JPH0645125A

JPH0645125A - ボンド磁石組成物およびその成形物

Info

Publication number: JPH0645125A
Application number: JP4198552A
Authority: JP
Inventors: Tsuguo Fujii; 嗣雄藤井; Hideki Mitani; 秀樹三谷; Junichi Ishiwatari; 淳一石渡; Hidetomo Hatsutori; 秀智服部; Satoru Nakamura; 悟中村
Original assignee: TDK Corp; Toyobo Co Ltd
Current assignee: TDK Corp; Toyobo Co Ltd
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【構成】シランカップリング剤で表面処理されていて
もよいハードフェライト粉末６０〜８５重量％、溶融粘
度５００〜６０００ポイズのポリフェニレンスルフィド
樹脂粉末１０〜２５重量％および長さ３０〜２００μｍ
のシランカップリング剤で表面処理されていてもよいガ
ラス繊維５〜２５重量％からなる混合物１００重量部
に、上記ハードフェライト粉末およびガラス繊維の前処
理剤とは別にシランカップリング剤を０．８〜３．０重
量部含有させてなるボンド磁石組成物およびこの組成物
から成形され、熱膨張係数が２．０×１０^-5〜２．５×
１０^-5cm／cm／℃、衝撃強度が３kg・cm／cm以上を有す
るボンド磁石である。【効果】成形時の耐サーマルショック性、成形性を著
しく向上でき、低熱膨張係数のボンド磁石が成形できる
組成物がえられる。したがって、上記組成物から成形さ
れるボンド磁石は、耐熱性、耐薬品性、衝撃強度等に優
れ、機械、電子あるいは電気部品、例えばモータやセン
サのコア部用として最適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】従来よりポリフェニレンスルフィド（以
下、ＰＰＳ樹脂という）をマトリックスとした耐熱性が
大きく又、吸湿性が小さいボンド磁石が知られている。
ところが、このボンド磁石は、成形後に収縮が生じて寸
法精度に劣り、また、サーマルショック試験でクラック
が発生するという問題があった。この問題を解決する手
段として、ＰＰＳ樹脂にケイ酸アルミ等の無機物及び少
量のガラス繊維を加えることによって、サーマルショッ
ク性、成形性、耐摩耗性、難燃性等を向上させることが
提案されている（特開昭６２−１７６１０３号公報参
照）。また、上記ケイ酸アルミ等の無機物に代えて変性
ポリオレフィンを加えることによっても、サーマルショ
ック性、耐熱性、成形性等を向上させることが提案され
ている（特開平４−４４３０４号公報参照）。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】最近の電気、電子製
品、自動車の軽量化に伴いボンド磁石製品も小型化、精
密化し、又製品の形状も複雑し、金属との複合化も行わ
れる様になり、これに伴い市場では、従来よりも厳しい
湿度条件下、極低温高温での耐サーマルショック性、イ
ンサートやアウトサート成形でクラックが生じず、より
大きい耐衝撃性と高強度を有するボンド磁石が要求され
るようになっている。

【０００３】上記したように、ＰＰＳ樹脂に補強材を加
えることによって、成形品のサーマルショックに対する
耐性をある程度向上させることができる。しかし、上記
従来の組成物では、例えば−６５℃程度の低温から１６
０℃程度の高温への急激なサーマルショックを数千回以
上も受ける過酷な条件に耐えうることは不可能であっ
た。また、金属部分とインサート成形を行う場合、冷却
過程においてクラックを生じ易いので、ある大きさ以上
の金属部品との一体的な成形は不可能であった。さら
に、上記のようにクラックを生じるので、ボンド磁石は
その大きさ、厚さ、形状等に制限を受けていた。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決し、熱膨
張係数が小さく、成形時直後の応力割れと使用時の耐サ
ーマルショック性、成形性を著しく向上させることが可
能で、高強度を有するボンド磁石がえられるボンド磁石
組成物を提供することである。また、本発明の他の目的
は、上記ボンド磁石組成物から小さい熱膨張係数を有
し、衝撃強度に優れる高強度のボンド磁石成形物を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
の成形品の欠点が成形用材料が成形後の熱収縮ひずみに
耐えうる強度がなく、また、熱膨張係数が大きいことに
起因するものであることを見出し、この問題を解決する
ためにバインダー樹脂、フェライト粉末、補強材の特
性、その組合せ、また、カップリング剤の添加等を鋭意
検討した結果、バインダーとしてＰＰＳ樹脂を用い、ガ
ラス繊維を多量に添加し、さらにカップリング剤を別に
配合してえられる特定の配合割合としたボンド磁石組成
物とすること、さらにその混合条件を特定することで、
上記目的を達成することに成功し、本発明を完成した。

【０００６】即ち、本発明のボンド磁石組成物は、シラ
ンカップリング剤で表面処理されていてもよいハードフ
ェライト粉末６０〜８５重量％、溶融粘度５００〜６０
００ポイズのポリフェニレンスルフィド樹脂粉末１０〜
２５重量％および長さ３０〜２００μｍのシランカップ
リング剤で表面処理されていてもよいガラス繊維５〜２
５重量％からなる混合物１００重量部に、上記ハードフ
ェライト粉末およびガラス繊維の前処理剤とは別にシラ
ンカップリング剤を０．８〜３．０重量部含有させてい
ることを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明のボンド磁石成形物は、上記
ボンド磁石組成物から成形され、熱膨張係数が２．０×
１０^-5〜２．５×１０^-5cm／cm／℃、衝撃強度が３kg・
cm／cm以上を有するものである。

【０００８】以下、本発明をより詳細に説明する。本発
明に使用されるフェライト粉末としては、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硬度
が高い、例えば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る。このフェライト粉末
は、平均粒子径が０．５〜５μｍ、好ましくは１〜２μ
ｍが適当である。このフェライト粉末は、予めカップリ
ング剤で前処理を施すことが好ましい。

【０００９】本発明で使用されるＰＰＳ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、さらにはサーマルショックによるクラック発生の抑
制等のため、３２０℃における溶融粘度が、５００〜６
０００ポイズ、好ましくは２０００〜４０００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
ＰＰＳ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。

【００１０】本発明で使用されるガラス繊維は、その直
径は９〜１５μｍ程度であり、通常３ｍｍにカットされ
ている。一般に、成形品の機械的強度向上のためにガラ
ス繊維を配合するが、本発明では、つぎの理由によりそ
の長さが重要となる。ガラス繊維が短すぎると、成形品
の補強効果が得られず耐サーマルショック性、機械的強
度の改善がなされ難い。また、ガラス繊維が長いまま組
成物中に存在すると、均一に分散されず成形時にウエル
ド部で配向するので、前記と同様に耐サーマルショック
性、機械的強度が低下する。したがって、本発明では、
ガラス繊維の長さが３０〜２００μｍ、好ましくは６０
〜１５０μｍとなるように、混合時の攪拌強度、時間等
の混合条件を制御する必要がある。また、このガラス繊
維は、予めカップリング剤で前処理を施すことが好まし
い。

【００１１】本発明のボンド磁石組成物は、前記ハード
フェライト粉末６０〜８５重量％、好ましくは７０〜８
５重量％、ＰＰＳ樹脂粉末１０〜２５重量％、好ましく
は１０〜２０重量％、ガラス繊維５〜２５重量％、好ま
しくは７〜２０重量％からなる混合物１００重量部に、
シランカップリング剤を０．８〜３．０重量部、好まし
くは１．０〜２．０重量部添加、含有してなるものであ
る。

【００１２】上記組成割合は、次に示す理由により決定
したものである。即ち、上記ハード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、８５重量％よりも多くなると、成形が困難と
なり好ましくない。また、上記ＰＰＳ樹脂の量は、ボン
ド磁石の成形時に上記ハードフェライト粉末を保持する
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成形が困難となり好ま
しくない。

【００１３】また、上記ガラス繊維の量は、ボンド磁石
に機械的強度を付与するため、少なくとも混合物の５重
量％が必要である。一般に組成物中のガラス繊維の配合
量が多いと、成形性に問題が生じるとされており、例え
ば前記公知例では、組成物の４重量％以下が使用されて
いる。ところが、上記のようにガラス繊維の量が５重量
％未満であると、成形品の熱膨張係数が高くなり、ま
た、機械的強度の補強がなされず、前記した−６５℃〜
１６０℃の温度変化における数千回にも及ぶサーマルシ
ョック試験には耐えられないものとなる。一方、２５重
量％を越えると、成形時の流動性が低下して成形が困難
となり好ましくない。

【００１４】本発明の組成物は、上記混合物にさらにシ
ランカップリング剤を添加するもので、シランカップリ
ング剤を含有させることによって上記混合物の分散性を
向上させることができる。このシランカップリング剤の
添加量は、前記混合物１００重量部に対して少なくとも
０．８重量部が必要であり、これよりも少ないと分散効
果がえられず、一方、３．０重量部を越えると、前記混
合物の溶融粘度が増加し、押し出し成形性が劣るように
なり好ましくない。さらに、成形時のガス発生により作
業性を著しく損なうようになり、また、成形物にボイド
等の欠陥が発生するので好ましくない。

【００１５】このシランカップリング剤としては、上記
フェライトまたは／およびＰＰＳと強い親和性を有する
基を含むシラン系カップリング剤、チタン系カップリン
グ剤等が挙げられ、例えばＮ−（２アミノエチル）３−
アミノプロピルトリメトキシシラン，３−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン，３−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン，３−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン，３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン，
３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシラン
系カップリング剤が好適に使用できる。

【００１６】本発明のボンド磁石組成物は、フェライト
粉体、ＰＰＳ樹脂（固体）、ガラス繊維、シランカップ
リング剤（液体）と様々な形態の材料からなるので、そ
の調製は次に示す方法でなされる。まず、ハードフェラ
イト粉末とＰＰＳ樹脂粉末とガラス繊維の各所定量を秤
取し、ヘンシエルミキサー、ナウターミキサー、オムニ
ーミキサー等の攪拌機を用いて十分に混合し、さらにシ
ラン系カップリング剤を配合する。なお、上記の方法で
は３成分を一度に混合したが、最初にハードフェライト
粉末とＰＰＳ樹脂粉末にシラン系カップリング剤を添加
して混合し、ついでガラス繊維を添加混合するようにし
てもよい。ついでえられる混合物を、単軸または二軸押
出機等によって温度２８０〜３４０℃で加熱溶融混合し
てなされる。この加熱溶融混合段階で、ガラス繊維は、
ガラス繊維同士の摩擦等により切断されるようになり、
その繊維長が３０〜２００μｍ程度となって混合物中に
均一に分散されるようになる。

【００１７】ガラス繊維の配合量および長さは、ボンド
磁石の熱膨張係数に影響を及ぼす組成物の溶融粘度を決
定する重要なファクターである。したがって、上記調製
方法によって、ボンド磁石に要求される熱膨張係数とす
ることができるボンド磁石成形物用組成物が容易に得ら
れるようになる。例えば、ボンド磁石組成物の３２０℃
における溶融粘度を１５０００〜４００００ポイズに調
製するには、組成物中にガラス繊維を５重量％以上使用
し、その繊維長を３０〜２００μｍ程度に調製すること
が必要である。

【００１８】本発明のボンド磁石組成物としては、上記
混合物をペレット状に製造することが好ましい。このペ
レット状に製造する方法としては、従来から知られてい
る各種方法が採用できるが、特にホットカット方式を用
いることが望ましい。

【００１９】本発明のボンド磁石組成物からボンド磁石
を成形する方法としては、特に限定されるものではない
が、例えば上記ペレットを、射出成形、押出成形等の方
法が採用でき、任意の大きさ、形状に成形することがで
きる。この結果、１５０℃において２．０×１０^-5〜
２．５×１０^-5cm／cm／℃の熱膨張係数を有し、耐サー
マルショック性、成形性、機械的強度等が著しく改善さ
れたボンド磁石が得られる。

【００２０】

【作用】本発明のボンド磁石組成物によれば、別にシラ
ンカップリング剤を添加、含有させるので、ハードフェ
ライト粉末とＰＰＳ樹脂とが容易に混和できるようにな
る。また特定の溶融粘度を有するＰＰＳ樹脂を使用する
ので、耐サーマルショック性を向上させることができ
る。また、組成物中に特定の長さを有するガラス繊維を
多量配合するので、ボンド磁石の機械的強度、耐サーマ
ルショック性を著しく向上させることができる。

【００２１】また、シランカップリング剤を別に配合す
るので、ハードフェライト粉末とガラス繊維との混和性
が改善される。前記のＰＰＳ樹脂とハードフェライト粉
末とは混和されるので、ＰＰＳ樹脂とハードフェライト
粉末とガラス繊維とが、均一に混和されるようになる。
したがって、ボンド磁石の磁気特性を均質にできるとと
もに、機械的強度、耐サーマルショック性、成形性を著
しく向上させることができる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例を示し本発明をより具体的に説
明する。なお、本発明がこの実施例に限定されないこと
はいうまでもない。なお、実施例でえられる組成物の評
価は、次に示す方法で行った。

【００２３】１．物性測定引張り強度および引張り伸度は、ＡＳＴＭＤ６３８で測
定した。曲げ強度および曲げ伸度は、ＡＳＴＭＤ７９８
で測定した。Ｉｚｏｄ衝撃強度は、ノッチ付でＡＳＴＭ
Ｄ２５６に基づき測定した。

【００２４】２．熱膨張係数熱機械分析装置（ＴＭＡ）によって常温〜１５０℃での
値を測定した。

【００２５】３．成形性流動性は、高化式フローテスターによって溶融粘度を測
定し、評価をした。なお、ＰＰＳは３２０℃、混合物は
３４０℃の値をとった。

【００２６】４．落下強度径６０mm、厚さ５mm，幅１０mmのリング状成形物を種々
の高さからコンクリート床板に落下させ、割れが生ずる
最低の高さを測定した。

【００２７】５．成形後の割れ実施例で調製した組成物を、図１で示すように、径１６
mm、厚さ２mm、長さ１０mmのリング状成形物１に射出成
形し、この内側に厚さ３mmの金属リング２をインサート
成形した後、常温で２４時間放置後の割れ（クラック）
発生個数を調べた。ただし、検体数は１００個とした。

【００２８】６．耐熱衝撃性上記５と同様に成形したリング状成形物に、液槽熱衝撃
試験機を用いてサーマルショックを与え、１００個中の
割れ（クラック）発生個数を調べた。サーマルショック
は、リング状成形物を−６５℃の液槽で５分間保持し、
ついで１６０℃の液槽で５分保持し、再び−６５℃に冷
却することを１サイクルとして、２００、５００、１０
００、２０００サイクル実施した。

【００２９】７．ガラス繊維長混合物をルツボ中で５００〜５５０℃で焼成後、磁石に
よって磁性体とガラス繊維を分離し、ガラス繊維を顕微
鏡を取付けた画像解析装置によって２０００本以上測定
することによって行った。

【００３０】実施例１溶融粘度が５０００ポイズであるＰＰＳ樹脂粉末１５部
に、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７５部を加え、ナウターミキサーを用い
て５分間混合後、シラン系カップリング剤１部を加えて
さらに５分間混合した。ついで、これに直径１１μｍ、
長さ３mmのガラス繊維１０部を加えて、さらに５分間混
合した。この混合物を３２０℃に加熱し、二軸混練押出
機により混練押出し、この押出物をホットカット法によ
りカッティングを行い、ボンド磁石ペレットを製造し
た。

【００３１】（ボンド磁石試験片の作製）このペレット
を用い無磁場下で３４０℃で射出成形を行い、引張り強
度測定用、曲げ強度測定用、Ｉｚｏｄ衝撃強度測定用、
線膨張係数測定用の各試験片を作製した。又、落下強度
測定用、成形後の割れ測定用および熱衝撃試験用の各試
験片を、磁場下で３４０℃で射出成形した。上記試験の
結果は、表１に示す通りであった。

【００３２】実施例２〜５および比較例１〜８上記実施例１において、組成材料の配合量、種類を表１
に示すように変える以外は全て同様にしてそれぞれのペ
レットを製造した。さらにえられた各ペレットから、実
施例１と同様に各試験片を作製し各試験を行った結果、
表１（実施例）、表２（比較例）に示す通りであった。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】上記表１、表２から明らかなように、実施
例の組成物から成形されるボンド磁石は、比較例のもの
に比べて熱膨張係数が小さく、各種機械的強度、耐サー
マルショック性、成形性等に格段に優れるものであっ
た。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、ボンド磁石組成物は、
３２０℃における溶融粘度が２００００〜４００００ポ
イズを有し、成形時の耐サーマルショック性、成形性を
著しく向上でき、機械的強度に優れる低熱膨張係数のボ
ンド磁石を得ることができる。したがって、上記組成物
から成形されるボンド磁石は、耐熱性、耐薬品性、衝撃
強度等のボンド磁石に要求される物理的性質に優れ、機
械、電子、電気部品、例えばモータやセンサのコア部用
として最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形後の割れ試験を説明するための断面図であ
る。

【符号の説明】

１リング状成形物２金属リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石渡淳一東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者服部秀智東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者中村悟東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シランカップリング剤で表面処理されて
いてもよいハードフェライト粉末６０〜８５重量％、溶
融粘度５００〜６０００ポイズのポリフェニレンスルフ
ィド樹脂粉末１０〜２５重量％および長さ３０〜２００
μｍのシランカップリング剤で表面処理されていてもよ
いガラス繊維５〜２５重量％からなる混合物１００重量
部に、上記ハードフェライト粉末およびガラス繊維の前
処理剤とは別にシランカップリング剤を０．８〜３．０
重量部含有させていることを特徴とするボンド磁石組成
物。
【請求項２】シランカップリング剤で表面処理されて
いてもよいハードフェライト粉末６０〜８５重量％、溶
融粘度５００〜６０００ポイズのポリフェニレンスルフ
ィド樹脂粉末１０〜２５重量％および長さ３０〜２００
μｍのシランカップリング剤で表面処理されていてもよ
いガラス繊維５〜２５重量％からなる混合物１００重量
部に、シランカップリング剤を０．８〜３．０重量部含
有させてなる組成物から成形され、熱膨張係数が２．０
×１０^-5〜２．５×１０^-5cm／cm／℃、衝撃強度が３kg
・cm／cm以上を有するボンド磁石成形物。