JPH06215933A - ボンド磁石組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出成形時の生産性向上と成形品の耐摩耗性
を改良したボンド磁石組成物を得ること。 【構成】 フェライト、フッ素樹脂および熱可塑性樹脂
（但しフッ素樹脂を除く）を含有し、前記フェライトが
５０重量％以上含有されていることを特徴とするボンド
磁石組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形時の生産性向
上と成形品の耐摩耗性を改良した熱可塑性樹脂、特にポ
リフェニレンスルフィド樹脂（以下ＰＰＳ樹脂という）
をバインダーとしたボンド磁石組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来よりフェライトを主成分とし、ＰＰ
Ｓ樹脂をバインダーとした耐熱性が大きく又、吸湿性が
小さいボンド磁石が知られており、自動車や電気関係等
の種々の産業分野で広く使用されている。しかしなが
ら、このボンド磁石は、酸化鉄等の比熱の大きい強磁性
粉末を多量に含有しているために、射出成形時の加熱、
溶融のための所要熱エネルギーが、Ｎｙ６、ＰＢＴ、Ｐ
ＰＳ等の一般エンプラ樹脂に比較して２〜３倍大きく、
そのために、シリンダー可塑化温度をできる限り高温に
して射出成形するのが一般的であるが、高温下での樹脂
の熱分解劣化という問題が起こる。例えば、ＰＰＳ樹脂
をバインダーとし、ハードフェライトの磁性粉を７５〜
９０重量％を含むボンド磁石では、シリンダー可塑化温
度を３４０℃〜３５０℃の高温にして前記のボンド磁石
ペレットの加熱、溶融が一般的に行われているが、ＰＰ
Ｓ／ガラス繊維やＰＰＳ／ガラス繊維／炭酸カルシウム
の代表的なＰＰＳコンパウンド品に比較して、シリンダ
ー可塑化時間が２〜５倍も長く、ＰＰＳ樹脂の熱分解に
伴う成形品の強度低下や空隙の発生、さらには、ＰＰＳ
樹脂の粘度低下によるオープンノズルからの溶融物の自
然流出（鼻タレとも言う）に起因する未充填成形品の発
生等が大きな問題になっている。

【０００３】また一般的にＰＰＳ樹脂をバインダーとす
るボンド磁石は、ＰＰＳ樹脂が金属との親和性の良いこ
と、溶融状態から固化する際に収縮率が小さいこと、適
用される成形品は複雑な形状のものが多いこと等の理由
から、成形時に金型からの離型が悪く、成形速度（成形
サイクル）が遅く、生産性に劣るという問題を有してい
る。

【０００４】さらに、ボンド磁石成形品の最大の欠点
は、磁性粉として使用するフェライトが硬く、もろいた
めに耐摩耗性に劣ることである。例えば、回転位置を検
知する非接触型の磁気センサに於て、金属等の他材質と
接触し摩擦、摩耗を生じる磁気センサの支持軸部分は、
金属軸をインサート成形して使用されており、成形ショ
ットごとに金属軸を所定位置にセットしなければならな
いという作業効率性の悪さが問題になっている。また金
属軸とインサート成形を行う場合には、冷却過程中に成
形品にクラックが生じ易いので、ある大きさ以上の金属
軸との一体成形は不可能であった。つまり、従来技術で
は、クラックを生じるのでボンド磁石はその大きさ、形
状等に制限をうけていた。

【０００５】そこで前記の問題を解決する手段として、
ＰＰＳ樹脂をバインダーとするボンド磁石組成物に焼成
ケイ酸アルミニウムとガラス繊維を加えることによっ
て、射出成形後の耐摩耗性向上が提案されている（特開
昭６２−１７６１０３号公報）が、上述の添加剤のみで
は、射出成形時のペレット可塑化時間や金型からの離型
時間の短縮に効果がなく、かつ顕著な耐摩耗向上も期待
できなかった。また一般的に耐摩耗性改良剤として使用
される二硫化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、
チタン酸カリ、鉛、スズ、炭素繊維、アスベスト、酸化
アンチモン、ガラス繊維等は、ペレット可塑化時間の短
縮に効果があるが、離型性の向上や耐摩耗性向上に顕著
な効果はない。さらにペレット可塑化時間や離型時間を
短縮させるためにステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグ
ネシウム、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸の金属
塩、グリセロールトリステアレート等、脂肪酸エステル
等を配合させることが考えられるが、それらの熱分解温
度が、ボンド磁石ペレットの成形加工温度より低く、成
形時におけるガス発生等の問題を有し、かつ耐摩耗性向
上に効果はない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、射出
成形時のペレット可塑化時間や金型からの離型時間の短
縮をはかり、成形サイクルを早くして生産向上をはかる
と共に、ボンド磁石成形品の耐摩耗性向上をはかること
を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者らは、鋭意、研究、検討した結果、遂に本
発明を完成するに到った。すなわち本発明は、フェライ
ト、フッ素樹脂および熱可塑性樹脂（但しフッ素樹脂を
除く）を含有し、前記フェライトが５０重量％以上含有
されていることを特徴とするボンド磁石組成物である。

【０００８】本発明において使用されるフェライトとし
ては、公知の種々のフェライトが使用できるが、本発明
ではその中でもストロンチウムフェライト又は、バリウ
ムフェライト等が好適に使用でき、形態としては粉末状
が好ましい。これらのフェライト粉末は、熱可塑性樹脂
と親和性を示し、かつフェライトの分散性、流動性等の
向上に効果を示す表面処理剤処理を施すことが望まし
い。表面処理剤とは、シラン系化合物、エポキシ系化合
物、チタネート系化合物等の反応性官能基を有する化合
物であり、その中でも特にアミノ系、エポキシ系、メル
カプト系のシランカップリング剤が好適に使用される。
これ等の化合物は、予め表面処理を施しているか又は、
材料調整の際同時に添加しても良く、１種又は２種以上
使用して遂次処理をしても良い。

【０００９】本発明において使用されるフッ素樹脂とし
ては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹
脂）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキ
ルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ樹脂）、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフル
オロ（プロピルビニルエーテル）三元共重合体（ＥＰＥ
樹脂）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体（ＦＥＰ樹脂）等が使用できるが、本発
明では耐熱性、低摩擦性、耐低温性等に長所を有するＰ
ＴＦＥ樹脂が特に好適である。

【００１０】本発明で使用される熱可塑性樹脂（但し前
記フッ素樹脂を除く）としては、例えば、ポリアミド、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポ
リアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレ
ンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリスチレン、塩化ビニル樹
脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂等を挙げるこ
とができる。本発明では特にＰＰＳ樹脂が好ましく、Ｐ
ＰＳ樹脂としては、従来から知られているもの、例えば
架橋タイプ、リニヤータイプ、セミリニヤータイプと種
々のタイプのものが使用できる。このＰＰＳ樹脂は、上
記フェライト粉末の分散性の向上、ガラス繊維配合によ
る成形性低下の抑制、さらにはヒートショックによるク
ラック発生の抑制等のため、温度３００℃、予熱時間６
分、荷重２０kgf 、ダイ直径１mm、ダイ長さ１０mmの条
件下におけるフロテスターの溶融粘度が、５００〜６０
００ポイズ、好ましくは１０００〜５０００ポイズを示
すものが適当である。本発明では、ＰＰＳ樹脂が上記溶
融粘度となるように、異なる溶融粘度を有する複数のＰ
ＰＳ樹脂を混合使用できる。ただし、架橋タイプで粘度
の高いものは避けるほうが好ましい。

【００１１】本発明のボンド磁石組成物は、前記フェラ
イトの含有量は５０重量％以上であり、上限はその用途
により適宜選択し得るが、特に好ましくは６０〜９０重
量％である。熱可塑性樹脂／フッ素樹脂の配合比は１〜
１０が好ましいが、成形品の機械的強度、寸法安定性、
耐熱性等をさらに向上するために、ガラス繊維、アスベ
スト繊維、カーボン繊維、アルミナ繊維等の繊維状充填
材やガラスピーズ、ガラス粉、シリカ、タルク、ウオラ
ストナイト、炭酸カルシウム等の粉粒状充填材等を適量
添加しても良い。

【００１２】なお上記フェライト粉末の量は、所望する
磁気特性に応じて変量すればよいが、混合物の６０重量
％より少ないと磁気特性が低下して好ましくなく、９０
重量％よりも多くなると流動性が低下して射出成形が困
難となり好ましくない。また上記熱可塑性樹脂の量は、
ボンド磁石の成形時に上記フェライト粉末を均一に分散
保持するために、少なくとも混合物の１０重量％が必要
であり、この量より少ないとボンド磁石の射出成形が困
難となり好ましくない。また、上記フッ素樹脂の量は、
熱可塑性樹脂の量１００重量％に対して１０〜１００重
量％、好ましくは２０〜７０重量％である。即ち、フッ
素樹脂の量が熱可塑性樹脂の量に対して２０重量％以下
であると、射出成形時のペレット可塑化時間や金型から
の離型時間の短縮に効果があるものの、耐摩耗性向上に
顕著な効果はなく、一方８０重量％以上になると、耐摩
耗性が悪くなるので好ましくない。

【００１３】本発明のボンド磁石組成物の調整方法とし
ては、特に限定されるものではないが、例えばフェライ
ト、熱可塑性樹脂およびフッ素樹脂の各所定量を秤取
し、ヘンシェルミキサ、スーパミキサ、ナウタミキサ、
オムニミキサ等の混合機を用いて充分に混合する。な
お、フェライト粉末は、あらかじめ表面処理されたもの
を用いるか、あるいはフェライト単独もしくは上記混合
物に表面処理剤を添加混合しても良い。又、必要に応じ
て上記混合物を混合後、さらにガラス繊維等の充填材を
添加混合しても良い。ついで、得られる混合物を単軸や
２軸の押出機を用いて、３１０℃〜３４０℃の設定温度
で加熱溶融混練し、ホットカット、ストランドカット等
のカッティング装置でペレット化する。上記の混合方法
においてガラス繊維の解繊による毛玉発生が問題になる
場合は、押出機の途中でサイドフィード方式でガラス繊
維を定量供給しても良い。

【００１４】

【作用】本発明組成物が優れた耐摩耗性、離型時間の短
縮かつボンド磁石ペレットの可塑化時間の短縮に効果を
示す理由としては、本発明組成として配合されている有
機化合物系の固体潤滑剤であるフッ素樹脂が、射出成形
シリンダー内におけるボンド磁石ペレット境界面の摩擦
係数を下げるため、射出成形用スクリューのペレット供
給部で、ペレット同志がブロッキングが生じるのを防ぐ
ことが出来、均一にかつ迅速にペレットを供給できるた
めであると思われる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例を用いて、本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお実施例および比較例における各物性値の測定は以下
の方法によった。 １．比摩耗量、摩擦係数：鈴木式摩耗試験機、荷重２
１．１、２９．３ kgf/cm²、摺動速度25m/分、摺動時間
１０分、相手材Ｓ４５Ｃの条件で室温で測定した。 ２．ペレット可塑化時間：前記の射出成形機にてスクリ
ュ計量４５mm、スクリュ回転数１５％、スクリュ背圧１
０％、シリンダー温度一定として測定した。 ３．成形品離型秒数：ＪＩＳＫ７１１０に従うアイゾッ
ト衝撃試験片にて、アイゾット衝撃試験片を金型より押
し出す上下２箇所のエジェクトピン跡のへこみ量にて最
小離型秒数を測定した。 ４．ペレット溶融粘度：島津製作所製、ＣＦＴ−５００
型フロテスターを用い、溶融温度３４０℃、予熱時間３
分、荷重１００kgf 、ダイ直径１mm、ダイ長さ１０mmの
条件下で測定した。

【００１６】実施例１〜６、比較例１〜３ 溶融粘度が５０００ポイズであるＰＰＳ樹脂粉末（トー
プレン（株）製）、ＰＴＦＥ樹脂としてセントラル硝子
（株）製、商品名セフラルルーブＩＰ、微粒子状フェノ
ール樹脂として鐘紡（株）製、商品名ベルパールＨ３０
０Ｓ、ガラス繊維として市販の長さ３mm、直径約１０mm
のチョップドストランド、フェライトとしてアミノシラ
ン系カップリング剤で表面処理したストロンチウムフェ
ライトを表１記載の組成でナウタミキサを使用して混合
したのち、ＫＣＫ（株）製のＫＣＫ−３５型押出機（押
出設定温度３１０〜３３０℃）で溶融混練し、均一混合
なストランドカットペレットを得た。次に上記ペレット
を新潟鉄工社製、射出成形機（最大型締力７５トン、最
大射出圧力２０７５kg/cm²、スクリュ直径３５mm）を使
用して、シリンダー温度３２０〜３４０℃、金型温度１
５０〜１６０℃の温度条件で成形試験片を作製した。そ
の結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】表１からも明らかであるが、本発明方法
によって得られた熱可塑性樹脂、フッ素樹脂を使用した
ボンド磁石組成物は、成形性、耐摩耗性向上に効果があ
り、優れた摺動特性を有するボンド磁石としてその応用
分野を比較的に拡大することができ、産業界に寄与する
こと大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェライト、フッ素樹脂および熱可塑性
   樹脂（但しフッ素樹脂を除く）を含有し、前記フェライ
   トが５０重量％以上含有されていることを特徴とするボ
   ンド磁石組成物。