JP2020057792A - Bond magnet - Google Patents

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Abstract

To improve the water resistance of a bond magnet without complicating a process.SOLUTION: In a bond magnet including a magnetic powder and resin, non-magnetic powder is added such that the ratio of the average particle size of magnetic powder to non-magnetic powder is magnetic powder: non-magnetic powder=1:0.03-1.00. The amount of non-magnetic powder added is 2 vol% or more and 8 vol% or less with respect to the entire bond magnet. The magnetic powder is anisotropic Sm-Fe-N, and the resin is polyamide 12.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、ボンド磁石に関する。   The present disclosure relates to a bonded magnet.

永久磁石は焼結磁石とボンド磁石に大別することができる。焼結磁石は磁性粉末のみで構成されるのに対して、ボンド磁石は磁性粉末と樹脂を混合して成形品とする。ボンド磁石は樹脂と同じように射出成形や圧縮成形や押出成形等の手法で成形することが可能であるため、最終製品の形状に近い形での成形ができ、形状自由度が大きく寸法精度が高いという特徴を持つ。
しかし、樹脂成分を持つため、ボンド磁石は吸水が問題になる。
Permanent magnets can be broadly classified into sintered magnets and bonded magnets. The sintered magnet is made of only magnetic powder, while the bonded magnet is made by mixing magnetic powder and resin to form a molded product. Bonded magnets can be molded by injection molding, compression molding, extrusion molding, etc. in the same way as resin, so they can be molded in a shape close to the shape of the final product, with a high degree of freedom in shape and high dimensional accuracy. It has the characteristic of being expensive.
However, the bonded magnet has a problem of water absorption because it has a resin component.

特開2011−134995号公報JP 2011-134995 A 特許第2940571号公報Japanese Patent No. 2940571

特許文献1では、ボンド磁石の表面に非磁性粉末を添加し樹脂をコーティングすることで耐水性向上を狙っている。しかし、ボンド磁石を成形した後にコーティングを行う必要があり、工程が複雑になる。
一方、特許文献2には、ボンド磁石に非磁性粉末を添加することが開示されている。しかしながら、耐水に関する課題を解決するものではないため、耐水性を高めるための手段は何ら開示されていない。
Patent Literature 1 aims to improve water resistance by adding a nonmagnetic powder to the surface of a bonded magnet and coating the surface with a resin. However, it is necessary to perform coating after forming the bonded magnet, which complicates the process.
On the other hand, Patent Document 2 discloses that a nonmagnetic powder is added to a bonded magnet. However, since it does not solve the problem relating to water resistance, no means for increasing the water resistance is disclosed.

本開示は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、工程を複雑にすることなく、ボンド磁石の耐水性を向上させることを目的とする。   The present disclosure has been made in view of such circumstances, and has as its object to improve the water resistance of a bonded magnet without complicating the process.

本開示のボンド磁石は、磁性粉末と樹脂とからなるボンド磁石において、磁性粉末と非磁性粉末の平均粒子径の比が、磁性粉末:非磁性粉末=1:0.03〜1.00となるように非磁性粉末が添加されてなることを特徴とする。   In the bonded magnet of the present disclosure, in a bonded magnet composed of a magnetic powder and a resin, the ratio of the average particle diameter of the magnetic powder to the nonmagnetic powder is 1: 0.03 to 1.00, ie, magnetic powder: nonmagnetic powder. Thus, a nonmagnetic powder is added.

本開示によれば工程を複雑にすることなく、ボンド磁石の耐水性を向上させることができる。   According to the present disclosure, it is possible to improve the water resistance of a bonded magnet without complicating the process.

以下、本開示の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明するボンド磁石は、本開示の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本開示を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the bond magnet described below is for embodying the technical idea of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following unless otherwise specified. Further, what is described in one embodiment or example can be applied to other embodiments or examples.

本発明者らは鋭意研究した結果、ボンド磁石に所定の大きさ、所定の量の非磁性粉末を添加することで、成形性と磁気特性を犠牲にすることなく、ボンド磁石の耐水性を向上させることを見出した。   The inventors of the present invention have conducted intensive studies and have found that by adding a predetermined size and a predetermined amount of non-magnetic powder to a bonded magnet, the water resistance of the bonded magnet is improved without sacrificing moldability and magnetic properties. I found out.

ボンド磁石は焼結磁石と比べて吸水性が高い。これはボンド磁石中の樹脂の吸水率が高いことが原因である。樹脂は分子間に水を抱き込むことで吸水する。
ボンド磁石を温水中に漬け込むと、樹脂が水を吸い始める。そして樹脂の飽和水分量まで樹脂中に水が取り込まれる。磁性粉末は蒸し焼き状態になる。そして磁性粉末が水による酸化が起こり、磁気特性が低下する。磁性粉末の酸化に消費された樹脂中の水分は、ボンド磁石の周りにある温水から再び樹脂に補給される。そしてまた磁性粉末が水分を消費する、という水分消費のサイクルが発生し、ボンド磁石の磁気特性の劣化、重量の増加が加速度的に進行する。
Bonded magnets have higher water absorption than sintered magnets. This is because the water absorption of the resin in the bonded magnet is high. Resin absorbs water by holding water between molecules.
When the bonded magnet is immersed in warm water, the resin starts to absorb water. Then, water is taken into the resin up to the saturated water content of the resin. The magnetic powder is in a steamed state. Then, the magnetic powder is oxidized by water, and the magnetic properties are reduced. Moisture in the resin consumed by the oxidation of the magnetic powder is replenished to the resin from warm water around the bonded magnet. Further, a cycle of water consumption occurs in which the magnetic powder consumes water, and the magnetic properties of the bonded magnet deteriorate and the weight increases at an accelerated rate.

ボンド磁石において、樹脂の量を減らすことは、主として2つの弊害をもたらす。1つは成形性の低下であり、もう1つは配向性の低下である。
ボンド磁石の成形方法には射出成形、押出成形、圧縮成形等がある。いずれも金型の中でボンド磁石組成物中の樹脂が溶融して、ボンド磁石成形品となる。成形性を良くするためには、樹脂の量が多い方が良い。
In a bonded magnet, reducing the amount of resin has two main disadvantages. One is a decrease in moldability, and the other is a decrease in orientation.
Examples of the method for forming the bonded magnet include injection molding, extrusion molding, and compression molding. In each case, the resin in the bonded magnet composition is melted in a mold to form a bonded magnet molded product. In order to improve the moldability, the larger the amount of the resin, the better.

また、磁気異方性を持つ異方性磁性粉末の場合、外部から磁場を印加し磁性粉末の向きを揃える磁場配向という操作を行うことで磁気特性が向上する。磁性粉末が樹脂中で動く必要があるため、等方性の磁性粉末を使ったボンド磁石に比べると、どうしても樹脂の量を多くする必要がある。   In the case of an anisotropic magnetic powder having magnetic anisotropy, the magnetic properties are improved by performing an operation of applying a magnetic field from the outside to align the orientation of the magnetic powder by a magnetic field orientation. Since the magnetic powder needs to move in the resin, the amount of the resin must be increased as compared with a bonded magnet using an isotropic magnetic powder.

上述の通り、ボンド磁石は樹脂の量が多いほど成形性と配向性が向上する。しかし、樹脂の量が多くなることで、吸水量が多くなり、磁性粉末の酸化による劣化が生じ、ボンド磁石の耐水性は悪化することになる。
この様に、元来ボンド磁石においては成形性及び配向性と、耐水性はトレードオフの関係にあった。本実施形態は、このトレードオフの関係を打ち破ったものである。
As described above, the moldability and the orientation of the bonded magnet are improved as the amount of the resin increases. However, when the amount of the resin increases, the amount of water absorption increases, and the magnetic powder deteriorates due to oxidation, thereby deteriorating the water resistance of the bonded magnet.
As described above, the bond magnets originally had a trade-off relationship between the moldability and orientation and the water resistance. The present embodiment breaks this trade-off relationship.

本実施形態では、磁性粉末と非磁性粉末の平均粒子径の比が、磁性粉末:非磁性粉末=1:0.03〜1.00となるように非磁性粉末を添加する。
磁性粉末と非磁性粉末の粒子径をこのように設定することにより、隣り合った磁性粉末の隙間に入った樹脂の中に非磁性粉末が入り、隣り合った磁性粉末の配置を邪魔することなく、非磁性粉末が樹脂中に分散する。この非磁性粉末はいわゆる迷路効果によって、樹脂中に水がスムーズに拡散することを妨害する。水の拡散速度は遅くなり、結果として磁性粉末の酸化劣化が始まるのも遅くなる。隣り合った磁性粉末の配置を邪魔することなく非磁性粉末が添加されているので、成形時や配向時に磁性粉末の運動を邪魔することはないため、成形性や配向性を低下させることは無い。つまり、樹脂と非磁性粉末で、あたかも新たな樹脂材料として振る舞うのである。本実施形態では、このようにして、成形性及び配向性と、耐水性を向上させることを実現することができる。
In the present embodiment, the non-magnetic powder is added such that the ratio of the average particle diameter between the magnetic powder and the non-magnetic powder is magnetic powder: non-magnetic powder = 1: 0.03 to 1.00.
By setting the particle diameters of the magnetic powder and the non-magnetic powder in this way, the non-magnetic powder enters the resin that has entered the gap between the adjacent magnetic powders without disturbing the arrangement of the adjacent magnetic powders. The non-magnetic powder is dispersed in the resin. This nonmagnetic powder prevents smooth diffusion of water into the resin due to the so-called maze effect. The diffusion rate of water is reduced, and consequently the oxidative degradation of the magnetic powder is also slowed. Since non-magnetic powder is added without disturbing the arrangement of adjacent magnetic powders, it does not disturb the movement of the magnetic powder at the time of molding or orientation, so there is no decrease in moldability and orientation. . In other words, the resin and the non-magnetic powder act as a new resin material. In the present embodiment, it is possible to realize improvement of the moldability and orientation and the water resistance in this way.

本発明のボンド磁石に添加される非磁性粉末は、平均粒径が0.1μm以上3μm以下であることが好ましい。平均粒径が0.1μmより小さくなると樹脂の流動性を極端に悪化させてしまう。平均粒径が3μmより大きくなると、ボンド磁石の耐水性向上の効果が小さくなる。   The nonmagnetic powder added to the bonded magnet of the present invention preferably has an average particle size of 0.1 μm or more and 3 μm or less. When the average particle size is smaller than 0.1 μm, the fluidity of the resin is extremely deteriorated. When the average particle size is larger than 3 μm, the effect of improving the water resistance of the bonded magnet decreases.

なお、本明細書中において、平均粒径の値は、空気透過法又はF.S.S.S.No(Fisher−SubSieve−Sizers−No.)によるものとする。   In the present specification, the value of the average particle size is determined by the air permeation method or F.I. S. S. S. No. (Fisher-SubSieve-Sizers-No.).

また、非磁性粉末のボンド磁石全体に対する添加量は、2vol%以上、8vol%以下であることが好ましい。添加量が2vol%より小さくなると、ボンド磁石の耐水性向上の効果が小さくなる。8vol%より大きくなると、ボンド磁石組成物の流動性が低下して成形が出来なくなる。   Further, the addition amount of the nonmagnetic powder to the whole bonded magnet is preferably 2 vol% or more and 8 vol% or less. When the addition amount is less than 2 vol%, the effect of improving the water resistance of the bonded magnet decreases. If it is more than 8 vol%, the fluidity of the bonded magnet composition will be reduced and molding will not be possible.

本実施形態に使用することができる非磁性粉末としては、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、ガラス、タルク、マイカ等が挙げられ、磁性粉末:非磁性粉末=1:0.03〜1.00となるような粒子径を持つ非磁性粉末であれば、特に制限されない。   Examples of the non-magnetic powder that can be used in the present embodiment include calcium carbonate, silica, alumina, glass, talc, mica, and the like, and magnetic powder: non-magnetic powder = 1: 0.03 to 1.00. There is no particular limitation on the non-magnetic powder having such a particle diameter.

磁性粉末としてはフェライト系、希土類系等、いずれの粉末を使用しても良い。NdFeB系、SmFeN系、SmCo系等の希土類系を使用することが、磁気特性を向上させるためには好ましい。また、ボンド磁石の磁気特性向上のために、異方性の磁性粉末を使用することが更に好ましい。異方性のSmFeN磁性粉末が最も好ましい。他の希土類磁性粉末に比べて平均粒径が約3μmで粒度分布がシャープであるため、非磁性粉末の粒度の設定が的確に出来、耐水性の改善効果が顕著に表れるためである。   As the magnetic powder, any powder such as a ferrite-based powder and a rare-earth-based powder may be used. It is preferable to use a rare earth-based material such as NdFeB-based, SmFeN-based, or SmCo-based to improve magnetic characteristics. It is further preferable to use anisotropic magnetic powder for improving the magnetic properties of the bonded magnet. Anisotropic SmFeN magnetic powder is most preferred. This is because the average particle size is about 3 μm and the particle size distribution is sharper than other rare earth magnetic powders, so that the particle size of the nonmagnetic powder can be set accurately, and the effect of improving the water resistance is remarkably exhibited.

本実施形態に適用できる希土類磁性粉末は、以下に示す耐酸化、耐水、樹脂との濡れ性改善、耐薬品を改善する等の目的で表面処理が施されていることが好ましい。なお、これらの処理は必要に応じて組み合わせて用いることができる。表面処理方法は、必要に応じて基本的には湿式、ミキサなどの乾式、メッキ、蒸着で行われる。化成処理剤としては、P−O結合を有するリン化合物がまず挙げられる。   The rare earth magnetic powder applicable to the present embodiment is preferably subjected to a surface treatment for the purpose of improving oxidation resistance, water resistance, improving wettability with a resin, and improving chemical resistance as described below. These processes can be used in combination as needed. The surface treatment method is basically performed by a wet method, a dry method such as a mixer, plating, or vapor deposition as necessary. Examples of the chemical conversion treating agent include a phosphorus compound having a PO bond.

リン酸処理薬としては、例えば、オルトリン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム等のリン酸塩系、次亜リン酸系、次亜リン酸塩系、ピロリン酸、ポリリン酸系等の無機リン酸、有機リン酸が適用できる。   Examples of the phosphating agent include phosphates such as orthophosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, zinc phosphate, and calcium phosphate; Inorganic phosphoric acid and organic phosphoric acid such as phosphoric acid, hypophosphite, pyrophosphoric acid, and polyphosphoric acid can be used.

これらのリン酸源を水中またはIPNなどの有機溶媒中に溶解させ、必要に応じて硝酸イオン等の反応促進剤を添加したリン酸浴中に磁性粉末を投入し、粉表面にP−O結合を有する不動態膜を形成させる。加えて、湿式、乾式により、シリカ、アルミナ、チタニア膜等の無機酸化物膜をサブミクロン、ナノオーダーの粒子を用いて、磁性粉末に表面吸着させて膜を形成させる処理法や、有機金属を用いたゾルゲル法、磁性粉末の表面に膜を形成させる無機酸化物処理膜形成処理が適用できる。本発明においては、エチルシリケートの加水分解により、磁性粉末の表面にシリカ膜を形成させる処理方法が好適に使用される。   These phosphoric acid sources are dissolved in water or an organic solvent such as IPN, and if necessary, the magnetic powder is introduced into a phosphoric acid bath to which a reaction accelerator such as nitrate ion is added, and the P-O bond is formed on the powder surface. Is formed. In addition, using wet or dry methods, silica, alumina, titania film and other inorganic oxide films using submicron, nano-order particles, surface-adsorbed to magnetic powder to form a film, or organic metal The sol-gel method used and the inorganic oxide treatment film forming treatment for forming a film on the surface of the magnetic powder can be applied. In the present invention, a treatment method for forming a silica film on the surface of the magnetic powder by hydrolysis of ethyl silicate is preferably used.

次に、カップリング剤による磁性粉末の被覆処理について述べる。カップリング剤処理は、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチレンジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシル[3−(トリメトキシアリル)プロピル]アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、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メチルジエトキシシラン、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−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、オレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ポリエトキシジメチルシロキサン、ポリエトキシメチルシロキサン、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、1,3,5−N−トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、t−ブチルカルバメートトリアルコキシシラン、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン等のシランカップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピル(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、イソプロピルトリス(ジオクタチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラオクチルビス(トリオクチルホスファイト)チタネート、イソプロピルトリオクチルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)、イソプロピルジメタクリレートイソステアロイルチタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジ−トリデシルホスファイト)チタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスヘート)エチレンチタネート等のチタネート系カップリング剤、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング剤が適用できる。   Next, the coating treatment of the magnetic powder with the coupling agent will be described. The coupling agent treatment is performed using γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane. Silane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyl Triethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, hexamethylenedisilazane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, octadecyl [3- (trimethoxyallyl) propyl Ammonium chloride, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (βmethoxyethoxy) silane, vinyltriethoxysilane, β- ( 3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxy Silane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, oleidopropyltriethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxy Silane, polyethoxydimethylsiloxane, polyethoxymethylsiloxane, bis (trimethoxysilylpropyl) amine, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfane, γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, 1,3 , 5-N-tris (3-trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, t-butylcarbamate trialkoxysilane, N- (1,3-dimethylbutylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine and the like Silane coupling agent, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl (N-aminoethyl-aminoethyl) titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophore) Fate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraisopropyl titanate, tetraoctyl bis (trioctyl phosphite) titanate, isopropyl trioctyl titanate, isopropyl tri (dioctyl phosphate), isopropyl dimethacrylate isostearyl titanate, tetraoctyl Bis (ditridecyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (di-tridecyl phosphite) titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate, isopropyl isostearyl diacryl titanate , Bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate and other titanate coupling agents; Aluminum coupling agents such as lucoxyaluminum diisopropylate can be used.

以上のようなアミノ系、メタクリル系、ビニル系、エポキシ系シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、弗素系カップリング剤を用いたカップリング剤処理、メタクリル樹脂等の有機保護膜を形成させる方法、真空蒸着、電解メッキ、無電解メッキによって亜鉛、ニッケル等の金属保護膜を形成させる方法が適用できる。本発明においては、後述のナイロン樹脂と馴染みの良いアミノ基をもつカップリング剤が好適に使用される。   Amino, methacrylic, vinyl, epoxy silane coupling agent, titanate coupling agent, aluminum coupling agent, coupling agent treatment using fluorine coupling agent, organic such as methacrylic resin A method of forming a protective film, a method of forming a metal protective film of zinc, nickel, or the like by vacuum deposition, electrolytic plating, or electroless plating can be applied. In the present invention, a coupling agent having an amino group that is familiar with a nylon resin described below is preferably used.

本実施形態において、好適に使用される磁性粉末は3μm程度の比較的小さな平均粒径をもつ微粒子からなっており、表面処理によりその表面に樹脂と馴染みの良い親水基を導入することで樹脂バインダーをその表面上にストックし、保護膜もしくは粒子間の絶縁膜として粒子同士の分断に効果的に利用できる。そのため、結果として優れた耐食性を発揮するボンド磁石が得られる。このようなボンド磁石を得るために、磁性粉末の単位表面積あたりのカップリング剤由来のアミノ基重量が0.5〜5mg/m2であることがより好ましい。0.5mg/m2未満では上記の粒子間の絶縁は不十分であり、一方、5mg/m2を超えると磁性粉末の粒子同士の親和性が高くなりすぎて粒子同士が凝集してしまい、磁気特性、耐食性および機械強度の全てが低下するため好ましくない。   In the present embodiment, the magnetic powder suitably used is composed of fine particles having a relatively small average particle size of about 3 μm, and a resin binder is introduced by introducing a hydrophilic group which is familiar with the resin to the surface by surface treatment. Can be stocked on the surface, and can be used effectively as a protective film or an insulating film between particles for separating particles. Therefore, as a result, a bonded magnet exhibiting excellent corrosion resistance is obtained. In order to obtain such a bonded magnet, the weight of the amino group derived from the coupling agent per unit surface area of the magnetic powder is more preferably 0.5 to 5 mg / m 2. If the amount is less than 0.5 mg / m 2, the above-mentioned insulation between the particles is insufficient. If the amount exceeds 5 mg / m 2, the affinity of the particles of the magnetic powder becomes too high, and the particles agglomerate. , Corrosion resistance and mechanical strength are all undesirably reduced.

本実施形態で用いられる樹脂としては、特に制限はなく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂や、エステル系、ポリアミド系、などの熱可塑性エラストマー、または、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、アリル樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。   The resin used in the present embodiment is not particularly limited, for example, thermoplastic resins such as polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyester, polyamide, polycarbonate, polyphenylene sulfide, and acrylic resin, ester-based, polyamide-based, and the like. Or a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, an unsaturated polyester resin, a urea resin, a melamine resin, a polyimide resin, an allyl resin, and a silicone resin.

特に、ポリアミドのなかでもポリアミド12を用いることが好ましい。ポリアミドは極性が高いため、磁性粉末を多く充填することが出来、その中でもポリアミド12は吸水率が小さいため、磁気特性が高く吸水率の小さいボンド磁石を作製できるからである。   In particular, it is preferable to use polyamide 12 among polyamides. This is because polyamide has a high polarity and can be filled with a large amount of magnetic powder. Among them, polyamide 12 has a small water absorption, so that a bonded magnet having high magnetic properties and a small water absorption can be produced.

磁性材料と樹脂の配合比率は、樹脂の種類にもよるが、ボンド磁石組成物全体に対する磁性材料の割合が45〜65vol%とすることが望ましい。また、樹脂成分には、耐熱安定性を改善する目的で酸化防止剤を添加することができる。具体的には、トリエチレングリコール−ビス−[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等が挙げられる。また、混練、射出成形性を改善するために滑剤を使用しても良い。具体的には、滑剤としては、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等のワックス類、ステアリン酸等の脂肪酸類およびその塩、金属石鹸、脂肪酸アミド、尿素化合物、脂肪酸エステル、ポリエーテル、シリコーンオイル、シリコーングリース等のポリシロキサン類、フッ素系オイル、フッ素系グリース、フッ素樹脂粉末等を挙げることができる。さらにこれらに加えて、可塑剤、難燃剤、耐電防止剤等を添加しても良い。また、酸化防止剤、滑剤等をさらに混合することもできる。   Although the mixing ratio of the magnetic material and the resin depends on the type of the resin, it is desirable that the ratio of the magnetic material to the entire bonded magnet composition be 45 to 65 vol%. Further, an antioxidant can be added to the resin component for the purpose of improving the heat stability. Specific examples include triethylene glycol-bis- [3- (3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate]. A lubricant may be used to improve kneading and injection moldability. Specifically, examples of the lubricant include waxes such as paraffin wax and polyethylene wax, fatty acids such as stearic acid and salts thereof, metal soap, fatty acid amide, urea compound, fatty acid ester, polyether, silicone oil, silicone grease, and the like. Polysiloxanes, fluorine-based oils, fluorine-based greases, fluorine resin powders, and the like. Further, in addition to these, a plasticizer, a flame retardant, an antistatic agent and the like may be added. Further, an antioxidant, a lubricant and the like can be further mixed.

成形方法としては、熱可塑性樹脂を使用したボンド磁石は、射出成形、押出成形等が挙げられる。熱硬化性樹脂を使用する場合は、圧縮成形等が挙げられる。異方性の磁性粉末を用いる場合は、磁場配向を行うことが好ましい。本実施形態によれば、磁場配向を行うために樹脂の量を多くしても、吸水による劣化を抑制することができる。   As a molding method, for a bonded magnet using a thermoplastic resin, injection molding, extrusion molding and the like can be mentioned. When a thermosetting resin is used, compression molding and the like can be mentioned. When using an anisotropic magnetic powder, it is preferable to perform magnetic field orientation. According to the present embodiment, even if the amount of the resin is increased to perform the magnetic field orientation, the deterioration due to water absorption can be suppressed.

以下、実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本実施例での平均粒径の値は、フィッシャーサブシーブサイザーモデル95(フィッシャー社製商品名)により測定して得られる値である。
<実施例1>
(磁性材料の準備)
磁性材料は、異方性のSm−Fe−N系磁性材料(平均粒子径3μm)とする。
(ボンド磁石組成物の作製)
まず、Sm−Fe−N系磁性材料をエチルシリケートおよびシランカップリング剤で表面処理する。表面処理を行ったSm−Fe−N系磁性材料(密度7.66g/cm)を908g、ポリアミド12(密度1.02g/cm)を71g、非磁性粉末としてシリカ(密度2.2g/cm)を22g、ミキサーで混合する。得られた混合粉を、2軸混練機を用いて220℃で混練し、冷却後、適当な大きさに切断しボンド磁石組成物を得る。
Hereinafter, examples will be described, but the present invention is not limited thereto.
The value of the average particle size in this example is a value obtained by measurement using a Fischer sub-sieve sizer model 95 (trade name, manufactured by Fischer).
<Example 1>
(Preparation of magnetic material)
The magnetic material is an anisotropic Sm—Fe—N-based magnetic material (average particle diameter 3 μm).
(Preparation of bonded magnet composition)
First, the Sm-Fe-N-based magnetic material is surface-treated with ethyl silicate and a silane coupling agent. The surface treatment was performed Sm-Fe-N based magnetic material (density 7.66 g / cm 3) to 908 g, polyamide 12 (density 1.02 g / cm 3) of 71 g, the non-magnetic powder as the silica (density 2.2 g / cm 3 ) is mixed with a mixer in an amount of 22 g. The obtained mixed powder is kneaded at 220 ° C. using a biaxial kneader, cooled, and cut into a suitable size to obtain a bonded magnet composition.

(射出成形)
射出成形機のバレルを230℃、金型を90℃に設定する。射出速度100mm/s、射出時間1sで射出成形を行う。その際、キャビティーに9kOeの磁場を印加し、SmFeN粉末を配向させる。成形品の形状は直径10mm、高さ7mmの円柱状で、SmFeN粉末の配向方向は高さ方向である。
(injection molding)
The barrel of the injection molding machine is set at 230 ° C., and the mold is set at 90 ° C. Injection molding is performed at an injection speed of 100 mm / s and an injection time of 1 s. At this time, a magnetic field of 9 kOe is applied to the cavity to orient the SmFeN powder. The shape of the molded product is a column having a diameter of 10 mm and a height of 7 mm, and the orientation direction of the SmFeN powder is the height direction.

<実施例2〜実施例9>
実施例1とのボンド磁石組成物の配合の違いを表1に記載する。尚、実施例8と9に非磁性粉末として使用した炭酸カルシウムとアルミナの密度は、それぞれ2.7g/cmと4.0g/cmで、これを用いてボンド磁石組成物の配合を決定した。それ以外は実施例1と同様の方法で実施例2〜9として、ボンド磁石成形品を作製した。
<Examples 2 to 9>
Table 1 shows the difference in the composition of the bonded magnet composition from that of Example 1. The density of the calcium carbonate and alumina was used as the non-magnetic powder in Example 8 and 9, respectively 2.7 g / cm 3 and 4.0 g / cm 3, determined the formulation of bonded magnet composition using this did. Except for this, a bonded magnet molded product was produced in the same manner as in Example 1 as Examples 2 to 9.

<比較例1〜比較例8>
実施例1とのボンド磁石組成物の配合の違いを表1に記載する。それ以外は実施例1と同様の方法で比較例1〜8のボンド磁石成形品を作製した。
<Comparative Example 1 to Comparative Example 8>
Table 1 shows the difference in the composition of the bonded magnet composition from that of Example 1. Except for that, the bonded magnet molded products of Comparative Examples 1 to 8 were produced in the same manner as in Example 1.

<評価>
(射出圧力)
射出成形工程時の射出圧力である。結果を表1に示す。
<Evaluation>
(Injection pressure)
This is the injection pressure during the injection molding process. Table 1 shows the results.

(PCT)
射出成形工程で得られたボンド磁石を、プレッシャークッカーテスト(PCT)を行う。条件は120℃−2気圧−200hrとした。テスト前後の磁束をフラックスメータで測定し、フラックス変化率を評価した。また、テスト前後の重量を電子天秤で測定し、重量変化率を評価した。結果を表1に示す。
(PCT)
A pressure cooker test (PCT) is performed on the bonded magnet obtained in the injection molding process. The conditions were 120 ° C.-2 atm-200 hr. The magnetic flux before and after the test was measured with a flux meter, and the flux change rate was evaluated. The weight before and after the test was measured with an electronic balance, and the rate of weight change was evaluated. Table 1 shows the results.

Figure 2020057792
Figure 2020057792

(非磁性粉末粒子径の影響)
非磁性粉末の平均粒子径が3μm以下の場合に、フラックス変化率が小さく、重量変化率も小さいことが分かる。これらの結果より、吸水量が多く重量変化率が大きい物が、フラックスの減少が大きいことが分かる。非磁性粉末が0.03μmより小さくなると、射出圧力が大きくなることが分かる。これらの結果を総合して、非磁性粉末平均粒子径は0.1〜3μmが好ましい。
(Effect of non-magnetic powder particle size)
It can be seen that when the average particle diameter of the nonmagnetic powder is 3 μm or less, the flux change rate is small and the weight change rate is also small. From these results, it can be seen that a substance having a large amount of water absorption and a large weight change rate has a large decrease in flux. It can be seen that when the nonmagnetic powder is smaller than 0.03 μm, the injection pressure increases. Taking these results into consideration, the average particle diameter of the nonmagnetic powder is preferably 0.1 to 3 μm.

(非磁性粉末充填量の影響)
非磁性粉末の充填量が2vol%以上の場合に、フラックス変化率が小さく、重量変化率も小さいことが分かる。非磁性粉末が10vol%以上になると、射出圧力が極端に大きくなることが分かる。これらの結果を総合して、非磁性粉末充填量は2〜8vol%が好ましい。
(Effect of non-magnetic powder filling amount)
It can be seen that when the filling amount of the nonmagnetic powder is 2 vol% or more, the flux change rate is small and the weight change rate is also small. It can be seen that when the amount of the nonmagnetic powder is 10 vol% or more, the injection pressure becomes extremely large. On the basis of these results, the non-magnetic powder filling amount is preferably 2 to 8 vol%.

(非磁性粉末の種類)
実施例3と実施例8と実施例9の比較より、非磁性粉末の種類に依らず、非磁性粉末の粒子径が同じであれば、重量変化率とフラックス変化率はほぼ同じであることが分かる。
(Type of non-magnetic powder)
From the comparison between Example 3, Example 8, and Example 9, the weight change rate and the flux change rate are almost the same regardless of the type of the non-magnetic powder, as long as the particle diameter of the non-magnetic powder is the same. I understand.

例えば電動ウォーターポンプや給湯器といった、磁石が水に浸漬されて使用するモータへの希土類ボンド磁石の応用が可能となる。   For example, it is possible to apply a rare-earth bonded magnet to a motor such as an electric water pump or a water heater in which a magnet is used by being immersed in water.

Claims (4)

磁性粉末と樹脂とからなるボンド磁石において、
磁性粉末と非磁性粉末の平均粒子径の比が、磁性粉末:非磁性粉末=1:0.03〜1.00となるように非磁性粉末が添加されてなることを特徴とするボンド磁石。
In a bonded magnet composed of magnetic powder and resin,
A bonded magnet, wherein the nonmagnetic powder is added so that the ratio of the average particle diameter between the magnetic powder and the nonmagnetic powder is magnetic powder: nonmagnetic powder = 1: 0.03 to 1.00.
前記非磁性粉末の添加量が前記ボンド磁石の全体に対して2vol%以上8vol%以下である、請求項1に記載のボンド磁石。   2. The bonded magnet according to claim 1, wherein an addition amount of the nonmagnetic powder is 2 vol% or more and 8 vol% or less with respect to the whole of the bonded magnet. 前記磁性粉末が異方性のSm−Fe−Nである、請求項1または2に記載のボンド磁石。   The bonded magnet according to claim 1, wherein the magnetic powder is anisotropic Sm—Fe—N. 前記樹脂は、ポリアミド12である請求項1〜3のいずれか1項に記載のボンド磁石。   The bonded magnet according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin is polyamide 12.
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