JPH01165103A - 機械強度および磁気特性に優れたプラスチック磁石材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、射出成形等通常のプラスチック成形法が利
用でき、特に機械強度及び磁気特性に優れたプラスチッ
ク磁石材料に関するものである。

（従来の技術） 電気機器等に用いられる永久磁石材料としては、従来か
らフエライ）ｍ石、希土類磁石等が知られている。これ
らは主に成形後焼結を行うことによって製造されるが、
焼結時の収縮が大きいことから、焼結後寸法精度を上げ
るために研磨等の後加工が必要とされ、その結果コスト
の上昇を招いていた。

しかも焼結体は一般にもろ′く、また複雑な形状のもの
が得難いところにも問題を残していた。

そこでかかる焼結磁石の欠点を補なうものとして、近年
、プラスチック磁石が注目をあびている。

このプラスチック磁石は、焼結磁石と比較して、ｊ）割
れや欠けが生じにくい、 ｉｉ）低比重であるため軽量化が可能である、１ｉｉ）
Ｆｌ肉・複雑形状のものが得られ、また成形収縮率が小
さいことか゛ら、寸法精度のよい成形品が得られるため
、後加工が不要である、ｉｖ）他の部品との一体成形が
可能で工程の省力化が可能である、 ■）射出成形等の方法を用いれば非常に量産性が高い というような多くの特長をそなえている。

（発明が解決しようとする問題点） このようにプラスチック磁石は様々な利点を持つ反面、
磁粉に対し、樹脂を結合剤としているために機械強度に
劣り、たとえば曲げ強度は強いものでも１５　ｋｇ　／
　ｍｍ　”程度にすぎない。

プラスチックの強化法としては、ガラス繊維、カーボン
繊維等の補強剤を用いることが知られているが、プラス
チック磁石においてこのようにして強度の向上を図った
ものは、確かに強度は著しく改善されるけれども、磁性
材料の占める容積比率が低下するため、所望の磁気特性
が得られないという欠点があった。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、磁気
特性および機械強度ともに優れたプラスチック磁石を提
案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） まずこの発明の解明経緯について説明する。

従来、樹脂の補強剤として用いられているガラス繊維、
炭素繊維に換えて、磁性材料と樹脂との複合体において
は長さ１ｍｍ以上の線状磁性材料を用いることが知られ
ている（特開昭５７−４９２０８号公報）。

通常、これらの複合体に用いられる磁性材料は、機械的
に粉砕された粉末状のものであるが、これらには形状の
異方性すなわち長さと径の比（アスペクト比）の大きい
粒子がほとんど存在しないため、上記のような線状の磁
性材料を用いて、磁性材料の占める容積比率を低下させ
ることなく強度を改善しようとする試みがなされている
。

しかしながらプラスチック磁石において、主に磁性材料
を安価な六方晶フェライト粒子とした場合、線状にされ
た磁性材料も磁石材料でなければならず、たとえば鉄線
、ピアノ線などの軟質磁性材料を用いた場合には、磁石
特性を表す最大エネルギー積（ＢＨ）　ｍａｘの向上は
ない。また硬質磁性材料においても線状化できるような
金属磁性材料は六方晶フェライトに比べて高価であり、
また磁気特性的にもたとえばアルニコなどのような金属
磁性材料は残留磁束密度が高く、保持力が低いのに対し
、六方晶フェライトは残留磁束密度が低く保持力が高い
といったように両者で性質が異なり、従ってこの場合に
も（ＢＨ）　ｍａｘの向上は望み得ない。

従って六方晶フェライト粉末を用いる場合は、補強剤と
しても六方晶フェライトが望まれるわけであるが、従来
、線状の六方晶フェライトを製作することは工業上極め
て困難であったため、これが補強剤として用いられたこ
とはなかった。

ところで近年、磁気記録用として六方晶フェライトが注
目をあびているが、最近に至り特開昭６１−２７５１３
０号公報に開示されているように、針状の六方晶フェラ
イト粒子が得られるようになった。

そこでこの針状の粒子を補強剤として用いたところ、六
方晶フェライトを用いたプラスチック材ｆ１における磁
気特性及び機械強度の改善につき、望外の成果が得られ
たのである。

この発明は、上述の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、六方晶フェライト磁粉と樹脂とか
らなる磁石材料中に、１〜１０ｗｔχの範囲において針
状六方晶フェライトを含有させたことから成る機械強度
および磁気特性に優れたプラスチック磁石材料である。

以下この発明を具体的に説明する。

この発明で使用する針状六方晶フェライト磁粉について
は、その製造法はとくに特定されるものではないが、た
とえば特開昭６１−２７５１３０号公報に開示されてい
る方法により得ることができる。この針状の磁性粉を、
磁粉と樹脂との複合体中に存在させて補強効果を発現さ
せるためには、磁気特性的な観点から、この針状粒子の
長さは０．０５〜５μｍ程度とすることが望ましい。と
いうのは０．０５μｍより小さくなると強磁性が弱くな
り、一方５μｍを超えると保磁力が小さくなってしまう
からである。さらにアスペクト比も、より効果的な補強
効果を出すためには、５以上とすることが望ましい。

また同時に使用する残余六方晶フェライト磁粉について
は、通常の粉砕機たとえば振動ボールミルあるいはアト
ライターなどにより粉砕されたものを用いればよく、平
均粒径は０．０５〜２μｍ程度とするのが好ましい。

というのは０．０５μｍより小さいと強磁性が弱くなり
、一方２μｍより大きくなると保磁力が低下してしまう
からである。

ところで針状六方晶フェライト磁粉は、通常の粉砕法に
よる六方晶フェライト磁粉に比べて製造コストがはるか
に高いため、プラスチック磁石の磁性を担う部分として
よりも補強のために加えるという使用法が適していて、
この針状磁粉の含有率は補強効果を具現するためにはプ
ラスチック磁石全量に対し、１ｗｔ％以上とすることが
肝要である。というのはこれより少ないと補強効果が現
われないからである。なおコスト面からは４０ｗｔχ程
度までが好適であるが１０ｗｔ％以下であるほうが望ま
しい。

また磁粉全量としては８０〜９３ｗｔ％が望ましい。

というのはこれより少ないと磁力が低くなり、−方これ
より多いと成形性が悪くなるからである。

さらに樹脂については、とくに限定されるものではない
が、射出成形等の加工法が可能な熱可塑性樹脂を用いる
ことが好ましく、なかでも比較的樹脂単独での強度が高
くまた溶融粘度も低いポリアミド樹脂が好適である。

なお有機金属化合物などのカップリング剤で磁粉を表面
処理することも、磁粉と樹脂との接着性を上げさらには
機械強度を上げるという点で有効である。

（実施例） 実施例１ アトライターにより粉砕した平均粒径１．２μｍの六方
晶ストロンチウムフェライト磁粉６９６０ｇと、長さ２
．０μｍ、直径０．２μｍの針状六方晶ストロンチウム
フェライト磁粉８０ｇ及び６−ナイロン９６０ｇを、ヘ
ンシェルミキサで１０分間撹拌混合し、この混合物を６
−ナイロンの融点以上の温度に加熱した２軸押用機（ダ
イス温度２４０°Ｃ）で混練して３　ｍｍ程度の長さに
ペレット化した。ついでこれを１５ｋＯｅの磁界中で射
出成形し、得られた成形体の磁気特性をＪＩＳ　２５０
１に従い測定した。また機械強度も、ＡＳＴＭ　Ｄ−６
３０、Ｅｌ−７９０に従って測定した。

得られた結果を表１に示す。

実施例２ アトライターにより粉砕した平均粒径０．９μｍの六方
晶ストロンチウムフェライト磁粉６６４０ｇと、長さ２
．０μｍ、直径０．２μｍの針状六方晶ストロンチウム
フェライト磁粉４００ｇを用いた他は実施例１と同様に
して得たプラスチック磁石の磁気および機械的特性につ
いての調査結果を表１に示す。

実施例３ アトライターにより粉砕した平均粒径１．５μｍの六方
晶ストロンチウムフェライト磁粉６２４０ｇと、長さ１
．０μｍ、直径０．２μｍの針状六方晶フェライト磁粉
８００ｇを用いた他は実施例１と同様にして得たプラス
チック磁石の磁気および機械的特性についての調査結果
を表１に示す。

実施例４ アトライターで粉砕した平均粒径１．２μｍの六方晶ス
トロンチウムフェライト磁粉６９６０ｇと、長さ２．０
μｍ、直径０．２μｍの針状六方晶ストロンチウムフェ
ライト磁粉８０ｇにγ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン４０ｇを添加し、ヘンシェルミキサーで５分間撹拌
混合した後、さらに６−ナイロン９２０ｇを添加して５
分間撹拌混合し、その後は実施例１として同様にして得
たプラスチック磁石についての調査結果を表１に示す。

実施例５ アトライターにより粉砕した平均粒径１．２μｍの六方
晶バリウムフェライト磁粉６６４０ｇと、長さ２．０μ
ｍ、直径０．１　μｍの針状六方晶ハリうムフェライト
磁粉４００ｇ及び６−ナイロン９６０ｇを用いた他は実
施例１と同様にして得たプラスチック磁石についての調
査結果を表１に示す。

実施例６ アトライターにより粉砕した平均粒径１．２μｍの六方
晶ストロンチウムフェライト磁粉６６４０ｇと、長さ２
．０μｍ、直径０．１　μｍの針状六方晶バリウムフェ
ライト磁粉４００ｇ及び６−ナイロン９６０ｇを用いた
他は実施例１と同様にして得たプラスチック磁石につい
ての調査結果を表１に示す。

比較例１ 針状六方晶ストロンチウムフェライト磁粉を用いず、ア
トライターにより粉砕した平均粒径１．２μｍの六方晶
ストロンチウムフェライト磁粉７０４０ｇと６−ナイロ
ン９６０ｇを用いた他は実施例１と同様にしてプラスチ
ック磁石を製造した。

かくして得られた製品の磁気および機械的特性について
の調査結果を表１に示す。

比較例２ 針状六方晶ストロンチウムフェライト磁粉を用いず、長
さ２００μｍ、直径５μｍのガラス繊維チョップ２００
ｇを用い、アトライターにより粉砕した平均粒径１．２
μｍの六方晶ストロンチウムフェライト磁粉６８４０ｇ
を用いた他は実施例１と同様にして得たプラスチック磁
石についての調査結果を表１に示す。

比較例３ 針状六方晶ストロンチウムフェライト磁粉を用いず、長
さ１　ｍｍ、直径０．３　ｍｍのピアノ線チョップ４０
０　ｇを用い、アトライターで粉砕した平均粒径１．２
μｍのストロンチウムフェライト磁粉６６４０ｇを用い
た他は実施例１と同様にして得たプラスチック磁石につ
いての調査結果を表１に示す。

表１より明らかなように、この発明に従うプラスチック
磁石はいずれも、機械強度に富むだけでなく、磁気特性
にも優れている。

これに対し、針状磁粉を含まない比較例１は、磁気特性
は良好であったが、機械強度に劣っていた。また補強材
として針状磁粉を用いずガラス繊維やピアノ線チップを
用いた比較例２および３はそれぞれ、機械強度は良好で
あったものの、磁気特性に劣っていた。

（発明の効果） かくしてこの発明に従い、補強剤として従来の非磁性で
あるガラス繊維や炭素繊維に換えて磁性材料である針状
六方晶フェライトを用いることにより機械強度に優れか
つ磁気特性にも優れたプラスチック磁石を得ることがで
きる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．六方晶フェライト磁粉と樹脂とからなる磁石材料中
   に、１〜１０ｗｔ％の範囲において針状六方晶フェライ
   トを含有させたことを特徴とする機械強度および磁気特
   性に優れたプラスチック磁石材料。