专利名称：吸附用永久磁铁的制作方法
技术领域：
本发明涉及吸附用永久磁铁，具体所涉及的吸附用永久磁铁是利用该永久磁铁的吸附力，将纸或者薄片等固定对象吸附固定在涂漆铁板(白板)、电子黑板、布告牌等吸附对象物上，而且在不慎时这些固定对象也难以脱落，提高了吸附力。
以前的技术以前，这种吸附用永久磁铁是使用稀土系列或者铁氧体系列的烧结磁铁或合成树脂磁铁。如
图17所示，这些磁铁的磁粉的取向方向是轴向(axial方向)各向异性磁铁，因此，吸附力的优劣取决于使用磁粉的种类和含有率。
在改进这点上，特公昭63-59243号公报提案了易磁化轴的方向具有集束取向的烧结各向异性永久磁铁。发明解决的课题如图18所示，上述公报所述的永久磁铁是使易磁化轴的方向从非吸附作用面(吸附作用面以外的全部面)向吸附作用面集束取向(以下记为简单集束取向)，利用该磁铁能够使得每单位面积的磁束密度比以往的磁铁大。
但是，很难说上述的简单集束取向磁铁一定比轴向取向磁铁的吸附力大就已足够，还望进一步提高吸附力。
而且，烧结磁铁在烧结时，由于易磁化轴与难磁化轴的收缩率的差别，存在易引起翘曲、裂纹等问题。这种情况下，即使选择烧结条件来防止翘曲或裂纹而可以得到制品，但是所得到的制品因为内部的变形，在吸附、脱附的使用中，存在频繁发生裂纹的缺陷。
如图19所示，为了防止这种裂纹、提高吸附力，使用的方法有在烧结磁铁9上组合强磁性体的后轭10，但存在的问题是磁铁9的表面与后轭10的端面不容易位于同一面上，即不容易构成齐平面，在后轭端面比磁铁表面靠后时，会降低吸附力，而当后轭端面比磁铁表面突出时，不仅会降低吸附力，而且在吸附时容易损伤布告牌、电子黑板等的被吸附面。
鉴于这种实际情况，本发明提供比上述简单集束取向磁铁进一步提高吸附力的吸附用永久磁铁。解决课题的手段本发明者为了解决上述课题而锐意研究的结果是含有特定量磁粉的磁铁组成物通过注射成型的永久磁铁，使其在特定的方向取向，而且使平均取向度在特定值以上，由此而找到了达到预期目的的方案，完成了本发明。
即本发明的方案1是涉及一种吸附用永久磁铁，其特征在于由35～75vol％的磁粉、其余部分为合成树脂组成的磁铁组成物的注射成型体所构成的永久磁铁，构成该永久磁铁的磁粉的易磁化轴从吸附作用面通过磁铁内部、再返回到吸附作用面这样来取向同时磁化，或者用与取向同时磁化相同方式(Pattern)的逆磁场施加再磁化的各向异性磁铁，平均取向度为80％以上。
本发明的方案2是如方案1所述的吸附用永久磁铁，其特征在于合成树脂是从聚酰胺树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚氯乙烯树脂、聚亚苯基硫醚(PPS)树脂、液晶树脂、合成橡胶中选择的至少一种。
图的简单说明图1是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁场取向注射成型模具一例的概略图。
图2是图1的I-I剖面图。
图3是图1的II-II剖面图。
图4是表示本发明的吸附用永久磁铁的形状一例的剖面图。
图5是表示本发明的吸附用永久磁铁的形状一例的剖面图。
图6是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的概略图。
图7是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的概略图。
图8是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的概略图。
图9是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的概略图。
图10是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的概略图。
图11是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的概略图(III-III剖面)。
图12是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的概略图。
图13是表示为制造本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的概略图(IV-IV剖面)。
图14是表示使用本发明的吸附用永久磁铁将纸吸附在涂漆铁板状态的概略图。
图15是表示使用轴向取向磁铁将纸吸附在涂漆铁板状态的概略图。
图16是表示使用安装后轭的轴向取向磁铁将纸吸附在涂漆铁板状态的概略图。
图17是表示以往的轴向取向永久磁铁的概略图。
图18是表示以往的简单集束取向永久磁铁的概略图。
图19是表示以往的安装后轭的轴向取向永久磁铁的概略图。
发明的实施形式本发明者首先认为为了提高永久磁铁的吸附力，在使磁铁吸附时，并不是使得从非吸附作用面放射的浪费磁力线越少越好，而是使磁粉的易磁化轴从吸附作用面向着磁铁内部，然后再返回到吸附作用面的取向是最佳的。经过进一步锐意研究的结果，发现使平均取向度为一定的值以上，而能得到具有充分吸附力的永久磁铁，从而实现了本发明。
本发明的吸附永久磁铁是由35～75vol％的磁粉、其余为合成树脂所组成的磁铁组成物构成。
本发明所使用的磁粉可以使用含有铁氧体系列磁粉、铝铁镍钴合金系列磁粉以及钐钴系列磁粉或钕-铁-硼系列磁粉、钐-铁-氮系列磁粉等含有稀土系列元素的磁粉等，可以使用以往众所周知的任一种，其平均粒子的直径，通常使用的是铁氧体系列为0.5～2.0μm左右，其它系列为2～50μm左右。
本发明所使用的作为粘结剂的合成树脂可以使用以往众所周知的任何一种。作为其代表例，可以使用聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺66、含有芳族环的芳香族聚酰胺等的聚酰胺系列树脂；聚氯乙烯树脂、聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚合体树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯以及聚丙烯等单一或者共聚合体的聚烯烃系列树脂；聚氨基甲酸酯树脂、硅酮树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚亚苯基硫醚(PPS)树脂、氯化聚乙烯(CPE)树脂、氯磺化聚乙烯树脂杜邦公司的商品名为“高贝伦”、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、液晶树脂、环氧系列树脂、酚醛系列树脂等；异戊二烯、氯丁二烯、丁苯、丁二烯、丙烯腈丁二烯等橡胶；烯烃系列乙烯-丙烯-二烯烃-亚甲(EPDM)、氨基甲酸乙酯系列、聚酯系列等的合成橡胶等。可以使用单一的这些材料，或根据需要可以将2种以上混合使用。在这些材料中，最好是使用聚酰胺树脂、ABS树脂、聚氯乙烯树脂、PPS树脂、液晶树脂、合成橡胶。
磁粉与作为粘结剂的合成树脂的配合比例是磁粉为35～75vol％、合成树脂为65～25vol％的范围，磁粉最好是60～72vol％的范围。磁粉不足35vol％时，没有充分的吸附力，另外，当磁粉超过75vol％时，熔融粘度增高而难以注射成型，而且即使能够注射成型，也容易产生裂纹，在反复使用吸附用磁铁、反复脱附时，容易产生破裂损坏。
另外，在其它方面，根据用途当然可以使用以往常用的可塑剂以及抗氧化剂、表面处理剂等。
本发明的吸附用永久磁铁是由各向异性磁铁构成，即，构成该永久磁铁的磁粉的易磁化轴从吸附作用面通过磁铁内部、再返回到吸附作用面这样来取向同时磁化，或者用与取向同时磁化相同方式的逆磁场施加再磁化。这种各向异性磁铁，例如，可以使用图1所示的注射成型用模具来制造。
图1是表示多个磁铁制取的注射成型用模具一例的概略图，1是模腔、2是浇口、3是流道、4是永久磁铁、5是磁轭(永久磁铁)、6是非磁性体、7是突出支杆。图2是图1中的I-I剖面图、图3是II-II剖面图。
以磁粉和合成树脂为主要成分的树脂磁铁组成物经过浇口2、流道3而充填模腔1内，如箭头所示，使磁粉粒子的易磁化轴沿着磁力线从吸附作用面通过磁铁内部再返回到吸附作用面这样来取向。另外，图1所示例是使用永久磁铁4，当然也可以使用电磁铁来代替永久磁铁。由模腔1取出的吸附用永久磁铁8具有吸附作用面K和非吸附作用面H。
本发明的吸附用永久磁铁是由注射成型得到，用其它的成型方法不能得到良好的吸附用永久磁铁。
例如，有的情况用磁粉不能压缩成型，例如，平均粒子直径为1～5μm的小的铁氧体或SmFeN系列的磁粉，特别是在制造薄物体的情况时，在坯料成型时会发生桥接现象，磁粉不能顺畅地进入模腔内，引起所谓的充填不良。结果，制品产生空隙、造成机械强度不够，使用中不慎掉下时，容易破损。
另外，挤出成型在挤出后为保持形状必须要设定高粘度，而且因为取向磁场的施加时间短而不能提高取向度，结果难以得到吸附力高的制品。因此，必须要使挤出速度极慢，以使磁场取向时间长，但这样会降低生产效率而大幅度地增加成本。
而另一方面，注射成型充填模腔时的粘度低，可以充分地确保至冷却固化的磁场施加时间、即，可以充分地确保取向时间，能够以低成本得到性质良好的吸附用永久磁铁。虽然反应注射成型(RIM)必须要有特殊的成型系统，但因其兼备注射成型的长处而可以作为成型方法使用。
本发明的吸附用永久磁铁平均取向度必须要调整为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铁，最好是在90％以上。
另外，在本发明中，平均取向度由下述的方法求得。
将被测定的样品相对取向方向垂直割开，将其剖面各部分的取向状况与预先用SEM照相所取得的基准取向度样品比较，来确定各部分的取向度、取平均取向度。基准取向度样品的制作方法如下，例如，将其取向度大致分为5％的刻距来设定样品制作时的取向磁场的强度。被测定样品的SEM照相的视野如下设定，把取向从吸附作用面到磁铁内部、再返回到吸附作用面为止分割成10部分，采用其平均值。
磁场取向励磁方法可以使用已知的永久磁铁方式和电磁铁方式。使用稀土族系列磁粉时，可以施加大磁场的电磁铁方式是有利的，而在铁氧体的情况时，使用永久磁铁的方式具备有利于模具小型化的优点。
作为磁场取向励磁用的永久磁铁，已知的钕-铁-硼系列烧结磁铁、钐-钴系列烧结磁铁是适用的。
本发明的吸附用永久磁铁具有依照涂漆铁板(白板)、电子黑板等吸附对象被吸附面的吸附作用面。被吸附面通常为平面，但如果被吸附面是曲面，则做成曲面的吸附作用面。整体的形状可以是圆盘形状、椭圆盘形状以及其它各种形状。例如可以举出三角形状、五角形状、六角形状、八角形状等多角形状、在中央部具有贯通孔的环状、半球状等的部分球状、圆锥形状、多角锤状等，另外将两个以上圆盘连接的形状等。
本发明的吸附用永久磁铁，例如，如图4、图5所示，最好是把吸附作用面K相反一侧的非吸附作用面H做得比吸附作用面K大。因为做成这样的形状，在使用吸附用永久磁铁时，容易用手拿住。图4所示例是把吸附作用面K侧的小直径的圆盘形状部与非吸附作用面H侧的大直径的圆盘形状部相连接的形状，而图5所示例是从非吸附作用面H侧向吸附作用面K侧缩小的圆锥形状。
而且，本发明的永久磁铁，也可以在非吸附作用面一侧(不仅包括吸附作用面的相反一侧，也包括侧面)用相同的磁铁组成物安装把手。把手可以使用锅盖方式、倒礼帽形式等已众所周知的形状。另外，将吸附用永久磁铁的非吸附作用面侧的对吸附不太起作用部分的磁铁组成物削减去掉而设置把手的形状，有利于节约材料，也有利于成本。而且，也可以用磁铁组成物以外的合成树脂来成型把手、成型后通过嵌上或粘接而形成把手。
图6～图13是表示本发明的吸附用永久磁铁的磁力回路以及取向状态的几个例子。而且，在这些图中，数字表示的是仅为参考尺寸(mm)的例子。
作用图14、图15、图16分别表示的是使用本发明的吸附用永久磁铁、轴向取向永久磁铁、安装后轭的轴向取向永久磁铁把纸11吸附固定在涂漆铁板12上的状态的概略图。
由这些图可知，因为本发明的吸附用永久磁铁从非吸附作用面所浪费放射的磁力线少，磁力线有效地被利用在吸附作用上，所以可以认为本发明是发挥强力吸附力的吸附用永久磁铁。
◎极强(1200g/cm2以上)○强(900～1200g/cm2以下)△普通(600～900g/cm2以下)×弱(600g/cm2以下)
成型后的翘曲用肉眼评价吸附用永久磁铁成型后的翘曲。
◎不认可翘曲×认可翘曲空隙用肉眼评价吸附用永久磁铁的空隙。
◎不认可空隙△认可空隙裂纹用肉眼评价吸附用永久磁铁的裂纹。
◎确认无裂纹△确认有少许裂纹×确认有显著裂纹反复使用时的裂纹性用肉眼评价吸附用永久磁铁的反复使用时的裂纹性。
◎确认无裂纹△确认有少许裂纹×确认有显著裂纹落下试验用肉眼观察吸附用永久磁铁从1m高落到混凝土地板面时的状态。
◎确认外观无变化○确认有少许碎片△确认有稍多碎片×确认有显著的碎片表1
比较例1～7比较例1～2是将吸附作用面集束取向分别改变为轴向取向(比较例1)、简单集束取向(比较例2)，而比较例3是将平均取向度80％改变为70％，比较例4是将注射成型改为压缩成型而其它与实施例1相同而得的吸附用永久磁铁，评价以上例子的物性。另外，比较例5～7是以下述的配合及成型条件得到的烧结磁铁的例子，轴向取向且无后轭(比较例5)、轴向取向且有后轭(比较例6)、简单集束取向(比较例7)。物性的评价结果在表2所示。
另外，为了比较，将实施例1的吸附用永久磁铁的结果也一并表示。配合磁粉(铁氧体磁粉氧化铅铁淦氧类锶系列铁氧体)平均粒子直径(1.5μm) 50vol％水 50vol％成型条件排水方法内腔方法激磁方法立式磁场成型成型温度25℃烧制温度1250℃评价方法及标准表1中未示的物性的评价方法及标准如下所述。
吸附固定力使用吸附用永久磁铁把A4复印纸吸附固定在涂漆铁板上的最多张数。
吸附时的擦伤将吸附用永久磁铁吸附在涂漆铁板上并使其横向滑动时，用肉眼观察铁板涂漆面上的擦伤。
表2
从表1以及表2的结果可知，比较例1的轴向取向以及比较例2的简单集束取向的合成树脂永久磁铁的吸附力不充分，而且，如比较例3所示，即使是吸附作用面集束取向，在平均取向度不足80％时，吸附力仍不充分。而且，如比较例4所示，用压缩成型得到的永久磁铁具有以下的问题制造时容易产生空隙及裂纹，而且作为吸附文具在反复使用中，容易裂纹。
另外，可确认比较例5的轴向取向的烧结磁铁在落下试验中有碎片，这个缺点，如比较例6所示，虽可以通过设置后轭来改善，但在吸附时容易损伤被吸附物表面。而且，如比较例7所示，简单集束取向情况的缺点有制品发生翘曲及裂纹，而且落下试验也有碎片。
发明的效果按照以上说明，根据本发明，在制造中没有空隙及裂纹，而且，在使用中即使落下也不会产生破碎，另外，不会损伤被吸附物表面，可以提供廉价的吸附用磁铁。
符号说明1模腔2浇口3流道4永久磁铁5磁轭(强磁性体)6非磁性体7突出支杆8吸附用永久磁铁9烧结磁铁10后轭11纸12涂漆铁板K吸附作用面H非吸附作用面
权利要求
1.一种吸附用永久磁铁，其特征在于由35～75vol％的磁粉、其余部分为合成树脂组成的磁铁组成物的注射成型体所构成的永久磁铁，构成该永久磁铁的磁粉的易磁化轴从吸附作用面通过磁铁内部、再返回到吸附作用面这样来取向同时磁化，或者用与取向同时磁化相同方式的逆磁场施加再磁化的各向异性磁铁，平均取向度为80％以上。
2.如权利要求1所述的吸附用永久磁铁，其特征在于合成树脂是从聚酰胺树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚氯乙烯树脂、聚亚苯基硫醚(PPS)树脂、液晶树脂、合成橡胶中选择的至少一种。
全文摘要
本发明提供一种吸附用永久磁铁，该吸附用永久磁铁可将纸以及薄片等固定对象吸附固定在涂漆铁板、公告牌等吸附对象物上，在不慎时这些固定对象不容易掉落，吸附用永久磁铁的吸附力大。本发明的吸附用永久磁铁其特征在于由35～75vol％的磁粉、其余部分为合成树脂组成的磁铁组成物的注射成型体所构成的永久磁铁，构成该永久磁铁的磁粉的易磁化轴从吸附作用面通过磁铁内部、再返回到吸附作用面这样来取向同时磁化，或者用与取向同时磁化相同方式的逆磁场施加再磁化的各向异性磁铁，平均取向度为80％以上。
文档编号H01F7/02GK1434467SQ0212690
公开日2003年8月6日 申请日期2002年7月25日 优先权日2002年1月22日
发明者中塚哲, 田中逸郎 申请人:户田工业株式会社