形状がそれぞれ異なる場合
、抵抗もそれぞれ異なり、従って、同じ背圧で押されて
も、各々の流路から押し出されてくる流速が異なること
になり、押出安定性は悪いという問題を内包している。

「問題点を解決するための手段」 本発明はかかる実情に鑑み、上記問題点を解決する目的
で達成されたもので、マグネットロールとしての磁気的
特性が優れ、且つ優れた生産性でもって製造出来るマグ
ネットロール及びその製造法を提供するものである。

即ち、本発明の第１は本発明は回転軸に垂直な一方向に
磁気異方性を有する樹脂磁石であって、且つその外周に
３極以上の磁極が着磁されていることを特徴とするマグ
ネットロールを、本発明の第２は合成樹脂粉末と硬質磁
性粉体とを主成分とする樹脂磁石組成物を一方向磁場配
向押出成形、一方向磁場配向射出成形又は一方向磁場配
向圧縮成形し、次いで３極以上の磁極に着磁することを
特徴とするマグネットロールの製造法をそれぞれ内容と
するものである。

本発明を特徴ずける第１の点は、第１図及び第２に図示
せる如く、該マグネットロールの回転軸に垂直な一方向
に磁気異方性を有すること、即ち、該マグネットロール
に成形された樹脂磁石中の磁性粉体が、該マグネットロ
ールの回転軸に垂直な一方向に配向していることである
。該配向は、磁場配向射出成形、磁場配向押出成形、又
は磁場配向押出成形等のよく知られた方法により簡単に
達成せられ、更に、該配向のための磁気回路が簡単であ
るために、金型もしくはダイのキャビティに、より高い
磁場を印加することが出来る。かくして、該配向をより
高くすることが可能となる。上記第１図は一方向磁場配
向押出成形されたマグネットロール中の硬質磁性粉体の
配向方向を矢示し、第２図は同射出成形されたマグネッ
トロールの場合の配向方向を矢示したもので、比較のた
めに、第３図は従来のラジアル磁場配向押出成形の場合
、第４図は極異方磁場配向射出成形の場合のそれぞれマ
グネットロールの配向方向を示す。

本発明で言う樹脂磁石とは、硬質磁性粉体と合成ｍｎ粉
末とを主成分とするいわゆるボンド磁石である。ここに
、硬質磁性粉体とは、硬質フェライト粉体、ＳｍＣｏ、
系又は３　ｍ　ｇ　ＣＯＩ　ｑ基磁性粉体、又は希土類
と鉄とホウ素を主要成分とする金属間化合物系磁性粉体
を含む、硬質フェライト粉体、特に、マグネトプラムバ
イト型フェライトは、安価であるのみならず、熱や空気
に対しても化学的に安定であるので好適である。平均粒
径０゜５〜５　ｉｔ　ｍ　ｓより好ましくは０．８〜２
．５．ｕｍ、　Ｃ。

Ｄ、　　（１０００ｋｇ／ａｊの圧力による圧縮密度）
が３、２　ｇ　／ｃｃ以上、より好ましくは、Ｃ，Ｄ、
が３゜２５ｇ／ｃｃ以上のストロンチウムフェライト（
ＳｒＯ・６ＦｅｔＯｓ）や、バリウムフェライト（Ｂａ
Ｃ１６ＦｅｘＯｓ）が好適である。平均粒径が０．５μ
ｍより小さいと、合成樹脂との混線が困難となる。一方
、平均粒径が５μｍを越えると、粉体粒子−個一個が、
車軸粒子ではなく、多軸粒子が増加するため、その結果
、残留磁化の小さいマグネットしか得られなくなってし
まう、該粉体粒子の配向は、マグネットロールの表面磁
場の強度を決定するパラメータの１つであって、本発明
で言う磁気異方性を現出させることは言うまでもない。

本発明において、硬質磁性粉体を日本ユニカー製アミノ
シランＡ−１１００や、エポキシシランＡ−１８７等の
シラン系表面処理剤、味の素社製イソプロピルトリイソ
ステアロイルチタネート、イソプロピルトリクミルフェ
ニルチタネート、ジクミルフェルレートオキシアセテー
トチタネート、その他のチタネート系表面処理剤、又は
ジルコアルミネート系カンブリング剤等でからかしめ表
面処理することは、好適である。特に、式％式％ （式中、Ｒ１、Ｒ１及びＲ１は、炭素数３〜２０のアル
キル基又はアルコキシ基を示す）で表される物質で、該
硬質磁性粉体をあらかじめ表面処理することにより、■
合成樹脂との混練成形性を高め、又は安定させ、更に■
該硬質磁性粉体の配向度を高めることができる。該混練
成形性が高い又は安定しているということは、混練成形
が低温度や広範囲条件で可能であること、成形体の外観
が良好なこと等を意味する。該表面処理剤の量は、硬質
磁性粉体１００重量部に対して０．１〜２重量部が適当
である。該表面処理剤は直接処理に供してもよく、また
溶媒で希釈した後、処理に供しても良い、該溶媒は処理
後蒸発除去させる。

該硬質磁性粉体は、内削で５０〜７５体積％が好ましい
、５０体積％未満では磁気的特性に劣り、また、７５体
積％を越えると、混練成形が困難となる。

本発明で言う合成樹脂粉末とは、塩化ビニル系樹脂、酢
酸ビニル系樹脂、塩素化ポリエチレン系樹脂、エチレン
ビニルアセテート樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロ
ピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系
樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレ
ンテレフタレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド
系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ボリアリレート
系樹脂及び液晶ポリマーと総称される樹脂等の熱可塑性
樹脂、及びエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、不飽和
ポリエステル系樹脂等の熱硬化性樹脂を含む。

射出成形法や押出成形法によって該マグネ７）ロールを
製造する場合は、上記熱可塑性樹脂が成形の容易さ等の
理由により選択される。押出成形法を採用する場合は、
ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体
樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、及び
エチレン−ビニルアセテート樹脂の群から選ばれた少な
くとも１種を含む合成樹脂が特に好適である。射出成形
法を採用する場合は、上述した合成樹脂群の樹脂の他に
、ナイロン６、ナイロン１２、その他のポリアミド樹脂
、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレンエ
チルアクリレート樹脂、その他の群の中から選択される
。これらの樹脂の他に、滑剤や安定剤等を添加すること
は更に好適である。

本発明を特徴ずける第２の点は、回転軸に垂直な一方向
に磁気異方性を有する成形体、即ち、回転軸に垂直な一
方向に該硬質磁性粉体が配向している成形体の外周に、
３種以上の磁極が着磁されていることである。咳着磁に
先立って、あらかじめ該成形体を脱磁しておくことはよ
り好適である。

マグネットロールの磁極数は、一般に３種以上１６極以
下であり、３〜５極が多く用いられている。マグネット
ロールの磁極の配置は、必ずしも対称性は無い、従って
、目的とする磁極配置及び必要とする表面磁束密度に応
じて、該着磁器を設計する必要がある。上記目的を達成
するために、マグネットロールの回転軸に垂直な断面形
状が円柱状あるいは円筒状である必要はない、磁極数が
３〜５個の非対称磁極配置で許容表面磁束密度が磁極に
よって異なるマグネットロールの場合、該断面形状は異
形状が好ましい場合がある。該異形体の成形は、押出成
形法または射出成形法によって、比較的容易に成形する
ことが出来る０本発明においては、該成形時の磁場配向
用磁気回路が最も簡単な方法の１つであるため、該異形
状の成形を制約せず好適である。

第５図、第６図は、それぞれ前記第１図、第２図に示し
たマグネットロールに４極着磁した例を示す、第７図、
第８図は、それぞれ本発明マグネットロールの他の例を
示す。

本発明に係わるマグネットロールは、外径が小さいもの
に一層好適である。外径が小さいと、放射状異方性や極
異方性のマグネットロールを得る目的で印加する磁場が
、導磁路であるヨーク材の磁気飽和やヨーク間の磁気漏
れによって制限されてしまう、しかし、本発明において
は、外径が小さくなればなるだけ、異方性を付与するた
めの印加磁場を強くすることが出来るので好適である。

本発明の他の特徴の１つは、長さくＬ）／外径（Ｄ）比
の大きいことが要求されるマグネットロールの製造にお
ける従来の困難さを解消することにある。マグネットロ
ールのＬ／Ｄは少なくとも５以上、通常１０以上必要で
あるが、その場合、上記した如くヨーク材の磁気飽和や
ヨーク間の磁気漏れによって印加磁場が制限され、また
、印加磁場が不均一となることが多い０本発明によるマ
グネットロールは、かかる困難さを伴うことなく、例え
ば第１０図や第１２図に示した装置により容易に製造さ
れる。その理由は配向のための磁気回路が非常に簡単な
ためであることは前述した通りである。上記した印加磁
場の均一性、言い換えれば硬質磁性粉体の配向度が均一
になること、そして、該均一性がマグネットロールの長
手方向で確保されることが重要である。磁場配向押出成
形法は、該目的に対して特に好適である。

「実施例」 以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、
本発明はこれらにより何ら制限を受けるものではない。

実施例１〜４、比較例１〜２ フェライト粉体をヘンシェルミキサーに投入し、攪拌し
ながら表面処理剤を所定量投入し、１２０〜１３０℃ま
で加熱した後、冷却し、フェライトの表面処理を終了し
た０次いで、所定の合成樹脂（バインダー）粉体と、必
要に応じ該合成樹脂の安定剤、滑剤及び可望剤を投入し
、高速回転で５分間部合した。得られたブレンド物を３
２φ単軸混練押出機にて混練し、ペレットを得た。ペレ
ットは５０φ押出機により、第９図（従来のラジアル磁
場配向押出成形グイ）又は第１０図（本発明の一方向磁
場配向押出成形グイ）に示す磁場配向用ダイより押し出
し成形し、長さ２５０簡に切断した。また２００を射出
成形機により第１１図（従来の極異方磁場配向射出成形
用金型）又は第１２図（本発明の一方向磁場配向射出成
形用金型）に示す磁場配向射出成形機によって成形した
。

第９図乃至第１２図において、（１）はグイ、（２）は
マンドレル、（３）はヨーク（磁気回路）、（４）は励
磁コイル、（５）は押出成形体、（６）はスクリュー、
（７）はスパイダー、（８）は金型（非磁性材）、（９
）は金型（磁性材、磁気回路を構成）、（１０）はキャ
ビティである。

得られた成形体を脱磁後、１５００μＦ１１５００■の
条件で４極着磁した。使用したフェライトの種類と性状
及び含率、表面処理剤の種類と量、合成樹脂バインダー
の種類、磁場配向成形方法とその結果、及び着磁後の得
られたマグネットロールの表面磁界の強さをそれぞれ第
１表に示した。

「作用・効果」 本発明のマグネットロールは磁気特性に優れ、簡単な構
造の金型又はダイによって安定的に成形することが出来
る。従って、安価な設備費、歩留まりの向上環の理由に
より、本発明は安価なマグネットロールを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ本発明の一方向磁場配向
押出成形、又は射出成形されたマグネットロールの硬質
磁性粉体の配向方向を示す概略図、第３図及び第４図は
、それぞれ従来のラジアル磁場配向押出成形、又は極異
方磁場配向射出成形されたマグネットロールの硬を磁性
粉体の配向方向を示す概略図、第５図及び第６図は、そ
れぞれ第１図、第２図に示したマグネットロールに４極
着磁した例を示す概略図、第７図及び第８図は、それぞ
れ本発明マグネットロールの他の例を示す概略図、第９
図は従来のラジアル磁場配向押出成形ダイを示す概略図
、第１０図は本発明における一方向磁場配向押出成形ダ
イを示す概略図、第１１図は従来の極異方磁場配向射出
成形用金型を示す概略図、第１２図は本発明における一
方向磁場配向射出成形用金型を示す概略図である。 １・・・・・・グイ、　　　　　２・・・・・・マンド
レル３・・・・・・ヨーク、　　　　　４・・・・・・
励磁コイル５・・・・・・押出成形体、　　６・・・・
・・スクリュー７・・・・・・スパイダー、　　８・・
・・・・金型（非磁性材）９・・・・・・金型（磁性材
）、１０・・・・・・キャビティ特許出願人　鐘淵化学
工業株式会社 第１図　　　　　　第２図 第３図　　　　　　第４図 第５図　　　　　　　第６図 第７図　　　　　　　第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸に垂直な一方向に磁気異方性を有する樹脂磁
   石であって、且つその外周に３極以上の磁極が着磁され
   ていることを特徴とするマグネットロール。 ２、樹脂磁石が合成樹脂粉末と硬質磁性粉体とからなる
   樹脂磁石組成物を主成分としてなり、前記硬質磁性粉体
   はＣ、Ｄ、（圧縮密度）が３．２ｇ／ｃｃ以上であり、
   該粉体１００重量部に対して、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２及びＲ＿３は炭素数３〜２０の
   アルキル基又はアルコキシ基を示す）で表される物質０
   ．１〜２重量部で処理され、且つ、５０〜７５体積％で
   ある特許請求の範囲第１項記載のマグネットロール。 ３、硬質磁性粉体がマグネトプラムバイト型フェライト
   である特許請求の範囲第２項記載のマグネットロール。 ４、合成樹脂粉末と硬質磁性粉体とを主成分とする樹脂
   磁石組成物を一方向磁場配向押出成形、一方向磁場配向
   射出成形又は一方向磁場配向圧縮成形し、次いで３極以
   上の磁極に着磁することを特徴とするマグネットロール
   の製造法。