JP4389672B2 - ボンド磁石用組成物およびボンド磁石 - Google Patents
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Description
これらのボンド磁石が使用された製品は、その用途に応じて100℃以上の高温に晒されたり、逆に−35℃以下の低温に晒されたり、さらには高温の状態と低温の状態とに交互に晒される場合があるため、このような温度差が大きい状況下でボンド磁石の使用安定性を評価するために、ヒートサイクル試験や、ヒートショック試験を行っている。ボンド磁石を他の部品(主にヨーク材)と一体成形した製品、あるいは張り合わせた製品などについて、上記試験を実施すると、熱膨張率の違いから生じる歪みや、樹脂バインダーの劣化などによって、ボンド磁石が割れたり、他の部品から剥離したりすることがあり、問題となっていた。
芳香族ジカルボン酸の1種以上から選ばれるジカルボン酸残基、R4は、炭素数20〜48のダイマー酸を主成分とする重合脂肪酸およびこの誘導体から選ばれる重合脂肪酸残基を表し、mは0〜70の整数、nは1〜150の整数、xは1〜100の整数である。)。
磁性粉(A)としては、従来からボンド磁石に用いられている磁性粉を用いることができるが、本発明では、希土類元素と遷移金属元素を含有する希土類−遷移金属系磁性材料粉末を使用することが好ましい。
遷移金属元素では、これ以外にCr、V又はCuのいずれかを含有してもよい。特に好ましい希土類元素は、Nd又はSmのいずれか、遷移金属元素は、Fe又はCoのいずれかである。
本発明においては、Nd−Fe−Bなどの希土類−鉄−ほう素系磁性粉末と、Sm−Fe−Nなどの希土類−鉄−窒素系磁性粉末とを組み合せて用いると、磁気特性の面で得られる効果が大きい。
本発明に用いる樹脂バインダー(B)は、一般式(1)で示される骨格を繰り返し単位とする重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体(B−1)であるか、又はこのブロック共重合体(B−1)、若しくはそのオリゴマーに一般式(2)で示されるポリエーテルエステルを共重合させた重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体(B−2)のいずれかである。
一般式(1)
特に、重合性、重合脂肪酸との共重合性及び得られるポリアミド共重合体の物性などの点から、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸及びこれらの混合物が好ましい。
添加して得られるポリオレフィングリコールや水添ポリブタジエングリコール等を挙げることができる。
また、重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体としては、富士化成工業株式会社製、「TPAE8」、同「TPAE10・C」、同「TPAE10・HP」、同「TPAE12」などが挙げられる。
酸価が2.8を超えると、ポリアミド共重合体に含まれる遊離酸の量が多いので、混練トルクが大きくなり組成物の流動性が低下するので好ましくない。
本発明のボンド磁石用組成物は、(1)上記磁性粉を融点が150〜500℃の金属化合物又は燐酸化合物により被覆するか、(2)カップリング剤で被覆した後、(3)樹脂バインダーを混合し、磁性粉を分散することにより製造される。
本発明の表面処理方法としては、事前に融点が150〜500℃の金属化合物又は燐酸化合物により、磁性粉に表面処理するか、磁性粉とカップリング剤で処理する。あるいは、燐酸化合物により、磁性粉に表面処理した後、さらに磁性粉をカップリング剤で処理を行う。
金属化合物としては、亜鉛(Zn)のようにそれ自身が反応後または未反応後にZn含有皮膜を形成し、かつ希土類−遷移金属系磁性粉の表面に実質的に均一に被覆しうるものであり、具体的には、Zn、錫(Sn)、インジウム(In)、鉛(Pb)などが挙げられる。
燐酸化合物としては、それ自身が反応後または未反応後に燐酸塩を形成し、かつ希土類−遷移金属系磁性粉の表面に被覆されることが重要となる。これらの条件を満足させることが可能な表面被覆用材料としては、一般に市販されている燐酸、燐酸溶液、燐酸塩溶液、これらの混合物等、および/または燐酸塩系表面処理剤を使用できる。燐酸化合物には、燐酸をはじめ、亜燐酸、次亜燐酸、ピロ燐酸、直鎖状のポリ燐酸、環状のメタ燐酸が含まれる。燐酸系表面処理剤としては、たとえば、燐酸系、燐酸マンガン系、燐酸亜鉛系、燐酸水素ナトリウム系、燐酸カルシウム系、有機燐酸エステル系などの有機燐酸化合物などがある。これらの燐酸化合物は、単独もしくは二種類以上で用いることが出来る。
また、燐酸アンモニウム、燐酸アンモニウムマグネシウムなど、更には磁性粉末表面でホパイト、フォスフォフェライト等を形成する燐酸亜鉛系、ショルツァイト、フォスフォフィライト、ホパイト等を形成する燐酸亜鉛カルシウム系、マンガンヒューリオライト、鉄ヒューリオライト等を形成する燐酸マンガン系、ストレンナイト、ヘマタイト等からなる燐酸鉄系などの被膜を形成する化合物が挙げられる。上記の燐酸化合物は、通常、キレート剤、中和剤等と混合して処理剤とされる。
金属化合物又は燐酸塩で被覆された磁性粉は、さらにカップリング剤によって被覆することができる。
本発明においては、上記の磁性粉にシラン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤の少なくとも一種を用いて表面処理を施す。この表面処理により磁性粉末の表面が被覆されることにより、高充填時の溶融流動性をより効果的に向上させることができる。
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、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、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などがある。これらの中では、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、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が特に好ましい。なお、これらのチタネートカップリング剤は、単独もしくは混合して用いることが出来る。
本発明の表面処理方法としては、金属化合物又は燐酸化合物による表面処理工程を設けて磁性粉に被覆処理を施すか、磁性粉とカップリング剤で処理し、その後、樹脂バインダーとを混合することが好ましい。
最後に、上記の方法により表面処理された磁性粉は、樹脂バインダーに混合し、分散させる。
本発明のボンド磁石用組成物を得る場合は、必要により、下記のような添加剤、充填材を配合した後、このボンド磁石用組成物を溶融混練すれば良く、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール、ニーダールーダー、単軸押出機、二軸押出機等の混練機などを使用して行う。
本発明のボンド磁石用組成物は、磁性粉、重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体および/または重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体で構成されるものであるが、これらに加えて、添加剤として滑剤や安定剤などを使用すると、さらに組成物の加熱流動性が向上し成形性や磁気特性が向上する。
さらに、本発明のボンド磁石用組成物には、マイカなどのクレイやウィスカあるいはタルク、炭素繊維、ガラス繊維など補強効果の大きな充填剤を本発明の目的を妨げない範囲で適宜添加することができる。すなわち、ボンド磁石に要求される磁気特性が比較的低く、上記磁性粉の充填量が比較的少ない場合には、ボンド磁石の機械強度が低くなりやすく、このような場合には機械強度を補うためにマイカやウィスカなどの充填剤を添加して、ボンド磁石の機械強度を補うことができる。
これらの充填剤の種類や配合量は、特に制限されるものではなく、要求されるボンド磁石の特性に応じて適宜選択すればよい。
このボンド磁石用組成物を射出成形、圧縮成形、押出成形、圧延成形、或いはトランスファー成形等で成形することによって、磁気特性、形状自由度のみならず、耐錆特性、機械的強度、柔軟性、耐熱性などにも優れた本発明のボンド磁石が得られる。
磁性粉
・磁粉1、Sm−Fe−N系(住友金属鉱山(株)製)「商品名:SFN磁粉B」
平均粒径:2.7μm 結晶構造:Th2Zn17型
磁粉2−1、等方性Nd−Fe−B系(マグネクエンチインターナショナル製)「商品名:MQP−B」、異方性磁場:70kOe、粒径100μm以下の粒径を33%含有。
・磁粉2−2、異方性Nd−Fe−B系(住友特殊金属(株)製)「商品名:HDDR−B」。平均粒径:69μm
・磁粉2−3、異方性Nd−Fe−B系(愛知製鋼(株)製)「商品名:MFP−12」。平均粒径:109μm
・磁粉3、Srフェライト系(戸田工業(株)製、商品名:FAN−800)
・磁粉4、Srフェライト系(戸田工業(株)製、商品名:MA−951)
燐酸表面処理剤
・85%オルト燐酸水溶液(商品名:りん酸、(関東化学(株)製))
カップリング剤
・シランカップリング剤(ビニルトリエトキシシラン、商品名:A−151 日本ユニカー(株)製)
・チタネートカップリング剤(イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、商品名:KRTTS 味の素(株)製)
・重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体A
オレイン酸、リノール酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサメチレンジアミンとを原料として窒素雰囲気下、190℃で反応させたポリアミドオリゴマーに、ポリオキシテトラメチレングリコール、アゼライン酸を添加し、均一になるように攪拌しながら、270℃で重合させた。融点172℃、結晶化温度158℃、MI値(230℃、21.2Nの荷重で測定)が300g/10min.である(ポリエーテルエステルアミド骨格):(重合脂肪酸系ポリアミド骨格)=60:40、数平均分子量約10,000の重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Aが得られた。JIS K7162に基づいて評価した、この樹脂バインダーの引張降伏応力は17MPa(降伏ひずみ14%)、引張破壊応力は40MPa(破壊時呼びひずみ540%)であった。また、酸価は1.7であった。
・重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体B
ポリアミドオリゴマーに対するポリオキシテトラメチレングリコールと、アゼライン酸の
配合比を変えた以外は、重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Aと同様にして、融点153℃、結晶化温度122℃、230℃21.2Nの荷重で測定したMI値1600g/10min.である(ポリエーテルエステルアミド骨格):(重合脂肪酸系ポリアミド骨格)=80:20、数平均分子量約6,000の重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Bが得られた。JIS K7162に基づいて評価した引張降伏応力は11MPa(降伏ひずみ14%)、引張破壊応力は19MPa(破壊時呼びひずみ486%)であった。また、酸価は2.3であった。
・重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体C(商品名:TPAE−8 富士化成工業(株)製、数平均分子量約12,000)。JIS K7162に基づいて評価した引張降伏応力は8.5MPa(降伏ひずみ75%)、引張破壊応力は36MPa(破壊時呼びひずみ900%)であった。また、酸価は2.8であった。
・重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体D
オレイン酸、リノール酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサメチレンジアミンとを原料として、ステアリン酸とともに攪拌しながら、窒素雰囲気下、250℃で反応させることにより、融点175℃、結晶化温度131℃、230℃21.2Nの荷重で測定したMI値710g/10min.、数平均分子量約10,000である重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体Dが得られた。JIS K7162に基づいて評価した引張降伏応力は17MPa(降伏ひずみ19%)、引張破壊応力は38MPa(破壊時呼びひずみ500%)であった。また、酸価は1.2であった。
・重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体E(商品名:PA−30L 富士化成工業(株)製、数平均分子量約17,000)。JIS K7162に基づいて評価した引張降伏応力は45MPa(降伏ひずみ10%)、引張破壊応力は50MPa(破壊時呼びひずみ473%)であった。また、酸価は3.2であった。
・重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体F(商品名:PA−50R 富士化成工業(株)製、数平均分子量約5,000)。JIS K7162に基づいて評価した引張降伏応力は20MPa(降伏ひずみ15%)、引張破壊応力は34MPa(破壊時呼びひずみ300%)であった。また、酸価は3.2であった。
・重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体G(商品名:TPAE−10C 富士化成工業(株)製、数平均分子量約12,000)。JIS K7162に基づいて評価した引張降伏応力は12MPa(降伏ひずみ50%)、引張破壊応力は51MPa(破壊時呼びひずみ760%)であった。また、酸価は3.1であった。
・重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体H(商品名:PA−260 富士化成工業(株)製、数平均分子量約15,000)。JIS K7162に基づいて評価した引張降伏応力は21MPa(降伏ひずみ27%)、引張破壊応力は62MPa(破壊時呼びひずみ520%)であった。また、酸価は3.2であった。
なお、酸価は、トルエン:ノルマルブタノール=2:1とした溶剤に重合脂肪酸系ポリ(エーテル)エステルアミドブロック共重合体の試料を溶解し、フェノールフタレイン指示薬溶液を加えた上で0.1mol/Lの水酸化カリウムメチルアルコール溶液で滴定して求めた。
・ナイロン12B(商品名:A1709P ダイセルデグサ社製、数平均分子量約13,000)、引張降伏応力41MPa、引張破壊応力49MPa。
・ナイロン12C(商品名:P3012U 宇部興産(株)製、数平均分子量約13,000)、引張降伏応力50MPa。
・ナイロン6−12(商品名:7115U 宇部興産(株)製、数平均分子量約12,000)、引張降伏応力20MPa、引張破壊応力27MPa。
・ナイロン6(商品名:P1010 宇部興産(株)製、数平均分子量約15,000)、引張降伏応力75MPa、引張破壊応力65MPa。
・組成分析
磁性粉の成分であるSmとPをICP発光分析法で、Nは抵抗加熱−赤外吸収法で、OとHは抵抗加熱−伝導率法で測定した。
・平均粒径
(株)日本レーザー製のHELOS&RODOSで測定した50%粒子径を平均粒径とした。
・表面皮膜厚さ
磁性粉を熱硬化性樹脂と混合して硬化させた後、FIB加工して薄片試料を作製した。透過型電子顕微鏡で磁性粉の断面観察を行い、磁性粉の表面に形成されている燐酸塩被膜の均一性を確認すると共に厚みを求めた。
・組成物流動性評価
JIS K7210に従って、φ2.1mm、長さ8mmのオリフィスを用いてシリンダー温度250℃、荷重21.6kgfで測定した。
・引張試験(−35℃)
ASTM D638に規定される形状(L:175mm、W:13mm{ツカミ部:19.5mm}、T:3mm)に射出成形し、得られた成形試験片を用い、ASTM D638に規定される引張試験に供した。
・磁気特性評価
ボンド磁石成形体を7mm方向に3350kA/mのパルス磁界で着磁後、チオフィー型自記磁束計により、試料の磁気特性(保磁力、磁化、角型性)を常温で測定し、最大エネルギー積を求めた。
Sm−Fe−N系磁性粉1の100重量部に対して、1重量部のシランカップリング剤(ビニルトリエトキシシラン、商品名:A−151 日本ユニカー(株)製)を有機溶媒系で希釈した後、これと上記磁性粉とをプラネタリーミキサー中で40rpm、30min混合攪拌して均一な混合物にした後、最大130℃まで徐々に温度を上げて攪拌しながら十分反応させ、さらにこの状態で乾燥させて、磁性粉に表面処理を施した。
このようにして得られたSm−Fe−N系磁性粉90重量部、重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Aを5重量部、及び重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Bを5重量部混合し、ラボプラストミルを用い、250℃に加熱しながら、50rpmの回転数で30分間混練することによって、ボンド磁石用組成物を得た。混練後に取り出した組成物は、空冷し、得られた組成物をプラスチック粉砕機により粉砕して成形用ペレットとした。
上記のようにして得られた成形用ペレットを用いて、シリンダー温度:200〜250℃(金型温度:80〜120℃)で7mm方向に560kA/mの配向磁場をかけながら、磁気特性評価用試験片(φ:10×7mmh)とASTM D638に規定される形状の引張試験片に射出成形した。この試験片を用い、ASTM D638に規定される引張試験(−35℃)に供し、引張り強さ、破断伸び、弾性率を測定した。
このボンド磁石の磁気特性を測定したところ、表1に示す結果が得られた。
樹脂バインダーを、重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体Dを7重量部、および重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Cを3重量部混合した以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
樹脂バインダーを、ナイロン12A(商品名:3014U 宇部興産(株)製)8重量部、ヒドロキシステアリン酸アマイド(商品名:ダイヤミッド KH 日本化成(株)製)2重量部とした以外は実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
樹脂バインダーを、ナイロン12B(商品名:A1709P ダイセルデグサ社製)8重量部、ヒドロキシステアリン酸アマイド(商品名:ダイヤミッド KH 日本化成(株)製)2重量部とした以外は実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
樹脂バインダーを、ナイロン6−12(商品名:7115U 宇部興産(株)製)8重量部、ヒドロキシステアリン酸アマイド(商品名:ダイヤミッド KH 日本化成(株)製)2重量部とした以外は実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
原料磁粉として、実施例1に用いたSm−Fe−N系磁性粉1と、Srフェライト粉末磁粉3(商品名:FAN−800 戸田工業(株)製)とを50:50で混合したハイブリッドボンド磁石用磁性粉を用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例3の磁性粉と、実施例2の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例3の磁性粉と、比較例1の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例3の磁性粉と、比較例2の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例3の磁性粉と、比較例3の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
容器内部を窒素で置換した媒体攪拌ミルを用い、等方性Nd−Fe−B系磁性粉2−1(商品名:MQP−B マグネクエンチ社製)1kgを1.5kgのイソプロパノール中、回転数200rpmで粉砕し、磁性粉を作製した。ここで粉砕前に、燐酸を85%オルト燐酸水溶液として磁性粉1kgあたり0.30molだけ粉砕溶媒に添加している。粉砕後、磁性粉を真空中120°Cで乾燥させた。この磁性粉を用い、またカップリング剤には、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート(商品名:KRTTS 味の素(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製した。シリンダー温度:200〜250℃(金型温度:80〜120℃)で配向磁場をかけずに、磁気特性評価用試験片(φ:10×7mmh)と、ASTM D638に規定される形状の引張試験片に射出成形した。その後、得られたボンド磁石を評価した。
実施例5の磁性粉(表面処理済みのもの)と、実施例2の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例5の磁性粉と、比較例1の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例5の磁性粉と、比較例2の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例5の磁性粉と、比較例3の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し(無配向成形)、評価した。
実施例5のNd−Fe−B系磁性粉に燐酸を添加せずに粉砕し、実施例5と同様の表面処理を施し、射出成形した以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例7の磁性粉と、実施例2の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にカップリング剤で表面処理し、配向磁場をかけずに射出成形し、ボンド磁石を作製して、その特性を評価した。
実施例7の磁性粉と、比較例1の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例7の磁性粉と、比較例2の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例7の磁性粉と、比較例3の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
Srフェライト粉末磁粉4(商品名:MA−951 戸田工業(株)製)を磁性粉に用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
参考例1の磁性粉と、実施例2の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
参考例1の磁性粉と、比較例1の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
参考例1の磁性粉と、比較例2の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
参考例1の磁性粉と、比較例3の樹脂バインダーを用いた以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
樹脂バインダーを、重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体Dを10重量部とした以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例1の磁性粉を用い、樹脂バインダーをナイロン12C(P3012U 宇部興産(株)製)5.7重量部、酸化防止剤(商品名:IRGANOX MD 1024 チバ・スペシャルティケミカルズ(株)製)2.9重量部、重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Cを1.4重量部とした以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例1の磁性粉を用い、樹脂バインダーをナイロン12C(商品名:P3012U 宇部興産(株)製)5.7重量部、酸化防止剤(商品名:IRGANOX MD 1024 チバ・スペシャルティケミカルズ(株)製)2.9重量部、重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体(商品名:PA−30L 富士化成工業(株)製)1.4重量部とした以外は実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例1の磁性粉を用い、樹脂バインダーをナイロン6(商品名:P1010 宇部興産(株)製)14.8重量部、酸化防止剤(商品名:IRGANOX MD 1024 チバ・スペシャルティケミカルズ(株)製)0.5重量部、重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Cを0.5重量部とした以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
実施例1の磁性粉を用い、樹脂バインダーをナイロン6(商品名:P1010 宇部興産(株)製)14.8重量部、酸化防止剤(商品名:IRGANOX MD 1024 チバ・スペシャルティケミカルズ(株)製)0.5重量部、重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体(商品名:PA−30L 富士化成工業(株)製)0.5重量部とした以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
原料磁粉として、実施例1で用いたSm−Fe−N系磁性粉1(90重量部)を用い、樹脂バインダーとして重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体F(商品名:PA−50R 富士化成工業(株)製)10重量部とした以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。この結果を表7に示す。
原料磁粉として、実施例1に用いたSm−Fe−N系磁性粉1(90重量部)を用い、樹脂バインダーとして重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体G(商品名:TPAE−10C 富士化成工業(株)製)10重量部とした以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。この結果を表7に示す。
原料磁粉として、実施例1に用いたSm−Fe−N系磁性粉1(90重量部)を用い、樹脂バインダーとして重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体H(商品名:PA−260 富士化成工業(株)製)10重量部とした以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。この結果を表7に示す。
(実施例10)
Sm−Fe−N系磁性粉1と、異方性Nd−Fe−B系磁粉2−2(商品名:HDDR−B 住友特殊金属(株)製)とを40:60で混合したハイブリッドボンド磁石用磁性粉100重量部に対して、0.5重量部のシランカップリング剤で表面処理し、得られたハイブリッドボンド磁石用磁性粉93重量部と、重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体D(7重量部)を200℃で混練し、さらに配向磁界を1600kA/mとした以外は、実施例1と同様にボンド磁石を作製し、評価した。
(実施例11)
磁粉2−2の代わりに磁粉2−3(商品名:MFP−12 愛知製鋼(株)製)を用い、実施例10と同様にしてシランカップリング剤で表面処理したハイブリッドボンド磁石用磁性粉を用意した。このハイブリッド磁石用磁性粉を95重量部、樹脂バインダーとして重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体A3重量部,重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体B2重量部を実施例10と同様にして混合・混練しボンド磁石を作製し、評価した。
(実施例12)
実施例10のハイブリッド磁石用磁性粉を95.5重量部,樹脂バインダーとして重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体D4.5重量部とした以外は,実施例10と同様にしてボンド磁石を作製し、評価した。
(実施例13)
Sm−Fe−N系磁性粉と異方性Nd−Fe−B系磁粉2−2(商品名:HDDR−B 住友特殊金属(株)製)の混合比を30:70とし,得られたハイブリッドボンド磁石用磁性粉を95重量部,重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体Dを5重量部とした以外は,実施例10と同様にしてボンド磁石を作製し、評価した。
(実施例14)
Sm−Fe−N系磁性粉と異方性Nd−Fe−B系磁粉2−2(商品名:HDDR−B 住友特殊金属(株)製)の混合比を50:50とし,得られたハイブリッドボンド磁石用磁性粉を95重量部,樹脂バインダーとして重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体Cを1.5重量部,重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体Dを3.5重量部とした以外は,実施例10と同様にしてボンド磁石を作製し、評価した。
(比較例20)
樹脂バインダーを,ナイロン12Aを4重量部,ヒドロキシステアリン酸アマイド1重量部とした以外は実施例11と同様にしてボンド磁石を作製し、評価した。
(比較例21)
樹脂バインダーを,ナイロン6−12を3.6重量部,ヒドロキシステアリン酸アマイド0.9重量部とした以外は実施例12と同様にしてボンド磁石を作製し、評価した。
(比較例22)
樹脂バインダーを,ナイロン12Bを4重量部,ヒドロキシステアリン酸アマイド1重量部とした以外は実施例14と同様にしてボンド磁石を作製し、評価した。
図1に示す直径Dcが20mmのコア3と、直径Doが48mm、高さHが14mmのキャビティ2を有する金型1に、外径Diで、内径Dcが20mm、高さHが14mmの鉄製リング4を挿入し、これらによって構成される空間に実施例1で得たボンド磁石用組成物を1点サイドゲートから射出成形することによって、図2に示す鉄製リング4を一体成形した外周48mm、高さ14mm、肉厚が(Do−Di)/2mmのボンド磁石10を製造した。このとき、金型温度は35℃、ノズル温度は245℃に設定した。鉄製リングの外径Diを47mmから38mmまで4通りに変えて一体成形し、得られたボンド磁石10個をヒートサイクル試験にかけて、割れが発生した個数を確認した。ヒートサイクル試験条件は、80℃で1時間保持と−30℃で1時間保持とし、切り替わり時間1時間、サイクル数50回とした。Do=48mmとして、(Do−Di)/2Doを計算し、その結果を表9に示す。
実施例4で得られたボンド磁石用組成物を用いた以外は実施例15と同様にして、一体成形ボンド磁石のヒートサイクル試験を行った。結果を表10に示す。
実施例5で得られたボンド磁石用組成物を用いた以外は実施例15と同様にして、一体成形ボンド磁石のヒートサイクル試験を行った。結果を表11に示す。
実施例9で得られたボンド磁石用組成物を用いた以外は実施例15と同様にして、一体成形ボンド磁石のヒートサイクル試験を行った。結果を表12に示す。なお、Di=43mmの一体成形ボンド磁石については、さらに試験を継続し、ヒートサイクル回数を200回まで行った後の割れ個数が2個だった。
比較例2で得られたボンド磁石用組成物を用いた以外は実施例15と同様にして、一体成形ボンド磁石のヒートサイクル試験を行った。結果を表14に示す。Di=47、46、43mmの一体成形磁石については、射出成形後室温で1時間以内に10個すべてが割れてしまい、ヒートサイクル試験にかけることすらできなかった。
比較例6で得られたボンド磁石用組成物を用いた以外は実施例15と同様にして、一体成形ボンド磁石のヒートサイクル試験を行った。結果を表15に示す。Di=47、46mmの一体成形ボンド磁石については、射出成形後室温で1時間以内に10個すべてが割れてしまい、ヒートサイクル試験にかけることすらできなかった。
金型エアベントを通してキャビティ内を−0.07MPaに減圧後に射出成形した以外は、実施例13と同様にして一体成形ボンド磁石を製造し、そのヒートサイクル試験を行った。結果を表16に示す。なお、Di=43mmの一体成形磁石については、さらに試験を継続し、ヒートサイクル回数を200回まで行ったが、その後の割れ個数は0個だった。
2 キャビティ
3 コア
4 鋼製リング
10 ボンド磁石
Claims (12)
- 希土類−遷移金属系磁性粉(A)を樹脂バインダー(B)に混合し分散させたボンド磁石用組成物において、
樹脂バインダー(B)は、重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体および/または重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体からなり、引張降伏応力が17MPa以下で、かつ引張破壊応力が40MPa以下であり、該樹脂バインダー(B)は、希土類−遷移金属系磁性粉(A)100重量部に対して1〜20重量部配合するすることを特徴とするボンド磁石用組成物。 - 希土類−遷移金属系磁性粉(A)は、希土類(Nd又はSm)と遷移金属(Fe及び/又はCo)を含有することを特徴とする請求項1に記載のボンド磁石用組成物。
- 希土類−遷移金属系磁性粉(A)は、平均粒径が1〜10μmであることを特徴とする請求項1に記載のボンド磁石用組成物。
- 希土類−遷移金属系磁性粉(A)とともに、さらにフェライト磁石粉を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のボンド磁石用組成物。
- 重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体は、下記の一般式(1)で示される骨格を繰り返し単位とする重合脂肪酸系ポリアミド骨格(a)と、一般式(2)で示されるポリエーテルエステルアミド骨格(b)を含有することを特徴とする請求項1に記載のボンド磁石用組成物。
一般式(1)
(式中、R1〜R4、m、n、xは前記と同じである。)
一般式(2)
(式中、R5は、炭素数4〜60のポリオキシアルキレングリコール又はジヒドロキシ炭化水素残基であり、R6は、炭素数6〜22の脂肪族又は芳香族ジカルボン酸の1種以上から選ばれるジカルボン酸残基および又は炭素数20〜48のダイマー酸を主成分とする重合脂肪酸およびこの誘導体の1種以上から選ばれる重合脂肪酸残基を表し、qは1〜20の整数である。) - 重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体は、重合脂肪酸系ポリアミド骨格(a)とポリエーテルエステル骨格(b)の共重合比(a):(b)が、10:90〜90:10であることを特徴とする請求項1又は6に記載のボンド磁石用組成物。
- 重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体または重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体は、酸価が2.8以下であることを特徴とする請求項1、5又は6に記載のボンド磁石用組成物。
- 重合脂肪酸系ポリアミドブロック共重合体または重合脂肪酸系ポリエーテルエステルアミドブロック共重合体は、数平均分子量が6000〜12000であることを特徴とする請求項1、5又は6に記載のボンド磁石用組成物。
- −35℃での破断伸び(ASTM D638に規定する引張試験)が1%以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のボンド磁石用組成物。
- 請求項1〜10のいずれかに記載のボンド磁石用組成物を、射出成形、圧縮成形又は押出成形のいずれかにより成形してなるボンド磁石。
- 請求項1〜11のいずれかに記載のボンド磁石用組成物を、射出成形、圧縮成形又は押出成形のいずれかにより他の金属材料および/または無機材料部品と一体成形してなるボンド磁石。
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