JP3129423B2 - 合成樹脂磁石用組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、合成樹脂磁石成形品において成形品中に生
ずる中空ボイドを微細化、分散化することにより、衝撃
強度、曲げ強度などの強度特性を向上させるとともに、
磁力の均一性を向上させることができる合成樹脂磁石用
組成物に関するものである。

［従来の技術］ フェライト磁性体粉末、特にアニーリングなどの手段
により異方化処理された、いわゆる異方性フェライト磁
性体粉末と熱可塑性樹脂とからなる樹脂ボンド磁石は、
その軽量性と共に加工性の良さ、或は欠け難いという靭
性の良さから焼結フェライト磁石に代り多くの用途に用
いられるようになった。このような樹脂ボンド磁石の成
形法としては射出成形法や押出成形法などが周知であ
る。

粉砕工程を経て製造されたフェライト磁性体粉末には
結晶のひずみや欠陥が存在し、それが障害となって磁場
印加時における磁極配向が不十分になるため強い磁石が
得られないが、異方化処理されたフェライト磁性体粉末
では結晶のひずみや欠陥が除去され、強い磁場印加の下
で配向率が高まり高い磁力が得られるので、高磁力を必
要とする樹脂ボンド磁石の製造に広く用いられている。

異方化処理としては、粉砕工程を経て製造されたフェ
ライト磁性体粉末を高温下で長時間保持するアニーリン
グ処理が一般的に用いられている。

しかしながら、異方化処理されたフェライト磁性体粉
末を用いた従来の樹脂ボンド磁石、特に厚肉成形品にお
いては成形体の内部に強度低下や磁力不均一の原因とな
りうる大きさの空隙、即ち中空ボイドがしばしば発生す
る。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、異方化処理されたフェライト磁性体粉末を
用いた樹脂ボンド磁石の成形時に発生する中空ボイドを
微細化、分散化させることにより衝撃強度や曲げ強度な
どの強度特性を向上させると共に、磁力の均一性を向上
させることができる合成樹脂磁石用組成物を提供するこ
とを目的とする。

ロ．発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明に係る合成樹脂磁石用組成物は、異方化処理さ
れたフェライト磁性体粉末30〜99重量％及び異方化処理
されていないフェライト磁性体粉末70〜１重量％とより
なる混合粉末を100重量部中60〜95重量部、熱可塑性樹
脂を100重量部中40〜５重量部の比率で含有することを
特徴とする。

本発明者らは、異方化処理されたフェライト磁性体粉
末を用いた樹脂ボンド磁石の製造時における中空ボイド
の発生について詳細な検討を行った結果、次のような知
見を得た。

（１）中空ボイドはゲートシール後の成形品中の樹脂の
体積収縮時には外周部が先に冷却、固化するが成形品内
部はまだ高温で可塑化状態のため、内部が固化する時点
で収縮緩和のために強度、磁力に影響を及ぼす大きさの
空隙、即ち中空ボイドが数ケ所にわたり発生する。

（２）保圧を高くする或は保圧時間を長くする、ゲー
ト、スプルー径を太くする等の成形条件での対応では中
空ボイドの微細化に効果はない。

（３）滑剤の添加、或は表面処理剤の種類を換えて流動
性を向上させた材料を用いても中空ボイドの微細化に効
果はない。

以上の知見により本発明者らは中空ボイドの発生は、
異方化処理されたフェライト磁性体粉末の表面特性によ
るものではないかと推定した。

即ちアニーリングなどにより異方化処理されたフェラ
イト磁性体粉末は、結晶のひずみや欠陥が除去されてい
るので、その結果、磁場印加の下で配向率が高まり高い
磁力が得られる。

しかしながらその表面の完全さ故に、分解ガス等の気
体成分発生時に発生核として作用せず、このため少数で
はあるが、強度、磁力に影響を及ぼす大きさの中空ボイ
ドが発生する。

一方異方化処理されていないフェライト磁性体粉末の
場合には、粒子表面に存在する欠陥や多孔性のため、丁
度沸騰石の作用と類似した分解ガス成分発生時の発生核
としての働きを示し、このため微細化した中空ボイドを
形成するものと考えられる。

異方化処理されたフェライト磁性体粉末に異方化処理
されていないフェライト磁性体粉末を混合して用いる本
発明によれば、製品中に存在する中空ボイドが微細化す
ることにより破壊の応力集中点としての作用が小さくな
り、曲げ強度、衝撃強度などの強度特性が向上し、また
大きなボイドが存在しないため成形品表面における磁力
の乱れも改善される。特に結晶性樹脂を用いた厚肉成形
品の物性改良に大きな効果を示す。

本発明で用いられる異方化処理されたフェライト磁性
体粉末としては、高磁力の合成樹脂磁石製造用として従
来から広く用いられているアニーリングされたSr系フェ
ライト磁性体粉末はもとより、その他の手段により製造
されたものであっても、結晶のひずみや欠陥が除去さ
れ、磁場印加の下で磁極が配向し易くなっているもので
あればいずれも使用できる。

本発明における異方化処理をされていないフェライト
磁性体粉末とは、アニーリングのような異方化処理をさ
れていないフェライト磁性体粉末、すなわち粉砕のみを
行った磁性体粉末、例えば等方性のBa系フェライト磁性
体粉末を言う。

かかる異方化処理されていないフェライト磁性体粉末
の粒度は、異方化処理されたフェライト磁性体粉末の粒
度と同程度、又はそれ以下であれば良い。

異方化処理されたフェライト磁性体粉末と異方化処理
されていないフェライト磁性体粉末との混合比率は、前
者が30〜99重量％、後者が70〜１重量％とする。

異方化処理されていないフェライト磁性体粉末が１重
量未満であると中空ボイドの微細化効果が殆ど期待でき
ない。一方上限については、中空ボイドを微細化、分散
化及び曲げ強度、衝撃強度の向上と言う本発明の目的に
関しては多いほどよいが、それに伴って合成磁石成形品
の磁力が低下することを考慮すれば、最大で70重量％、
好ましくは50重量％以下にするのが良い。

また異方化処理されたフェライト磁性体粉末と異方化
処理されていないフェライト磁性体粉末との混合粉末
と、熱可塑性樹脂との配合比率は、前者が100重量部中6
0〜95重量部、後者が100重量部中40〜50重量部とする。

熱可塑性樹脂の比率が40重量部以上であると磁力の低
下が大きく、一方５重量部未満であると流動性の低下が
著しくなり良好な成形体が得られない。

熱可塑性樹脂としてはポリアミド−６、66、12などの
ポリアミド樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニルなどのエチレン系重合体樹脂、エチレン−エ
チルアクリレート、エチレン−ビニルアセテートなどの
エチレン共重合体樹脂、ポリフェニレンサルファイド、
フッ素樹脂などの既に知られているものが使用でき、こ
れら樹脂をそれぞれ単独で使用することもできるし、２
種以上組合せて用いることも出来る。

合成樹脂磁石用組成物の製造に当っては通常磁性体粉
末を表面処理した後熱可塑性樹脂をブレンドするが、磁
性体粉末の表面処理剤としてはアミノシラン系、ウレイ
ドシラン系などのシラン系カップリング剤、チタン系カ
ップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などが用
いられる。

本発明組成物の製法は、異方化処理されたフェライト
磁性体粉末と異方化処理されていないフェライト磁性体
粉末を上記の比率で予め混合し、これに表面処理剤によ
る表面処理を行ったのち、熱可塑性樹脂を上記の比率で
ブレンドし、混練押出機を用いて溶融混合するのが良
い。またニーダーを用いて混練することもできる。

具体的には回転刃ミキサー、Ｖブレンダー、リボンブ
レンダーを用い、異方化処理されたフェライト磁性体粉
末と異方化処理されていないフェライト磁性体粉末とを
混合し、表面処理剤で処理したのち熱可塑性樹脂の好ま
しくは粉末をドライブレンドにより混合し、これを混練
押出機のホッパーに投入し加熱溶融、混合して造粒す
る。或はドライブレンドしたものをニーダーに入れて加
熱溶融混練し、混練物をカッティングまたは粉砕して造
粒しても良い。

また異方化処理されたフェライト磁性体粉末と異方化
処理されていないフェライト磁性体粉末とをそれぞれ別
個に熱可塑性樹脂とブレンドし、造粒、ペレット化して
おき、このペレット同士をブレンド比が、異方化処理さ
れたフェライト磁性体粉末30〜99重量％、異方化処理さ
れていないフェライト磁性体粉末70〜１重量％、好まし
くは異方化処理されたフェライト磁性体粉末が50〜99重
量％、異方化処理されていないフェライト磁性体粉末が
50〜１重量％となるようにブレンドしても良い。

上記した方法により得られた樹脂磁石用組成物の成形
方法は、ペレット状或は粉砕体を造粒した組成物を加熱
溶融した状態で射出、押出、プレス等の各種成形方法に
て成形するに際し磁場印加して目的とする製品に着磁す
る。印加する磁場の強さは3,000エルステッド以上であ
れば良い。以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限される
ものではない。

［実施例１〜４］ 第１表に示す配合処分に従って、異方化処理されたフ
ェライト磁性体粉末として日本弁柄工業（株）製の異方
性SrフェライトOP−71（商品名）を用い、異方化処理さ
れていないフェライト磁性体粉末として同社製の等方性
BaフェライトDNP−Ｓ（商品名）を用いて、両者を回転
刃ミキサー内に所定量投入し、室温にてミキサーを回転
させながら表面処理剤をメチルアルコールと水の1:1
（重量比の混合溶液で50wt％としたものを所定量添加し
た。

５分間ミキサーを回転させた後ミキサー内を約100℃
に昇温し、メチルアルコール等の揮発性成分を除去し
た。次いで所定量のポリアミド−６を投入し先に調製し
た表面処理済の磁性体粉末混合物と再び回転刃ミキサー
にて均一に混合した。このようにして得られた粉体混合
物を連続型一軸混練機により250℃で溶融混練し、押出
したストランドをカッティングしてペレット化した。

次にこのペレットを用い10mmφ、長さ250mmの円柱状
成形体を成形し、最大曲げ荷重、衝撃強度及び成形品を
縦割りにして中空ボイドの最大径、中央部10cm長さにお
ける中空ボイド数を測定した。なお最大曲げ荷重は200m
mスパン、クロスヘッドスピード10mm/min、３点曲げに
て評価し、衝撃強度はｎ＝５でコンクリート製台の上に
2.0mm厚のリノリウム製の敷板を置いたところへ、成形
体の長手方向を試験台と平行にし落下させ、10cm刻みで
落下衝撃破壊を生ずる最低の高さを衝撃強度値とした。

また磁力特性値であるBHmaxのテストピースは10,000
エルステッド（Oe）の印加磁場中に射出、成形した。テ
ストピースの形状は20mmφ、厚さ10mmであった。このテ
ストピースを用い理研電子社製BHトレーサーを用いBHma
xを測定した。

各種の測定結果を第１表に示す。

［比較例１］ 異方化処理されたフェライト磁性体粉末（実施例で使
用した異方性SrフェライトOP−71）のみを使用したこと
以外は第１表の配合処分に従って実施例１〜４で述べた
と同じ条件で合成樹脂磁石組成物を製造し、各種の評価
用テストピースを成形したのち物性を測定した。得られ
た測定結果を第１表に示す。

異方化処理されたフェライト磁性体粉末のみを使用し
た比較例１においては最大5.4mmの中空ボイドが発生し
ているのに対し、各実施例ではいずれも中空ボイドが微
細化して分散し、比較例１では最大曲げ荷重が80Kg、衝
撃強度が30cmであったものが、各実施例ではいずれもこ
れを上回る値を示している。

これは製品中に存在する中空ボイドが微細化すること
により破壊の応力集中点としての作用が小さくなり、最
大曲げ荷重、衝撃強度などの強度特性が向上し、また中
空ボイドの微細化により磁力の均一性の向上を期待で
き、特に結晶性樹脂を用いた厚肉成形品の物性改良に大
きな効果を示すものと考えられる。

ハ．発明の効果 異方化処理されたフェライト磁性体粉末を用いた樹脂
ボンド磁石の成形時に発生する中空ボイドを微細化、分
散化させることにより、衝撃強度、曲げ強度などの強度
特性を向上させると共に、磁力の均一性を向上させるこ
とができる合成樹脂磁石用組成物が得られる。

フロントページの続き (72)発明者 大橋 隆 神奈川県横浜市戸塚区上矢部町710―３ ―403 (56)参考文献 特開 昭61−59705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−287003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−45007（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異方化処理されたフェライト磁性体粉末30
   〜99重量％及び異方化処理されていないフェライト磁性
   体粉末70〜１重量％とよりなる混合粉末を100重量部中6
   0〜95重量部、熱可塑性樹脂を100重量部中40〜５重量部
   の比率で含有することを特徴とする合成樹脂磁石用組成
   物。