JPS61158111A

JPS61158111A - プラスチツク磁石ロ−ル

Info

Publication number: JPS61158111A
Application number: JP27906984A
Authority: JP
Inventors: Kunio Okumura; 奥村　邦夫; Atsuo Tanaka; 田中　敦雄
Original assignee: Yamauchi Rubber Industry Co Ltd
Current assignee: Yamauchi Rubber Industry Co Ltd
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-07-17
Also published as: JPH0438123B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】（イ）目的〔産業上の利用分野〕この発明は、プラスチッ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。

〔従来の技術〕

プラスチック磁石ロールの従来例は、たとえば特開昭５
３−９４９４０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って、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ッ
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ック磁石の
熱変形率が異なるために、製造時あるいは使用時の温度
変化によってプラスチックの磁石が割れ、ひびを生じた
り、製造時に金属製軸が、プラスチックの成形圧力で変
形し、その残留応力によっ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−一一・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。

この発明の発明者は、上記した問題点を解決するため、
すてにシラン系カップリング剤で表面処理された繊維状
物質と、シラン系カッ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
チック磁石を完成し、出願（特願昭５９−２３７３０６
号および２３７３０７号）しているが、更に他のカップ
リング剤についても研究した結果、この発明を完成する
に至った。

この発明は、温度変化に対する耐性に優れ、加工精度の
高いプラスチッ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、カップリング剤で表面処理された繊維状物
質と、カッ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
よって、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ッ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ック磁石
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、
ウィ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ェライト、ストロンチ
ウムフェライト、鉛フェライトが挙げられる。

上記カップリング剤としては、シラン系カップリング剤
、アルミニウム系カップリング剤、チタネート系カップ
リング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤が挙げ
られる。繊維状物質を表面処理するカップリング剤と磁
性粉末を表面処理するカップリング剤とは、チタネート
系カップリング剤−チタネート系カップリング剤のよう
に同独のカップリング剤の組合せの他、シラン系カップ
リング剤−アルミニウム系カッ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、フェノール
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、そのカット長
は２〜６鶴、フィラメント径は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０４５〜１．５μ
ｍ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、成形以前にカップリ
ング剤によって表面処理されるが、これによって、とく
に（１１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）、などの向上が見られる。

この発明のプラスチッ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、プラスチック磁
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。

プラスチック磁石ロールの割れ、ひびは、金属製ロール
軸のために、プラスチッ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どとが知られている
。上記のように構成されるこの発明のプラスチック磁石
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
アルミニウム系カップリング剤で表面処理されたガラス
繊維と、シラン系カッ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ック磁石
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。

（以下余白、次頁に続く）第１表（ロール径：２０鶴、ロール軸ニステンレス鋼、８鶴φ）１胤皿上縦断面図を示す第１図１ａ）、そのＡ−Ａ断面を示す第
１図山）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２０７酊、ロール軸（３）は直
径６ｆｉ、軸長さ２５６ｍのステンレス鋼製である。ま
たスリーブ（４）は内径１９．６　ｍ、外径２１、６　
＋ｎ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（１１の製造方法は、金型内にロール軸
（３）を挿入して固定し、それにカップリング剤で処理
したガラス繊維　６．２５重量％と６−ナイロン１８．
７５重量％と、カップリング剤で処理した平均粒子径０
．９μｍのバリウムフェライト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　０．３鶴以内でないと、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、フェライト処理用およ
びガラス繊維処理用のカップリング剤を第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
おいて見られなかった。

その上、軸方向のそりも　０．３Ｒ以内に納まっており
、全数無修正でスリーブ（４）に装着された。

（以下余白、次頁に続く）第２表　カップリング剤第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、静電複写機の現
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１４ｍ、長さが４４ＯＮ、
ロール軸（１３）、　（１４）は直径が６鰭、軸長さは
　１５酊である。ロール本体（１２）とロール軸（１３
）　、　（１４）は共通一体に成形され、カップリング
剤で処理されたガラス繊維９重量％と、６−ナイロン　
２１重量％とカップリング剤で処理した平均粒子径１゜
０μｍのバリウムフェライト７０重量％を含むものであ
る。

この磁石ロールＱｌ）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、上記のバリウムフェラ
イトとガラス繊維とナイロンの混合物を、２７０℃に加
熱熔融して射出先てんし、同時に着磁するものである。

これによって実施例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
った。

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（工２）の長さが２００ｍ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、フェライト処理
用およびガラス繊維処理用のカップリング剤は第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、処理用カップリング剤の
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Ｎ１１Ｌ−
１１ｋ１３、隘６およびｌ１ｈ７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。

（以下余白、次頁に続く）（ハ）発明の効果この発明のプラスチック磁石ロールは、合成樹脂バイン
ダーと、カッ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。従って、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、カップリ
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、カップリン
グ剤の処理によって、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って加工性、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
チック磁石が増量するので、従来よりも磁力が強化され
ることになる上、磁石ロールの寸法精度が向上し、重量
が軽減することも濁唸＝愈＃鼾都合である。

【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）　−プラスチック磁石ロール、＋２１
　（１２）・−ロール本体、（３）−・−・−・金属製ロール軸、（１３）　（１４）−・・ロール軸。

Claims

【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。