JPH0438123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

(イ) 目的 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プラスチツク磁石ロールに関する
もので、たとえば磁気ブラシ現象用磁石ロールに
有用である。 〔従来の技術〕 プラスチツク磁石ロールの従来例は、たとえば
特開昭５−94940号、特開昭55−165606号および
特開昭56−108207号に開示されている。これらは
複写機用の磁石ロールであつて、金属製軸の周囲
に、磁性粉末および合成樹脂バインダーからなる
プラスチツク磁石を形成し、一体構造としたもの
である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の磁石ロールでは、金属製軸とプラスチツ
ク磁石の熱変形率が異なるために、製造時あるい
は使用時の温度変化によつてプラスチツクの磁石
が割れ、ひびを生じたり製造時に金属製軸が、プ
ラスチツクの成形圧力で変形し、その残留応力に
よつて成形後の磁石ロールがそりを生じるおそれ
があり、次のような制限をうけてきた。 (i) 直径に比べて長さの大きな長尺ロールは、温
度変動の大きな製造方法たとえば射出成形では
作れないし、また温度変動の大きな環境下では
使用できない。 (ii) あえて長尺ロールとするには、磁性粉末の混
入比率を下げたり、合成樹脂バインダーに延性
の大きな合成樹脂を使用したりしなければなら
ない。たたし、これによれば磁力が低下した
り、耐熱性が低下したりする欠点がある。 この発明の発明者は、上記した問題点を解決す
るため、すでにシラン系カツプリング剤で表面処
理された繊維状物質と、シラン系カツプリング剤
で表面処理された磁性粉末と、合成樹脂バインダ
ーとの混合物よりなるプラスチツク磁石を完成
し、出願（特開昭59−237306号および237307号）
しているが、更に他のカツプリング剤についても
研究した結果、この発明を完成するに至つた。 この発明は、温度変化に対する耐性に優れ、加
工精度の高いプラスチツク磁石ロールを提供する
ものである。 (ロ) 発明の構成 この発明は、カツプリング剤で表面処理された
繊維状物質と、カツプリング剤で表面処理された
磁性粉末と、合成樹脂バインダーとの混合物を成
形加工するものであり、その成形品は、磁気的特
性を損うことなく機械的性質が一段と改善される
ことが実験的に見出された。それによつて、この
混合物を金属製ロール軸と一体成形して、割れや
ひびの生じないプラスチツク磁石ロールを得るこ
とを可能にし、さらに、ロール軸を含めて全体を
同材質で一体成形しても、十分使用に耐えるプラ
スチツク磁石ロールを得ることを可能にしたのが
この発明の特徴である。 上記繊維状物質としては、ガラス繊維がコスト
等の点より好ましいが、カーボン繊維、芳香族ポ
リアミド繊維、ウイスカなどを使用することもで
きる。 上記磁性粉末は、従来公知の磁性粉末を使用す
ることができ、具体例としてはバリウムフエライ
ト、ストロンチウムフエライト、鉛フエライトが
挙げられる。 上記カツプリング剤としては、シラン系カツプ
リング剤、アルミニウム系カツプリング剤、チタ
ネート系カツプリング剤、ジルコアルミネート系
カツプリング剤が挙げられる。繊維状物質を表面
処理するカツプリング剤と磁性粉末を表面処理す
るカツプリング剤とは、チタネート系カツプリン
グ剤一チタネート系カツプリング剤のように同種
のカツプリング剤の組合せの他、シラン系カツプ
リング剤一アルミニウム系カツプリング剤のよう
に異種の組合せがある。 上記合成樹脂バインダーの具体例としては、フ
エノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ABC樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体な
どの熱可塑性樹脂が挙げられる。 上記繊維状物質と磁性粉末と合成樹脂バインダ
ーの好ましい混合比は、 ●繊維状物質 0.5〜12重量％ ●磁性粉末 65〜87重量％ ●合成樹脂バインダー 12.5〜23重量％ である。 磁性粉末の混合比は磁性特性と加工性、機械的
強度から決定される。また、繊維状物質の混合比
は、これより大きいと磁性特性が低下し、これよ
り小さいと機械的強度に対する補強効果が認めら
れない。 上記繊維状物質がガラス繊維の場合には、その
カツト長は２〜６mm、フイラメント径は５〜20μ
ｍのものが好ましく、これらの範囲から外れると
成形品の補強効果が減退したり、成形時のバイン
ダーとの分散性と混合物の流動性が失われる。 また、上記の磁性粉末の平均粒子径は0.5〜
1.5μｍが好ましい。この値は、粉末粒子の配向特
性、機械的強度から見たバインダーとの複合効
果、射出成形時の金型の摩耗などから決定され
た。 上記磁性粉末および繊維状物質は、成形以前に
カツプリング剤によつて表面処理されるが、これ
によつて、とくに (1) 繊維状物質および磁性粉末の分散性、 (2) バインダーと繊維状物質および磁性粉末との
ブレンド（混練）性、 (3) バインダーとの繊維状物質および磁性粉末と
の結合性（機械的強度）、 などの向上が見られる。 この発明のプラスチツク磁石ロールの製造は、
射出成形で行われる。つまり、成形用金型内にロ
ール軸が挿入されるか、又はロール軸がロール本
体と共通一体になる金型で、その空間部分に磁性
粉末と繊維状物質と合成樹脂バインダーの混合物
が加熱溶融されて射出充てんされ、冷却後成形品
として取出される。なお、プラスチツク磁石ロー
ルへの着磁は成形用金型に設けられた着磁装置に
より、成形と同時に行われる。 プラスチツク磁石ロールの割れ、ひびは、金属
製ロール軸のために、プラスチツク磁石の成形収
縮が阻害されて生じる内部残留応力が主原因であ
ることが知られている。上記のように構成される
この発明のプラスチツク磁石ロールでは、その機
械的強度が改善され、とくに成形冷却時の収縮率
が低減される。第１表に、この発明によるアルミ
ニウム系カツプリング剤で表面処理されたガラス
繊維と、シラン系カツプリング剤で表面処理され
た磁性粉末と、合成樹脂バインダーよりなるプラ
スチツク磁石ロールと従来のものとの成形冷却時
の収縮率の一例を示している。

【表】 実施例 １ 縦断面図を示す第１図ａ、そのＡ−Ａ断面を示
す第１図ｂにおいて、１は、この発明の実施例の
長尺磁石ロールであり、静電複写機の現像用とし
て、スリーブ４に挿入されて使用される。ロール
本体２は直径17.6mm、長さ207mm、ロール軸３は
直径６mm、軸長さ256mmのステンレス鋼製である。
またスリーブ４は内径19.6mm、外径21.6mmのアル
ミニウム製である。５，６はスリーブ４の両端に
装着されるフランジ、７，８はロール軸３を支持
するメタル軸受である。 この磁石ロール１の製造方法は、金型内にロー
ル軸３を挿入して固定し、それにカツプリング剤
で処理したガラス繊維6.25重量％と６−ナイロン
18.75重量％と、カツプリング剤で処理した平均
粒子径0.9μｍのバリウムフエライト75重量％とを
混合した混合物を射出充てんし同時に着磁して成
形する。成形品は冷却後金型からとり出され、寸
法修正されて、上記スリーブ４に装着される。こ
の場合、磁石ロールの軸方向のそりは0.3mm以内
でないと、この装着がしにくく、また磁石ロール
の回転に負荷がかかるので、不良とされる。この
実施例において、フエライト処理用およびガラス
繊維処理用のカツプリング剤を第２表のように組
合せ各々の組合せによるものを各10本、合計80本
の磁石ロールを製造したが、割れやひびは、その
全数において見られなかつた。その上、軸方向の
そりも、0.3mm以内に納まつており、全数無修正
でスリーブ４に装着された。

【表】 実施例 ２ 第２図に示す縦断面図において、１１はこの発
明の他の実施例の長尺の磁石ロールであり、静電
複写の現象トナー回収に使用されるロールであ
る。ロール本体１２は直径が14mm、長さが440mm、
ロール軸１３，１４は直径が６mm、軸長さは15mm
である。ロール本体１２とロール軸１３，１４は
共通一体に成形され、カツプリング剤で処理され
たガラス繊維９重量％と、６−ナイロン21重量％
とカツプリング剤で処理した平均粒子径1.0μｍの
バリウムフエライト70重量％を含むものである。 この磁石ロール１１の製造方法は、上記の各部
仕上り寸法が得られる成形用金型内に、上記のバ
リウムフエライトとガラス繊維とナイロンの混合
物を、270℃に加熱溶融して射出充てんし、同時
に着磁するものである。これによつて実施例１と
同様に80本の磁石ロールを製造したが、割れ、ひ
びは、その全数において見られなかつた。 これに対して従来の金属製の貫通軸をもつロー
ルを従来の材料で製造すると、上記実施例の寸法
関係では、ロール本体１２の長さが200mmを越え
た場合にはその全数において、ロール本体部分に
数箇所の円周割れが見られた。 なお、80本の磁石ロールについては、フエライ
ト処理用およびガラス繊維処理用のカツプリング
剤は第３表のように組合せ、各々の組合せによる
ものを各10本製造した。製造後に全数を調査し、
処理用カツプリング剤の組合せによる機械的性質
を、平均値で第４表に示している。これによる
と、曲げ弾性率などから見てNo.１〜No.３、No.６お
よびNo.７の組合せによる磁石ロールが好ましいこ
とを示している。

【表】 (ハ) 発明の効果 この発明のプラスチツク磁石ロールは、合成樹
脂バインダーと、カツプリング剤で各々処理した
繊維状物質および磁性粉末とを混在させて、金属
製のロール軸と一体構造に又はロール軸を含む全
体を同材質で一体に成形されるものである。従つ
て、成形時の収縮率が減少すると共に、成形後の
機械的強度が向上するので、割れ、ひびの発生が
防止される。 さらに、磁性粉末および繊維状物質は、各々、
カツプリング剤で処理され、粒子表面が被膜処理
されて付着している水分が除去されるので、水分
のガス化に起因する従来の割れ、ひびの発生も防
止される。また、カツプリング剤の処理によつ
て、磁性粉末表面および繊維状物質表面の物性が
改善され、バインダーの粘度や可塑度の制御が可
能となるのでそれによつて加工性、成形性が向上
し、機械的にも磁気的にもバランスのとれた磁石
ロールが得られる。とくに、ロール軸をも含めて
全体を一体成形する場合には、従来の貫通軸が占
める体積分だけプラスチツク磁石が増量するの
で、従来よりも磁力が強力されることになる上、
磁石ロールの寸法精度が向上し、重量が軽減する
ことも好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはこの発明の一実施例を示す縦断
面図および横断面図、第２図はこの発明の他の実
施例を示す縦断面図である。 １，１１……プラスチツク磁石ロール、２，１
２……ロール本体、３……金属製ロール軸、１
３，１４……ロール軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロール軸の周囲に、カツプリング剤で表面処
   理された繊維状物質および磁性粉末と、合成樹脂
   バインダーからなるプラスチツク磁石を形成し、
   一体構造としたことを特徴とするプラスチツク磁
   石ロール。 ２ ロール軸が金属製軸である特許請求の範囲第
   １項記載のプラスチツク磁石ロール。 ３ ロール軸がプラスチツク磁石と同材料でプラ
   スチツク磁石と一体成形された特許請求の範囲第
   １項記載のプラスチツク磁石ロール。 ４ 繊維状物質を処理するカツプリング剤が、シ
   ラン系カツプリング剤、アルミニウム系カツプリ
   ング剤、チタネート系カツプリング剤、ジルコア
   ルミネート系カツプリング剤のいずれかである特
   許請求の範囲第１〜３項のいずれか一つに記載の
   プラスチツク磁石ロール。 ５ 磁性粉末を処理するカツプリング剤がシラン
   系カツプリング剤、アルミニウム系カツプリング
   剤、チタネート系カツプリング剤、ジルコアルミ
   ネート系カツプリング剤のいずれかである特許請
   求の範囲第１〜４項のいずれか一つに記載のプラ
   スチツク磁石ロール。