專利名稱：吸附用永久磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸附用永久磁鐵，具體所涉及的吸附用永久磁鐵是利用該永久磁鐵的吸附力，將紙或者薄片等固定對象吸附固定在涂漆鐵板(白板)、電子黑板、布告牌等吸附對象物上，而且在不慎時(shí)這些固定對象也難以脫落，提高了吸附力。
以前的技術(shù)以前，這種吸附用永久磁鐵是使用稀土系列或者鐵氧體系列的燒結(jié)磁鐵或合成樹脂磁鐵。如

圖17所示，這些磁鐵的磁粉的取向方向是軸向(axial方向)各向異性磁鐵，因此，吸附力的優(yōu)劣取決于使用磁粉的種類和含有率。
在改進(jìn)這點(diǎn)上，特公昭63-59243號公報(bào)提案了易磁化軸的方向具有集束取向的燒結(jié)各向異性永久磁鐵。發(fā)明解決的課題如圖18所示，上述公報(bào)所述的永久磁鐵是使易磁化軸的方向從非吸附作用面(吸附作用面以外的全部面)向吸附作用面集束取向(以下記為簡單集束取向)，利用該磁鐵能夠使得每單位面積的磁束密度比以往的磁鐵大。
但是，很難說上述的簡單集束取向磁鐵一定比軸向取向磁鐵的吸附力大就已足夠，還望進(jìn)一步提高吸附力。
而且，燒結(jié)磁鐵在燒結(jié)時(shí)，由于易磁化軸與難磁化軸的收縮率的差別，存在易引起翹曲、裂紋等問題。這種情況下，即使選擇燒結(jié)條件來防止翹曲或裂紋而可以得到制品，但是所得到的制品因?yàn)閮?nèi)部的變形，在吸附、脫附的使用中，存在頻繁發(fā)生裂紋的缺陷。
如圖19所示，為了防止這種裂紋、提高吸附力，使用的方法有在燒結(jié)磁鐵9上組合強(qiáng)磁性體的后軛10，但存在的問題是磁鐵9的表面與后軛10的端面不容易位于同一面上，即不容易構(gòu)成齊平面，在后軛端面比磁鐵表面靠后時(shí)，會降低吸附力，而當(dāng)后軛端面比磁鐵表面突出時(shí)，不僅會降低吸附力，而且在吸附時(shí)容易損傷布告牌、電子黑板等的被吸附面。
鑒于這種實(shí)際情況，本發(fā)明提供比上述簡單集束取向磁鐵進(jìn)一步提高吸附力的吸附用永久磁鐵。解決課題的手段本發(fā)明者為了解決上述課題而銳意研究的結(jié)果是含有特定量磁粉的磁鐵組成物通過注射成型的永久磁鐵，使其在特定的方向取向，而且使平均取向度在特定值以上，由此而找到了達(dá)到預(yù)期目的的方案，完成了本發(fā)明。
即本發(fā)明的方案1是涉及一種吸附用永久磁鐵，其特征在于由35～75vol％的磁粉、其余部分為合成樹脂組成的磁鐵組成物的注射成型體所構(gòu)成的永久磁鐵，構(gòu)成該永久磁鐵的磁粉的易磁化軸從吸附作用面通過磁鐵內(nèi)部、再返回到吸附作用面這樣來取向同時(shí)磁化，或者用與取向同時(shí)磁化相同方式(Pattern)的逆磁場施加再磁化的各向異性磁鐵，平均取向度為80％以上。
本發(fā)明的方案2是如方案1所述的吸附用永久磁鐵，其特征在于合成樹脂是從聚酰胺樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚亞苯基硫醚(PPS)樹脂、液晶樹脂、合成橡膠中選擇的至少一種。
圖的簡單說明圖1是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁場取向注射成型模具一例的概略圖。
圖2是圖1的I-I剖面圖。
圖3是圖1的II-II剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的形狀一例的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的形狀一例的剖面圖。
圖6是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的概略圖。
圖7是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的概略圖。
圖8是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的概略圖。
圖9是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的概略圖。
圖10是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的概略圖。
圖11是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的概略圖(III-III剖面)。
圖12是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的概略圖。
圖13是表示為制造本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的概略圖(IV-IV剖面)。
圖14是表示使用本發(fā)明的吸附用永久磁鐵將紙吸附在涂漆鐵板狀態(tài)的概略圖。
圖15是表示使用軸向取向磁鐵將紙吸附在涂漆鐵板狀態(tài)的概略圖。
圖16是表示使用安裝后軛的軸向取向磁鐵將紙吸附在涂漆鐵板狀態(tài)的概略圖。
圖17是表示以往的軸向取向永久磁鐵的概略圖。
圖18是表示以往的簡單集束取向永久磁鐵的概略圖。
圖19是表示以往的安裝后軛的軸向取向永久磁鐵的概略圖。
發(fā)明的實(shí)施形式本發(fā)明者首先認(rèn)為為了提高永久磁鐵的吸附力，在使磁鐵吸附時(shí)，并不是使得從非吸附作用面放射的浪費(fèi)磁力線越少越好，而是使磁粉的易磁化軸從吸附作用面向著磁鐵內(nèi)部，然后再返回到吸附作用面的取向是最佳的。經(jīng)過進(jìn)一步銳意研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)使平均取向度為一定的值以上，而能得到具有充分吸附力的永久磁鐵，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。
本發(fā)明的吸附永久磁鐵是由35～75vol％的磁粉、其余為合成樹脂所組成的磁鐵組成物構(gòu)成。
本發(fā)明所使用的磁粉可以使用含有鐵氧體系列磁粉、鋁鐵鎳鈷合金系列磁粉以及釤鈷系列磁粉或釹-鐵-硼系列磁粉、釤-鐵-氮系列磁粉等含有稀土系列元素的磁粉等，可以使用以往眾所周知的任一種，其平均粒子的直徑，通常使用的是鐵氧體系列為0.5～2.0μm左右，其它系列為2～50μm左右。
本發(fā)明所使用的作為粘結(jié)劑的合成樹脂可以使用以往眾所周知的任何一種。作為其代表例，可以使用聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺66、含有芳族環(huán)的芳香族聚酰胺等的聚酰胺系列樹脂；聚氯乙烯樹脂、聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚合體樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯以及聚丙烯等單一或者共聚合體的聚烯烴系列樹脂；聚氨基甲酸酯樹脂、硅酮樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯樹脂、聚醚醚酮(PEEK)樹脂、聚亞苯基硫醚(PPS)樹脂、氯化聚乙烯(CPE)樹脂、氯磺化聚乙烯樹脂杜邦公司的商品名為“高貝倫”、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂、液晶樹脂、環(huán)氧系列樹脂、酚醛系列樹脂等；異戊二烯、氯丁二烯、丁苯、丁二烯、丙烯腈丁二烯等橡膠；烯烴系列乙烯-丙烯-二烯烴-亞甲(EPDM)、氨基甲酸乙酯系列、聚酯系列等的合成橡膠等。可以使用單一的這些材料，或根據(jù)需要可以將2種以上混合使用。在這些材料中，最好是使用聚酰胺樹脂、ABS樹脂、聚氯乙烯樹脂、PPS樹脂、液晶樹脂、合成橡膠。
磁粉與作為粘結(jié)劑的合成樹脂的配合比例是磁粉為35～75vol％、合成樹脂為65～25vol％的范圍，磁粉最好是60～72vol％的范圍。磁粉不足35vol％時(shí)，沒有充分的吸附力，另外，當(dāng)磁粉超過75vol％時(shí)，熔融粘度增高而難以注射成型，而且即使能夠注射成型，也容易產(chǎn)生裂紋，在反復(fù)使用吸附用磁鐵、反復(fù)脫附時(shí)，容易產(chǎn)生破裂損壞。
另外，在其它方面，根據(jù)用途當(dāng)然可以使用以往常用的可塑劑以及抗氧化劑、表面處理劑等。
本發(fā)明的吸附用永久磁鐵是由各向異性磁鐵構(gòu)成，即，構(gòu)成該永久磁鐵的磁粉的易磁化軸從吸附作用面通過磁鐵內(nèi)部、再返回到吸附作用面這樣來取向同時(shí)磁化，或者用與取向同時(shí)磁化相同方式的逆磁場施加再磁化。這種各向異性磁鐵，例如，可以使用圖1所示的注射成型用模具來制造。
圖1是表示多個(gè)磁鐵制取的注射成型用模具一例的概略圖，1是模腔、2是澆口、3是流道、4是永久磁鐵、5是磁軛(永久磁鐵)、6是非磁性體、7是突出支桿。圖2是圖1中的I-I剖面圖、圖3是II-II剖面圖。
以磁粉和合成樹脂為主要成分的樹脂磁鐵組成物經(jīng)過澆口2、流道3而充填模腔1內(nèi)，如箭頭所示，使磁粉粒子的易磁化軸沿著磁力線從吸附作用面通過磁鐵內(nèi)部再返回到吸附作用面這樣來取向。另外，圖1所示例是使用永久磁鐵4，當(dāng)然也可以使用電磁鐵來代替永久磁鐵。由模腔1取出的吸附用永久磁鐵8具有吸附作用面K和非吸附作用面H。
本發(fā)明的吸附用永久磁鐵是由注射成型得到，用其它的成型方法不能得到良好的吸附用永久磁鐵。
例如，有的情況用磁粉不能壓縮成型，例如，平均粒子直徑為1～5μm的小的鐵氧體或SmFeN系列的磁粉，特別是在制造薄物體的情況時(shí)，在坯料成型時(shí)會發(fā)生橋接現(xiàn)象，磁粉不能順暢地進(jìn)入模腔內(nèi)，引起所謂的充填不良。結(jié)果，制品產(chǎn)生空隙、造成機(jī)械強(qiáng)度不夠，使用中不慎掉下時(shí)，容易破損。
另外，擠出成型在擠出后為保持形狀必須要設(shè)定高粘度，而且因?yàn)槿∠虼艌龅氖┘訒r(shí)間短而不能提高取向度，結(jié)果難以得到吸附力高的制品。因此，必須要使擠出速度極慢，以使磁場取向時(shí)間長，但這樣會降低生產(chǎn)效率而大幅度地增加成本。
而另一方面，注射成型充填模腔時(shí)的粘度低，可以充分地確保至冷卻固化的磁場施加時(shí)間、即，可以充分地確保取向時(shí)間，能夠以低成本得到性質(zhì)良好的吸附用永久磁鐵。雖然反應(yīng)注射成型(RIM)必須要有特殊的成型系統(tǒng)，但因其兼?zhèn)渥⑸涑尚偷拈L處而可以作為成型方法使用。
本發(fā)明的吸附用永久磁鐵平均取向度必須要調(diào)整為80％以上。平均取向度不足80％，即使提高磁粉的含有率也不能得到吸附力良好的永久磁鐵，最好是在90％以上。
另外，在本發(fā)明中，平均取向度由下述的方法求得。
將被測定的樣品相對取向方向垂直割開，將其剖面各部分的取向狀況與預(yù)先用SEM照相所取得的基準(zhǔn)取向度樣品比較，來確定各部分的取向度、取平均取向度?；鶞?zhǔn)取向度樣品的制作方法如下，例如，將其取向度大致分為5％的刻距來設(shè)定樣品制作時(shí)的取向磁場的強(qiáng)度。被測定樣品的SEM照相的視野如下設(shè)定，把取向從吸附作用面到磁鐵內(nèi)部、再返回到吸附作用面為止分割成10部分，采用其平均值。
磁場取向勵磁方法可以使用已知的永久磁鐵方式和電磁鐵方式。使用稀土族系列磁粉時(shí)，可以施加大磁場的電磁鐵方式是有利的，而在鐵氧體的情況時(shí)，使用永久磁鐵的方式具備有利于模具小型化的優(yōu)點(diǎn)。
作為磁場取向勵磁用的永久磁鐵，已知的釹-鐵-硼系列燒結(jié)磁鐵、釤-鈷系列燒結(jié)磁鐵是適用的。
本發(fā)明的吸附用永久磁鐵具有依照涂漆鐵板(白板)、電子黑板等吸附對象被吸附面的吸附作用面。被吸附面通常為平面，但如果被吸附面是曲面，則做成曲面的吸附作用面。整體的形狀可以是圓盤形狀、橢圓盤形狀以及其它各種形狀。例如可以舉出三角形狀、五角形狀、六角形狀、八角形狀等多角形狀、在中央部具有貫通孔的環(huán)狀、半球狀等的部分球狀、圓錐形狀、多角錘狀等，另外將兩個(gè)以上圓盤連接的形狀等。
本發(fā)明的吸附用永久磁鐵，例如，如圖4、圖5所示，最好是把吸附作用面K相反一側(cè)的非吸附作用面H做得比吸附作用面K大。因?yàn)樽龀蛇@樣的形狀，在使用吸附用永久磁鐵時(shí)，容易用手拿住。圖4所示例是把吸附作用面K側(cè)的小直徑的圓盤形狀部與非吸附作用面H側(cè)的大直徑的圓盤形狀部相連接的形狀，而圖5所示例是從非吸附作用面H側(cè)向吸附作用面K側(cè)縮小的圓錐形狀。
而且，本發(fā)明的永久磁鐵，也可以在非吸附作用面一側(cè)(不僅包括吸附作用面的相反一側(cè)，也包括側(cè)面)用相同的磁鐵組成物安裝把手。把手可以使用鍋蓋方式、倒禮帽形式等已眾所周知的形狀。另外，將吸附用永久磁鐵的非吸附作用面?zhèn)鹊膶ξ讲惶鹱饔貌糠值拇盆F組成物削減去掉而設(shè)置把手的形狀，有利于節(jié)約材料，也有利于成本。而且，也可以用磁鐵組成物以外的合成樹脂來成型把手、成型后通過嵌上或粘接而形成把手。
圖6～圖13是表示本發(fā)明的吸附用永久磁鐵的磁力回路以及取向狀態(tài)的幾個(gè)例子。而且，在這些圖中，數(shù)字表示的是僅為參考尺寸(mm)的例子。
作用圖14、圖15、圖16分別表示的是使用本發(fā)明的吸附用永久磁鐵、軸向取向永久磁鐵、安裝后軛的軸向取向永久磁鐵把紙11吸附固定在涂漆鐵板12上的狀態(tài)的概略圖。
由這些圖可知，因?yàn)楸景l(fā)明的吸附用永久磁鐵從非吸附作用面所浪費(fèi)放射的磁力線少，磁力線有效地被利用在吸附作用上，所以可以認(rèn)為本發(fā)明是發(fā)揮強(qiáng)力吸附力的吸附用永久磁鐵。
◎極強(qiáng)(1200g/cm2以上)○強(qiáng)(900～1200g/cm2以下)△普通(600～900g/cm2以下)×弱(600g/cm2以下)
成型后的翹曲用肉眼評價(jià)吸附用永久磁鐵成型后的翹曲。
◎不認(rèn)可翹曲×認(rèn)可翹曲空隙用肉眼評價(jià)吸附用永久磁鐵的空隙。
◎不認(rèn)可空隙△認(rèn)可空隙裂紋用肉眼評價(jià)吸附用永久磁鐵的裂紋。
◎確認(rèn)無裂紋△確認(rèn)有少許裂紋×確認(rèn)有顯著裂紋反復(fù)使用時(shí)的裂紋性用肉眼評價(jià)吸附用永久磁鐵的反復(fù)使用時(shí)的裂紋性。
◎確認(rèn)無裂紋△確認(rèn)有少許裂紋×確認(rèn)有顯著裂紋落下試驗(yàn)用肉眼觀察吸附用永久磁鐵從1m高落到混凝土地板面時(shí)的狀態(tài)。
◎確認(rèn)外觀無變化○確認(rèn)有少許碎片△確認(rèn)有稍多碎片×確認(rèn)有顯著的碎片表1

比較例1～7比較例1～2是將吸附作用面集束取向分別改變?yōu)檩S向取向(比較例1)、簡單集束取向(比較例2)，而比較例3是將平均取向度80％改變?yōu)?0％，比較例4是將注射成型改為壓縮成型而其它與實(shí)施例1相同而得的吸附用永久磁鐵，評價(jià)以上例子的物性。另外，比較例5～7是以下述的配合及成型條件得到的燒結(jié)磁鐵的例子，軸向取向且無后軛(比較例5)、軸向取向且有后軛(比較例6)、簡單集束取向(比較例7)。物性的評價(jià)結(jié)果在表2所示。
另外，為了比較，將實(shí)施例1的吸附用永久磁鐵的結(jié)果也一并表示。配合磁粉(鐵氧體磁粉氧化鉛鐵淦氧類鍶系列鐵氧體)平均粒子直徑(1.5μm) 50vol％水 50vol％成型條件排水方法內(nèi)腔方法激磁方法立式磁場成型成型溫度25℃燒制溫度1250℃評價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)表1中未示的物性的評價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)如下所述。
吸附固定力使用吸附用永久磁鐵把A4復(fù)印紙吸附固定在涂漆鐵板上的最多張數(shù)。
吸附時(shí)的擦傷將吸附用永久磁鐵吸附在涂漆鐵板上并使其橫向滑動時(shí)，用肉眼觀察鐵板涂漆面上的擦傷。
表2


從表1以及表2的結(jié)果可知，比較例1的軸向取向以及比較例2的簡單集束取向的合成樹脂永久磁鐵的吸附力不充分，而且，如比較例3所示，即使是吸附作用面集束取向，在平均取向度不足80％時(shí)，吸附力仍不充分。而且，如比較例4所示，用壓縮成型得到的永久磁鐵具有以下的問題制造時(shí)容易產(chǎn)生空隙及裂紋，而且作為吸附文具在反復(fù)使用中，容易裂紋。
另外，可確認(rèn)比較例5的軸向取向的燒結(jié)磁鐵在落下試驗(yàn)中有碎片，這個(gè)缺點(diǎn)，如比較例6所示，雖可以通過設(shè)置后軛來改善，但在吸附時(shí)容易損傷被吸附物表面。而且，如比較例7所示，簡單集束取向情況的缺點(diǎn)有制品發(fā)生翹曲及裂紋，而且落下試驗(yàn)也有碎片。
發(fā)明的效果按照以上說明，根據(jù)本發(fā)明，在制造中沒有空隙及裂紋，而且，在使用中即使落下也不會產(chǎn)生破碎，另外，不會損傷被吸附物表面，可以提供廉價(jià)的吸附用磁鐵。
符號說明1模腔2澆口3流道4永久磁鐵5磁軛(強(qiáng)磁性體)6非磁性體7突出支桿8吸附用永久磁鐵9燒結(jié)磁鐵10后軛11紙12涂漆鐵板K吸附作用面H非吸附作用面
權(quán)利要求
1.一種吸附用永久磁鐵，其特征在于由35～75vol％的磁粉、其余部分為合成樹脂組成的磁鐵組成物的注射成型體所構(gòu)成的永久磁鐵，構(gòu)成該永久磁鐵的磁粉的易磁化軸從吸附作用面通過磁鐵內(nèi)部、再返回到吸附作用面這樣來取向同時(shí)磁化，或者用與取向同時(shí)磁化相同方式的逆磁場施加再磁化的各向異性磁鐵，平均取向度為80％以上。
2.如權(quán)利要求1所述的吸附用永久磁鐵，其特征在于合成樹脂是從聚酰胺樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚亞苯基硫醚(PPS)樹脂、液晶樹脂、合成橡膠中選擇的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種吸附用永久磁鐵，該吸附用永久磁鐵可將紙以及薄片等固定對象吸附固定在涂漆鐵板、公告牌等吸附對象物上，在不慎時(shí)這些固定對象不容易掉落，吸附用永久磁鐵的吸附力大。本發(fā)明的吸附用永久磁鐵其特征在于由35～75vol％的磁粉、其余部分為合成樹脂組成的磁鐵組成物的注射成型體所構(gòu)成的永久磁鐵，構(gòu)成該永久磁鐵的磁粉的易磁化軸從吸附作用面通過磁鐵內(nèi)部、再返回到吸附作用面這樣來取向同時(shí)磁化，或者用與取向同時(shí)磁化相同方式的逆磁場施加再磁化的各向異性磁鐵，平均取向度為80％以上。
文檔編號H01F7/02GK1434467SQ0212690
公開日2003年8月6日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月22日
發(fā)明者中塚哲, 田中逸郎 申請人:戶田工業(yè)株式會社