NO854805L - Artikkel med magnetiske egenskaper og fremgangsmaate ved fremstilling av denne. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en formet artikkel med magnetiske egenskaper, spesielt en formet artikkel omfattende partikkelformet materiale med magnetiske egenskaper, en fremgangsmåte ved fremstilling av artikkelen og en blanding for bruk i en slik fremstilling.

Innenfor omfanget av uttrykkene formede artikler med magnetiske egenskaper og partikkelformet materiale med magnetiske egenskaper inngår artikler og materialer hvis egenskaper kan beskrives som ferromagnetiske eller ferrimagnetiske. Begge disse sistnevnte uttrykk innbefatter artikler og materialer som når de er magnetisert forblir magnetisert ved fjerning fra inn-flytelsen av et magnetisk felt, og også artikler og materialer som kan magnetiseres, men ikke forblir magnetiserte ved fjerning fra innvirkningen av et magnetisk felt. Slike artikler og materialer kan ansees å være henholdsvis permanent og midlertidig magnetiserbare og betegnes ofte som "hårde" eller "myke".

Metallene jern, kobolt og nikkel er alle ferromagnetiske.

De kan enten være permanent eller midlertidig magnetiserbare avhengig av typen av eller mengden av tilleggselement eller elementer som de legeres med.

Materialer som er ferrimagnetiske er Ba Fe^O^g»som er permanent magnetiserbart, og (Mn, Zn) Fe20^, som er midlertidig magnetiserbare. Slike eksempler på ferrimagnetiske materialer er eksempler fra en klasse materialer som kalles ferriter. Uttrykket ferriter et uttrykk som er velkjent. Ferriter er magnetiske oksyder som inneholder jern som en hovedmetallbestanddel og i tillegg en annen metallbestanddel, f.eks. mangan, zink,

bly, strontium, barium, litium eller nikkel. Uttrykket kan innbefatte spineller, perovskiter, magnetoplumbiter og garneter.

Formede artikler av metaller eller legeringer, f.eks. jern, kobolt og/eller nikkel og/eller legeringer derav, kan lages ved vanlig metallformingsteknikker, f.eks. ved pulversammentrykning eller ved støping ved høy temperatur. Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstillingen av formede artikler fra partikkelformede materialer med magnetiske egenskaper, og selv om den kan anvendes ved produksjon av formede artikler fra metalliske partikkelformede magnetiske materialer, er den også egnet for bruk ved fremstilling av formede artikler fra ikke-metalliske partikkelformede magnetiske materialer, f.eks. ferriter, som ikke normalt

kan fremstilles ved metallformingsteknikker.

Formede artikler av ferriter kan f.eks. fremstilles ved en pulversammenpressingsprosess hvori det pulverformede ferrit sammenpresses under trykk i en hensiktsmessig utformet form og pulveret deretter sintres ved oppvarming ved en høy temperatur som kan være over 1200°C. Kontrollertoppvarming og avkjølings-hastigheter kan være nødvendige, i likhet med oppvarming i mange timer ved maksimumstemperaturen. Nærvær av luft eller luft anriket med oksygen kan også være nødvendig.

Formede artikler av ferriter kan fremstilles fra en blanding omfattende ferritpulver og en løsning av et polymerbinde-middel. Artikkelen kan f.eks. være formet ved ekstrudering, injeksjonsstøping eller kompresjonsstøping, pyrolyse av det polymere bindemiddel og til slutt sintring av ferritpulveret.

Formede artikler av ferriter kan også lages ved å fylle plastmaterialer, selv om artikkelen i dette tilfelle i alminnelighet inneholder en relativt lav andel ferrit og således har relativt dårlig magnetiske egenskaper.

Permanent magnetiserbare materialer brukes for en rekke formål, f.eks. i motorer og høyttalere. Midlertidige magnetiserbare materialer brukes i transformatorer,i antennestaver, i regi-streringshoder og i hukommelseskjerner.

Videre har visse ferriter det uvanlige trekk at de er i stand til å dempe vibrasjoner. Artikler laget på den senere beskrevne måte kan ha en god kombinasjon av høy modulus og god vibrasjonsdemping.

Foreliggende oppfinnelse vedrører formede artikler .av par-tikkelf ormede materialer med magnetiske egenskaper og fremstillingen av slike artikler ved en fremgangsmåte som ikke inneholder et langvarig og dyrt sintringstrinn, og som inneholder en stor volumandel av det partikkelformede materiale.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte ved fremstilling av ert formet artikkel av et partikkelformet materiale med magnetiske egenskaper, hvilken fremgangsmåte omfatter utforming av en homogen blanding av (a) minst et partikkelformet materiale med magnetiske egenskaper , (b) minst et vannløselig eller vanndispergerbart organisk polymert materiale, og

(c) vann,

og fjerning av vann fra den således dannede formede artikkel, idet sammensetningen av bestanddelen (a), (b) og (c) foreligger i et volumforhold av blandingen på henholdsvis 40 til 90%, 2 til 25% og ikke mer enn 60%.

I en videre utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en formbar blanding- omfattende en homogen blanding av (a) minst et partikkelformet materiale med magnetiske egenskaper, (b) minst et vannløselig eller vanndispergerbart organisk poly-mermateriale, og

(c) vann,

og i blandingen foreligger bestanddelene (a), (b) og (c) i volumforhold av blandingen på henholdsvis 40 til 90%, 2 til 25% og ikke mer enn 60%.

Det tilveiebringes også en formet artikkel av et partikkelformet materiale med magnetiske egenskaper fremstilt ved å fjerne vann fra blandingen som her forut beskrevet.

Det partikkelformede materialet med magnetiske egenskaper vil generelt i det følgende kalles det partikkelformede materialet.

Ved fremstilling av den formbare blanding bør bestanddelen

i denne blandes grundig slik at det oppstår en homogen blanding.

For eksempel blandes fortrinnsvis bestanddelene i blandingen under sterke skjærebetingelser, f.eks. i en bladmikser med høyt skjær. Om ønsket, og når blandingen har en egnet konsistens, kan blandingen formes ved ytterligere blanding under sterke skjærbetingelser ved å føre blandingen gjentatte ganger gjennom spalten mellom et par valser som kan rotereres ved samme eller forskjellige omkretshastigheter.

Blandingen kan utføres ved høyere temperatur for å f.eks. redusere blandingens viskositet og således hjelpe blandingen. Imidlertid bør imidlertid ikke den høye temperatur være slik at den fører til for tidlig tørking av blandingen ved tap av vann eller i for stort tap av vann.fra blandingen ved fordampning.

Den homogene blanding ifølge oppfinnelsen kan formes med en rekke teknikker avhengig av blandingskonsistens. Når blandingen således omfatter en relativt stor andel vann i området opp til 60 volum% av blandingen, kan blandingen være tilstrekkelig flytende til å kunne støpes i en hensiktsmessig utformet form.

Blandingen ifølgeoppfinnelsen kan inneholde en vannandel, f.eks. opp til 30 volum%, slik at blandingen har en deiglignende konsistens, og blandingen kan formes ved kjente teknikker innenfor plast- og gummiteknologien. Når blandingen f.eks. har en deiglignende konsistens, kan den formes ved ekstrudering, f.eks. til en stav eller rørform eller ved injeksjonsstøpning til en ønsket form, eller den kan kalendreres til en folielignende form. Blandingen kan også formes ved kompresjonsstøping av blandingen

i en hensiktsmessig utformet form.

Blandinger med deiglignende konsistens foretrekkes, ettersom det generelt er mulig å anvende plast- og gummibehandlings-utstyr på slike blandinger, slike blandinger i alminnelighet inneholder en relativ liten andel vann og det derved er en redusert vannmengde som må fjernes fra blandingen, og de formede artikler som er fremstilt fra slike blandinger generelt har høy bøyningsstyrke.

Den temperatur ved hvilken formingen av blandingen kan ut-føres kan avhenge av typen bestanddeler i blandingen og deres relative andeler. Når blandingen skal formes under relativt høyt trykk, kan blandingen formes ved eller nær romtemperatur. Imidlertid er det funnet at spesielt når blandingen har termo-plastiske egenskaper, kan det være ønskelig eller til og med nødvendig for å lett utføre formingsprosessene å anvende en høyere temperatur for å forme blandingen effektivt. En egnet høy temperatur kan velges ved hjelp av enkle eksperimenter.

I sluttrinnet av fremgangsmåten for fremstilling av den formede artikkel fjernes vann fra den formede blanding, dvs.

den tørkes. Tørking kan utføres ved ganske enkelt å la vannet

fordampe. For imidlertid å få tørkeprosessen til å gå hurtigere foretrekkes det å tørke den formede blanding ved høyere temperatur, f.eks. ved en temperatur over 50°C. En temperatur på 100°C eller høyere kan anvendes. Den høyere temperatur og lengden av tid ved høyere temperatur bør imidlertid ikke være slik at den fører til vesentlig reduksjon i styrken av den formede artikkel, hvilket f.eks. kan skyldes nedbrytning av det polymere materialet ved høyere temperatur.

Den formede artikkel ifølge oppfinnelsen kan ha en høy bøyningsstyrke, f.eks. en bøyningsstyrke over 40 MPa. Den formede artikkel kan ha en bøyningsstyrke over 100 MPa.

Da den formede artikkel omfatter et organisk polymert materiale som er vannløselig eller vanndispergerbart, vil artikkelen være ømfintlig for vann. Den kan faktisk tape dimensjons-stabilitet når den kommer i kontakt med vann, spesielt hvis den gjennombløtes i vann, og i en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen omfatter blandingen også minst et additiv som er i stand til å reagere med det polymere materialet for å uløse-liggjøre materialet med hensyn til vann. Bruk av et slikt additiv øker vesentlig dimensjonsstabilitetén til den formede artikkel når artikkelen kommer i kontakt med vann.

Når blandingen inneholder et slikt additiv omfatter slutt-trinnet i fremgangsmåten for fremstillingen av den formede artikkel tørking av formede blanding for å fjerne vannet fra blandingen, og reaksjon av additivet med det organiske polymere materialet for å uløseliggjøre det sistnevnte materiale med hensyn til vann. I dette tilfellet kalles dette sluttrinnet setting.

De betingelser hvorunder setting av den formede blanding kan oppnås, vil avhenge av typen bestanddeler i blandingen, og spesielt av typen av det organiske polymere materialet og typen av additiv som er reaktivt med dette. Egnede betingelser for anvendelse under utførelsen av settingsreaksjonen vil bli beskrevet senere med hensyn til blandinger som inneholder spesi-fikke organiske polymere materialer og additiver som reagerer med disse. Setting av den formede blanding kan utføres ved eller nær romtemperatur, eller den kan utsettes for høyere temperatur, f .eks. ved en temperatur' over 50°C. En temperatur på opptil 100°C eller til og med høyere kan anvendes. Høyere temperaturer kan være ønskelige for å igangsette reaksjonen av additivet med det organiske polymere materialet, eller i det minste for å øke hastigheten av denne reaksjonen. Den høyere temperatur og lengden av tid ved en slik høyere temperatur bør ikke være slik at det fører til vesentlig reduksjon i produktets styrke.

Spesielt når formede artikler med høy bøyningsstyrke skal fremstilles, foretrekkes det at bestanddelene i blandingen ifølge oppfinnelsen velges slik at en forsøksblanding omfattende 6 3 volum% partikkelformet materiale, 7 volum% vannløselig eller vanndispergerbart organisk polymert materiale og

30 volum% vann,

ved ekstrudering i et kapillarreometer ved et ekstruderingstrykk opp til maksimum 500 atmosfærer gjennomgår og øker med minst 25%, og fortrinnsvis minst 50% i skjærpåkjenning når en ti-gangers økning i skjærhastigheten av forsøksblandingen utøves når skjærhastigheter som måles ligger innenfor området 0,1 til 5 sekunder

Et kapillarreometer hvori forsøksblandingen ekstruderes omfatter et stempel i en sylindrisk kolbe og en kapillaråpning hvorigjennom forsøksblandingen kan ekstruderes.

-2

Skjærspenningen i kN cm er definert ved

F d y og sk jærhastigheten i sekunder ved ——2 -,

LD 15 d

hvor D er kolbens diameter i reometeret i cm, v er stemplets bevegelseshastighet i reometerets kolbe i cm min ^, d er kapillarets diameter i reometeret i cm, L er kapillarets lengde i reometeret i cm og F er kraften i kN som pålegges stemplet i reometeret. Generelt vil D ligge i området 1 til 3 cm, d i området 0,2 til 0,5 cm og L i området 5d til 20d.

Det partikkelformede materialet i forsøksblandingen bør ikke være av så stor størrelse eller av slik form at det par-tikkelf ormede materialet i seg selv forhindrer blandingens gjennomløp gjennom kapillaret i reometeret. For bruk i kapillar-reometerforsøket vil partikkelformet materiale med en størrelse som fører til en lett ekstruderbar blanding velges, og en stør-relse i området 10 til 100 u vil i alminnelighet være hensiktsmessig. Blandingen og den formede artikkel ifølge oppfinnelsen er ikke begrenset til partikkelformet materiale med en størrelse i dette området.

En formet artikkel fremstilt fra blandingen ifølge oppfinnelsen vil ha en høyere bøyningsstyrke når det partikkelformede materialet og det organiske polymermaterialet sammen velges slik at forsøksblandingen tilfredsstiller de foran nevnte kriterier for kapillarreometerforsøket, enn tilfelle er når det partikkelformede materialet og det organiske polymermaterialet velges slik at forsøksblandingen ikke tilfredsstiller de foran nevnte kriterier.

Når, f.eks. det organiske polymere materialet og det par-tikkelf ormede materialet velges slik at forsøksblandingen tilfredsstiller de foran nevnte kriterier vil en formet artikkel fremstilt fra en blanding inneholdende disse materialer ha en bøyningsstyrke høyere enn den for (1) en formet artikkel fremstilt fra en blanding inneholdende det samme organiske polymere materialet og et forskjellig partikkelformet materiale som i kombinasjon ikke tilfredsstiller kriterien for kapillarreometerforsøket, og (2) en formet artikkel fremstilt fra en blanding inneholdende det samme partikkelformede materialet og et forskjellig organisk polymert materiale som i kombinasjon ikke tilfredsstiller kriteriene for kapillarreometerforsøket.

Egnede kombinasjoner av partikkelformet materiale og organisk polymert materiale som i forsøksblandingen tilfredsstiller det foran nevnte kapillarreometerforsøk vil beskrives i det følgende.

Generelt, jo større forandringen i skjærspenning man obser-verer er når skjærhastigheten økes ti ganger, jo større vil bøyningsstyrken til den formede artikkel som fremstilles fra blandingen ifølge oppfinnelsen være, og av denne grunn foretrekkes det at forsøksblandingen gjennomgår en økning på minst 75%

i skjærspenning når en ti gangers økning i skjærhastigheten av forsøksblandingen utøves.

Forsøksblandingen for bruk i kapillarreometerforsøket bør selvfølgelig blandes grundig og være tilstrekkelig flytende til at blandingen i seg selv kan ekstruderes i kapillarreometeret. For at forsøksblandingen skal ha tilstrekkelig flyteevne til at skjærhastigheter i området 0,1. til 5 sekunder oppnås, kan det være nødvendig å utføre forsøket ved høyere temperatur, f.eks. ved en temperatur større enn 50°C, f.eks. ved ca. 80°C. På den annen side kan det være nødvendig, spesielt når forsøksblandin-gen har høy flyteevne, å utføre kapillarreometerforsøket ved en temperatur under romtemperatur. Ved utførelsen av ekstruderin-gen bør blandingen ikke skille seg i sine enkelte bestanddeler, f.eks. bør vann ikke ha tendens til å skilles ut fra blandingen.

For å fremstille en ektruderbar blanding kan det være nød-vendig å velge en hensiktsmessig molekylvekt av organisk polymert materiale for bruk i forsøksblandingen. Blandingen ifølge oppfinnelsen er selvfølgelig ikke begrenset til bruk av et materiale med den valgte molekylvekt. Molekylvekten velges bare i forsøkshensikt.

For formede artikler med spesielt høy bøyningsstyrke foretrekkes det at ikke mer enn 2% og helst ikke mer enn 0,5% av artikkelens totalvolum omfatter porer med maksimumsdimensjon utover 100 y, fortrinnsvis 50 li og helst 15 y målt ved kvantitativ mikroskopisk metode. Disse porestørrelseskriterier innbefatter ikke porer som kan foreligge i det partikkelformede materialet, f.eks. når det partikkelformede materiale omfatter hule partikler.

Fremstillingen av en slik formet gjenstand gjøres lettere ved anvendelse av høyt skjær under sammenblandingen av blandingen som kan utføres i vesentlig fravær av luft, f.eks. under vakuum og/eller ved pålegning av i det minste et moderat trykk, f.eks. pålagt trykk på 1 til 5 MPa i formingstrinnet, spesielt med en deiglignende blanding.

Kvantitativ mikroskopi er teknisk velkjent. En flate av

en prøve av.den formede artikkel blankpusses til en blank flate på prøven, prøven vaskes for å fjerne poleringsavfall fra flaten, og flaten belyses for å sikre at hullene i flaten får kontrast med de plane deler av flaten, og flaten betraktes gjennom et optisk mikroskop, gjerne ved en forstørrelse på 100 ganger, og hullene som er større enn 100 y eller 50 y eller 15 y i størrel-se bestemmes som beskrevet i "Quantitative Microscopy" av De Hoff og Rhines, McGraw Hill 1968. Et tilstrekkelig område

av overflaten til prøven bør betraktes for å redusere statistisk feil, og normalt telles 1000 hull. Prøven underkastes så videre polering for å eksponere en annen flate, og den optiske under-søkelse gjentas. Generelt undersøkes ti slike flater.

For ytterligere forbedring av bøyningsstyrke foretrekkes det også at totalvolumet til porer i den formede artikkel ut-trykt som andel av artikkelens faktiske volum innbefattet porene ikke overskrider 20%. Porøsiteter som ikke overskrider 15%, og enda mer porøsiteter som ikke overstiger 10% foretrekkes sterke-re. Porøsiteten kan også være mindre enn 2%. Disse porøsitets-kriterier utelukker porer som kan foreligge i det partikkelformede materialet, f.eks. når det partikkelformede materialet omfatter hule partikler.

Lav porøsitet er et trekk ved formede artikler fremstilt fra blandinger hvori det organiske polymermaterialet og det partikkelformede materialet velges slik at kriteriene i kapillar-reometerf orsøket tilfredsstilles.

I blandingen ifølge oppfinnelsen er det partikkelformede materialet uløselig i vann og er i det vesentlige ikke reaktivt med vann, selv om man ikke utelukker anvendelse av partikkelformet materiale som kan være meget svakt reaktivt med vann.

Dimensjonene til partiklene i det partikkelformede materialet kan variere over et stort område. Når det partikkelformede materialet har liten størrelse, kan imidlertid uønsket store andeler vann kreves for å gi en blanding som er lett formbar,

og av denne grunn foretrekkes det, selv om det ikke er nødvendig, at den midlere partikkelstørrelse er større enn 0,3 y, helst større enn 3 y.

Det partikkelformede materialet kan omfatte flere partikkel-størrelser. For eksempel kan det partikkelformede materialet omfatte en første fraksjon og en andre fraksjon med mindre størrelse enn den hos den første fraksjon.

Bruken av flere slike partikkelstørrelser fører til god pakking av partikler i produktet og kan også føre til reduksjon i andelen av organisk polymert materiale som ellers ville være nødvendig.

Blandinger av forskjellige partikkelformede materialer med magnetiske egenskaper kan anvendes.

Det partikkelformede materialet med magnetiske egenskaper kan f.eks. være et metall eller legering, f.eks. jern, nikkel, og/eller kobolt, og/eller legeringer derav.

Formede artikler fremstilt av ferriter har en rekke an-vendelser og av denne grunn kan det partikkelformede materialet med magnetiske egenskaper hensiktsmessig være en ferrit.

Ferriter er magnetiske oksyder som inneholder jern som en hovedmetallbestanddel og i tillegg en annen metallbestanddel. Den andre metallbestanddel kan f.eks. være., mangan, , zink, bly, strontium, barium,-litium eller nikkel. Eksempler på ferriter er (Mn, Zn)<Fe>204, BaFe12Oig, MnFe204og (Ni, Zn) Fe204.

Mange andre eksempler på ferriter er tidligere beskrevet.

Blandingen og den formede artikkel som er fremstilt fra denne kan omfatte andre partikkelformede materialer enn et par-

tikkelformet materiale med magnetiske egenskaper.

Blandingen og den formede artikkel som er fremstilt fra denne kan inneholder fibermateriale. Selvom fibermateriale kan foreligge i form av en tilfeldig opphakket fiber, kan man ha vanskeligheter med å innføre slik fibermateriale i blandingen. Av denne grunn foreligger fibermaterialet fortrinnsvis i form

av en matte som kan være vevet eller ikke vevet. Matten kan presses inn i blandingen ifølge oppfinnelsen, eller den kan formes in situ, f.eks. ved filamenttvinning.

Det partikkelformede materialet kan foreligge i blandingen ifølge oppfinnelsen i en andel på 40 til 90 volum%. Det foretrekkes å bruke en relativt stor andel partikkelformet materiale, f.eks. en andel i området 60 til 90 volum%.

Slike foretrukne blandinger kan inneholde en relativ lav andel organisk polymert materiale, hvilket materiale generelt vil være ikke-brennbart, og det er således en fordel at den formede artikkel ifølge oppfinnelsen inneholder en relativt liten andel slikt materiale. Også blandinger som inneholder en stor andel partikkelformet materiale, vil generelt inneholde en relativt liten andel vann. Dette er en fordel ettersom det da er en mindre andel vann å fjerne fra blandingen under fremstillingen av den formede artikkel.

Det organiske polymere materialet i blandingen ifølge oppfinnelsen bør være vannløselig eller vanndispergerbart. Funk-sjon til det organiske polymere materialet er å hjelpe ved be-handlingen av blandingen, f.eks. å hjelpe ved fremstillingen av en blanding som er ferdig formet, f.eks. en blanding med deiglignende konsistens, og gi den formede artikkel ifølge oppfinnelsen formbevaringsegenskaper.

Det foretrekkes at det organiske polymere materialet er løselig i vann fremfor dispergerbart i vann, og at det polymere materialet er filmdannende og inneholder grupper, f.eks. hydrok-syl eller karboksylsyregrupper, som har affinitet til det partikkelformede materialet.

Eksempler på organiske polymere materialer er hydroksy-propylmetylcellulose, polyetylenoksyd, polyetylenglykol, poly-akrylamid og polyakrylsyre. Et spesielt foretrukket organisk polymert materiale som en rekke forskjellige partikkelformede materialer med magnetiske egenskaper i form av en forsøksblan- ding tilfredsstiller kriteriene for den foran nevnte kapillar-reometerprøve, er en hydrolysert polymer eller kopolymer av en vinylester, f.eks. en hydrolysert vinylacetatpolymer eller kopolymer. Polymeren kan være en polymer av vinylacetat og en monomer som er kopolymeriserbart med dette, men den er fortrinnsvis et hydrolysert poly(vinylacetat).

Hydrolysegraden av vinylacetat(ko)polymeren avhenger av om eller ikke (ko)polymeren i kombinasjon med det partikkelformede materialet i forsøksblandingen tilfredsstiller de forannevnte kriterier for kapillarreometerforsøket. For at man skal få en økning på minst 25% i skjærspenning i kapillarreometerforsøket ved ti gangers økning i skjærhastighet, foretrekkes det at hydrolysegraden til vinylacetat(ko)polymeren er minst 50%, men ikke mer enn 97%, og helst i området 70 til 90%, hvilket vil si at fortrinnsvis minst 50%, men ikke mer enn 97% og helst 70 til 90% av vinylacetatenhetene i polymeren eller kopolymeren er hydrolysert til alkoholformen.

For en gitt andel av hydrolysert vinylacetat (co)polymer i blandingen ifølge oppfinnelsen er egenskapene til den formede artikkel som fremstilles av denne, relativt uømfintlig for variasjoner i molekylvekten til den hydrolyserte vinylacetat (co)polymer.

Generelt vil imidlerti molekylvekten til den hydrolyserte vinylacetat(ko)polymer være minst 3000, f.eks. i området 5000 til 125.000. Slike (ko)polymerer er lett tilgjengelige.

(Ko)polymeren kan ha en høyere molekylvekt.

I blandingen ifølge oppfinnelsen utgjør det organiske polymermaterialet 2 til 25% av blandingens volum. Lettheten ved forming av blandingen blir generelt bedre med økning i andelen av polymert materiale i blandingen, og en andel på minst 7 volum% foretrekkes. Ettersom det polymere materialet på den annen side generelt er brennbart, foretrekkes en andel på ikke mer enn 20 volum% av polymermaterialet.

Andelen vann i blandingen har en virkning på egenskapene til den formede artikkel som fremstilles fra blandingen. For å fremstille en artikkel med spesielt høy brenningsstyrke bør blandingen ikke inneholde mer enn 30 volum% vann. Det foretrekkes å bruke så lav vannaridel som mulig forenelig med fremstillingen av en blanding som er formbar. Det foretrekkes å bruke mindre enn 20 volum% vann. Generelt vil man finne det nødvendig å bruke minst 5 volum% vann. Imidlertid kan en andel vann brukes i blandingen som er større enn den som ville føre til produksjon av en gjenstand med meget stor styrke og noe styrke kan ofres for å fremstille en blanding som er lettere å forme.

Når stor frisk styrke økes i den støpte blanding ifølge oppfinnelsen, dvs. før setting av blandingen, kan blandingen hensiktsmessig omfatte et gelmiddel for det organiske polymermaterialet, dvs. en forbindelse som danner labile bindinger med det organiske polymermaterialet.

En alternativ måte å oppnå høy frisk styrke i blandingen på er å ta med i blandingen en andel av et organisk polymert materiale som er løselig i vannet i blandingen ved høy temperatur, men som danner en gel ved lav temperatur, f.eks. ved eller nær romtemperatur. For eksempel kan blandingen også omfatte en andel av i det vesentlig fullstendig hydrolysert poly(vinylacetat) som er løselig i blandingens vann ved høyere temperatur , men som danner, en gel ved romtemperatur.

Det er et foretrukket trekk ved oppfinnelsen at blandingen omfatter et additiv som kan reagere med det organiske polymere materialet og uløseliggjøre materialet med hensyn til vann.

Typen av dette additivet vil avhenge av det spesielle organiske polymere materialet i blandingen.

Når det organiske polymere materialet omfatter flere reak-tive funksjonelle grupper, kan additivet være et materialet som reagerer med de funksjonelle grupper under de betingelser som brukes ved formingen av den formede artikkel ifølge oppfinnelsen ut fra blandingen. I dette tilfellet kan uløseliggjørelsen av det organiske polymere materialet med hensyn til vann oppnås ved kryssbinding av materialet. Når f.eks. det polymere materialet omfatter flere hydroksylgrupper, f.eks. som i en hydrolysert vinylesterpplymer eller kopolymer såsom hydrolysert poly(vinylacetat) , kan additivet være en forbindelse av et polyvalent metall som kan reagere med hydroksylgruppene. Spesielle eksempler på egnede forbindelser av et polyvalent metall er forbindelser av aluminium, Al^OH^NO^, og Al2(OH),- halogenid, f.eks. Al2(OH)^Cl. Andre eksempler på forbindelser av et polyvalent metall er Zr (OH)2Cl2, (NH4)2Cr207og Cr(OH) 1 8(N03)1 2-

Valg av egnede kombinasjoner av vannløselige eller vanndis-

pergerbare organiske polymere materialer og uløseliggjørings-A si) additiver kan foretas ved å la slike blandinger av materialer og additiver reagere og undersøke reaksjonsproduktet med hensyn til uløselighet i vann.

Ved gjennomføring av setting av blandingen omfattende et slikt additiv omsettes additivet i blandingen med polymermaterialet for å uløseliggjøre materialet, og vann fjernes fra blandingen. Når additivet er en flerverdig metallforbindelse utføres omsetningen gjerne ved høyere temperatur. For eksempel kan tem-> peraturen være over 100°C, hvilken temperatur tjener til å fjerne vann i blandingen. En temperatur på f.eks. opp til 250°C kan anvendes.

Når polymermaterialet omfatter flere hydroksylgrupper kan additivet som er i stand til å reagere med polymermaterialet for å uløseliggjøre materialet i forhold til vann i seg selv være en organisk forbindelse som er reaktiv med hydroksylgruppen, f.eks. et dialdehyd, f.eks. glyoksal.

I dette tilfellet er en hensiktsmessig reaksjonstemperatur romtemperatur. Imidlertid brukes gjerne høyere temperaturer, f.eks. opp til ca. 100°C, for å fjerne vannet fra blandingen og påskynde reaksjonen.

I blandingen ifølge oppfinnelsen vil andelen av additiv som er i stand til å reagere med polymermaterialet avhenge av det spesielle organiske polymermaterialet og det spesielle additiv i blandingen.

Generelt vil blandingen inneholde en andel av additiv i området 5 til 100 volum% av det organiske polymere materialet i blandingen, f.eks. 10 til 50 volum%.

Det foretrekkes å velge en mengde additiv som er tilstrekkelig til ikke bare å uløseliggjøre det organiske polymere materialet i forhold til vann, men som reagerer med det polymere materialet og gir et polymer produkt som sveller i høyden bare i begrenset utstrekning i vann, f.eks. som ikke tar opp mer enn 50 vekt% vann når reaksjonsproduktet av det organiske polymere materialet og det uløselig additiv gjennomvætes i vann. Egnede mengder kan velges ved forsøk med blandinger av organisk polymert materiale .og uløseliggjørende additiv.

I en spesielt foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen omfatter blandingen ifølge oppfinnelsen også et additiv som kan bevirke kobling mellom det polymere materialet og overflaten av det partikkelformede materialet med magnetiske egenskaper i blandingen.

Selv om formede artikler med høy bøyningsstyrke kan fremstilles fra blandinger som ikke inneholder et slikt additiv som kan bevirke kobling, har man funnet at slike artikler kan lide av et betydelig tap i bøyningsmodulus i kontakt med vann. Når blandingen hvorfra den formede artikkel fremstilles inneholder et slikt additiv som kan bevirke kobling, er tapet av bøynings-modulus hos artikkelen når artikkelen bringes i kontakt med vann, om overhodet, meget sterkt redusert.

Koblingsadditivet som hensiktsmessig kan anvendes i en blanding, vil avhenge av typen av det partikkelformede materialet og det organiske polymere materialet i blandingen.

Det foretrekkes at additivet som kan uløseliggjøre det organiske polymere materialet erdét samme .additivet som kan bevirke en kobling mellom det polymere materialet og det partikkelformede materialet.

Når f.eks. additivet som kan reagere med det organiske polymere materialet for å uløseliggjøre sistnevnte med hensyn til vann, er en polyvalent metallforbindelse, er visse av de sistnevnte forbindelser også i stand til å bevirke kobling mellom de partikkelformede ferritmaterialer og det organiske polymere materialet. Egnede additiver for å oppfylle begge disse funksjoner er Al2(OH)5Cl, (NH4)2Cr2<Q>7, Cr (0H)1 8(N03)1 2 og Al2(0H)5N03.

Generelt vil additivet som kan bevirke kobling, når det

er forskjellig fra additivet som kan reagere med det organiske polymere materialet for å uløseliggjøre det sistnevnte materialet med hensyn til vann, foreligge i blandingen i en relativt liten mengde, selvom mengden som kreves kan avhenge av partikkel-størrelsen til det partikkelformede materialet. F.eks. kan additivet foreligge i en andel på 0,01 til 3 volum% av det partikkelformede materialet i blandingen.

Oppfinnelsen er illustrert ved de følgende eksempler hvori alle deler er volumdeler med mindre annet er angitt.

Eksempel 1

128 Deler partikkelformig ferrit, BaFe^O-^g, med en partik-kelstørrelse på 10 u, og 22,8 deler hydrolysert poly(vinylacetat)

(Gohsenol GH17S Nippon Gohsei, hydrolysegrad 88% grad av poly-merisasjon 2000) ble grunding blandet i en bladmikser. 4 Deler resorcinol i 15 deler vann ble blandet med 40 deler av en vandig løs-ning inneholdende 30 deler vann og 10 deler aluminium hydroksy-klorid inneholdende 12,1vekt% Al, 8,75 vekt% Cl, sistnevnte løsning med en viskositet på 18 eps, og den resulterende løsning, satt til de blandede faste stoffer i bladmikseren under dannel-se av et smuldrende produkt.

Det smuldrende produkt ble så fylt på en tvillingrullemølle hvis ruller ble oppvarmet til en temperatur på 70°C og den smuldrende masse formet til ark på møllen idet arket ble ført gjentatte ganger gjennom spalten mellom rullene. Malingen fort-satte i 5 minutter, hvorunder noe vann fordampet, og det resulterende ark ble fjernet fra møllen.

Arket inneholdt 128 deler partikkelformet ferrit, 2 2,8 deler hydrolysert poly(vinylacetat), 10 deler aluminiumhydroksyklorid, 4 deler resorcinol og 45 deler vann.

Arket ble så plassert mellom to ark av polyetylen tereftalat hvis sider ble belagt med muldfrigjøringsmiddel og arket ble presset i en hydraulisk presse ved en temperatur på 80°C og et trykk på 10 MPa i 10 minutter.

Presseplatene på pressen ble så avkjølt ved å la kaldt vann flyte gjennom platene, arket ble fjernet fra pressen og arkene av polyetylen tereftalat ble fjernet fra arket.

Setting av arket ble utført ved å plassere arket mellom

to flate trestykker, arket fikk stå en dag ved 20°C, det ble deretter oppvarmet ved 80°C 1 dag, og tilslutt ble det oppvarmet ved 180°C i 1 time.

Arket hadde en bøyningsstyrke på 112,6 MPa og en bøynings-modulus på 48,3 GPa og inneholdt 78 volum% ferrit.

Arket hadde de følgende magnetiske egenskaper.

Eksempel 2

Blandings-, formings- og settingsmetoden fra eksempel 1 ble gjentatt på en blanding omfattende

Arket som inneholdt 83 volum% ferrit hadde en bøynings-styrke på 106 MPa og en bøyningsmodulus på 44,7 GPa.

Arket hadde følgende magnetiske egenskaper

En ring ble skåret fra arket og den lave feltpermeabiliteten til ringen ble målt ved å sammenligne induksjonsevnen til en coil tvunnet på ringen med den teoretiske induksjonsevnen til en coil med luftkjerne. Den lave feltpermeabilitet var 19,1.

Eksempel 3

Blandings-, formings- og settingsmetoden i eksemplene ble gjentatt på en blanding omfattende

Aluminiumhydroksykloridløsning

Arket som ble fremstilt inneholdt 61 volum% ferrit og hadde en lav feltpermeabilitet målt som i eksempel 2 på 7,2.

Claims (24)

1. Formbar blanding, karakterisert ved at den omfatter en homogen blanding av (a) minst et partikkelformet ferritmateriale med magnetiske egenskaper, (b) minst et vannløselig eller vanndispergerbart organisk polymert materiale, og (c) vann, idet bestanddelene (a), (b) og (c) i blandingen foreligger i et volumforhold av blandingen på henholdsvis 40 til 90%, 2 til 25% og ikke mer enn 60%.

2. Formbar blanding ifølge krav 1, karakterisert ved at det partikkelformede ferritmaterialet med magnetiske egenskaper har en midlere partikkelstørrelse større enn 0,3 y.

3. Formbar blanding ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det partikkelformede ferritmaterialet med magnetiske egenskaper omfatter flere par-tikkelstørreiser.

4. Formbar blanding ifølge hvert av kravene 1 til 3, karakterisert ved at blandingen omfatter partikkelformet ferritmateriale med magnetiske egenskaper i en andel på 60 til 90 volum%.

5. Formbar blanding ifølge ett av kravene 1 til 4, karakterisert ved at bestanddelene i blandingen velges slik at en forsøksblanding omfattende 6 3 volum% partikkelformet ferritmateriale med magnetiske egenskaper, 7 volum% vann-løselig eller vanndispergerbart organisk polymert materiale og 30 volum% vann, ved ekstrudering i et kapillarreometer ved et ekstruderingstrykk opp til maksimum 500 atmosfærer gjennomgår en økning på minst 25% i skjærspenning når en ti gangers økning i skjærhastigheten utøves på forsø ksblandingen når skjærhastig-hetene som måles ligger innenfor området 0,1 til 5 sekunder ^.

6. Formbar blanding ifølge ett av kravene 1 til 5, karakterisert ved at det organiske polymere materialet omfatter en hydrolysert polymer eller kopolymer av en vinylester.

7. Formbar blanding ifølge krav 6, karakterisert ved at det organiske polymere materialet omfatter hydrolysert poly(vinylacetat).

8. Formbar blanding ifølge ett av kravene 1 til 7, karakterisert ved at det organiske polymere materialet foreligger i en andel på 7 til 20 volum%.

9. Formbar blanding ifølge ett av kravene 1 til 8, karakterisert ved at blandingen ikke inneholder mer enn 30 volum% vann.

10. Formbar blanding ifølge krav 8, karakterisert ved at blandingen inneholder 5 til 20 volum% vann.

11. Formbar blanding ifølge ett av kravene 1 til 10, karakterisert ved at blandingen omfatter et additiv som kan reagere med det organiske polymere materialet for å uløseliggjøre materialet med hensyn til vann.

12. Formbar blanding ifølge krav 11, karakterisert ved at additivet er aluminiumhydroksyklorid.

13. Formbar blanding ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at additivet foreligger i en andel på 5 til 100 volum% av det organiske polymere materialet i blandingen.

14. Formbar blanding ifølge ett av kravene 1 til 13, karakterisert ved at blandingen omfatter et additiv som kan bevirke kobling mellom det organiske polymere materialet og overflaten til det partikkelformede ferritmaterialet med magnetiske egenskaper.

15. Formbar blanding ifølge krav 14, karakterisert ved at additivet med evne til å uløseliggjøre det organiske polymere materialet er det samme som additivet som kan bevirke kobling.

16. Fremgangsmåte ved fremstilling av en formet artikkel med magnetiske egenskaper, karakterisert ved at man former en blanding ifølge ett av kravene 1 til 15 og fjerner vannet fra den således formede blanding.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at blandingen formes ved kalendrering, injeksjonsstøping, kompresjonsstøping eller ved ekstrudering.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at vann fjernes fra den formede blanding ved oppvarming ved en temperatur på 100°C eller høyere.

19. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 16 til 18, karakterisert ved at vann fjernes fra den formede blanding, og additivet som kan uløseliggjøre det organiske polymere materialet med hensyn til vann, når dette additivet foreligger, omsettes med materialet ved oppvarming ved en temperatur på 100°C eller høyere.

20. Formet artikkel av et partikkelformet materiale med magnetiske egenskaper, karakterisert ved at artikkelen fremstilles ved å fjerne vann fra en formet blanding ifølge ett av kravene 1 til 15.

21. Formet artikkel ifølge krav 20, karakterisert ved at det foreligger et additiv som kan uløseliggjøre det organiske polymere materialet med hensyn til vann, og ved at additivet omsettes med materialet.

22. Formet artikkel ifølge krav 20 eller 21, karakterisert ved at ikke mer enn 2% av totalvolumet til artikkelen omfatter porer med en maksimumsdimensjon utover 100 y.

23. Formet artikkel ifølge krav 22, karakterisert ved at ikke mer enn 0,5% av totalvolumet til artikkelen omfatter porer med en maksimums dimensjon utover 15 y.

24. Formet artikkel ifølge ett av kravene 20 til 23, karakterisert ved at det totale porevolum i den formede artikkel ikke overskrider 20%.