JP6248529B2 - ボンド磁石用樹脂組成物及びそれを用いたボンド磁石 - Google Patents
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Description
本発明は、高温環境に長時間さらされても、強度低下が小さいボンド磁石用樹脂組成物及びそれを用いたボンド磁石を提供することを目的とする。
(希土類磁性粉末)
希土類磁性粉末としては、Sm−Co系、Nd−Fe−B系、Sm−Fe−N系等を使用することができる。これらの磁性粉末の中から少なくとも1種類を使用し、2種類以上を混合使用しても良い。希土類系磁性粉末は表面の活性が高く、高温環境下では樹脂を劣化させる原因となるラジカルが大量に発生する。そのため樹脂の劣化が問題となり、酸化防止剤の役割が重要になる。Sm−Fe−N系磁性粉末を使用した場合、他の希土類系磁性粉末に比べて樹脂の劣化が小さい。Sm−Fe−N系磁性粉末は、形状が球形に近く他の磁性粉末に比べて角が少ない。そのため、磁性粉末が樹脂を物理的に傷付けることが少なく、好ましい。
熱可塑性樹脂としては、特に制限は無く、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、アクリル樹脂などが挙げられる。その中でもポリアミド、特にポリアミド12を使用することが好ましい。ポリアミド12は、比較的低融点で、吸水率が低く、結晶性樹脂であるため成形性が良い。また、これらを適宜混合して使用することも可能である。
磁性粉末、熱可塑性樹脂及びリン酸系酸化防止剤を、ヘンシェルミキサーや万能ミキサー等を用いて混合する。熱可塑性エラストマーを添加する場合も、熱可塑性エラストマーを加えて同様に混合する。
さらに混合粉を単軸混練機、二軸混練機等の混練機に投入し、ボンド磁石組成物(コンパウンド)を得る。
このようにして得られたボンド磁石組成物を成形する。成形方法は特に限定されず、射出成形、圧縮成形、押出成形、圧延成形などを適用することができる。異方性の磁性粉末を用いる場合はボンド磁石組成物内部の磁粉が整列するように、機械配向もしくは磁場配向を行うことが好ましい。
<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。
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9000g、ポリアミド12を
990g、リン系酸化防止剤50gを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。
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。成形品の形状は10×80×4の板状である。
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と同様の方法で実施例2〜4、10〜14、実施例19、20、22、参考例1〜9として、ボンド磁石成形品を作製した。つまり、表面処理を行ったSm−Fe−N系磁性材料9000gを用いる点は実施例1と同様である。
実施例1とのボンド磁石組成物の配合の違いを表2に記載する。それ以外は実施例1と同様の方法で比較例1〜22のボンド磁石成形品を作製した。比較例についても、表面処理を行ったSm−Fe−N系磁性材料9000gを用いている。
成形品の耐熱試験は次の方法で行った。成形品を120℃大気雰囲気のオーブンに入れる。500hr後に成形品をオーブンから取り出して、アイゾッド衝撃強度を測定する。オーブン投入前のアイゾッド衝撃強度をIZOD 0hr、オーブンに500hr投入後のアイゾッド衝撃強度をIZOD 500hrと表現する。アイゾッド衝撃強度の保持率、IZOD保持率は次の式により求める。
IZOD保持率=(IZOD 500hr)/(IZOD 0hr)×100
酸化防止剤の種類を変更した実施例1〜4、参考例1〜4及び比較例1〜8について、図1に示す。図1は酸化防止剤別のIZOD保持率を示したものである。なお、比較例1は酸化防止剤を含有していない。
図3は、熱可塑性樹脂:熱可塑性エラストマー=10:0の場合の酸化防止剤の量とIZOD保持率とIZOD 0hrを示すグラフであり実施例1、10、参考例5及び比較例1、9、10をプロットしたものである。図4は熱可塑性樹脂:熱可塑性エラストマー=7:3の場合の酸化防止剤の量とIZOD保持率とIZOD 0hrを示すグラフであり、実施例11、21、22及び比較例11、21、22をプロットしたものである。
図5は、熱可塑性エラストマー添加量とIZOD保持率及びIZOD 0hrを示すグラフであり、実施例1、11、19、20及び比較例19、20をプロットしたものである。図5より、熱可塑性樹脂:熱可塑性エラストマー=90:10よりも熱可塑性エラストマーが少ないと、IZOD 0hrの値が小さいことが分かる。これはエラストマーの量が少なすぎて強度向上の効果が現れていないと考えられる。IZOD保持率はエラストマーの量によらない。
Claims (8)
- 希土類磁性粉末と熱可塑性樹脂と酸化防止剤とを含むボンド磁石組成物において、
前記酸化防止剤は、実質的にリン系酸化防止剤のみからなることを特徴とするボンド磁石用組成物であって、
前記リン系酸化防止剤の添加配合量は、前記ボンド磁石用組成物中の0.2乃至2.0wt%であり、
前記リン系酸化防止剤は、分子中にペンタエリスリトールジホスファイトを持つリン系酸化防止剤であるボンド磁石用組成物。 - さらに熱可塑性エラストマーを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。
- 前記熱可塑性樹脂と前記熱可塑性エラストマーの重量比率が、熱可塑性樹脂:熱可塑性エラストマー=90:10乃至50:50であることを特徴とする請求項2に記載のボンド磁石用組成物。
- 前記熱可塑性エラストマーがポリアミド系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項2又は3に記載のボンド磁石用組成物。
- 前記リン系酸化防止剤の添加配合量は、前記ボンド磁石用組成物中の0.5乃至2.0wt%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のボンド磁石用組成物。
- 前記希土類磁性粉末は、Sm−Fe−N系磁性粉末であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のボンド磁石用組成物。
- 前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド12であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のボンド磁石用組成物。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のボンド磁石用組成物を用いたボンド磁石。
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