JPH0192272A

JPH0192272A - ポリマーアロイマグネットおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0192272A
Application number: JP62249107A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Shinomura; 篠村　俊彦; Koji Maruyama; 孝司丸山
Original assignee: Inoue MTP KK
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1987-10-03
Filing date: 1987-10-03
Publication date: 1989-04-11

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］本発明は、新規なポリマーアロイマグネットおよびその
製造方法に関する。

このポリマーアロイマグネットは、磁性体材料としてモ
ーター、センサー等に好適に利用できる。

［従来の技術］近年、焼結磁石の代替として、磁性を持たない高分子材
料に磁性粉体を混合させたプラスチック磁石が開発され
ているが、焼結磁石と比較して磁気特性が劣るのが現状
の問題点である。

［発明が解決しようとする問題点コブラスチック磁石においては、一般に、磁性粉体を多量
に充填しかつこれを高配向させなければ十分な磁気特性
を持つ磁性体が得られない。しかしながら、磁性粉体を
高充填すると得られるプラスチック磁石の物性の低下や
成形性の低下が生じ、望ましい特性を有する磁性体が得
られないという問題があった。

本発明の目的は、上記の問題点を解決する新規な磁性体
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］すなわち、本発明のポリマーアロイマグネットは、ポリ
マーＡ、ポリマーＢおよび磁性粉体を含有し、ポリマー
ＡとポリマーＢとの重量比率が２０：８０〜８０：２０
であり、ポリマーＡとポリマーＢとが３次元網状相分離
構造を形成しているポリマーアロイにおいて、ポリマー
Ａ相中の磁性粉体の含有量がＯ〜８０重屋％であり、ポ
リマーＢ相中の導電性充填剤の含有量が、１０〜９８重
量％でかつポリマーＡ相中の磁性粉体の含有量よりも１
０重量％以上大であることを溶融混合する。

また、本発明のポリマーアロイマグネットの製造方法は
、熱可塑性樹脂Ａ２０〜８０重量部と、該樹脂Ａと溶融
混合することにより３次元網状相分離構造を形成するこ
とのできる熱可塑性樹脂８８０〜２０重量部（樹脂Ａと
樹脂Ｂの合計を１００重量部とする）と、磁性粉体１０
〜４０００重Δ部とを溶融混合する工程を有することを
溶融混合する。

［作用］本発明のポリマーアロイマグネットは、ポリマーＡ、ポ
リマーＢおよび磁性粉体を含有し、このポリマーアロイ
マグネットの内部において、ポリマーＡとポリマーＢと
が相分離し、ポリマーＡの相（以下、Ａ相と略称する）
とポリマーＢの相（以下、Ｂ相と略称する）とが３次元
の網状に絡まり合いながら共に連続相をなす構造（３次
元網状相分離構造）を形成している。Ａ相中では磁性粉
体の含有量が少ないのでこの相の磁気特性は低いが、強
度等の物性は良好であり、ポリマーアロイ全体としての
強度等の物性を維持する役割を果している。一方、Ｂ相
は多量の磁性粉体を含有しているため、強度等の物性に
は劣るものの十分な磁気特性を有し、ポリマーアロイ全
体としての磁気特性を優れたものにしている。

本発明において、ポリマーＡおよびポリマーＢとしては
、全ての熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、合成ゴム、天然
ゴム等が使用できる。例えば、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリア
ミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニ
レンオキサイド、メチルペンテンポリマー、ポリビニル
アルコール、ポリアルキレンオキサイド、石油樹脂、ポ
リブテン、ポリイソブチレン、ポリサルホン、ポリエー
テルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ボリアリ
レート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリイミド、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリウ
レタン、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジェンゴム、ＳＢＲ
，ポリイソプレン、クロロブレンゴム、ＮＢＲ、ブチル
ゴム、天然ゴム等が挙げられる。

しかしながら、本発明においては上に例示したポリマー
ＡおよびポリマーＢの全てを、任意の組合せで用いるこ
とができるのではなく、ポリマーＡとポリマーＢとがこ
れらを溶融混合した際に前述した３次元網状相分離構造
を形成する組合せを選択する必要がある。

特定のポリマーＡとポリマーＢとの溶融混合物において
、ポリマーＡとポリマーＢとが相分離し、３次元網状相
分離構造を形成することについては既に公知である。ポ
リマーＡとポリマーＢとが溶融混合により３次元網状相
分離構造を示すポリマーの組合せを選択する方法として
は、例えば以下の方法が例示されろ。

ポリマー８５０重量部とポリマー８５０重量部を、これ
らのいずれか高い方の溶融温度よりも２０〜５０℃高い
温度で両ポリマーが溶融した後１０分間溶溶融金し、次
いで熱プレスにてこれらのいずれか高い方の溶融温度よ
りも５０℃高い温度で１０分間予熱し、１０分間加圧し
て、厚み１闘のシートを形成する。このシートをポリマ
ーＡおよびポリマーＢの一方に対して良溶媒で他方に対
して貧溶媒である溶媒中に浸漬し、充分な攪拌下で２時
間抽出を行なう。この時の抽出量が３０重量％以上であ
り、かつシートがその形状を保持している場合には、ポ
リマーＡとポリマーＢは溶融混合により３次元網状相分
離構造を形成する組合せと判定される。

本発明において使用するのに適したポリマーＡとポリマ
ーＢの組合せの具体例を、下記の第１表に示す。

第１表（その１）第１表（その２）本発明発明で使用される磁性粉体としては、特に制限さ
れるものではなく、例えばフェライト磁性粉体（Ｍｏ−
ｎＦｅｚＯ５：　ＭはＢａ％Ｓｒｓ　Ｐｂ−Ｍｎｓ　Ｎ
ｉ５Ｚｎ、　Ｍｇ、　Ｃｄの１種または２種以上を表わ
し、ｎは４．５〜６．２の数を表わす）、希土類コバル
ト磁性粉体Ｏｌ＋ｃｏｍ　：　ＲはＳｍ、　Ｐｒ、　Ｙ
　、　Ｌａ、　Ｃｅ等の希土類元素の１種または２種以
上を表わし、ｋおよびｍは、それぞれ１および５または
２および１７の整数を表わす）、希土類・鉄・ボロン磁
性粉体（Ｒ−Ｆｅ−Ｂ　：ＲはＳｍ、　Ｐｒ、　Ｙ　、
　Ｌａ、　Ｎｄ、　Ｃｅ等の希土類元素の１種または２
種以上を表わす）、アルニコ磁性粉体、センダスト磁性
粉体、パーマロイ磁性粉体、マンガン・ビスマス磁性粉
体等が挙げられ、その１種以上が用いられる。磁性粉体
は平均粒径が０．ＱＩＪＩＩ１１〜１ｍｎ＋程度のもの
が適当である。

またＡ相とＢ相に含まれる磁性粉体は必ずしも同一のも
のでなくても良い。

本発明のポリマーアロイマグネットにおいては、ポリマ
ーＡとポリマーＢの３次元網状相分離構造の各相の網状
部の太さは、１００人〜１ｍｍ程度であるのが適当であ
る。

ポリマーＡとポリマーＢの組成割合は、重量比率で２０
：８０〜８０：２０の範囲とされる。この範囲を外れて
一方のポリマーが過剰であると、望ましい３次元網状相
分離構造が形成されず、機械的特性や成形性が不十分と
なったり、あるいは磁気特性が低いものしか得られない
。

本発明のポリマーアロイマグネットにおけるＡ相は、前
述したようにポリマーアロイ全体としての強度等の物性
を維持する役割を果しているので、磁性粉体の含有量は
できるだけ少ないことが好ましく、０〜８０重量％の範
囲であり、望ましくは０〜５０重量％の範囲とされる。

一方、Ｂ相はポリマーアロイの磁気特性を支配する役割
を果すので、多量の磁性粉体を含有していることが望ま
しく、磁性粉体の含有量は１０〜９８重景％の範囲とさ
れる。

また、Ｂ相中の磁性粉体の含有量は、Ａ相中の磁性粉体
の含有ユよりも少なくとも１０重世％以上多くされる。

Ａ相とＢ相の磁性粉体の含有量の差が１０重量％未満で
は、３次元網状相分離構造の特性を利用した本発明のポ
リマーアロイマグネットの優れた特性が発揮できない。

本発明のポリマーアロイマグネットは以下のような方法
により製造される。

溶融混合することにより３次元網状相分離構造を示すポ
リマーＡとポリマーＢの組合せを選択し、まずポリマー
Ｂに予め所定量の磁性粉体を溶融混合し、ペレット化ま
たは粉砕したコンパウンドを形成し、次いでこのコンパ
ウンドとポリマーＡを溶融混合する。この場合、Ｂ相に
混合されていた磁性粉体の一部はＡ相へ移行するが、そ
の移行量を調整することにより、ポリマーＢ相に多く含
有された構造のポリマーアロイマグネットが得られる。

磁性粉体のＢ相からＡ相への移行量を調整するには、ポ
リマーと磁性粉体との親和性に差のある組合せを選定し
たり、あるいは溶融混合条件を調整すればよい。磁性粉
体のポリマーに対する親和性を変化させる方法としては
、例えば磁性粉体を界面活性剤で処理する方法や、磁性
粉体の表面をグラフト重合処理する方法が例示される。

また、本発明のポリマーアロイマグネットの他の製造方
法として、ポリマーＡ、ポリマーＢおよび磁性粉体を同
時に溶融混合する方法もある。各ポリマーおよび磁性粉
体の組合せを適切に選定すれば、これらの親和性の差に
より、Ａ相中よりもＢ相中に磁性粉体が多く含有された
ポリマーアロイマグネットが形成され、所望の特性を有
するものを得ることもできる。しかし、通常は、先に述
べた２段階混線法によるのが望ましい。

本発明に用いる溶融混合方法としては、ニーダー、バン
バリーミキサ−、ロール、押出機、２軸押出機等による
方法が挙げられる。また、射出成形機、押出成形機、中
空成形機等により混線と成形を同時に実施できる場合も
ある。

混線物をクラッシャー粉砕物、ベレット等の形状にした
後、射出成形機、押出成形機、中空成形機等により成形
することもできる。

ただし、良好な磁気特性を有するポリマーアロイマグネ
ットを得るためには、溶融したポリマーアロイに、磁性
粉体を配向させるに十分な磁場を加え、磁性粉体を磁気
的に良好な配向状態にて保持しつつポリマーアロイを固
化させる必要がある。

このようにして製造されたポリマーアロイマグネット中
のＡ相とＢ相の磁性粉体の量は、例えば次のようにして
定量できる。

ポリマーＡまたはポリマーＢのいずれか一方のみを溶解
し、磁性粉体を溶解しない溶剤にポリマーアロイを浸漬
し、一方のポリマー相を溶解し、そのサスペンション中
の磁性粉体を濾過法、遠心分離法等により分離し、定量
することができる。

また、ポリマーアロイを液体窒素中で充分冷却し、破壊
し、その破断面を走査型電子顕微鏡で観察することによ
り、Ａ相中とＢ相中の導電性充填剤■を定量することも
できる。また、超薄切片法による透過電子顕微鏡法によ
り定量することもできる。

本発明のポリマーアロイマグネットには、必要に応じて
安定剤、可塑剤、滑剤、界面活性剤、着色剤、加硫剤、
加硫促進剤、老化防止剤、充填剤等の各種添加剤を配合
することができる。また、磁性粉体も必要に応じて酸化
防止剤、表面改質剤等で処理することもできる。

［実施例］以下、実施例にしたがい、本発明をさらに詳細に説明す
るが本発明はこれらに限定されるものではない。

比較例１ナイロン１２　（ＬＩ６４０　、ダイセル化学■製）　
２０重量部とＳｒ−フェライト磁性粉（平均粒径１．２
μｍ）８０重量部を、ニーダ−で２２０〜２５０’Ｃで
メルトさせた後、１０分間混練した。得られたコンパウ
ンドを２６０℃で磁場（１５ＫＯｅ）下にて圧縮成形し
て、５０ｍｍＸ　５０ｍｍＸ　３ｍｍｔの試験片を作成
した。

得られた試験片の磁気特性の測定結果を第２表に示した
。

比較例２ポリブチレンテレフタレート（固有粘度＝１．１０．２
５℃のフェノール／テトラクロ口エタンー１／１の混合
溶媒中で測定）２０重量部とＳｍＣｏ５磁性粉（平均粒
径５．０μｍ）８０重量部を、ニーダ−で２４０〜２７
０℃でメルトさせた後、１０分間混練した。得られたコ
ンパウンドを２８０℃で比較例１と同様な磁場条件にて
圧縮成形して試験片を作成した。

得られた試験片の磁気特性の測定結果を第２表に示した
。

実施例１エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＭＩ＝３０、酢酸ビ
ニル含有量２５重量％）２７重量部とストロンチウムフ
ェライト（平均粒径１．３　ＩＪｍ）　９００重量部を
単軸押出機にて溶融混合（１６０〜２００℃）して得た
ベレットをポリエチレン（密度０．９２、Ｊ＝８）７３
重量部と再度単軸押出機にて溶融混合（２００〜２５０
°Ｃ）してベレットを得、これを磁場（１５にＯｅ　）
下にてプレス（２００℃）成形して、５０ｍｍＸ　５０
ｍｍＸ３ｍｍｔの試験片を作成した。

この試験片中のＡ相（ポリエチレン相）およびＢ相（エ
チレン−酢酸ビニルコポリマー）中の磁性粉体の含有量
を走査型電子顕微鏡で定量すると、第２表に示されるよ
うに幾分Ａ相中へも移行しているがＢ相中に多量に留っ
ていることが判明した。また、得られた試験片の磁気特
性を第２表に示した。

実施例２ポリエチレングリコール（ＰＥＧ　６０００Ｐ　、三洋
化成（株）製）３８重量部とストロンチウムフェライト
（平均粒径１．２戸）３５０重旦重景ニーダ−にて溶融
混合（１００〜１５０℃）し、クラッシャー粉砕して得
たコンパウンドと、ナイロン１２　（Ｌ１６４０、ダイ
セル化学■製）６２重量部とをニーダ−にて溶融混合（
２００〜２５０℃）したものを、実施例１と同様な磁場
条件下でプレス（２５０℃）成形して、試験片を作成し
た。

得られた試験片の各相中の磁性粉体の含有率および磁気
特性の測定結果を第２表に示した。

実施例３ポリブチレンテレフタレート（比較例２で使用したもの
と同一のもの）６０重量部、ポリエチレンオキサイド（
平均分子量２５０万〜３００万）４０重量部およびＳｍ
Ｃｏ５磁性粉（平均粒径４．５μｍ、ゴールドシュミッ
ト社製、ＴＥＧＯＭＡＧ　）　２００重量部を２軸押出
機にて同時に溶融混合（２４０〜２７０℃）して得たベ
レットを、実施例１と同様な磁場条件下にてプレス（２
７０℃）成形して試験片を作成した。

実施例４ポリスチレン（ＭＩ＝３．９　）　６８重量部とＳｍＣ
ｏ５磁性粉（平均粒径４．８　ｇｍ）　３５０重量部を
ニーダ−にて溶融混合（２３０〜２６０℃）し、クラッ
シャー粉砕して得たコンパウンドとナイロン６（アミラ
ンＣＭＩＯＩＩ、東しく株）製）３２重量部をニーダ−
にて溶融混合（２３０〜２５０℃）し、実施例１と同様
な磁場条件下でプレス（２６０℃）成形して、試験片を
作成した。

実施例５ナイロン６（アミランＣＭＩＯＩＩ、東し側製）５３重
量部とＳｍ２ＣＯ１７磁性粉（平均粒径３０ｐｍ）　１
３００重量部をニーダ−にて溶融混合（２３０〜２６０
℃）し、クラッシャー粉砕して得たコンパウンドとナイ
ロン６６（アミランＣＭ３０１１、東し■製）４７重量
部をニーダーにて溶融混合（２５０〜２７０℃）し、実
施例１と同様な磁場条件下でプレス（２７０°Ｃ）成形
して、試験片を作成した。

第２表から、実施例１〜５は比較例１〜２と比べ磁気特
性の向上が認められた。

［発明の効果］以上より明らかなように、本発明により優れた機械的物
性および磁気特性を有するポリマーアロイマグネットを
提供することができ、その工業的価値は極めて大なるも
のである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリマーＡ、ポリマーＢおよび磁性粉体を含有し
、ポリマーＡとポリマーＢとの重量比率が２０：８０〜
８０：２０であり、ポリマーＡとポリマーＢとが３次元
網状相分離構造を形成しているポリマーアロイにおいて
、ポリマーＡ相中の磁性粉体の含有量が０〜８０重量％
であり、ポリマーＢ相中の磁性粉体の含有量が１０〜９
８重量％でかつポリマーＡ相中の磁性粉体の含有量より
も１０重量％以上大であることを特徴とするポリマーア
ロイマグネット。
（２）熱可塑性樹脂Ａ２０〜８０重量部と、該樹脂Ａと
溶融混合することにより３次元網状相分離構造を形成す
ることのできる熱可塑性樹脂Ｂ８０〜２０重量部（樹脂
Ａと樹脂Ｂの合計を１００重量部とする）と、磁性粉体
１０〜４０００重量部とを溶融混合する工程を有するこ
とを特徴とするポリマーアロイマグネットの製造方法。
（３）熱可塑性樹脂Ｂと磁性粉体とを溶融混合し、次い
でこの混合物と熱可塑性樹脂Ａとを溶融混合する特許請
求の範囲第２項記載の製造方法。