JP2002231548A - 磁石組成物とその製造方法 - Google Patents

磁石組成物とその製造方法

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JP2002231548A JP2001025697A JP2001025697A JP2002231548A JP 2002231548 A JP2002231548 A JP 2002231548A JP 2001025697 A JP2001025697 A JP 2001025697A JP 2001025697 A JP2001025697 A JP 2001025697A JP 2002231548 A JP2002231548 A JP 2002231548A
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Koichi Iwami
公一 石見
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混練物の流動性を改善して成形工程における
作業性を向上させるとともに、磁気特性及び耐熱性に優
れた磁石組成物を製造する方法を提供する。 【解決手段】 ポリアミド樹脂と磁性粉体から成る磁石
組成物を製造する際に、上記磁性粉体を予めエチレンイ
ミンユニット数が2以上のアミノ系シランカップリング
剤で処理するか、あるいは配合物の一部または全部をエ
チレンイミンユニット数が2以上のアミノ系シランカッ
プリング剤で処理・混練し、これを射出成形あるいは加
圧成形するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、小型モー
タ用の磁石やマグネットローラなどの、磁性粉体を熱可
塑性樹脂のバインダに混合・分散させ、これを射出成形
法あるいは加圧成形法により成形して製造される磁石組
成物とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、OA機器や家電製品、生産ライ
ン、移動設備等に用いられる各種規模のモータや電磁リ
レー等に使用される永久磁石として、Baフェライトや
Srフェライト等の磁性酸化物、あるいはSmやNdの
ような希土類金属を含む磁性合金を焼結して成る焼結磁
石が用いられている。上記焼結磁石は、エネルギー積
(BH)Maxは大きいものの、一般に硬くて脆いため、
様々な形状に加工するのが難しいという欠点があった。
そこで、上記フェライト系や希土類系の焼結磁石を微粉
末にした磁性粉体を、ナイロンやポリエチレンあるいは
EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)などの熱可塑
性樹脂等の結合材(バインダ)に分散・混合させた混練
物を、周知のプラスチック成形と同様に、成形金型を用
いて射出成形、あるいは圧縮成形や押し出し成形等の加
圧成形により所望の形状に成形した後着磁して成る樹脂
磁石が開発された。このような樹脂磁石は、可撓性に富
み、ゴムやプラスチックと同様に扱える上、加工性もよ
いので、上記モータ用あるいは電磁リレー用の永久磁石
等の他に、複写機やプリンタ等の現像ローラに用いられ
るマグネットローラなどに適用されるなど、各分野にお
いて広く使用されている。
【0003】ところで、上記樹脂磁石には熱可塑性樹脂
が5〜15重量%程度混合されているため、エネルギー
積(BH)Maxが焼結磁石に比べて小さくなってしま
う。そこで、高磁力を必要とする製品に使用される樹脂
磁石を作製する際には、できるだけ磁性粉体の配合比を
高くする必要があるが、磁性粉体の配合比を高くすると
樹脂の流動性が低下するため、成形品の品質が劣化する
などの問題点があった。特に、希土類磁石粉体の場合に
は、磁性粉体の形状のため、更に、配合後の流動性が十
分でなはなかった。ところで、ポリアミド樹脂と磁性粉
体から成る磁石組成物においては、磁石組成物の品質向
上、作業性向上等を目的として、粉体表面の処理方法と
して、アミノ系シランカップリング剤による表面処理を
行って樹脂の流動性を向上させる試みがなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
ミノ系シランカップリング剤による表面処理において
は、樹脂の流動性は改善されるが、耐熱性が不充分とな
るため、加熱成形工程において、滞留部に焼け等のトラ
ブルが発生し易い傾向にあった。また、同様の理由から
リサイクルにも難点があり、練り返しにも制約を受ける
のが現状であった。
【0005】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、混練物の流動性を改善して成形工程における作
業性を向上させるとともに、磁気特性及び耐熱性に優れ
た磁石組成物を製造する方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の磁石組成物の製造方法は、ポリアミド樹脂と磁性粉体
とから成る磁石組成物を製造する際に、上記磁性粉体を
予めアミノ系シランカップリング剤で処理するか、ある
いは配合物の一部または全部をアミノ系シランカップリ
ング剤で処理・混練し、これを射出成形あるいは加圧成
形する磁石組成物の製造方法において、上記アミノ系シ
ランカップリング剤としてエチレンイミンユニット数が
2以上のアミノ系シランカップリング剤を用いたことを
特徴とする。
【0007】また、請求項2に記載の磁石組成物は、ポ
リアミド樹脂と磁性粉体とから成る磁石組成物であっ
て、上記磁性粉体を予めエチレンイミンユニット数が2
以上のアミノ系シランカップリング剤で処理するか、あ
るいは配合物の一部または全部をエチレンイミンユニッ
ト数が2以上のアミノ系シランカップリング剤で処理・
混練し、これを射出成形あるいは加圧成形して製造した
ものである。請求項3に記載の磁石組成物は、上記磁性
粉体を希土類磁性粉体としたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。まず、磁性粉末と熱可塑性バインダ
ー樹脂を含む配合物の一部または全部をエチレンイミン
ユニット数が2以上のアミノ系シランカップリング剤で
処理、混練して混練物を作製する。なお、熱可塑性バイ
ンダー樹脂に予めエチレンイミンユニット数が2以上の
アミノ系シランカップリング剤で表面処理した磁性粉末
を混合分散させた混練物を作製してもよい。本例では、
上記熱可塑性バインダー樹脂として、ナイロン−6,ナ
イロン−66,ナイロン−12などのポリアミド樹脂を
用いた。また、シランカップリング剤としては、以下に
示すような、エチレンイミンユニット数が2以上のアミ
ノ系シランカップリング剤を用いる。すなわち、エチレ
ンイミンユニット数が2以上のアミノ系シランカップリ
ング剤は、一般構造として、H2N(C24NH)n3
6Si(OCH33 、または、H2N(C24NH)n
36Si(OC253 であり、nは2以上の整数で
ある。なお、これらオリゴマー体は必ずしも直鎖状であ
る必要はなく、分岐構造であってもよい。また、アルコ
キシル基の一部をメチル基、エチル基等で置きかえるこ
とも可能である。また、エチレンイミンユニットの窒素
原子に結合している水素原子は、一部のユニット、また
は全部のユニットにおいて、これをメチル基、エチル基
等のアルキル基で置換することができる。具体例として
は、(3−トリメトキシシリルプロピル)ジエチレント
リアミン、(3−トリメトキシシリルプロピル)トリエ
チレンテトラミン、(3−トリエトキシシリルプロピ
ル)ジエチレントリアミン、(3−トリエトキシシリル
プロピル)トリエチレンテトラミン等を挙げることがで
きる。
【0009】また、本発明において、上記ポリアミド樹
脂中に混合分散される磁性粉体としては、従来からマグ
ネットローラの樹脂磁石組成物、モータ、電磁石等に用
いられる公知の磁性粉末を用いることができる。具体的
には、Srフェライト,Baフェライト等のフェライト
系磁性粉体や、Sm−Co合金,Nd−Fe−B合金,
Ce−Co合金,Sm−Fe−N合金等の希土類系磁性
粉体等を例示することができる。シランカップリング剤
処理は、アルコール溶液,水溶液等の湿式処理法やバル
ク処理法あるいはインテグラル法が適用できる。また、
粉体の処理に用いる混合機としては、ボンミキサー、V
型ミキサー、ロータリーミキサー、ヘンシェルミキサ
ー、フラッシュミキサー、ダンブラー等を例示すること
ができる。
【0010】また、必要に応じ、プロセス性改良を目的
として滑剤を併用できる。滑剤としては、パラフィンワ
ックス,流動パラフィン,ポリエチレンワックス,ポリ
プロピレンワックス,エステルワックス,カルナバワッ
クス,ミクロクリスタリンワックス,ポリエチレンワッ
クス等のワックス類、ステアリン酸,ラウリン酸等の脂
肪酸類、ステアリン酸亜鉛, ステアリン酸カルシウム,
ステアリン酸バリウム, ステアリン酸アルミニウム等の
脂肪酸金属類、ステアリン酸アミド, オイレン酸アミド
等の脂肪酸アミド類、ステアリン酸ブチル等の脂肪酸エ
ステル類、ステアリン酸アルコール等の高級アルコール
類、ポリエチレングリコール等のジオール類を例示する
ことができる。
【0011】更に、本発明の磁石組成物には、上記樹脂
バインダー成分、磁性粉末に加えて、必要に応じてマイ
カやウィスカあるいはタルク、炭素繊維、ガラス繊維等
の補強効果の大きな充填剤を本発明の趣旨を妨げない範
囲にて添加することができる。すなわち、成形物に要求
される磁力が比較的低く、上記磁性粉末の充填量が少な
い場合には、成形物の剛性が低くなり易く、その場合に
は、剛性を補うためマイカやウィスカ等の充填剤を添加
して成形品の補強を行うことができる。
【0012】次に、上記熱可塑性樹脂中へ磁性粉体を均
一に分散させた混練物を射出成形あるいは加圧成形し所
望の形状に成形した後、着磁して上記モータ用磁石やマ
グネットローラ等の磁石組成物を作製する。本発明で
は、シランカップリング剤としては、エチレンイミンユ
ニット数が2以上のアミノ系シランカップリング剤を用
いているので、熱可塑性樹脂中への磁性粉体の分散を促
進させることができるので、加工性や磁気特性を向上さ
せることができるとともに、耐熱性を向上させることが
できる。このとき、成形金型を磁場中に配置して、磁性
粉体を配向させながら成形することにより、上記磁石組
成物の特性を向上させることができる。なお、上記磁場
中成形により、成形と同時に磁石組成物の着磁を同時に
行うことも可能である。
【0013】[実施例]まず、熱可塑性バインダー樹脂
であるナイロン6樹脂13.0gと、フェライト磁性粉
末91.3gと、エチレンイミンユニット数が2以上の
アミノ系シランカップリング0.91gとを配合し、ラ
ボプラストミルを用い、240℃で混練した。ここで、
上記アミノ系シランカップリング剤としては、エチレン
イミンユニット数が2のアミノ系シランカップリング剤
であるX−12−580((3−トリメトキシシリルプ
ロピル)ジエチレントリアミン;信越化学工業社製)
と、エチレンイミンユニット数が3以上(多量体)のア
ミノ系シランカップリング剤である及びSZ-6050
(構造未公開;東レダウコーニング・シリコーン社製)
の2種類を用いた。次に、上記混練物を、キャビティ内
表面磁力を3kGにセットした成形金型を用い、射出温
度(主温度)300℃及び310℃にてそれぞれ射出成
形して磁石組成物を作製し、その表面磁力を測定した。
その結果を、以下の表1に示す。なお、比較例として、
アミノ系シランカップリング剤として、エチレンイミン
ユニットを有しないアミノ系シランカップリング剤であ
るTSL−8331(アミノプロピルトリメトキシシラ
ン;東芝シリコーン社製)と、エチレンイミンユニット
数が1のアミノ系シランカップリング剤であるTSL−
8340(アミノエチル−アミノプロピルトリメトキシ
シラン;東芝シリコーン社製)を用いたものについて
も、磁石組成物を作製し、その表面磁力を測定した結果
も合わせて記した。なお、TSL−8331を用いた場
合には、その表面磁力をできるだけ高くするため、射出
温度を280℃及び290℃に下げて射出成形したとき
のデータとした。
【表1】 表1から明らかなように、本発明のエチレンイミンユニ
ット数が2以上のアミノ系シランカップリング剤を用い
たときの方が、射出温度が超高温域になっても高磁力が
得られることが分かる。また、滞留部に焼け等の発生も
ないことから、流動性、耐熱性についても改善されてい
ることが確認された。
【0014】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ポリアミド樹脂と磁性粉体から成る磁石組成物を製
造する際に、上記磁性粉体を予めエチレンイミンユニッ
ト数が2以上のアミノ系シランカップリング剤で処理す
るか、あるいは配合物の一部または全部をエチレンイミ
ンユニット数が2以上のアミノ系シランカップリング剤
で処理・混練し、これを射出成形あるいは加圧成形する
ようにしたので、磁石組成物の磁気特性及び耐熱性を向
上させることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアミド樹脂と磁性粉体から成る磁石
    組成物を製造する際に、上記磁性粉体を予めアミノ系シ
    ランカップリング剤で処理するか、あるいは配合物の一
    部または全部をアミノ系シランカップリング剤で処理・
    混練し、これを射出成形あるいは加圧成形する磁石組成
    物の製造方法において、上記アミノ系シランカップリン
    グ剤としてエチレンイミンユニット数が2以上のアミノ
    系シランカップリング剤を用いたことを特徴とする磁石
    組成物の製造方法。
  2. 【請求項2】 ポリアミド樹脂と磁性粉体とから成る磁
    石組成物であって、上記磁性粉体を予めアミノ系シラン
    カップリング剤で処理するか、あるいは配合物の一部ま
    たは全部をアミノ系シランカップリング剤で処理・混練
    し、これを射出成形あるいは加圧成形して成る磁石組成
    物において、上記アミノ系シランカップリング剤として
    エチレンイミンユニット数が2以上のアミノ系シランカ
    ップリング剤を用いたことを特徴とする磁石組成物。
  3. 【請求項3】 上記磁性粉体を希土類磁性粉体としたこ
    とを特徴とする請求項2に記載の磁石組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106384641A (zh) * 2016-11-29 2017-02-08 杭州千石科技有限公司 一种聚合物/铈‑钕铁硼磁性复合材料及其制备方法
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US11440091B2 (en) 2018-01-22 2022-09-13 Nichia Corporation Methods of producing bonded magnet and compound for bonded magnets

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