JPH0439763B2 - - 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、金属製軸をもつプラスチツク磁石
ロールに関するもので、たとえば磁気ブラシ現像
用磁石ロールに有用である。 〔従来技術〕 プラスチツク磁石ロールの従来例は、たとえば
特開昭53−94940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磁石
が、割れ、ひびを生じるため、次のような制限を
受ける。 (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。ただし、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。 この発明は、温度変動に対する耐性に優れたプ
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、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
大幅に改善されることが実験的に見出された。そ
こで、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。 上記磁性粉末および繊維状物質は、成形以前
に、次のようにシラン系カツプリング剤で各々が
表面処理される。つまり、磁性粉末又は繊維状物
質に対して0.2〜2.0重量％のシラン系カツプリン
グ剤が、２〜５倍の水又はアルコール水溶液
（水／アルコールの比１／９）に完全に分散する
まで混合され、これが磁性粉末又は繊維状物質に
添加されて十分に撹拌混合され、その後100〜150
℃で１時間乾燥される。この処理によつて磁性粉
末および繊維状物質は、その表面が単分子膜的に
被膜処理される。なおこのシラン系カツプリング
剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルト
リメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビ
ニルトリアセトキシシラン等のビニルシラン系、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
等のメタクリロキシシラン系、β−（３、４エポ
キシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン等のエポキシシラン系、Ｎ−β（アミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、Ｎ−フエニル−γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン等のアミノシラン系、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト
シラン系等が挙げられる。 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、ABS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気特性と加工性、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気特性が低下し、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〜
20μm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。 さらに、上記の表面処理において各種カツプリ
ング剤の中からとくにシラン系カツプリング剤を
選択したのは、 (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) バインダーと繊維状物質および磁性粉末との
結合性（機械的強度）、 において、最も著しい効果が認められたためであ
る。 この発明のプラスチツク磁性ロールの製造は、
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、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用磁場により、
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。

〔実施例〕

第１図ａに示す縦断面図と、同図ｂに示す正面
図において、１はこの発明の一実施例の長尺磁石
ロールである。ロール軸２は、直径６mm、長さ
236.7mmのステンレス鋼製である。ロール軸２の
周囲には、ロール本体３が形成されている。ロー
ル本体３は、シラン系カツプリング剤で処理され
たガラス繊維30重量％を含むガラス強化ナイロン
A1030GFL（日本ユニカー(株)製）25重量％（すな
わちシラン系カツプリング剤で処理されたガラス
繊維7.5重量％とナイロン17.5重量％）をバイン
ダーとして、シランカツプリング剤Ａ−1100（日
本ユニカー(株)製）で処理された粒子径1.2μmのバ
リウムフエライト75重量％を含み、外径が17.6
mm、長さが207mmである。 このマグネツトロール１の製造方法は、ロール
軸２を、仕上り外径17.6mm、仕上り長さ207mmが
得られる成形用金型内に挿入し、前記のバリウム
フエライトとガラス強化ナイロンの混合物を270
℃に加熱溶融して金型内に射出充てんするもので
ある。これによればロール本体３は、割れ、ひび
を全く生じなかつた。 なお、この時、バインダーとして、ガラス繊維
を含まないナイロンのみを使用した場合、そし
て、ガラス繊維とバリウムフエライトのいずれか
又は両方をシラン系カツプリング剤にと処理しな
い場合には、ロール本体３に円周割れおよび軸割
れが生じた。 (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
脂バインダーに、シラン系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を混在させて
金属製のロール軸と一体構造に成形されるもので
ある。従つて、合成樹脂バインダーが改質され、
成形時の収縮率が著しく減少すると共に、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示し、第１図
ａは側面の断面図、第１図ｂは正面図である。 １…磁石ロール、２…ロール軸、３…ロール本
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) シラン系カツプリング剤で表面処理され
   た繊維状物質、 (b) シラン系カツプリング剤で表面処理された磁
   性粉末、 (c) 合成樹脂バインダー、 の混合物が金属製ロール軸の周囲に形成されたこ
   とを特徴とするプラスチツク磁石ロール。 ２ 混合物が、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％から構成され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 繊維状物質が、カツト長２〜６mm、フイラメ
   ント径５〜20μmのガラス繊維である特許請求の
   範囲第１項記載のプラスチツク磁石ロール。