WO2017191737A1 - フェライト粉、樹脂組成物および成形体 - Google Patents

フェライト粉、樹脂組成物および成形体 Download PDF

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康二 安賀
五十嵐 哲也
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Definitions

  • the present invention relates to a ferrite powder, a resin composition, and a molded body.
  • metal detectors cannot detect general plastic materials or the like, they cannot be detected even if foreign materials derived from tools such as packaging materials used at the time of manufacture are mixed.
  • Patent Document 1 For the purpose of solving such a problem, a work glove including a metal detector composed of a metal such as iron has been proposed (see Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a molded body that can be stably detected by a metal detector, and to provide a ferrite powder and a resin composition that can be suitably used for manufacturing the molded body. is there.
  • the ferrite powder of the present invention is a ferrite powder that can be detected by a metal detector, Soft ferrite particles containing Mn in an amount of 3.5% to 20.0% by mass and Fe in an amount of 50.0% to 70.0% by mass are included.
  • the volume average particle diameter of the constituent particles of the ferrite powder is 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the magnetization by VSM measurement when a magnetic field of 5K ⁇ 1000 / 4 ⁇ A / m is applied is preferably 85 A ⁇ m 2 / kg or more and 98 A ⁇ m 2 / kg or less.
  • the resin composition of the present invention comprises the ferrite powder of the present invention, And a resin material.
  • the ferrite powder is dispersed in the resin material.
  • the ferrite powder content in the resin composition is preferably 5.0% by mass or more and 90% by mass or less.
  • the resin material is polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol (PVA), fluororesin, silicone rubber, butadiene rubber, thermoplastic elastomer, epoxy resin, and silicone resin. It is preferable to include one or more selected from the group consisting of:
  • the molded article of the present invention is characterized by having a portion formed using the resin composition of the present invention.
  • the ferrite powder content is preferably 2.0% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the molded product of the present invention is preferably used in food production, processing and packaging sites.
  • the molded body of the present invention is preferably used for some or all of cooking utensils, cooking utensils, and food packaging members.
  • the molded body of the present invention preferably contains the ferrite powder in a region within 1.0 mm in the thickness direction from the surface.
  • a molded body that can be stably detected by a metal detector, and to provide a ferrite powder and a resin composition that can be suitably used for manufacturing the molded body. it can.
  • the ferrite powder of the present invention is characterized by comprising a plurality of soft ferrite particles containing 3.5% by mass or more and 20.0% by mass or less of Mn and 50.0% by mass or more and 70.0% by mass or less of Fe. To do.
  • the ferrite powder and the molded body containing the ferrite powder can be easily detected by the metal detector. Therefore, for example, when the ferrite powder of the present invention or at least a part of a molded body containing the ferrite powder is mistakenly mixed in a product such as food, etc., it can be suitably detected by a metal detector, It is possible to effectively prevent the product from being distributed to the outside.
  • the ferrite powder as described above has an oxide as a main component, is chemically stable, and has excellent corrosion resistance and chemical resistance. Therefore, the detection stability by the metal detector is excellent.
  • the metal detector composed of a metal material
  • the above ferrite powder is excellent also in the safety
  • the content of Mn in the soft ferrite particles is less than 3.5% by mass, the amount of Fe becomes excessive, and the resin composition is produced (particularly during mixing and kneading by heating) or in the molded product.
  • the oxidation reaction easily proceeds during production (particularly during molding by heating), and as a result, the magnetization of the finally obtained molded article is lowered. As a result, it becomes difficult to detect the ferrite powder and the molded body containing the ferrite powder with a metal detector.
  • the oxidation proceeds and the magnetization becomes low when processing such as pulverization is performed after the main firing. As a result, it becomes difficult to detect the ferrite powder and the molded body containing the ferrite powder with a metal detector.
  • the Fe content in the soft ferrite particles is less than 50.0% by mass, it means that the Mn content is increased, and oxidation is performed when processing such as pulverization is performed after the main firing. Advances and the magnetization becomes low. As a result, it becomes difficult to detect the ferrite powder and the molded body containing the ferrite powder with a metal detector.
  • the Fe content in the soft ferrite particles exceeds 70.0% by mass, the amount of Fe becomes excessive, and the resin composition is produced (particularly during mixing and kneading by heating) or the molded article is produced.
  • the oxidation reaction is likely to proceed at times (particularly during molding by heating), and as a result, the magnetization of the finally obtained molded article is lowered.
  • Mn is not contained, the resistance of the ferrite powder becomes too low, and therefore, the resin molded product containing the ferrite powder may be deformed by being locally heated during heating by the microwave.
  • the soft ferrite particles containing Mn and Fe instead of the soft ferrite particles containing Mn and Fe as described above, when particles composed of Ni-Zn-Cu ferrite are used, the Curie point of the ferrite powder is lowered, and it is used at a high temperature. Stable detection of ferrite powder by metal detectors in the environment becomes difficult.
  • the content of Mn in the soft ferrite particles may be 3.5% by mass or more and 20.0% by mass or less, but is 5.0% by mass or more and 19.0% by mass or less. Preferably, it is 6.4 mass% or more and 18.0 mass% or less. Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.
  • the content of Fe in the soft ferrite particles may be 50.0% by mass or more and 70.0% by mass or less, preferably 51.0% by mass or more and 66.0% by mass or less, It is more preferable that it is 0.0 mass% or more and 65.0 mass% or less. As a result, the effects as described above are more remarkably exhibited.
  • the content of metal elements (Fe, Mn, etc.) constituting the ferrite particles can be measured as follows.
  • ferrite particles are weighed, and a mixture obtained by mixing the ferrite particles in a mixed solvent of pure water: 60 ml, 1N hydrochloric acid: 20 ml and 1N nitric acid: 20 ml is obtained. Thereafter, the mixture is heated to obtain a solution in which the ferrite particles are completely dissolved. Thereafter, the content of the metal element can be determined by measuring the solution using an ICP analyzer (for example, ICPS-1000IV, manufactured by Shimadzu Corporation).
  • ICP analyzer for example, ICPS-1000IV, manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the soft ferrite constituting the soft ferrite particles may contain components (elements) other than Fe, Mn, and O.
  • components (elements) other than Fe, Mn, and O include Mg, Ti, Si, Cl, Ca, Al, and the like.
  • the content of components (elements) other than Fe, Mn, and O contained in the soft ferrite constituting the soft ferrite particles is preferably 1.0% by mass or less.
  • the soft ferrite particles may contain components other than soft ferrite.
  • the content of components other than soft ferrite contained in the soft ferrite particles is preferably 1.0% by mass or less.
  • the volume average particle diameter of the constituent particles of the ferrite powder is not particularly limited, but is preferably 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and more preferably 0.2 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the dispersibility of the ferrite powder in the resin material can be further improved, and a resin composition containing the ferrite powder and the resin material can be more suitably manufactured.
  • strength of the molded object manufactured using the said resin composition, surface property, and reliability can be improved more.
  • the manufacture of the molded object using a resin composition can be performed more stably.
  • the color tone of the molded product can be adjusted more suitably.
  • the resin material may be used during the production of the resin composition described later. It is not preferable because it takes time to disperse the ferrite powder or the agglomerate is dispersed. Further, the smaller the particle size, the stronger the coloring power of ferrite, and it is not preferable because it tends to become dull when a color other than black, gray or brown is applied.
  • the volume average particle diameter of the constituent particles of the ferrite powder exceeds the upper limit, depending on the amount of ferrite powder used for the production of the resin composition, the shape and size of the molded body produced using the resin composition Depending on the above, the strength and surface properties (finish) of the molded body when it is formed may be reduced, which is not preferable. Further, for example, when an injection molding method is employed as a method for producing a molded body, the resin composition may block the injection path, which is not preferable.
  • the volume average particle diameter of the constituent particles of the ferrite powder is selected, for example, depending on the shape and size of the molded body produced using the ferrite powder, and more specifically, the production of the film / sheet shaped molded body.
  • the volume average particle size of the constituent particles of the ferrite powder is preferably 10 ⁇ m or less.
  • the volume average particle diameter of the ferrite powder is preferably 5 ⁇ m or more. Thereby, the influence of the color of ferrite powder at the time of coloring can be minimized.
  • the volume average particle diameter can be determined, for example, by the following measurement. That is, first, 10 g of ferrite powder as a sample and 80 ml of water are placed in a 100 ml beaker, and 2 to 3 drops of a dispersant (sodium hexametaphosphate) are added. Next, dispersion is performed using an ultrasonic homogenizer (for example, UH-150 model manufactured by SMT Co. LTD.). As an ultrasonic homogenizer, SMT. Co. LTD. When using the UH-150 model, for example, the output level may be set to 4 and dispersion may be performed for 20 seconds. Thereafter, bubbles formed on the surface of the beaker can be removed and introduced into a Microtrac particle size analyzer (for example, Model 9320-X100 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) for measurement.
  • a Microtrac particle size analyzer for example, Model 9320-X100 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • the ferrite powder of the present invention may contain other particles in addition to the soft ferrite particles as described above.
  • soft ferrite particles that do not satisfy the conditions as described above may be included, or hard ferrite particles may be included.
  • the particles constituting the ferrite powder may be subjected to a surface treatment.
  • the surface treatment agent used for the surface treatment of the particles include a silane coupling agent, a phosphoric acid compound, a carboxylic acid, and a fluorine compound.
  • the aggregation of the particles can be more effectively prevented, and the flow of the ferrite powder and the resin composition containing the ferrite powder can be prevented.
  • Property and ease of handling can be further improved.
  • grains in a molded object can be improved more in a resin composition.
  • the silane coupling agent for example, a silane compound having a silyl group and a hydrocarbon group can be used.
  • the silane coupling agent has an alkyl group having 8 to 10 carbon atoms as the alkyl group. It is preferable.
  • the aggregation of the soft ferrite particles can be more effectively prevented, and the fluidity and ease of handling of the ferrite powder and the resin composition containing the ferrite powder can be further improved. Moreover, the dispersibility of the soft ferrite particles in the molded body in the resin composition can be further improved.
  • Examples of the phosphoric acid compound include lauryl phosphate, lauryl-2-phosphate, steareth-2 phosphate, phosphate ester of 2- (perfluorohexyl) ethylphosphonic acid, and the like.
  • carboxylic acid for example, a compound having a hydrocarbon group and a carboxyl group (fatty acid) can be used. Specific examples of such compounds include decanoic acid, tetradecanoic acid, octadecanoic acid, cis-9-octadecenoic acid and the like.
  • fluorine compound examples include a silane coupling agent as described above, a phosphoric acid compound, and a compound having a structure in which at least a part of hydrogen atoms of the carboxylic acid is substituted with a fluorine atom (fluorine silane compound, fluorine A phosphoric acid compound and a fluorine-substituted fatty acid).
  • the magnetization of the ferrite powder by VSM measurement when a magnetic field of 5K ⁇ 1000 / 4 ⁇ A / m is applied is preferably 85 A ⁇ m 2 / kg or more and 98 A ⁇ m 2 / kg or less, and 87 A ⁇ m 2 / kg or more. More preferably, it is 97 A ⁇ m 2 / kg or less.
  • the magnetization is less than the lower limit value, it is difficult to detect the formed body by a metal detector unless the ferrite powder content in the formed body is increased. It will be enough. Moreover, when the content rate of the ferrite powder in a molded object is raised in order to improve the ease of detection by a metal detector, the toughness and strength of the molded object are likely to decrease.
  • the magnetization exceeds the upper limit value, the adjustment of the composition of the ferrite powder is complicated in order to realize the magnetic characteristics, and it becomes difficult to stably obtain excellent characteristics. Further, even if the magnetization exceeds the upper limit, practically, it is not possible to further improve the easiness of detection of the ferrite powder or a molded body containing the ferrite powder by a metal detector.
  • the residual magnetization of the ferrite powder by VSM measurement when a magnetic field of 5 K ⁇ 1000 / 4 ⁇ A / m is applied is 4.5 A ⁇ m 2 / kg or more and 40 A ⁇ m 2 / kg or less. It is more preferably 0 A ⁇ m 2 / kg or more and 37 A ⁇ m 2 / kg or less.
  • the residual magnetization is less than the lower limit value, the content of the ferrite powder in the molded body produced using the ferrite powder is not increased, and the detection by the metal detector is insufficient. Become. Moreover, when the content rate of the ferrite powder in a molded object is raised in order to improve the ease of detection by a metal detector, the toughness and strength of the molded object are likely to decrease.
  • the remanent magnetization exceeds the above upper limit value, the adjustment of the composition of the ferrite powder becomes complicated in order to realize the magnetic characteristics, and it becomes difficult to stably obtain excellent characteristics. Moreover, even if the remanent magnetization exceeds the upper limit, practically, it is not possible to further improve the ease of detection of the ferrite powder or a molded body containing the ferrite powder by a metal detector.
  • the coercive force of the ferrite powder by VSM measurement when a magnetic field of 5K ⁇ 1000 / 4 ⁇ A / m is applied is preferably 550 A / m or more and 6500 A / m or less, and 600 A / m or more and 5300 A / m or less. More preferred.
  • the coercive force is less than the lower limit value, when the molded body manufactured using the ferrite powder of the present invention is magnetized, sufficient magnetization cannot be performed, and the molded body is detected by a metal detector. This is not preferable because the ease of detection may be reduced.
  • the adjustment of the composition of the ferrite powder becomes complicated in order to realize the magnetic characteristics, and it becomes difficult to stably obtain excellent characteristics. Further, even if the coercive force exceeds the upper limit, practically, it is not possible to further improve the ease of detection of the ferrite powder or a molded body containing the ferrite powder by a metal detector.
  • the said magnetic characteristic can be calculated
  • the Curie temperature (Curie point) of the ferrite powder is preferably 400 ° C. or higher, and more preferably 450 ° C. or higher.
  • the Curie temperature can be obtained by measurement based on JIS C 2560-1.
  • the ferrite powder of the present invention may be produced by any method, but can be suitably produced, for example, by the method described below.
  • At least one of MnCO 3 and Mn 3 O 4 is mixed as a raw material with Fe 2 O 3 .
  • the raw materials may be mixed by either wet mixing or dry mixing.
  • the raw materials can be mixed using, for example, a Henschel mixer or a ball mill.
  • the obtained mixture is temporarily fired to obtain a temporarily sintered product.
  • the firing conditions for the temporary firing are not particularly limited, but can be suitably performed in the air at a temperature of 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, for example.
  • the temporary sintered product is pulverized.
  • the temporary sintered product can be pulverized using, for example, a rod mill, a ball mill, or the like.
  • a composition containing water, a binder such as polyvinyl alcohol (PVA), and a dispersing agent in addition to the pulverized product of the pre-sintered body is prepared, and the composition is sprayed and dried to obtain granulated powder.
  • a binder such as polyvinyl alcohol (PVA)
  • a dispersing agent in addition to the pulverized product of the pre-sintered body
  • the composition is prepared, for example, by adding a binder such as water, polyvinyl alcohol (PVA), and a dispersing agent to the coarsely pulverized product of the pre-sintered product and subjecting it to a fine pulverization (wet pulverization) treatment. May be. Then, ferrite powder is obtained by carrying out main baking of the granulated powder.
  • a binder such as water, polyvinyl alcohol (PVA), and a dispersing agent to the coarsely pulverized product of the pre-sintered product and subjecting it to a fine pulverization (wet pulverization) treatment. May be.
  • ferrite powder is obtained by carrying out main baking of the granulated powder.
  • the firing conditions for the main firing are not particularly limited, for example, the firing can be suitably performed in the air at a temperature of 1000 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower.
  • the ferrite powder contains other particles in addition to the soft ferrite particles as described above, the powder containing a plurality of soft ferrite particles obtained as described above and other particles are mixed. By doing so, the target ferrite powder can be obtained.
  • the resin composition of the present invention contains the ferrite powder of the present invention as described above and a resin material.
  • the ferrite powder may be contained in any form, but is preferably present dispersed in the resin material.
  • the ease of handling of the resin composition is further improved, and the molded body to be described in detail later can be more suitably molded.
  • the content rate of the ferrite powder in a resin composition is not specifically limited, It is preferable that it is 5.0 mass% or more and 90 mass% or less, and it is more preferable that it is 7.0 mass% or more and 88 mass% or less.
  • the moldability of the molded body can be further improved, the toughness, strength, reliability, etc. of the molded body can be further improved, and the ease of detection by the metal detector of the molded body can be improved. Stability can be further improved.
  • the detection stability may be It may be insufficient.
  • the ferrite powder content in the resin composition exceeds the upper limit, the moldability of the molded body is lowered, and the toughness, strength, reliability, and the like of the molded body may be lowered.
  • resin material contained in the resin composition for example, various thermoplastic resins, various curable resins, and the like can be used.
  • polyolefin such as polyethylene, polypropylene, poly- (4-methylpentene-1), ethylene-propylene copolymer, cyclic polyolefin; modified polyolefin; polystyrene; butadiene-styrene copolymer; acrylonitrile— Butadiene-styrene copolymer (ABS resin); acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin); polyvinyl chloride; polyvinylidene chloride; ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA); polyamide (eg, nylon 6, nylon 46) , Nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, nylon 6-12, nylon 6-66); polyimide; polyamideimide; acrylic resin such as polymethyl methacrylate; polycarbonate (PC); eye Polymer alcohol (PVA); ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH); polyethylene terephthalate (PET),
  • Polyether Polyacetal (POM); Polyphenylene oxide; Modified polyphenylene oxide; Polyetherketone (PEK); Polyetheretherketone (PEEK); Polyetherimide; Polysulfone; Polyethersulfone; Polyphenylenesulfide; Polytetrafluoro Fluorine resins such as ethylene and polyvinylidene fluoride; silicone rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, natural rubber, etc.
  • Rubber materials Various thermoplastic elastomers such as styrene, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurethane, polyester, polyamide, polybutadiene, trans polyisoprene, fluororubber, chlorinated polyethylene; epoxy resin; phenol Resins; Urea resins; Melamine resins; Unsaturated polyesters; Silicone resins; Polyurethanes, etc., and copolymers, blends, polymer alloys, etc. mainly composed of these, etc. Can be used.
  • the resin materials contained in the resin composition are polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol (PVA), fluororesin, silicone rubber, butadiene rubber, thermoplastic elastomer, epoxy resin, and silicone resin. It is preferable to include one or more selected from the group consisting of:
  • the dispersion stability of the ferrite powder in the resin composition is further improved, and the moldability of the molded body can be further improved.
  • the toughness, strength, reliability and the like of the molded body can be further improved.
  • the adhesion to various resins is improved, further improving the dispersion stability of the ferrite powder in the resin composition.
  • the moldability of the molded body can be further improved.
  • the resin material contained in the resin composition may have a composition different from that of the resin material contained in the molded body produced using the resin composition.
  • the resin material contained in the resin composition may be a precursor (for example, a monomer, dimer, trimer, oligomer, prepolymer, etc.) of the resin material contained in the final molded body.
  • the content of the resin material in the resin composition is not particularly limited, but is preferably 8.0% by mass to 95% by mass, and more preferably 10% by mass to 90% by mass.
  • the moldability of the molded body can be further improved, the toughness, strength, reliability, etc. of the molded body can be further improved, and the ease of detection by the metal detector of the molded body can be improved. Stability can be further improved.
  • the content of the resin material in the resin composition is less than the lower limit, the moldability of the molded body is lowered, and the toughness, strength, reliability, etc. of the molded body may be lowered. .
  • the content of the resin material in the resin composition exceeds the upper limit, the content of the ferrite powder is relatively lowered, and depending on the composition of the soft ferrite particles, the metal detector of the molded product can be detected.
  • the stability of detection may be insufficient.
  • the resin composition of the present invention only needs to contain ferrite powder and a resin material, and may further contain other components (other components).
  • Such components include various colorants such as pigments and dyes, various fluorescent materials, various phosphorescent materials, various phosphorescent materials, solvents, infrared absorbing materials, ultraviolet absorbers, dispersants, and surfactants.
  • the resin composition of the present invention may be in any form, and examples of the resin composition include powders, pellets, dispersions, slurries, gels, etc., but pellets are preferred.
  • the ease of handling of the resin composition is further improved, and a molded article using the resin composition can be more suitably produced.
  • the storage stability of the resin composition can be further improved, and deterioration of the constituent components of the resin composition during storage can be more effectively prevented.
  • the volume average particle size is preferably 1 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 7 mm or less.
  • the resin composition of the present invention can be produced, for example, by mixing the ferrite powder and the resin material described above.
  • Mixing of ferrite powder and resin material is, for example, a mixing device (kneading device) such as a planetary mixer, a twin screw mixer, a kneader, a Banbury mixer, a stirring kneader such as an oven roll, a single screw extruder, a twin screw extruder, etc. It can carry out suitably by using.
  • a mixing device such as a planetary mixer, a twin screw mixer, a kneader, a Banbury mixer, a stirring kneader such as an oven roll, a single screw extruder, a twin screw extruder, etc. It can carry out suitably by using.
  • the molded product of the present invention has a portion formed using the resin composition of the present invention as described above.
  • the strength, durability, etc. of the molded body can be further improved.
  • an external force such as tension or bending is applied, particularly when a large external force is applied. Even when an external force is repeatedly applied, it is more effectively prevented that a part of the molded body is detached due to cutting or the like. Therefore, it is possible to more effectively prevent a part of the molded body from being mixed into the product or the like as a foreign substance.
  • the molded body of the present invention only needs to have at least a part formed using the resin composition of the present invention, and the whole may be formed using the resin composition of the present invention. And in addition to the site
  • it has a base portion made of a material other than the resin composition of the present invention, and a surface layer provided on the surface of the base portion and formed using the resin composition of the present invention. It may be.
  • the molded article of the present invention may be molded by mixing, for example, the resin composition of the present invention and another resin composition (a composition not containing the ferrite powder of the present invention).
  • the molded body preferably contains at least the ferrite powder near the surface thereof.
  • the molded body preferably contains ferrite powder in a region within 1.0 mm in the thickness direction from the surface, and ferrite powder in a region within 0.5 mm in the thickness direction from the surface. It is more preferable that it contains.
  • the vicinity of the surface of the molded body is a part that is particularly easily detached from the molded body. Therefore, the effect of the present invention is more remarkably exhibited by including ferrite powder in such a region.
  • Such a molded body is suitable, for example, by applying a magnetic field from the direction that should be the surface of the molded body when the molded body is molded (the resin material constituting the resin composition is softened or melted). Can be manufactured.
  • the above-described ferrite can be unevenly distributed in the vicinity of the surface of the molded body, and the effects as described above can be exhibited more remarkably.
  • the content of the ferrite powder in the molded body of the present invention varies depending on the usage of the molded body, but is preferably 2.0% by mass or more and 20% by mass or less, and 2.5% by mass or more and 18% by mass or less. It is more preferable that
  • the toughness, strength, reliability and the like of the molded body can be further improved, and the ease of detection of the molded body by a metal detector and the stability of detection can be further improved.
  • the molded body does not contain the ferrite powder (that is, other than the resin composition of the present invention).
  • the above-described conditions for the content of ferrite powder are satisfied in the portion containing the ferrite powder.
  • the molded body of the present invention may be used for the purpose of detection by a metal detector, in other words, all or part of the molded body (for example, a section of the molded body) may be applied to inspection by a metal detector.
  • the molded article of the present invention can be used for, for example, food production, processing, and packaging (including packaging, the same applies hereinafter), cosmetics, and quasi-drugs. Manufacturing, processing, packaging site, pharmaceutical manufacturing, processing, packaging site, products other than the above, processing, packaging site, medical site, cell culture, tissue culture, organ culture, genetic recombination And the like for use in the field of performing biological treatment such as, and for use in the field of performing chemical treatment such as synthesis of compounds.
  • the molded article of the present invention is preferably used in the field of food production, processing, and packaging.
  • Foods are required to have high safety, but are generally manufactured, processed, and packaged in an environment where foreign substances are easily mixed. Therefore, by applying the present invention to articles used in the production, processing, and packaging of food, the effects of the present invention are more remarkably exhibited.
  • articles used in food manufacturing and processing sites include many articles that are applied to microwave ovens (for example, various cooking utensils, various containers, trays, wrap films, etc.). Since ferrite, which is a metal material, is used, it can be suitably adapted to the use of a microwave oven.
  • the soft ferrite as described above can generate heat (especially suitable heat generation up to a predetermined temperature in which excessive temperature rise is prevented) when applied to a microwave oven by adjusting the composition. For this reason, for example, the cooking time can be shortened and the baking color of the food can be adjusted suitably.
  • the form of food in addition to solid form and semi-solid form (gel form of jelly, pudding, etc.), the form of food includes liquid, and the concept of food includes drinks and the like.
  • Food additives and supplements are also included in the concept of food.
  • natural products such as animal-derived meat, seafood, plant-derived vegetables, fruits, seeds, grains, beans, seaweed, and processed products thereof, artificial sweeteners, artificial seasonings such as artificial seasonings, etc.
  • New synthetic products are also included in the concept of food.
  • Examples of molded products used in the production and processing of food include cooking appliances, cooking utensils, cooking utensils, tableware, clothing (articles worn on the human body), and packaging members used for food packaging And articles used in association therewith, as well as articles used for maintenance and repair of these.
  • hot plate such as: pans, pans, kettles and their lids, knives, scissors, ladle, spatula, peeler, slicer, mixer, chopper, masher, rolling pin, mudler, whisk, pestle, bowl, drainer , Cutting board, mat, rice paddle, mold, die cutting, lye removal, grater (food grader), frying (turner), pick, drainer, sieve, mill, drop lid, ice tray, grill, tongs, egg cutter , Cooking utensils such as measuring cups and measuring spoons; towels, kitchen paper, towels, towels, paper towels, Cutting utensils, wrap film, oven paper, squeezed bags, virtues, pans and other cooking utensils; dishes, cups, bowls, chopsticks (including chopsticks), spoons, fork
  • the molded article of the present invention is preferably used for some or all of cooking utensils, cooking utensils, and food packaging members.
  • such a molded body has a high possibility that at least a part of the molded body will be mixed into the food, particularly in the production, processing, and packaging sites of the food. Therefore, when the present invention is applied to the molded body as described above, the effects of the present invention are more remarkably exhibited.
  • Various molding methods can be used as a method for producing a molded body, such as an injection molding method (insert molding method, multicolor molding method, sandwich molding method, injection molding method, etc.), extrusion molding method, inflation molding method, Examples include a T-die film molding method, a laminate molding method, a blow molding method, a hollow molding method, a compression molding method, a calendar molding method and the like, an optical molding method, a three-dimensional layered molding method, and the like.
  • an injection molding method insert molding method, multicolor molding method, sandwich molding method, injection molding method, etc.
  • extrusion molding method inflation molding method
  • Examples include a T-die film molding method, a laminate molding method, a blow molding method, a hollow molding method, a compression molding method, a calendar molding method and the like, an optical molding method, a three-dimensional layered molding method, and the like.
  • the resin composition contains a curable resin
  • a curing reaction of the curable resin is performed.
  • the curing reaction varies depending on the type of the curable resin and the like, but can be performed by heating or irradiation with energy rays such as ultraviolet rays.
  • a resin material for dilution may be used in addition to the resin composition of the present invention.
  • the molded body has a base formed using a material other than the resin composition described above, and a surface layer provided on the base and formed using the resin composition of the present invention, the above Such as casting, forging, powder injection molding method (PIM (Powder Injection Molding)), etc. You may use and form a surface layer.
  • PIM Powder injection molding method
  • it may be magnetized when the molded body is molded. Thereby, it is possible to further improve the ease of detection of the formed body by the metal detector and the stability of the detection.
  • the molded body may be manufactured by subjecting the molded body obtained by the above-described molding method to post-treatment such as grinding and polishing.
  • the resin composition of the present invention in the resin composition, the case where the ferrite powder is dispersed and present in the resin material has been mainly described, but in the resin composition of the present invention, for example, the ferrite powder is It settles in the liquid and may be used after being dispersed by stirring or the like, if necessary.
  • the resin composition of the present invention may be a dispersion in which ferrite powder and resin particles are dispersed in a volatile liquid.
  • the resin composition of the present invention may have a configuration in which, for example, ferrite powder and resin powder are simply mixed.
  • Example A1 Fe 2 O 3 and Mn 3 O 4 were prepared, and these were put into a Henschel mixer at a molar ratio of 8.0: 0.67, followed by dry mixing for 10 minutes. Was pelletized with a roller compactor. Thereafter, calcination temperature (calcination temperature): 1000 ° C., and calcination was performed in an air atmosphere rotary kiln.
  • the obtained slurry was spray-dried with a spray dryer to obtain a granulated product. Then, the particle size adjustment of the obtained granulated material was performed, and further, it heated at 650 degreeC for 2 hours with the rotary electric furnace, and the binder was removed.
  • the obtained granulated product was fired (peak firing) at 1280 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere, and further pulverized and classified to obtain ferrite powder. .
  • the Mn content was 7.88% by mass
  • the Fe content was 64.13% by mass.
  • the content of metal elements (Fe, Mn, etc.) in the particles constituting the ferrite powder was determined as follows. Specifically, 0.2 g of ferrite particles were weighed, a mixture of pure water: 60 ml with 1N hydrochloric acid: 20 ml and 1N nitric acid: 20 ml was heated to prepare an aqueous solution in which ferrite particles were completely dissolved, and ICP analysis was performed. The content of each metal element was determined by performing measurement using an apparatus (manufactured by Shimadzu Corporation, ICPS-1000IV). In addition, it calculated
  • the volume average particle diameter of the constituent particles of the ferrite powder was 45 ⁇ m.
  • the volume average particle diameter was determined by the following measurement. That is, first, ferrite powder as a sample: 10 g and water: 80 ml were placed in a 100 ml beaker, and two drops of a dispersant (sodium hexametaphosphate) were added. Subsequently, dispersion was performed using an ultrasonic homogenizer (UH-150 type manufactured by SMT Co Ltd). At this time, the output level of the ultrasonic homogenizer was set to 4, and dispersion was performed for 20 seconds.
  • UH-150 type manufactured by SMT Co Ltd ultrasonic homogenizer
  • the magnetization was 92 A ⁇ m 2 / kg
  • the residual magnetization was 6.2 A ⁇ m 2 / kg
  • the coercive force was 1225 A / m. It was.
  • the above magnetic properties were obtained as follows. That is, first, ferrite powder was packed in a cell having an inner diameter of 5 mm and a height of 2 mm, and set in a vibration sample type magnetic measuring device (VSM-C7-10A manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.). Next, an applied magnetic field was applied, sweeping was performed to 5K ⁇ 1000 / 4 ⁇ ⁇ A / m, and then the applied magnetic field was decreased to prepare a hysteresis curve. Thereafter, magnetization, residual magnetization, and coercive force were obtained from the data of this curve.
  • VSM-C7-10A vibration sample type magnetic measuring device
  • the Curie temperature was measured about the ferrite powder, it was 450 degreeC.
  • the Curie temperature of the ferrite powder was determined by measurement based on JIS C 2560-1. In addition, it calculated
  • Examples A2 to A4 The ratio of Fe 2 O 3 and Mn 3 O 4 used as raw materials is shown in Table 1, and the conditions for pulverization treatment for the temporary sintered body, the conditions for spray drying with a spray dryer, and the conditions for particle size adjustment for the granulated product are as follows.
  • a ferrite powder was produced in the same manner as in Example A1 except that the adjustment was performed.
  • Example A5 Fe 2 O 3 , Mn 3 O 4 and carbon black (C) were prepared, and these were charged into a Henschel mixer at a molar ratio of 8.0: 0.67: 1.1, Dry mixing and granulation for 10 minutes.
  • the obtained granulated material was fired at 1000 ° C. for 4 hours (peak) in a nitrogen atmosphere using a stationary electric furnace.
  • the fired product obtained by the above firing was wet-ground using a bead mill at a solid content of 60% by mass for 30 minutes, washed, dehydrated and dried to obtain a ferrite powder.
  • Table 1 summarizes the manufacturing conditions of the ferrite powders of the above-described Examples and Comparative Examples, and Table 2 summarizes the characteristics of the ferrite powders.
  • Example B1 Using a kneader and a pelletizer, the ferrite powder produced in Example A3 and polypropylene as a resin material were mixed, kneaded, and granulated at a mass ratio of 5.0: 95.0. This obtained the resin composition as a pellet whose volume average particle diameter is 3 mm.
  • Examples B2 to B5 A resin composition as a pellet was obtained in the same manner as in Example B1, except that the blending ratio of ferrite powder and polypropylene was changed as shown in Table 3.
  • Example B6 Using a kneader and a pelletizer, the ferrite powder produced in Example A3, polypropylene as a resin material, and silica as a white pigment (Nippon Aerosil Co., Ltd., AEROSIL 200) in a mass ratio of 2.0: 93 Mixing, kneading and granulation at 0.0: 5.0. This obtained the resin composition as a pellet whose volume average particle diameter is 3 mm.
  • Example B7 and B8 A resin composition as a pellet was obtained in the same manner as in Example B6 except that the blending ratio of ferrite powder, polypropylene, and silica was changed as shown in Table 3.
  • Example B9 to B13 Except having made the kind of resin material as shown in Table 3, the resin composition as a pellet was obtained like Example B8.
  • Examples B14 to B17 The resin composition as a pellet was obtained in the same manner as in Example B1 except that the type of ferrite powder and the type of resin material were as shown in Table 3 and the amounts of each component were as shown in Table 3. .
  • Example B18 Using a ball mill, the ferrite powder produced in Example A3, nylon resin powder, and silica particles as a white pigment were mixed at the same mass ratio as in Example B12 to obtain a powdery resin composition. Obtained.
  • Example B19 A powdery resin composition was obtained in the same manner as in Example B18 except that the types of resin materials were as shown in Table 3.
  • Example B4 A resin composition as a pellet was obtained in the same manner as in Example B6 except that iron powder (average particle diameter: 60 ⁇ m) was used instead of ferrite powder and the blending amount of each component was changed.
  • Table 3 summarizes the conditions of the resin compositions of the respective examples and comparative examples described above.
  • the column of MFR in Table 3 shows the value of the melt flow rate (MFR) when measured under the conditions of temperature: 190 ° C. and load: 2.16 kg based on JIS K 7210.
  • ⁇ 3 Manufacture of molded body (Example C1) Using a kneader and a T-die, the resin composition (pellet) produced in Example B1 was melted and molded to obtain a sheet-like molded body having a thickness of 100 ⁇ m.
  • Examples C2, C3 A sheet-like molded body was produced in the same manner as in Example C1, except that the pellets produced in Examples B2 and B3 were used instead of the pellets produced in Example B1. did.
  • Example C4 Using a kneader, the resin composition (pellet) produced in Example B4 was melted and injection molded into a molding die to obtain a plate-like molded body having a thickness of 2 mm.
  • Example C5 Using a kneader, the resin composition (pellet) produced in Example B5 was melted and injection molded into a molding die to obtain a plate-like molded body having a thickness of 2 mm.
  • Examples C6 to C13 A sheet-like molded body was produced in the same manner as in Example C1, except that the pellets produced in Examples B6 to B13 were used instead of the pellets produced in Example B1. did.
  • Example C14 The ferrite powder produced in Example A3 and silica as a white pigment (AEROSIL200, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) were dispersed in an aqueous PVA solution having a solid content of 10% by mass, and coated and dried using an applicator. Thickness: 100 ⁇ m A sheet-like molded product was obtained. At this time, the mass ratio of the solid content of PVA, ferrite powder, and SiO 2 was 75.0 wt%, 20.0 wt%, and 5.0 wt%, respectively.
  • AEROSIL200 silica as a white pigment
  • Example C15 Ferrite powder produced in Example A3, liquid epoxy resin, polymerization initiator, boron trifluoride monoethylamine complex as a curing agent, and silica as a white pigment (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., AEROSIL 200) After mixing, the mixture was poured into a mold made of silicone resin. Then, it heated at 120 degreeC, the epoxy resin was hardened, and the disk-shaped molded object of diameter: 13mm and thickness: 2.0mm was manufactured.
  • the content of the ferrite powder in the obtained molded body was 20.0% by mass, the content of the resin material was 75.0% by mass, and the content of the colorant was 5.0% by mass.
  • Example C16 The ferrite powder produced in Example A3, the olefin-based thermoplastic elastomer, and titanium dioxide particles as a white pigment were mixed, and this mixture was poured into a silicone resin mold. Then, it heated at 120 degreeC and manufactured the disk-shaped molded object of diameter: 13mm and thickness: 2.0mm.
  • Example C17 and C18 A disc-shaped molded body was produced in the same manner as in Example C16 except that the type of the resin material was changed as shown in Table 5.
  • Example C19 The ferrite powder produced in Example A3, the silicone resin, and the titanium dioxide particles as the white pigment, the ferrite powder content in the molded body is 20.0 mass%, and the resin material content is 75.0.
  • the mixture was mixed so that the content of the colorant (pigment) was 5.0% by mass, and this mixture was poured into a mold made of silicone resin.
  • a silicone resin diluted with an organic solvent to a solid content of 20% by weight was used.
  • the organic solvent was evaporated by heating the entire mold at 65 ° C. and then heated to 120 ° C. to cure the silicone resin to produce a disk-shaped molded body having a diameter of 13 mm and a thickness of 2.0 mm.
  • Example C20 A disc-shaped molded body was produced in the same manner as in Example C19 except that the type of the resin material was changed as shown in Table 5.
  • Examples C21 to C24 A sheet-like molded body was produced in the same manner as in Example C1, except that the pellets produced in Examples B14 to B17 were used instead of the pellets produced in Example B1. did.
  • Example C25 The resin composition (powder) produced in Example B18 was charged into a mold and then pressed, then removed from the mold, heated at 180 ° C. for 4 hours to be melted and cured, diameter: 13 mm, thickness: 2 A disc-shaped molded body of 0.0 mm was manufactured.
  • Example C26 The resin composition (powder) produced in Example B19 was charged into a mold and then pressed, then removed from the mold, heated at 180 ° C. for 4 hours to be melted and cured, diameter: 13 mm, thickness: 2 A disc-shaped molded body of 0.0 mm was manufactured.
  • Table 4 and Table 5 collectively show the conditions of the molded bodies of the respective examples and comparative examples described above.
  • ⁇ 4 Evaluation of Molded Body ⁇ 4-1 >> Detection by Metal Detector
  • a belt conveyor type metal detector (META-HAWKII, manufactured by System Square Co., Ltd.) was used for the molded body manufactured in each of the above-described Examples and Comparative Examples. ) was passed, and the sensitivity (level meter, iron ball sensitivity) capable of detecting the molded body was determined.
  • ⁇ 4-2 Heating at the time of microwave irradiation
  • the molded bodies produced in each of the above Examples and Comparative Examples were heated at 600 W for 5 minutes using a commercially available microwave oven, and the state of each molded body at this time was determined. The evaluation was made according to the following criteria.
  • Examples C1 to C14, C21 to C24, and Comparative Examples C1 to C4 in which the molded body was formed into a sheet were cut into a size of 80 mm ⁇ 60 mm, and the sections were evaluated.
  • Examples C15 to C20, C25, and C26 the obtained molded bodies were used as they were for evaluation. These results are shown in Table 6.
  • the ferrite powder of the present invention is a ferrite powder that can be detected by a metal detector, and Mn is 3.5% by mass or more and 20.0% by mass or less, Fe is 50.0% by mass or more and 70.0% by mass or less, Contains soft ferrite particles. Therefore, it is possible to provide a ferrite powder that can be suitably used for manufacturing a molded body that can be stably detected by a metal detector. Therefore, the ferrite powder of the present invention has industrial applicability.

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Abstract

本発明のフェライト粉は、金属探知機で検出可能なフェライト粉であって、Mnを3.5質量%以上20.0質量%以下、Feを50.0質量%以上70.0質量%以下、含有するソフトフェライト粒子を含むことを特徴とする。フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径が0.1μm以上100μm以下であることが好ましい。5K・1000/4πA/mの磁場をかけたときのVSM測定による磁化が85A・m/kg以上98A・m/kg以下であることが好ましい。

Description

フェライト粉、樹脂組成物および成形体
 本発明は、フェライト粉、樹脂組成物および成形体に関する。
 例えば、食品の製造現場においては、異物混入の問題がある。異物混入の問題が生じると、大きな社会問題となり、消費者等に多大な不安を与えるとともに、食品の製造業者、加工業者等にも大きな打撃を与える。
 異物混入を防止するために金属探知機を導入し、出荷前の商品について検査を行う機会が増えてきている。
 しかしながら、金属探知機では、一般のプラスチック材料等を検知することができないため、製造時に用いられる包装材等の道具等が由来の異物が混入したとしても、検出することができなかった。
 このような問題を解消する目的で、鉄等の金属で構成された金属探知材を含む作業手袋が提案されている(特許文献1参照)。
 しかしながら、このような技術では、異物として混入した場合でも、金属探知機で検出されない場合があった。また、金属は、酸化反応等の化学反応を受けることによる経時変化により、金属探知機で探知されなくなる場合があった。
特開2009-120974号公報
 本発明の目的は、金属探知機で安定的に検出することができる成形体を提供すること、また、前記成形体の製造に好適に用いることのできるフェライト粉および樹脂組成物を提供することにある。
 このような目的は、下記の本発明により達成される。
 本発明のフェライト粉は、金属探知機で検出可能なフェライト粉であって、
 Mnを3.5質量%以上20.0質量%以下、Feを50.0質量%以上70.0質量%以下、含有するソフトフェライト粒子を含むことを特徴とする。
 本発明のフェライト粉では、前記フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径が0.1μm以上100μm以下であることが好ましい。
 本発明のフェライト粉では、5K・1000/4πA/mの磁場をかけたときのVSM測定による磁化が85A・m/kg以上98A・m/kg以下であることが好ましい。
 本発明の樹脂組成物は、本発明のフェライト粉と、
 樹脂材料とを含むことを特徴とする。
 本発明の樹脂組成物では、前記樹脂材料中に、前記フェライト粉が分散して存在していることが好ましい。
 本発明の樹脂組成物では、前記樹脂組成物中における前記フェライト粉の含有率が5.0質量%以上90質量%以下であることが好ましい。
 本発明の樹脂組成物では、前記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール(PVA)、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂よりなる群から選択される1種または2種以上を含むことが好ましい。
 本発明の成形体は、本発明の樹脂組成物を用いて形成された部位を有することを特徴とする。
 本発明の成形体では、前記フェライト粉の含有率が2.0質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
 本発明の成形体は、食品の製造、加工、包装現場で用いられることが好ましい。
 本発明の成形体は、調理器具類、調理用具類、食品包装部材の一部もしくは全部に使用されることが好ましい。
 本発明の成形体は、表面から厚さ方向に1.0mm以内の領域に前記フェライト粉を含むことが好ましい。
 本発明によれば、金属探知機で安定的に検出することができる成形体を提供すること、また、前記成形体の製造に好適に用いることのできるフェライト粉および樹脂組成物を提供することができる。
 以下、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする。
 《フェライト粉》
 まず、本発明のフェライト粉について説明する。
 本発明のフェライト粉は、Mnを3.5質量%以上20.0質量%以下、Feを50.0質量%以上70.0質量%以下、含有するソフトフェライト粒子を複数個含むことを特徴とする。
 これにより、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体を、金属探知機により検出されやすくすることができる。したがって、例えば、本発明のフェライト粉や、当該フェライト粉を含む成形体の少なくとも一部が、誤って食品等の製品中等に混入した場合等に、金属探知機により好適に検知することができ、当該製品が外部に流通すること等を効果的に防止することができる。
 また、上記のようなフェライト粉は、酸化物を主成分とし、化学的に安定で、耐腐食性、耐薬品性に優れている。したがって、金属探知機による検出の安定性に優れている。特に、金属材料で構成された金属探知材を適用した場合には、酸化反応等の経時変化により、金属探知機による検出が困難になる可能性があるが、上記のようなフェライト粉では、様々な環境に曝された場合であっても、金属探知機による検出の安定性に優れている。また、上記のようなフェライト粉は、人体に対する安全性にも優れている。
 これに対し、フェライト粉が上記のような組成の条件を満足しない場合には、上記のような優れた効果が得られない。
 例えば、ソフトフェライト粒子中におけるMnの含有率が3.5質量%未満であると、Feの量が過剰となり、樹脂組成物の製造時(特に、加熱による混合、混錬時)や成形体の製造時(特に、加熱による成形時)等に酸化反応が進行しやすくなり、結果として、最終的に得られる成形体の磁化が低くなってしまう。その結果、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出が困難となる。
 また、ソフトフェライト粒子中におけるMnの含有率が20.0質量%を超えると、本焼成後に粉砕等の処理を行った際に酸化が進み、磁化が低くなってしまう。その結果、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出が困難となる。
 また、ソフトフェライト粒子中におけるFeの含有率が50.0質量%未満であると、Mn含有量が増加していることを意味しており、本焼成後に粉砕等の処理を行った際に酸化が進み、磁化が低くなってしまう。その結果、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出が困難となる。
 また、ソフトフェライト粒子中におけるFeの含有率が70.0質量%を超えると、Feの量が過剰となり、樹脂組成物の製造時(特に、加熱による混合、混錬時)や成形体の製造時(特に、加熱による成形時)等に酸化反応が進行しやすくなり、結果として、最終的に得られる成形体の磁化が低くなってしまう。その結果、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出が困難となる。また、Mnを含有しない場合はフェライト粉の抵抗が低くなりすぎることにより、マイクロ波による加熱時に局所的に加熱され、フェライト粉を含有する樹脂成形物が変形する可能性がある。
 また、上記のようなMnとFeとを含むソフトフェライト粒子の代わりに、他のフェライト粒子を用いた場合も、上記のような優れた効果は得られない。
 例えば、上記のようなMnとFeとを含むソフトフェライト粒子の代わりに、Ni-Zn-Cu系のフェライトで構成された粒子を用いた場合、フェライト粉のキュリー点が低くなり、高温での使用環境における金属探知機による安定的なフェライト粉の検出が困難となる。
 また、上記のようなソフトフェライト粒子の代わりに、ハードフェライト粒子を用いた場合、フェライト粉を含む樹脂成形体の使用環境や保管環境の磁場による着磁、例えばモーターの磁場等の影響による着磁により、樹脂成形体がほかの金属部材に吸着してしまうという問題を生じる。
 上記のように、ソフトフェライト粒子中におけるMnの含有率は、3.5質量%以上20.0質量%以下であればよいが、5.0質量%以上19.0質量%以下であるのが好ましく、6.4質量%以上18.0質量%以下であるのがより好ましい。
 これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
 また、ソフトフェライト粒子中におけるFeの含有率は、50.0質量%以上70.0質量%以下であればよいが、51.0質量%以上66.0質量%以下であるのが好ましく、52.0質量%以上65.0質量%以下であるのがより好ましい。 これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
 フェライト粒子を構成する金属元素(Fe、Mn等)の含有量は、以下のようにして測定することができる。
 すなわち、まず、フェライト粒子:0.2gを秤量し、純水:60ml、1Nの塩酸:20mlおよび1Nの硝酸:20mlの混合溶媒に、当該フェライト粒子を混合した混合物を得る。その後、当該混合物を加熱し、フェライト粒子を完全溶解させた溶液を得る。その後、当該溶液について、ICP分析装置(例えば、島津製作所製、ICPS-1000IV)を用いた測定を行うことにより、金属元素の含有量を求めることができる。
 ソフトフェライト粒子を構成するソフトフェライトは、Fe、Mn、O以外の成分(元素)を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、Mg、Ti、Si、Cl、Ca、Al等が挙げられる。
 ただし、ソフトフェライト粒子を構成するソフトフェライト中に含まれるFe、Mn、O以外の成分(元素)の含有率は、1.0質量%以下であるのが好ましい。
 また、ソフトフェライト粒子は、ソフトフェライト以外の成分を含んでいてもよい。
 ただし、ソフトフェライト粒子中に含まれるソフトフェライト以外の成分の含有率は、1.0質量%以下であるのが好ましい。
 フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径は、特に限定されないが、0.1μm以上100μm以下であるのが好ましく、0.2μm以上80μm以下であるのがより好ましい。
 これにより、フェライト粉の樹脂材料に対する分散性をより向上させることができ、フェライト粉と樹脂材料とを含む樹脂組成物の製造をより好適に行うことができる。また、当該樹脂組成物を用いて製造される成形体の強度、表面性状、信頼性をより向上させることができる。また、樹脂組成物を用いた成形体の製造をより安定的に行うことができる。また、成形体の色調の調整をより好適に行うことができる。
 これに対し、フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径が前記下限値未満であると、樹脂組成物の製造に用いるフェライト粉の量等によっては、後述する樹脂組成物の製造時に、樹脂材料にフェライト粉を分散させるのに時間がかかったり、凝集体のまま分散するため好ましくない。また、粒径が小さくなることでフェライトの着色力が強くなり、黒・グレー・茶色以外の色を付ける場合にくすんだ色になりやすいため好ましくない。
 また、フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径が前記上限値を超えると、樹脂組成物の製造に用いるフェライト粉の量等によっては、樹脂組成物を用いて製造する成形体の形状や大きさ等にもよるが、成形体としたときの成形体の強度や表面性(仕上がり)が低下する可能性があり好ましくない。また、例えば、成形体の製造方法としてインジェクション成形法を採用する場合に、インジェクションの経路を樹脂組成物が閉塞させる可能性があるため好ましくない。
 また、フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径は、例えば、フェライト粉を用いて製造する成形体の形状・大きさ等によって選択され、より具体的には、フィルム・シート状の成形体の製造に用いる場合には、フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径は、10μm以下であるのが好ましい。
 また、成形体の製造において、フェライト粉以外に、フィラーを用いて着色を行う場合には、フェライト粉の体積平均粒径は、5μm以上であるのが好ましい。
 これにより、着色時にフェライト粉の色味の影響を最小限に抑えることができる。
 体積平均粒径は、例えば、以下のような測定により求めることができる。すなわち、まず、試料としてのフェライト粉:10gと水:80mlを100mlのビーカーに入れ、分散剤(ヘキサメタリン酸ナトリウム)を2~3滴添加する。次いで、超音波ホモジナイザー(例えば、SMT.Co.LTD.製UH-150型等)を用い分散を行う。超音波ホモジナイザーとして、SMT.Co.LTD.製UH-150型を用いる場合には、例えば、出力レベル4に設定し、20秒間分散を行ってもよい。その後、ビーカー表面にできた泡を取り除き、マイクロトラック粒度分析計(例えば、日機装株式会社製、Model9320-X100等)に導入し、測定を行うことができる。
 また、本発明のフェライト粉は、上述したようなソフトフェライト粒子に加え、他の粒子を含んでいてもよい。例えば、上述したようなソフトフェライト粒子に加え、上述したような条件を満足しないソフトフェライト粒子を含んでいてもよいし、ハードフェライト粒子を含んでいてもよい。
 フェライト粉を構成する粒子は、表面処理が施されていてもよい。
 粒子の表面処理に用いる表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、リン酸系化合物、カルボン酸、フッ素系化合物等が挙げられる。
 特に、フェライト粉を構成する粒子にシランカップリング剤による表面処理が施されていると、粒子の凝集をより効果的に防止することができ、フェライト粉や当該フェライト粉を含む樹脂組成物の流動性、取り扱いのし易さをより向上させることができる。また、樹脂組成物中、成形体中における粒子の分散性をより向上させることができる。
 シランカップリング剤としては、例えば、シリル基および炭化水素基を有するシラン化合物を用いることができるが、シランカップリング剤は、特に、前記アルキル基として炭素数が8以上10以下のアルキル基を有しているのが好ましい。
 これにより、ソフトフェライト粒子の凝集をさらに効果的に防止することができ、フェライト粉や当該フェライト粉を含む樹脂組成物の流動性、取り扱いのし易さをさらに向上させることができる。また、樹脂組成物中、成形体中におけるソフトフェライト粒子の分散性をさらに向上させることができる。
 リン酸系化合物としては、例えば、ラウリルリン酸エステル、ラウリル-2リン酸エステル、ステアレス-2リン酸、2-(パーフルオロヘキシル)エチルホスホン酸のリン酸エステル等を挙げることができる。
 カルボン酸としては、例えば、炭化水素基と、カルボキシル基とを有する化合物(脂肪酸)を用いることができる。このような化合物の具体例としては、デカン酸、テトラデカン酸、オクタデカン酸、cis-9-オクタデセン酸等を挙げることができる。
 フッ素系化合物としては、例えば、上述したようなシランカップリング剤、リン酸系化合物、カルボン酸が有する水素原子の少なくとも一部がフッ素原子で置換された構造を有する化合物(フッ素系シラン化合物、フッ素系リン酸化合物、フッ素置換脂肪酸)等が挙げられる。
 5K・1000/4πA/mの磁場をかけたときのVSM測定によるフェライト粉の磁化は、85A・m/kg以上98A・m/kg以下であるのが好ましく、87A・m/kg以上97A・m/kg以下であるのがより好ましい。
 これにより、フェライト粉を用いて製造される成形体の金属探知機による検出のされやすさをより向上させつつ、成形体の靭性、強度等をより向上させることができる。また、成形体の生産コストを抑制する上でも有利である。
 これに対し、磁化が前記下限値未満であると、フェライト粉を用いて製造される成形体中のフェライト粉の含有率を高くしないと、成形体の金属探知機による検出のされやすさが不十分となる。また、金属探知機による検出のされやすさを向上させるために成形体中におけるフェライト粉の含有率を高めると、成形体の靭性、強度が低下し易くなる。
 また、磁化が前記上限値を超えると、その磁気特性を実現するために、フェライト粉の組成の調整等が複雑となり、安定して優れた特性を得ることも困難となる。また、磁化が前記上限値を超えても、実用的には、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出のされやすさのさらなる向上が望めない。
 また、5K・1000/4πA/mの磁場をかけたときのVSM測定によるフェライト粉の残留磁化は、4.5A・m/kg以上40A・m/kg以下であるのが好ましく、5.0A・m/kg以上37A・m/kg以下であるのがより好ましい。
 これにより、フェライト粉を用いて製造される成形体の金属探知機による検出のされやすさをより向上させつつ、成形体の靭性、強度等をより向上させることができる。また、成形体の生産コストを抑制する上でも有利である。
 これに対し、残留磁化が前記下限値未満であると、フェライト粉を用いて製造される成形体中のフェライト粉の含有率を高くしないと、金属探知機による検出のされやすさが不十分となる。また、金属探知機による検出のされやすさを向上させるために成形体中におけるフェライト粉の含有率を高めると、成形体の靭性、強度が低下し易くなる。
 また、残留磁化が前記上限値を超えると、その磁気特性を実現するために、フェライト粉の組成の調整等が複雑となり、安定して優れた特性を得ることも困難となる。また、残留磁化が前記上限値を超えても、実用的には、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出のされやすさのさらなる向上が望めない。
 5K・1000/4πA/mの磁場をかけたときのVSM測定によるフェライト粉の保磁力は、550A/m以上6500A/m以下であるのが好ましく、600A/m以上5300A/m以下であるのがより好ましい。
 これにより、フェライト粉を用いて製造される成形体の金属探知機による検出のされやすさをより向上させることができる。また、成形体の生産コストを抑制することができる。
 これに対し、保磁力が前記下限値未満であると、本発明のフェライト粉を用いて製造された成形体を着磁した場合に、十分な着磁ができず、成形体の金属探知機による検出のされやすさが低下する可能性があるため好ましくない。
 また、保磁力が前記上限値を超えると、その磁気特性を実現するために、フェライト粉の組成の調整等が複雑となり、安定して優れた特性を得ることも困難となる。また、保磁力が前記上限値を超えても、実用的には、フェライト粉や当該フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出のされやすさのさらなる向上が望めない。
 なお、上記磁気特性は、例えば、以下のようにして求めることができる。すなわち、まず、内径5mm、高さ2mmのセルにフェライト粉を詰めて振動試料型磁気測定装置にセットする。次に、印加磁場を加え、5K・1000/4π・A/mまで掃引し、次いで、印加磁場を減少させ、ヒステリシスカーブを作製する。このカーブのデータより磁化(飽和磁化)、残留磁化および保磁力を求めることができる。振動試料型磁気測定装置としては、例えば、VSM-C7-10A(東英工業社製)等を用いることができる。
 また、フェライト粉のキュリー温度(キュリー点)は、400℃以上であるのが好ましく、450℃以上であるのがより好ましい。
 これにより、フェライト粉やこれを含む樹脂組成物、これらを用いて製造される成形体の耐熱性をより向上させることができ、より高い温度に曝された場合でも金属探知機による検出のされやすさを十分に維持することができる。なお、キュリー温度は、JIS C 2560-1に基づいた測定により求めることができる。
 本発明のフェライト粉は、いかなる方法で製造してもよいが、例えば、以下に述べるような方法により、好適に製造することができる。
 すなわち、まず、原料としてMnCOおよびMnのうちの少なくとも一方と、Feとを混合する。原料の混合は、湿式混合、乾式混合のいずれにより行ってもよい。原料の混合には、例えば、ヘンシェルミキサーやボールミルを用いて行うことができる。
 得られた混合物を、仮焼成し仮焼結物とする。
 仮焼成の焼成条件は、特に限定されないが、例えば、大気中、温度:800℃以上1200℃以下で好適に行うことができる。
 その後、仮焼結物を粉砕する。仮焼結物の粉砕は、例えば、ロッドミル、ボールミル等を用いて行うことができる。
 仮焼結体の粉砕物の他に、水、ポリビニルアルコール(PVA)等のバインダー、分散剤を含む組成物を調製し、当該組成物を噴霧、乾燥して、造粒粉を得る。
 なお、前記組成物は、例えば、仮焼結物の粗粉砕物に、水、ポリビニルアルコール(PVA)等のバインダー、分散剤を加えて、微粉砕(湿式粉砕)の処理を施すことにより調製してもよい。
 その後、造粒粉を本焼成することにより、フェライト粉が得られる。
 本焼成の焼成条件は、特に限定されないが、例えば、大気中、温度:1000℃以上1300℃以下で好適に行うことができる。
 また、フェライト粉が、前述したようなソフトフェライト粒子に加え、他の粒子を含んでいる場合、上記のようにして得られた複数個のソフトフェライト粒子を含む粉末と、他の粒子とを混合することにより、目的とするフェライト粉を得ることができる。
 《樹脂組成物》
 次に、本発明の樹脂組成物について説明する。
 本発明の樹脂組成物は、前述したような本発明のフェライト粉と、樹脂材料とを含んでいる。
 これにより、金属探知機による検出のされやすさ、検出の安定性に優れる成形体の製造に好適に用いることのできる樹脂組成物を提供することができる。
 本発明の樹脂組成物において、フェライト粉は、いかなる形態で含まれていてもよいが、樹脂材料中に分散して存在しているのが好ましい。
 これにより、樹脂組成物の取扱いのし易さがより向上し、後に詳述する成形体の成形をより好適に行うことができる。また、成形体の各部位におけるフェライト粉の含有率の不本意なばらつきの発生を効果的に防止することができ、フェライト粉を含む成形体の金属探知機による検出の確実性がより向上する。
 樹脂組成物中におけるフェライト粉の含有率は、特に限定されないが、5.0質量%以上90質量%以下であるのが好ましく、7.0質量%以上88質量%以下であるのがより好ましい。
 これにより、成形体の成形性をより向上させることができ、成形体の靭性、強度、信頼性等をより向上させることができるとともに、成形体の金属探知機による検出のされやすさ、検出の安定性をより向上させることができる。
 これに対し、樹脂組成物中におけるフェライト粉の含有率が前記下限値未満であると、ソフトフェライト粒子の組成等によっては、成形体の金属探知機による検出のされやすさ、検出の安定性が不十分となる可能性がある。
 また、樹脂組成物中におけるフェライト粉の含有率が前記上限値を超えると、成形体の成形性が低下するとともに、成形体の靭性、強度、信頼性等が低下する可能性がある。
 樹脂組成物中に含まれる樹脂材料としては、例えば、各種熱可塑性樹脂、各種硬化性樹脂等を用いることができる。
 より具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-(4-メチルペンテン-1)、エチレン-プロピレン共重合体、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン;変性ポリオレフィン;ポリスチレン;ブタジエン-スチレン共重合体;アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂);アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂);ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA);ポリアミド(例:ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6-12、ナイロン6-66);ポリイミド;ポリアミドイミド;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂;ポリカーボネート(PC);アイオノマー;ポリビニルアルコール(PVA);エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH);ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンテレフタレート(PCT)、ポリアリレート、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)等のポリエステル;ポリエーテル;ポリアセタール(POM);ポリフェニレンオキシド;変性ポリフェニレンオキシド;ポリエーテルケトン(PEK);ポリエーテルエーテルケトン(PEEK);ポリエーテルイミド;ポリサルフォン;ポリエーテルサルフォン;ポリフェニレンサルファイド;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂;シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム等のゴム材料;スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;ユリア樹脂;メラミン樹脂;不飽和ポリエステル;シリコーン樹脂;ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 中でも、樹脂組成物中に含まれる樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール(PVA)、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂よりなる群から選択される1種または2種以上を含むのが好ましい。
 これにより、樹脂組成物中におけるフェライト粉の分散安定性がより向上し、成形体の成形性をより向上させることができる。また、成形体の靭性、強度、信頼性等をより向上させることができる。
 特に、フェライト粉を構成する粒子に、シランカップリング剤による表面処理が施されている場合に、各種樹脂との密着性が向上するので、樹脂組成物中におけるフェライト粉の分散安定性がさらに向上し、成形体の成形性をさらに向上させることができる。
 また、樹脂組成物中に含まれる樹脂材料は、樹脂組成物を用いて製造される成形体中に含まれる樹脂材料とは、異なる組成であってもよい。例えば、樹脂組成物中に含まれる樹脂材料は、最終的な成形体中に含まれる樹脂材料の前駆体(例えば、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマー、プレポリマー等)であってもよい。
 樹脂組成物中における樹脂材料の含有率は、特に限定されないが、8.0質量%以上95質量%以下であるのが好ましく、10質量%以上90質量%以下であるのがより好ましい。
 これにより、成形体の成形性をより向上させることができ、成形体の靭性、強度、信頼性等をより向上させることができるとともに、成形体の金属探知機による検出のされやすさ、検出の安定性をより向上させることができる。
 これに対し、樹脂組成物中における樹脂材料の含有率が前記下限値未満であると、成形体の成形性が低下するとともに、成形体の靭性、強度、信頼性等が低下する可能性がある。
 また、樹脂組成物中における樹脂材料の含有率が前記上限値を超えると、フェライト粉の含有率が相対的に低下し、ソフトフェライト粒子の組成等によっては、成形体の金属探知機による検出のされやすさ、検出の安定性が不十分になる可能性がある。
 本発明の樹脂組成物は、フェライト粉および樹脂材料を含んでいればよく、さらにこれら以外の成分(その他の成分)を含んでいてもよい。
 このような成分(その他の成分)としては、例えば、顔料、染料等の各種着色剤;各種蛍光材料;各種蓄光材料;各種燐光材料;溶剤;赤外線吸収材料;紫外線吸収剤;分散剤;界面活性剤;重合開始剤;重合促進剤;架橋剤;重合禁止剤;増感剤;可塑剤;スリップ剤(レベリング剤);浸透促進剤;湿潤剤(保湿剤);帯電防止剤;定着剤;防腐剤;防黴剤;酸化防止剤;キレート剤;pH調整剤;増粘剤;アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化カルシウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、ガラス繊維、炭素繊維、石膏繊維、金属繊維、金属粒子、黒鉛、タルク、クレー、マイカ、ウォラストナイト、ゾノトライト、ハイドロタルサイト、ゼオライト等のフィラー;凝集防止剤;消泡剤;発泡剤等が挙げられる。
 本発明の樹脂組成物は、いかなる形態であってもよく、樹脂組成物の形態としては、例えば、粉末、ペレット、分散液、スラリー、ゲル等が挙げられるが、ペレットが好ましい。
 これにより、樹脂組成物の取扱いのし易さがより向上し、樹脂組成物を用いた成形体の製造をより好適に行うことができる。また、樹脂組成物の保存安定性をより向上させることができ、保存時等における樹脂組成物の構成成分の劣化等をより効果的に防止することができる。
 樹脂組成物がペレットである場合、その体積平均粒径は、1mm以上10mm以下であるのが好ましく、2mm以上7mm以下であるのがより好ましい。
 これにより、樹脂組成物の取扱いのし易さがさらに向上し、樹脂組成物を用いた成形体の製造をさらに好適に行うことができる。
 本発明の樹脂組成物は、例えば、前述したフェライト粉、樹脂材料を混合することにより、製造することができる。フェライト粉と樹脂材料との混合は、例えば、プラネタリーミキサー、二軸ミキサー、ニーダー、バンバリーミキサー、オーブンロール等の攪拌混練機、単軸押出機、二軸押出機等の混合装置(混練装置)を用いることにより好適に行うことができる。
 また、必要に応じて、混合の際に、例えば、前述したようなその他の成分をさらに用いてもよい。
 《成形体》
 次に、本発明の成形体について説明する。
 本発明の成形体は、前述したような本発明の樹脂組成物を用いて形成された部位を有する。
 これにより、金属探知機で安定的に検出することができる成形体を提供することができる。
 また、前述したようなフェライト粉を含むことにより、成形体の強度、耐久性等をより向上させることができ、例えば、引張や曲げ等の外力が加わった場合、特に、大きな外力が加わった場合や繰り返し外力が加わった場合等でも、切断等により成形体の一部が脱離することがより効果的に防止される。したがって、成形体の一部が製品等に異物として混入してしまうこと自体をより効果的に防止することができる。
 本発明の成形体は、本発明の樹脂組成物を用いて形成された部位を少なくとも一部に有していればよく、その全体が本発明の樹脂組成物を用いて形成されていてもよいし、本発明の樹脂組成物を用いて形成された部位に加え、本発明の樹脂組成物以外の材料で構成された部位を有していてもよい。
 より具体的には、例えば、本発明の樹脂組成物以外の材料で構成された基部と、当該基部の表面に設けられ、本発明の樹脂組成物を用いて形成された表面層とを有していてもよい。
 また、本発明の成形体は、例えば、本発明の樹脂組成物と、他の樹脂組成物(本発明のフェライト粉を含まない組成物)とを混合して成形されてもよい。
 成形体は、少なくとも、その表面付近に前記フェライト粉を含んでいるのが好ましい。
 より具体的には、成形体は、その表面から厚さ方向に1.0mm以内の領域にフェライト粉を含んでいるのが好ましく、その表面から厚さ方向に0.5mm以内の領域にフェライト粉を含んでいるのがより好ましい。
 成形体の表面付近は、成形体の中でも特に脱離し易い部位である。したがって、このような領域にフェライト粉を含むことにより、本発明の効果がより顕著に発揮される。
 なお、このような成形体は、例えば、成形体の成形時(樹脂組成物を構成する樹脂材料が軟化または溶融した状態)において、成形体の表面となるべき方向から磁場を与えることにより、好適に製造することができる。特に、厚みが比較的大きい成形体である場合、成形体の表面付近に、前述したフェライトを偏在させることができ、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。
 本発明の成形体中における前記フェライト粉の含有率は、成形体の用途等により異なるが、2.0質量%以上20質量%以下であるのが好ましく、2.5質量%以上18質量%以下であるのがより好ましい。
 これにより、成形体の靭性、強度、信頼性等をより向上させることができるとともに、成形体の金属探知機による検出のされやすさ、検出の安定性をより向上させることができる。
 なお、成形体が、前記フェライト粉を含む部位(すなわち、本発明の樹脂組成物を用いて形成された部位)に加え、前記フェライト粉を含まない部位(すなわち、本発明の樹脂組成物以外の材料で構成された部位)を有する場合には、前記フェライト粉を含む部位において、前述したようなフェライト粉の含有率についての条件を満足するのが好ましい。
 本発明の成形体は、その全部または一部(例えば、成形体の切片)が金属探知による検査に適用される可能性、言い換えると、金属探知機で検知することを目的として使用される可能性があれば、いかなる用途であってもよいが、本発明の成形体の用途としては、例えば、食品の製造、加工、包装(梱包を含む。以下同様)の現場用、化粧品、医薬部外品の製造、加工、包装の現場用、医薬品の製造、加工、包装の現場用、上記以外の製品の製造、加工、包装の現場用、医療現場用、細胞培養、組織培養、器官培養、遺伝子組み換え等の生物学的処理を行う現場用、化合物の合成等の化学的処理を行う現場用等が挙げられる。
 中でも、本発明の成形体は、食品の製造、加工、包装の現場で用いられるのが好ましい。
 食品には、高い安全性が求められるが、一般に、異物が混入しやすい環境で製造、加工、包装が行われている。したがって、本発明を食品の製造、加工、包装現場で用いられる物品に適用することにより、本発明による効果がより顕著に発揮される。
 また、食品の製造、加工現場で用いられる物品には、電子レンジに適用される物品(例えば、各種調理具、各種容器、トレイ、ラップフィルム等)も多いが、本発明の成形体では、非金属材料であるフェライトを用いているため、電子レンジの使用にも好適に対応することができる。
 また、前述したようなソフトフェライトは、組成の調整等により、電子レンジに適用した場合に、発熱(特に、過度な温度上昇が防止された所定温度までの好適な発熱)をすることができる。このため、例えば、調理時間の短縮や、食品の焼き色の調整等を好適に行うことができる。
 なお、本明細書において、食品の形態には、固形状、半固形状(ゼリー、プリン等のゲル状等)に加え、液状が含まれ、食品は、飲み物等も含む概念である。また、食品添加物やサプリメント(健康補助食品)も食品の概念に含まれる。また、動物由来の食肉、魚介類、植物由来の野菜、果実、種子、穀物、豆類、海藻のような天然物やこれらの加工物に加え、人工甘味料、人工調味料等のような人工的な合成品も食品の概念に含む。
 食品の製造、加工現場で用いられる成形体としては、例えば、調理機器類、調理器具類、調理用具類、食器類、衣服類(人体に装着して用いる物品)、食品の包装に用いる包装部材、および、これらに付随して用いられる物品、ならびに、これらのメンテナンス、修理等に用いる物品等が挙げられる。
 より具体的には、例えば、ホットプレート、コンロ、ガスバーナー、オーブン、トースター、電子レンジ、食器洗浄機、食器乾燥機、秤(スケール)、キッチンタイマー、温度計、浄水器、浄水フィルター(カートリッジ)等の調理機器類;鍋、フライパン、やかんやこれらの蓋、包丁、はさみ、おたま(レードル)、ヘラ、ピーラー、スライサー、ミキサー、チョッパー、マッシャー、麺棒、マドラー、泡立て器、ざる、ボウル、水切り器、まな板、マット、しゃもじ、成形型、型抜き、灰汁取り、おろし金(フードグレーダー)、フライ返し(ターナー)、ピック、水切り器、篩、ミル、落し蓋、製氷皿、焼き網、トング、卵切器、計量カップ、計量スプーン等の調理器具類;布巾、キッチンペーパー、手ぬぐい、タオル、紙タオル、水切りシート、ラップフィルム、オーブンペーパー、絞り出し袋、五徳、鍋敷き等の調理用具類;皿、コップ、椀、箸(菜箸を含む)、スプーン、フォーク、ナイフ、蟹甲殻類大腿部歩脚身取出器具(カニスプーン、カニフォーク)等の食器類;エプロン、白衣、マスク、手袋、靴、靴下、下着、帽子、眼鏡等の衣服類(人体に装着して用いる物品);食品用ラミネートフィルム等の食品用包装フィルム、包装用チューブ、食品用収納ボトル、プラスチック性密閉容器等の食品包装部材;その他、干物干し網、ホース、まな板立て、食器立て、スポンジ、たわし、洗剤容器、砥石、シャープナーや、これらの構成部材等が挙げられるが、これらに限定されない。
 特に、本発明の成形体は、調理器具類、調理用具類、食品包装部材の一部もしくは全部に使用されるのが好ましい。
 これにより、このような成形体は、各種成形体の中でも、特に、その少なくとも一部が、食品の製造、加工、包装現場等で、食品に混入するおそれが高い。したがって、本発明が上記のような成形体に適用されることにより、本発明の効果がより顕著に発揮される。
 また、医療現場で適用した場合、例えば、手術時等における、体内への医療器具、医療用具の置き忘れ等が発生した場合に、容易に検出することができ、重大な医療過誤事件への発展をより効果的に防止することができる。
 成形体の製造方法としては、各種成形方法を用いることができ、例えば、射出成形法(インサート成形法、多色成形法、サンドイッチ成形法、インジェクション成形法等)、押出成形法、インフレーション成形法、Tダイフィルム成形法、ラミネート成形法、ブロー成形法、中空成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法等の成形法、光造形法、三次元積層造形法等が挙げられる。
 また、樹脂組成物が硬化性樹脂を含む場合、当該硬化性樹脂の硬化反応を行う。硬化反応は、硬化性樹脂の種類等により異なるが、加熱や紫外線等のエネルギー線の照射等により行うことができる。
 また、成形体の製造時には、本発明の樹脂組成物に加え、他の材料(例えば、希釈用の樹脂材料等)を用いてもよい。
 また、成形体の製造時には、複数種の本発明の樹脂組成物を組み合わせて用いてもよい。
 また、成形体が、前述した樹脂組成物以外の材料を用いて形成された基部と、当該基部上に設けられ、本発明の樹脂組成物を用いて形成された表面層とを有する場合、上記のような方法や鋳造、鍛造、粉末射出成型法(PIM(Powder Injection Molding))等の方法により製造された基部上に、ディッピング、刷毛塗り等の塗装法、インクジェット法等の各種印刷法等を用いて表面層を形成して製造してもよい。
 また、成形体の成形時に着磁してもよい。これにより、成形体の金属探知機による検出のされやすさ、検出の安定性をより向上させることができる。
 また、成形体は、上記のような成形方法により得られた成形体に対し、例えば、研削、研磨等の後処理を施すことにより製造してもよい。
 以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されない。
 例えば、前述した実施形態では、樹脂組成物において、フェライト粉が樹脂材料中に分散して存在している場合について中心的に説明したが、本発明の樹脂組成物において、例えば、フェライト粉は、液体中に沈降しており、必要に応じて撹拌等により分散させて、使用してもよい。また、例えば、本発明の樹脂組成物は、揮発性の液体中に、フェライト粉と、樹脂粒子とが分散した分散体であってもよい。また、本発明の樹脂組成物は、例えば、フェライト粉と樹脂粉末とが単に混合された構成であってもよい。
 以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
 《1》フェライト粉の製造
 各実施例および各比較例のフェライト粉を以下のようにして製造した。
(実施例A1)
 まず、FeとMnとを用意し、これらを、モル比で、8.0:0.67の割合で、ヘンシェルミキサーに投入し、10分間乾式混合を行った後、混合物をローラーコンパクターでペレット化した。その後、焼成温度(仮焼温度):1000℃、大気雰囲気のロータリーキルンにて仮焼成を行った。
 次に、乾式のメディアミル(振動ミル、1/8インチ径のステンレスビーズ)を用いて体積平均粒径が約4μmとなるまで粉砕し、その後、水を加え、さらに湿式のメディアミル(縦型ビーズミル、1/16インチ径のステンレスビーズ)を用いて10時間粉砕し、そこに、バインダーとしてのポリビニルアルコール(PVA)の水溶液を添加しスラリーを得た。スラリー中の固形分は55.0質量%、バインダーの含有率は1.0質量%であった。
 次に、得られたスラリーを、スプレードライヤーで噴霧乾燥し、造粒物を得た。
 その後、得られた造粒物の粒度調整を行い、さらに、ロータリー式電気炉で、650℃で2時間加熱し、バインダーの除去を行った。
 その後、固定式電気炉を用いて、得られた造粒物を、窒素雰囲気中、1280℃で4時間(ピーク)焼成(本焼成)し、さらに解砕・分級を行い、フェライト粉を得た。
 このようにして得られたフェライト粉を構成する粒子(ソフトフェライト粒子)中におけるMnの含有率は、7.88質量%、Feの含有率は、64.13質量%であった。
 フェライト粉を構成する粒子中における金属元素(Fe、Mn等)の含有量は、以下のようにして求めた。すなわち、フェライト粒子:0.2gを秤量し、純水:60mlに1Nの塩酸:20mlおよび1Nの硝酸:20mlを加えた混合物を加熱し、フェライト粒子を完全溶解させた水溶液を準備し、ICP分析装置(島津製作所製、ICPS-1000IV)を用いた測定を行うことにより、各金属元素の含有量を求めた。なお、後に述べる各実施例および各比較例についても同様にして求めた。
 また、フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径は、45μmであった。
 体積平均粒径は、以下のような測定により求めた。すなわち、まず、試料としてのフェライト粉:10gと水:80mlとを100mlのビーカーに入れ、分散剤(ヘキサメタリン酸ナトリウム)を2滴添加した。次いで、超音波ホモジナイザー(SMT.Co.LTD.製UH-150型)を用い分散を行った。このとき、超音波ホモジナイザーの出力レベルを4に設定し、20秒間分散を行った。その後、ビーカー表面にできた泡を取り除き、マイクロトラック粒度分析計(例えば、日機装株式会社製、Model9320-X100等)に導入し、測定を行った。なお、後に述べる各実施例および各比較例についても同様にして求めた。
 また、フェライト粉について、振動試料型磁気測定装置を用いて測定を行ったところ、磁化:92A・m/kg、残留磁化:6.2A・m/kg、保磁力:1225A/mであった。
 上記の磁気特性は以下のようにして求めた。すなわち、まず、内径5mm、高さ2mmのセルにフェライト粉を詰めて振動試料型磁気測定装置(東英工業社製 VSM-C7-10A)にセットした。次に、印加磁場を加え、5K・1000/4π・A/mまで掃引し、次いで、印加磁場を減少させ、ヒステリシスカーブを作製した。その後、このカーブのデータより磁化、残留磁化および保磁力を求めた。
 また、フェライト粉について、キュリー温度の測定を行ったところ、450℃であった。フェライト粉のキュリー温度は、JIS C 2560-1に基づいた測定により求めた。
 なお、後に述べる各実施例および各比較例についても同様にして求めた。
(実施例A2~A4)
 原料として用いるFeとMnとの比率を表1に示すようにし、仮焼結体に対する粉砕処理の条件、スプレードライヤーによる噴霧乾燥の条件、造粒物に対する粒度調整の条件を調整した以外は、前記実施例A1と同様にしてフェライト粉を製造した。
(実施例A5)
 まず、FeとMnとカーボンブラック(C)とを用意し、これらを、モル比で、8.0:0.67:1.1の割合で、ヘンシェルミキサーに投入し、10分間乾式混合、造粒した。
 固定式電気炉を用いて、得られた造粒物を、窒素雰囲気中、1000℃で4時間(ピーク)焼成した。
 さらに、上記焼成で得られた焼成物を、ビーズミルを用いて固形分:60質量%で30分間という条件で湿式粉砕し、洗浄、脱水、乾燥し、フェライト粉を得た。
(比較例A1、A2)
 原料の使用量および造粒物の焼結温度を表1に示すようにした以外は、前記実施例A5と同様にしてフェライト粉を製造した。
(比較例A3)
 原料としてFeとNiOとZnOとCuOとを用い、これらの比率を、モル比で、49.0:15.5:29.0:6.5とし、造粒物に対する本焼成を、大気中、1250℃で行った以外は、前記実施例A1と同様にしてフェライト粉を製造した。
 前述した各実施例および各比較例のフェライト粉の製造条件を表1にまとめて示し、フェライト粉の特性等を表2にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 《2》樹脂組成物の製造
 前述したような各実施例および各比較例のフェライト粉を用いて、以下のようにして、樹脂組成物を製造した。
(実施例B1)
 ニーダー、ペレタイザーを用いて、前記実施例A3で製造したフェライト粉と、樹脂材料としてのポリプロピレンとを、質量比で、5.0:95.0で混合・混練、造粒した。
 これにより、体積平均粒径が3mmのペレットとしての樹脂組成物を得た。
(実施例B2~B5)
 フェライト粉とポリプロピレンとの配合比率を表3に示すように変更した以外は、前記実施例B1と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
(実施例B6)
 ニーダー、ペレタイザーを用いて、前記実施例A3で製造したフェライト粉と、樹脂材料としてのポリプロピレンと、白色顔料としてのシリカ(日本エアロジル社製、AEROSIL200)とを、質量比で、2.0:93.0:5.0で混合・混練、造粒した。
 これにより、体積平均粒径が3mmのペレットとしての樹脂組成物を得た。
(実施例B7、B8)
 フェライト粉とポリプロピレンとシリカとの配合比率を表3に示すように変更した以外は、前記実施例B6と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
(実施例B9~B13)
 樹脂材料の種類を表3に示すようにした以外は、前記実施例B8と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
(実施例B14~B17)
 フェライト粉の種類および樹脂材料の種類を表3に示すようにし、各成分の配合量を表3に示すようにした以外は、前記実施例B1と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
(実施例B18)
 ボールミルを用いて、前記実施例A3で製造したフェライト粉と、ナイロン樹脂粉末と、白色顔料としてのシリカ粒子とを、前記実施例B12と同様の質量比で混合し、粉状の樹脂組成物を得た。
(実施例B19)
 樹脂材料の種類を表3に示すようにした以外は、前記実施例B18と同様にして粉状の樹脂組成物を得た。
(比較例B1~B3)
 フェライト粉の種類を、それぞれ、前記比較例A1~A3で製造したフェライト粉に変更し、各成分の配合量を変更した以外は、前記実施例B6と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
(比較例B4)
 フェライト粉の代わりに鉄粉(平均粒径:60μm)を用い、各成分の配合量を変更した以外は、前記実施例B6と同様にしてペレットとしての樹脂組成物を得た。
 前述した各実施例および各比較例の樹脂組成物の条件を表3にまとめて示す。また、表3中のMFRの欄には、JIS K 7210に基づき、温度:190℃、荷重:2.16kgという条件で測定した際のメルトフローレート(MFR)の値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 《3》成形体の製造
(実施例C1)
 ニーダー、Tダイを用いて、前記実施例B1で製造した樹脂組成物(ペレット)を溶融、成形し、厚さ:100μmのシート状の成形体を得た。
(実施例C2、C3)
 樹脂組成物として、前記実施例B1で製造したペレットの代わりに、それぞれ、前記実施例B2、B3で製造したペレットを用いた以外は、前記実施例C1と同様にしてシート状の成形体を製造した。
(実施例C4)
 ニーダーを用いて、前記実施例B4で製造した樹脂組成物(ペレット)を溶融、成形金型に射出成形し、厚さ:2mmの板状の成形体を得た。
(実施例C5)
 ニーダーを用いて、前記実施例B5で製造した樹脂組成物(ペレット)を溶融、成形金型に射出成形し、厚さ:2mmの板状の成形体を得た。
(実施例C6~C13)
 樹脂組成物として、前記実施例B1で製造したペレットの代わりに、それぞれ、前記実施例B6~B13で製造したペレットを用いた以外は、前記実施例C1と同様にしてシート状の成形体を製造した。
(実施例C14)
 固形分10質量%のPVA水溶液に実施例A3で製造したフェライト粉および白色顔料としてのシリカ(日本エアロジル社製、AEROSIL200)を分散し、アプリケーターを用いて、塗工・乾燥し、厚さ:100μmのシート状の成形体を得た。この時、PVAの固形分、フェライト粉、および、SiOの質量比が、それぞれ、75.0重量%、20.0重量%、5.0重量%となるようにした。
(実施例C15)
 前記実施例A3で製造したフェライト粉と、液状のエポキシ樹脂と、重合開始剤と、硬化剤としての三フッ化ホウ素モノエチルアミンコンプレックスと、白色顔料としてのシリカ(日本エアロジル社製、AEROSIL200)とを混合し、この混合物をシリコーン樹脂製の成形型に流し込んだ。その後、120℃に加熱し、エポキシ樹脂を硬化させ、直径:13mm、厚さ:2.0mmの円盤状の成形体を製造した。
 得られた成形体中におけるフェライト粉の含有率は20.0質量%、樹脂材料の含有率は75.0質量%、着色剤の含有率は5.0質量%であった。
(実施例C16)
 前記実施例A3で製造したフェライト粉と、オレフィン系熱可塑性エラストマーと、白色顔料としての二酸化チタン粒子とを混合し、この混合物をシリコーン樹脂製の成形型に流し込んだ。その後、120℃に加熱し、直径:13mm、厚さ:2.0mmの円盤状の成形体を製造した。
(実施例C17、C18)
 樹脂材料の種類を表5に示すように変更した以外は、前記実施例C16と同様にして円盤状の成形体を製造した。
(実施例C19)
 前記実施例A3で製造したフェライト粉と、シリコーン樹脂と、白色顔料としての二酸化チタン粒子とを、成形体中におけるフェライト粉の含有率が20.0質量%、樹脂材料の含有率が75.0質量%、着色剤(顔料)の含有率が5.0質量%になるように混合し、この混合物をシリコーン樹脂製の成形型に流し込んだ。このとき、シリコーン樹脂は固形分20重量%に有機溶媒で希釈したものを用いた。65℃で成形型ごと加熱することで有機溶媒を蒸発させた後、120℃に加熱し、シリコーン樹脂を硬化させ、直径:13mm、厚さ:2.0mmの円盤状の成形体を製造した。
(実施例C20)
 樹脂材料の種類を表5に示すように変更した以外は、前記実施例C19と同様にして円盤状の成形体を製造した。
(実施例C21~C24)
 樹脂組成物として、前記実施例B1で製造したペレットの代わりに、それぞれ、前記実施例B14~B17で製造したペレットを用いた以外は、前記実施例C1と同様にしてシート状の成形体を製造した。
(実施例C25)
 前記実施例B18で製造した樹脂組成物(粉状)を金型に投入後加圧した後、金型から取り出し、180℃で4時間加熱し溶融・硬化させ、直径:13mm、厚さ:2.0mmの円盤状の成形体を製造した。
(実施例C26)
 前記実施例B19で製造した樹脂組成物(粉状)を金型に投入後加圧した後、金型から取り出し、180℃で4時間加熱し溶融・硬化させ、直径:13mm、厚さ:2.0mmの円盤状の成形体を製造した。
(比較例C1~C4)
 樹脂組成物として、前記実施例B1で製造したペレットの代わりに、それぞれ、前記比較例B1~B4で製造したペレットを用いた以外は、前記実施例C1と同様にしてシート状の成形体を製造した。
 前述した各実施例および各比較例の成形体の条件を表4、表5にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 《4》成形体についての評価
 《4-1》金属探知機による検出
 前述した各実施例および各比較例で製造した成形体について、ベルトコンベア式の金属探知機(システムスクエア社製、META-HAWKII)を通過させ、成形体を検出することができる感度(レベルメーター、鉄球感度)を求めた。
 《4-2》マイクロ波照射時における加熱
 前述した各実施例および各比較例で製造した成形体について、市販の電子レンジを用いて600W、5分間加熱し、このときの各成形体の状態を、以下の基準に従い評価した。
  ○:好適な範囲での温度上昇(30℃以上100℃以下)が認められた。
  △:温度上昇が不十分であった(20℃以上30℃未満)。
  ×:成形体の異常加熱が認められ、成形体の焦げ等が確認された。または、電子レンジ内に火花が発生する等の異常が認められ、評価を中止した。または、ほとんど加熱されなかった(20℃未満)。
 なお、成形体をシート状に成形した実施例C1~C14、C21~C24、比較例C1~C4については、80mm×60mmサイズに切断し、切片について評価を行った。実施例C15~C20、C25、C26については得られた成形体をそのまま評価に使用した。
 これらの結果を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表6から明らかなように、本発明では、金属探知機で安定的に検出することができる成形体を得ることができた。また、本発明では、成形体の表面性状の制御を好適に行うことができ、粉末を含むことによる不本意な凹凸の発生も効果的に防止されていた。また、本発明では、着色剤により、成形体を、様々な色に調整することが可能であった。これに対し、比較例では、満足のいく結果が得られなかった。
 本発明のフェライト粉は、金属探知機で検出可能なフェライト粉であって、Mnを3.5質量%以上20.0質量%以下、Feを50.0質量%以上70.0質量%以下、含有するソフトフェライト粒子を含む。そのため、金属探知機で安定的に検出することができる成形体の製造に好適に用いることのできるフェライト粉を提供することができる。従って、本発明のフェライト粉は、産業上の利用可能性を有する。

Claims (12)

  1.  金属探知機で検出可能なフェライト粉であって、
     Mnを3.5質量%以上20.0質量%以下、Feを50.0質量%以上70.0質量%以下、含有するソフトフェライト粒子を含むことを特徴とするフェライト粉。
  2.  前記フェライト粉の構成粒子の体積平均粒径が0.1μm以上100μm以下である請求項1に記載のフェライト粉。
  3.  5K・1000/4πA/mの磁場をかけたときのVSM測定による磁化が85A・m/kg以上98A・m/kg以下である請求項1または2に記載のフェライト粉。
  4.  請求項1ないし3のいずれか1項に記載のフェライト粉と、
     樹脂材料とを含むことを特徴とする樹脂組成物。
  5.  前記樹脂材料中に、前記フェライト粉が分散して存在している請求項4に記載の樹脂組成物。
  6.  前記樹脂組成物中における前記フェライト粉の含有率が5.0質量%以上90質量%以下である請求項4または5に記載の樹脂組成物。
  7.  前記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール(PVA)、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂よりなる群から選択される1種または2種以上を含む請求項4ないし6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  8.  請求項4ないし7のいずれか1項に記載の樹脂組成物を用いて形成された部位を有することを特徴とする成形体。
  9.  前記フェライト粉の含有率が2.0質量%以上20質量%以下である請求項8に記載の成形体。
  10.  前記成形体は、食品の製造、加工、包装現場で用いられる請求項8または9に記載の成形体。
  11.  前記成形体は、調理器具類、調理用具類、食品包装部材の一部もしくは全部に使用される請求項10に記載の成形体。
  12.  前記成形体は、表面から厚さ方向に1.0mm以内の領域に前記フェライト粉を含む請求項8ないし11のいずれか1項に記載の成形体。
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