JPH04178463A - 樹脂磁石組成物 - 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〉 本発明は、樹脂磁石に関する。

〈従来の技術及びその問題点〉 近年、磁石の分野では従来の焼結磁石の成形性及び脆弱
性を改良するため、磁性粉と樹脂とを混合した樹脂磁石
が現れてきている。

樹脂磁石は使用する樹脂によりゴム磁石とプラスチック
磁石に分けられる。ゴム磁石は苛とう性があり、衝撃に
強く任意の形状に成形でき、かつ薄物の製造も可能であ
り、その特徴を生かして直流モーター、発電機等の電気
機器の分野、ガスケット、ステッカ−１文房具等の分野
で使用されている。一方、プラスチック磁石は、バイン
ダーにナイロン、ＰＰＳ等のエンジニア−リングプラス
チックを用い、耐熱性、機械物性及び寸法精度、複雑形
状化等の加工性に優れていることからモーター、スピー
カー、アクチュエーター等に使用されている。

しかし、ゴム磁石、プラスチック磁石共に、磁性粉を有
機高分子マトリックス中に均一に高充填させることにと
もなう以下のような問題点を有している。つまり、樹脂
を添加することにより磁性粉の密度が下がること及び磁
性粉と樹脂の濡れが合わないために分散性が悪く、成形
時に粘度が上昇し、流動性が悪くなること及び不均一に
なること、更に磁気特性が低下すること等の問題があり
、改善が留液れている。

これらの欠点を補う試みとしてステアリン酸をはじめ各
種表面処理剤を使用する試みが数多くなされている。

〈本発明の解決しようとする課題〉 本発明が解決しようとする課題は、磁性粉を高分子マト
リックス中に高充填する際に流動性等の加工性を向上さ
せること及び磁気特性を向上させることである。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは上記問題点を解法するため、チタンオリゴ
マーと有機酸エステルを配合してなる樹脂磁石が、磁性
粉末の凝集防止、流動性を改善しうろことを見いだし、
本発明を完成させた。即ち本発明は、 チタンオリゴマーＩＭＪＩｔ部に対して有機酸エステル
０，５〜５０重量部配合してなる表面改質剤０゜０１〜
１０重量％を用いて表面処理された磁性粉１００ｊｉｉ
ｆｉ部と樹脂４．１〜４２重量部配合してなる樹脂磁石
組成物。

である。

以下、本発明に関してより詳細に説明する。

本発明中のチタンオリゴマーは、エステル交換触媒活性
があれば基本的には限定されない１例えば特開平１−２
０３４７０に見られるチタンアシレートポリマーを挙げ
ることができるが、疎水基を持たないものであってもよ
く、またアルコキシ基の様な加水分解性の基がなくとも
よい、また側鎖にスルホン酸残基、リン酸エステル残基
を持つようなものでも差し支えない、このようなチタン
ポリマーまたはチタンオリゴマーとしては、以下のよう
なものを挙げることができる。

等のリニアー型、 等のラダー型 等の環状型、また分子構造中に を有する高縮合型等を挙げることができる。

（但し、ＸはＯＨまたは／及びアルコキシ基または／及
びアシレート基または／及びスルホン酸残基または／及
びリン酸エステル残基または／及びビロリン酸エステル
残基を表す。） また本発明中の有機酸エステルは、有機酸残基が疎水性
を持つものが好ましく、さらにはアルコール残基が低分
子であるものが好適である。このような有機酸エステル
の有機酸残基は、例えば脂肪酸残基の場合なら、イソス
テアリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン
酸、ラウリン酸、デカン酸、オクタン酸、オレイン酸、
リノール酸等を挙げることができるが、中でも疎水性付
与の点からイソステアリン酸が好適である。スルホン酸
、リン酸、ビロリン酸残基の場合も、脂肪酸残基の場合
と同様の炭素数のアルキル基をもつものが好ましい、ま
た有機酸エステルのアルコール残基としては、イソプロ
ピル、プロピル、エチル、メチル、ブチル、イソブチル
、ｔ−ブチル等を挙げることができるが、中でも易加水
分解性と加水分解後の揮発性の点からイソプロピルが好
適である。

表面改質剤の調製法は特に限定されないが、テトライソ
プロピルチタネート等のアルコキシチタネートと水また
は酢酸等を反応させ、オリゴマーを調製して、これに有
機酸エステルを０．５〜５０重量倍混合する方法、特開
平０２−１８４６３に見られるようにアルコキシチタネ
ートと高級有機酸を反応させて、エステルとチタンオリ
ゴマーの混合物を調製する方法などがある。エステルが
多いとオリゴマーの触媒速度が落ち、エステルが少ない
と充分に疎水性を付与しない。

本発明中のチタンオリゴマーと有機酸エステルの混合物
で処理された磁性粉の製造方法は特に限定はされない０
表面改質方法は、一般に行われている方法でよく、例え
ば、表面改質剤を直接添加し、リボンミキサー、ヘンシ
ェルミキサー等で均一分散させる乾式法、溶液にフィラ
ーを侵せきした後、溶媒を除去する湿式法等である。ま
た樹脂と磁性粉の混練時に添加するインテグラルブレン
ド法でも一向に差し支えない。

表面改質剤の混合割合は磁性粉に対して０．０１重量％
以上１０重量％以下、好ましくは０．１重■％以上５ｆ
ｉｆｆｉ％以下で、０．０１重量％未満の場合には効果
がなく、５重ｉ％より多く混合すると、成形品の軟化点
が下がる等好ましくない。

樹脂に関しては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、場合に
よってはエラストマーも用いることができる。熱可塑性
樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフィン、塩素化ポリエチレン等の塩素化ポリオレフィ
ン、天然ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、ブ
チルゴム、ブタジェンゴム、イソプレンゴム、ニトリル
ゴム、クロロブレンゴム等のゴム、ナイロン１２、ナイ
ロン４６、ナイロン１１、ナイロン６、ナイロン６６等
のポリアミド及びＰＰＳが用いられる。

本発明中の磁性粉としてはＭＯ・Ｆｅ２Ｏ３（Ｍは隨、
Ｓｒ、　　Ｃａ、　　Ｍｇ、　　Ｚｎ、ｐｂの一種また
は２１Ｉ以上）よりなるフェライト磁性粉末　サマリウ
ムコバルト、ネオジウム鉄コバルト、ジルコニウムコバ
ルト等を用いることができる０粒径については特に規定
はしないが、５μｍ以下の細かい物が好ましい。

樹脂磁石中の磁性粉の割合は磁気特性及び成形性の点か
ら７０重量％以上９６量量％以下が好ましい、これは磁
性粉１００重量部に対して樹脂４゜１〜４２重１部の混
合に相当する。また一般に用いられる可塑剤や架橋剤な
どの樹脂添加剤の使用も一向に差し支えない。

本発明の効果は、以下の機構で発現する。チタンオリゴ
マーが疎水基を持つ場合は、従来から言われているよう
に無機物表面にこれらのチタン化合物が結合し、表面を
疎水化する。これには、共有結合や水素結合等が働いて
いる。一方、この機構でチタンオリゴマーが完全に表面
を覆えない場合、もしくはチタンオリゴマーが疎水基を
持たない場合、次のような作用ｉｎ４が働いている。多
くの場合、親水性である無機物表面には、表面水が水素
結合により吸着している。シリカゲルでは、１０５〜１
５０°Ｃに加熱することにより除去できる最表層の吸着
水と、４００°Ｃの加熱により除去される結合水が存在
するとされている。高級脂肪酸等で表面処理を行う場合
には、これら表面水を間にはさんで表面に配向するので
、容易に表面から離れてしまう、一方、本発明で用いら
れる表面改質剤は、この表面水を化学的に除去する作用
を持つ、即ち、エステル交換触媒能を持つチタンポリマ
ーもしくはチタンオリゴマーの存在下、有機酸エステル
が表面水により有機酸とアルコールに加水分解される。

この反応により表面処理の際に不都合な表面水を除去し
、さらに生成した有機酸が、表面水の吸着していた場所
、即ち無機物表面に直接あるいはより近くで配向する０
表面水の吸着の強さから考えて、この有機酸の表面への
吸着はかなり強い。

上記のような８Ｎ綱と考えられているので、適用するフ
ィラーとしては表面に有機酸と水素結合できる官能基を
持ち、表面水を持つものであればよい、なお、エステル
単独、分子内に疎水性基を持たないチタンオリゴマー単
独では表面改質効果がなく、両者の併用により効果が現
れることを確かめることができた。また、この機構では
表面水により有機酸エステルを加水分解することが必要
となっているが、加水分解性基を多くもつチタン化合物
、例えばテトライソプロピルチタネート（ＴＰＴ）を用
いると、エステルが加水分解する前にＴＰＴが表面水を
消費してしまうので効果が出ない、この点で、チタンオ
リゴマーとしては、高度に縮合したものが好ましい、な
お上記の反応は、生成した揮発性のアルコールが系外に
出て、エステル化反応の平衡がずれることにより進行す
ると思われる。

次に本発明の内容を実施例を挙げ、詳細に説明する。尚
、以下の実施例は本発明の範囲を限定するものではなく
、本発明の性質をより明確に例示するためのものである
。

実施例１ テトライソプロピルチタネート　１５ｇ（５２゜８ｍｍ
ｏｌ）に攪拌しながら室温で、酢９１０゜２ｇ　（１７
０ｍｍｏｌ、３．２ｅｑ）を徐々に滴下した後、加熱攪
拌して還流温度で２．５時間反応させた。この間に、透
明だった反応液が次第に白濁した０次に副生じたイソプ
ロピルアルコール、酢酸イソプロピル、未反応の酢酸を
減圧下で情夫し、さらにトルエンで残存する酢酸を共沸
させて、白色粉末を得た。融点は２００″Ｃを越えるが
、クロロホルムに可溶である。このチタンオリゴマー１
重１部及びイソプロピルイソステアレート９重１部のク
ロロホルム４９０重量部溶液を調製して、表面改質剤溶
液とした。この表面改質剤溶液５０部にストロンチウム
フェライト１００重量部を添加混合し、５０℃でロータ
リーエバポレーターによりクロロホルムを情夫した。こ
れを８０℃で減圧乾煉して処理粉を得た。この処理Ｍ９
２重量部、ブチルゴム１０重量部、テトラメチルチウラ
ムモノスルフィド１．５重量部およびメルカプトベンゾ
チアゾール０．５重量部を混合、加圧ニーダで１５分間
混練し、さらにカレンダーロールにて８０°Ｃで混練し
た。この混練物を厚さ２ｍｍのシート状に成形して、引
張り強度を測定した（表１）。

実施例２ テトライソプロピルチタネート　１０ｇ（３５゜２ｒｎ
ｍｏｌ）に撹拌しながら室温で、イソステアリン酸　３
２ｇ（１１２，７ｍｍｏｌ、　３．２ｅｑ）を徐々に滴
下した後、加熱攪拌して還流温度で２゜５時間反応させ
た０次に副生したイソプロピルアルコールを減圧下で情
夫して、褐色の液体を得た。

この表面改質剤１０重量部をクロロホルム４９０重量部
に溶解して表面改質剤溶液とした。この表面改質剤溶液
を実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに用いる
こと以外は実施例１と同様にして、シート状混線物を調
製し、引張り強度を測定した（表１）。

実施例３ 平均縮合度１０のイソプロピルチタネート１０ｇ（４，
１６ｍｍｏｌ）に対して、イソステアリン酸１．　３ｇ
　（４，５８ｍｍｏ　ｌ、１．１ｅｑ）を徐々に滴下し
た０次いで４０°Ｃで攪拌、副生じたイソプロピルアル
コールを減圧下で除去しながら２時間反応させて淡褐色
の液体を得た。このチタンオリゴマー１重量部、及びイ
ソプロピルイソステアレート９重量部のクロロホルム４
９０重１部溶液を調製して、表面改質剤溶液とした。こ
の表面改質剤を実施例１で得られた表面改質剤溶液の代
わりに用いること以外は実施例１と同様にし　　゛てシ
ート状混練物を調製して、引張り強度を測定した（表１
）。

実施例４ 平均縮合度１０のイソプロピルチタネート１０ｇ（４，
１６ｍｍｏｌ）に対して、イソステアリン酸１７．　８
ｇ　（６２，７ｍｍｏｌ、　１’５．１ｅｑ）を徐々に
滴下した。吹いで４０°Ｃで撹拌しながら４．５時間反
応させた後、副生じたイソプロピルアルコールを減圧下
で除去して淡褐色の液体を得た。このチタンオリゴマー
５重量部及びイソプロピルイソステアレート５重量部の
ヘキサン４９０重量部溶液を調製した。この表面改質剤
を実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに用いる
こと以外は実施例１と同様にしてシート状混練物を調製
して、引張り強度を測定した（表１）。

比較例１ 未処理のストロンチウムフェライトを用いること以外は
実施例１と同様にして、シート状混線物を調製して、引
張り強度を測定したく表１）。

比較例２ 実施例１で得られたチタンオリゴマー１０重量部をクロ
ロホルム４９０重量部に溶解して調製したチタンオリゴ
マー溶液を、実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わ
りに用いること以外は実施例１とまったく同様にして引
張り強度を測定した（表１）。

比較例３ イソプロピルイソステアレート１０重量部をクロロホル
ム４９０重量部に溶解して調製したエステル溶液を、実
施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに用いること
以外は実施例１とまったく同様にして、引張り強度を測
定した（表１）。

比較例４ 平均縮合度１０のイソプロピルチタネート１０ｇ（４，
１６ｍｍｏｌ）に対して、イソステアリン酸１７．８ｇ
（６２，７ｍｍｏｌ、　１５．１ｅｑ）を徐々に滴下し
た１次いで４０°Ｃで撹拌しながら４．５時間反応させ
た後、副生じたイソプロピルアルコールを減圧下で除去
して淡褐色の液体を得た。この表面改質剤１０ｆｉ部の
クロロホルム４９０重量部溶液を調製した。この溶液を
実施例１で調製した表面改質剤溶液の代わりに用いるこ
と以外は実施例１とまったく同様にして、引張り強度を
測定したく表１）。

表１　ストロンチウムフェライト／ブチルゴム系におけ
る引張り強度 実施例５ ストロンチウムフェライト１００重量部を実施例１で得
られた表面改質剤溶液５０重１部に添加混合し、５０℃
でロータリーエバポレーターによりクロロホルムを減圧
情夫した。これを８０°Ｃで減圧乾燥し、処理粉を得た
。この処理粉１７０重量部とＰＰ５３０重１部をラボブ
ラストミルで３１５°ＣＣ１４０ｒｐで４分間混練した
後、ディスク状に加圧成形しフローテスターで流れ性の
測定を行った（表２）。

実施例６ 実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに、実施例
２で得られた表面改質剤溶液を用いること以外は実施例
５と同様にして、流れ性を測定した（表２）。

実施例７ 実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに、実施例
３で得られた表面改質剤溶液を用いること以外は実施例
５と、同様にして、流れ性を測定した（表２）。

実施例８ 実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに、実施例
４で得られた表面改質剤溶液を用いること以外は実施例
５と同様にして、流れ性を測定した（表２）。

比較例５ 未処理のストロンチウムフェライトを用いること以外は
実施例５と同様にして、流れ性を測定した（表２）。

比較例６ 実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに、比較例
２で調製したチタンオリゴマー溶液を用いること以外は
実施例５と同様にして、流れ性を測定した（表２）。

比較例７ 実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに、比較例
３で調製したエステル溶液を用いること以外は実施例５
と同様にして、流れ性を測定した（表２）。

比較例８ 実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに、比較例
４で調製した表面改質剤溶液を用いること以外は実施例
５と同様にして、流れ性を測定した（表２）。

表２　ストロンチウムフェライト／ＰＰＥ３Ｍにおける
流れ性 実施例９ サマリウムコバルト粉末１００重量部に、実施例１で得
られた表面改質剤溶液５０重量部を混合、４０℃でクロ
ロホルムを減圧情夫した。この処理磁性粉１００重量部
とナイロン４６６重量部を混合し、混練した後ペレット
化し、１５ＫＯｅで射出成形を行い、磁気特性を測定し
たＣ表３）。

比較例９ 未処理のサマリウムコバルトを用いること以外は実施例
９と同様にして、磁気特性を測定した。

（表３）。

表３　サマリウムコバルト／ナイロン４６系における磁
気特性 実施例１０ γ−フェライト粉末１００重量部に、実施例１で得られ
た表面改質剤溶液５０重１部を混合、４０°Ｃでクロロ
ホルムを減圧情夫し、処理粉を得た。

この処理磁性粉１００重量部とナイロン６１１重量部を
混５合し、混練した後ペレット化し、射出成形を行った
。このものの磁気特性を表３に示す。

比較例１０ 実施例１で得られた表面改質剤溶液の代わりに、比較例
４で調製した表面改質剤溶液を用いること以外は実施例
１０と同様にして、磁気特性を測定した（表３）。

比較例１１ 未処理のγ−フェライトを用いること以外は実施例１０
と同様にして、磁気特性を測定した（表３）。

表３　γ−フェライト／ナイロン６系における磁気特性 Ｂｒ：　ＫＧ　　Ｂ）ｌｃ：　ＫＯｅ　　（ＢＨ）ｍａ
ｘ：　ＨＧＯｅ本発明の効果 以上のように、チタンオリゴマーと有ａ！酸エステルを
配合した樹脂磁石は、流れ性や磁気特性が著しく改善さ
れた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　チタンオリゴマー１重量部に対して有機酸エステル０
   ．５〜５０重量部配合してなる表面改質剤０．０１〜１
   ０量量％を用いて表面処理された磁性粉１００重量部と
   樹脂４．１〜４２重量部配合してなる樹脂磁石組成物。