JPH08167511A - 樹脂結合型磁石用組成物及び樹脂結合型磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 異方性磁場（Ｈ_A）が50kOe以上の磁性粉と１
種または２種以上のポリアミド樹脂との組成物におい
て、１分子中の末端基及び／または側鎖の少なくとも１
つがエポキシ基及び／またはグリシジルエーテル基及び
／またはアミノ基及び／またはカルボキシル基を有する
変性シリコーンオイルを、該ポリアミド樹脂100重量部
に対して0.01重量部以上50重量部未満の割合で添加する
ことを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物、及び、これ
を加熱成形した樹脂結合型磁石。 【効果】 磁気特性に優れかつ成形性、及び、機械的強
度に優れた樹脂結合型磁石を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂結合型磁石用組成
物に関し、詳しくは磁気特性、成形性、及び、機械的強
度に優れた樹脂結合型磁石を与える組成物、及び、それ
を用いた磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂結合型磁石は、従来の焼結法により
作られるフェライト磁石、アルニコ磁石、希土類磁石等
の、一般に脆く、薄肉のものや複雑な形状のものが得難
い、焼結時の収縮が１５〜２０％と大きいため寸法精度
の高いものが得られず、精度を上げるには研磨等の後加
工が必要である、といった欠点を解決すると共に新しい
用途をも開拓するもので、ナイロン等の熱可塑性樹脂を
バインダーとし、これに磁性粉を充填したものである。

【０００３】熱可塑性樹脂をバインダーとして用いる樹
脂磁石は、磁性粉を８０重量％以上充填すると溶融成形
時の粘度が急激に増加し成形が困難になるため、磁性粉
の充填量に限界がある上、ステアリン酸系金属石鹸やパ
ラフィン類等の熱可塑性樹脂用滑剤を添加し成形を行っ
ているために機械的強度の低下が避けられない。よっ
て、磁性粉を充填したにも拘らず期待した磁気特性が得
られないばかりでなく、成形性、機械強度全てを満足す
べき樹脂結合型磁石成形品が得られなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、小型モーター、
音響機器、ＯＡ機器等に用いられる樹脂結合型磁石は、
機器の小型化の要請から磁気特性が高く、しかも成形加
工性、物理的特性（機械的強度等）に優れたものが要求
されているが、磁性粉とポリアミド樹脂と滑剤のみによ
って得られる従来の樹脂結合型磁石のこれらの特性は、
上記用途に使用するには不十分であり、樹脂結合型磁石
の早期改良が望まれていた。

【０００５】そこで、本発明は、従来のポリアミド系樹
脂結合型磁石の欠点を解消し、磁気特性、成形加工性、
物理的特性（特に、機械的強度）の優れた樹脂結合型磁
石を与える該磁石用組成物、及びこれを用いた磁石を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、添加剤の種類と量を変えて種々の
検討を行った結果、１分子中の末端基及び／または側鎖
の少なくとも１つがエポキシ基及び／またはグリシジル
エーテル基及び／またはアミノ基及び／またはカルボキ
シル基を有する変性シリコーンオイルを、該ポリアミド
樹脂１００重量部に対して０．０１重量部以上５０重量
部未満の割合で添加することで優れた磁気特性、成形加
工性、及び、機械的強度を有する樹脂結合型磁石が得ら
れることを見いだし、本発明を完成した。

【０００７】即ち、本発明は、異方性磁場（Ｈ_A）が５
０ｋＯｅ以上の磁性粉と１種または２種以上のポリアミ
ド樹脂との組成物において、１分子中の末端基及び／ま
たは側鎖の少なくとも１つがエポキシ基及び／またはグ
リシジルエーテル基及び／またはアミノ基及び／または
カルボキシル基を有する変性シリコーンオイルを、該ポ
リアミド樹脂１００重量部に対して０．０１重量部以上
５０重量部未満の割合で添加することを特徴とする樹脂
結合型磁石用組成物、及び、この樹脂結合型磁石用組成
物を加熱成形することにより得られる樹脂結合型磁石で
ある。

【０００８】

【作用】本発明で用いる磁性粉は、異方性磁場（Ｈ_A）
が５０ｋＯｅ以上の磁性粉であれば通常樹脂結合型磁石
に用いられている磁性粉を使用でき、例えば、希土類コ
バルト系、希土類−鉄−ほう素系、希土類−鉄−窒素系
の磁性粉が挙げられる。

【０００９】本発明者らは、上記樹脂結合型磁石組成物
において、磁性粉として上で例示したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
の液体急冷法による合金粉や、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系の合金
粉を用いると、例えば９５重量％以上の高充填化が可能
であり、特に優れた磁気特性を有する樹脂結合型磁石が
得られることを確認している。尚、液体急冷法によって
得られたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の磁性粉は、鱗片状の特異な
形状を有しているため、好ましくはジェットミルやボー
ルミル等で微粉砕した方が良い。これら磁性粉の好まし
い平均粒径は、２００μｍ以下であり、特に好ましくは
平均１００μｍ以下である。

【００１０】また、組成物において、必須成分のポリア
ミド樹脂は磁性粉のバインダーとして働くものであり、
本発明で用いられるポリアミド樹脂としては特に限定さ
れることはなく、例えば、６ナイロン、６、６ナイロ
ン、１１ナイロン、１２ナイロン、６、１２ナイロン、
芳香族系ナイロン等が挙げられ、これらの単重合体や他
種モノマーとの共重合体、他の物質での末端基処理品な
どが挙げられる。又、これらのポリアミド樹脂の２種類
以上のブレンド等における系も当然含まれる。これらポ
リアミド樹脂の溶融粘度や分子量は、所望の機械的強度
が得られる範囲で低い方が望ましく、形状は、パウダ
ー、ビーズ、ペレット等特に限定されないが、磁性粉と
の均一混合性から考えるとパウダーが望ましい。

【００１１】一方、当該磁性粉を９５重量％よりも多く
充填した場合は、著しく混練トルク、流動性が低下し成
形困難になり、また、８０重量％より少ないと所望の磁
気特性が得られない。よって、磁性粉の充填量は、８０
重量％以上９５重量％以下が好ましい。

【００１２】又、上記磁性粉を必要に応じてシラン系、
チタン系、アルミニウム系の表面処理剤即ちカップリン
グ剤等を磁性粉に対して０．１〜３．０重量％の範囲で
使用することができる。これら、カップリング剤の例と
しては、シラン系としてビニルトリエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン等又、チタン系としてイソプロピルトリイソス
テアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチ
ルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ
（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テト
ラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネー
ト、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプ
ロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソ
プロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート
等、又、アルミニウム系としてアセトアルコキシアルミ
ニウムジイソプロピレート等が代表的なものとして挙げ
られる。

【００１３】次に、本発明の樹脂結合型磁石用組成物
は、前述の磁性粉、ポリアミド樹脂に加えて、１分子中
の末端基及び／または側鎖の少なくとも１つがエポキシ
基及び／またはグリシジルエーテル基及び／またはアミ
ノ基及び／またはカルボキシル基を有する変性シリコー
ンオイルを添加することを特徴とする。これら化合物
は、例えば、末端グリシジル変性シリコーンオイル、側
鎖グリシジル変性シリコーンオイル、末端脂環エポキシ
基変性シリコーンオイル、側鎖脂環エポキシ基変性シリ
コーンオイル、エポキシポリエーテル変性シリコーンオ
イル、末端アミノ変性シリコーンオイル、側鎖アミノ変
性シリコーンオイル、末端カルボキシ変性シリコーンオ
イル、側鎖カルボキシ変性シリコーンオイル、等の変性
シリコーンオイルが挙げられ、かつ、シリコーンオイル
の部分がジメチル型、ジエチル型、メチルエチル型、メ
チルフェニル型、エチルフェニル型、ジフェニル型、メ
チルハイドロジェン型、エチルハイドロジェン型、フェ
ニルハイドロジェン型、ジハイドロジェン型等の物が挙
げられ、これらの複合型も無論使用できる。これらは、
重合度や分子量に制約されることなく１種または２種以
上の添加で該組成物に添加使用することができる。

【００１４】これらの化合物は、該ポリアミド樹脂１０
０重量部に対して０．０１重量部以上５０重量部未満の
割合で添加されるが、好ましくは０．１以上２０重量部
以下、さらに、１重量部以上１０重量部以下がより好ま
しい。該化合物は、磁性粉とポリアミド樹脂と同時に混
合しても良いが、予めポリアミド樹脂に直接添加し種々
の反応をせしめた後磁性粉と混合しても良い。該化合物
の添加量が該ポリアミド樹脂１００重量部に対して０．
０１重量部以下の場合は、成形加工性が低下し、結果的
に磁性粉含有量を多くできなくなるため高い磁気特性の
磁石を得ることができない。また、添加量が５０重量部
以上の場合所望の特に機械的強度が得られない。

【００１５】本発明における組成物は、前記成分の他に
プラスチック成形用滑剤や種々の安定剤等を添加するこ
とができる。滑剤としては、例えばパラフィンワック
ス、流動パラフィン、ポリエチレンワックス、ポリプロ
ピレンワックス、エステルワックス、カルナウバ、マイ
クロワックス等のワックス類、ステアリン酸、１，２−
オキシステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、オレ
イン酸等の脂肪酸類、ステアリン酸カルシウム、ステア
リン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリ
ン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミ
ニウム、ラウリン酸カルシウム、リノール酸亜鉛、リシ
ノール酸カルシウム、２−エチルヘキソイン酸亜鉛等の
脂肪酸塩（金属石鹸類）ステアリン酸アミド、オレイン
酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、パルミチ
ン酸アミド、ラウリン酸アミド、ヒドロキシステアリン
酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレン
ビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミ
ド、ジステアリルアジピン酸アミド、エチレンビスオレ
イン酸アミド、ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ−ステ
アリルステアリン酸アミド等脂肪酸アミド類、ステアリ
ン酸ブチル等の脂肪酸エステル、エチレングリコール、
ステアリルアルコール等のアルコール類、ポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメ
チレングリコール、及びこれら変性物からなるポリエー
テル類、ジメチルポリシロキサン、シリコングリース等
のポリシロキサン類、弗素系オイル、弗素系グリース、
含弗素樹脂粉末といった弗素化合物、窒化珪素、炭化珪
素、酸化マグネシウム、アルミナ、二酸化珪素、二硫化
モリブデン等の無機化合物粉体が挙げられる。

【００１６】また、安定剤としては、ビス（２、２、
６、６、−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケー
ト、ビス（１、２、２、６、６、−ペンタメチル−４−
ピペリジル）セバケート、１−［２−｛３−（３，５−
ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニ
ルオキシ｝エチル］−４−｛３−（３、５−ジ−第三ブ
チル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝
−２、２、６、６−テトラメチルピペリジン、８−ベン
ジル−７、７、９、９−テトラメチル−３−オクチル−
１、２、３−トリアザスピロ［４、５］ウンデカン−
２、４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２、２、６、
６−テトラメチルピペリジン、こはく酸ジメチル−１−
（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２、２、
６、６−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ［［６
−（１、１、３、３−テトラメチルブチル）イミノ−
１、３、５−トリアジン−２、４−ジイル］［（２、
２、６、６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ］
ヘキサメチレン［［２、２、６、６−テトラメチル−４
−ピペリジル）イミノ］］、２−（３、５−ジ・第三ブ
チル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロ
ン酸ビス（１、２、２、６、６−ペンタメチル−４−ピ
ペリジル）等のヒンダード・アミン系安定剤のほか、フ
ェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系等の抗酸
化剤等が挙げられる。

【００１７】本発明において、各成分の混合方法は特に
限定されず、例えばリボンブレンダー、タンブラー、ナ
ウターミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサ
ー等の混合機、あるいは、バンバリーミキサー、ニーダ
ー、ロール、ニーダールーダー、単軸押出機、二軸押出
機等の混練機を使用して実施される。

【００１８】本発明の組成物は、各成分を混合し、パウ
ダー、ビーズ、ペレットあるいはこれらの混合物の形で
得られるが、取扱易い点で、ペレットが望ましい。得ら
れた組成物は、各種の熱可塑性樹脂成形機、好ましくは
射出成形機、押出成形機により成形される。

【００１９】

【実施例】以下実施例及び比較例を挙げて本発明をより
具体的に説明する。尚、実施例、比較例に用いた各成分
の詳細及び試験方法、評価を例示するが、本発明の趣旨
を逸脱しない限り、これらに限定されるものでは無い。

【００２０】以下の材料及び方法で樹脂結合型磁石用組
成物及び磁石を製造し、評価した。用いた材料を下記に
示す。

【００２１】Ａ 磁性粉 ・磁粉１：ＳｍＣｏ₅ 系磁性粉（商品名：ＲＣｏ₅合
金、住友金属鉱山（株）製） 異方性磁場：２４６ｋＯｅ ・磁粉２：Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂ 系磁性粉（商品名：ＭＱＰ−
Ｂ、米国ゼネラルモーターズ社製） 異方性磁場：７０．４ｋＯｅ

【００２２】Ｂ ポリアミド樹脂 ・ＰＡ：１２ナイロン（商品名：ＵＢＥナイロン、３０
１４Ｕ、宇部興産（株）製）

【００２３】Ｃ 変性シリコーンオイル ・シリコーンオイル１：側鎖アミノ変性ジメチルシリコ
ーンオイル（商品名：ＢＹ１６−８５０、東レ・ダウ・
コーニング・シリコーン（株）製） ・シリコーンオイル２：側鎖グリシジルジメチルシリコ
ーンオイル（商品番号：ＳＦ８４１３、東レ・ダウ・コ
ーニング・シリコーン（株）製） ・シリコーンオイル３：両末端カルボキシ変性ジメチル
シリコーンオイル（商品番号：ＳＦ８４１８、東レ・ダ
ウ・コーニング・シリコーン（株）製） ・シリコーンオイル４：未変性ストレートジメチルシリ
コーンオイル（商品番号：ＳＨ２００オイル、東レ・ダ
ウ・コーニング・シリコーン（株）製）

【００２４】次に各成形品の製造方法、評価方法を示す
と次のようになる。 Ｉ 組成物の混合及び作製 それぞれの磁性粉全量に、所定の樹脂、各シリコーンオ
イルを所定の比率になるよう添加し（各重量部）、更に
滑剤として、磁性粉１００重量部に対し２．０重量部の
ステアリン酸リチウムを加え、プラネタリーミキサー中
で十分混合撹拌（４０ｒｐｍ、８０℃）再び −７６０
ｍｍＨｇ、１２０℃の真空オーブン中で２４時間乾燥さ
せた。これらにより得られた混合物を２０ｍｍφシング
ル押出機（Ｌ／Ｄ＝２５、ＣＲ＝２．０、回転数＝２０
ｒｐｍ、５ｍｍφストランドダイ、シリンダー温度２０
０℃〜２８０℃、ダイス温度２８０℃）にて押し出し、
ホットカットペレタイザーにて５ｍｍφ×５ｍｍの樹脂
結合型磁石用ペレットコンパウンドを作製した。

【００２５】II 射出成形方法 これらのペレットコンパウンドを（株）日本製鋼所製磁
場中射出成形機（Ｊ−２０ＭII）にて横５ｍｍ×縦２０
ｍｍ×厚４ｍｍの試験用樹脂結合型磁石を同一条件（成
形温度２４０〜２９０℃、金型温度１００〜１２０℃）
にて成形し、得られたこれらの磁石成形品を後述の方法
にてそれぞれ評価した。尚、ＳｍＣｏ₅を使用した時の
み１５〜２０ｋＯｅの磁場中金型内にて成形を行った。

【００２６】III 各評価方法 （ｉ）機械的強度（３点式曲げ強度）評価 上記射出成形条件にて得られた評価用サンプルの曲げ強
度を島津製作所（株）製オートグラフを用いて、ヘッド
スピード２ｍｍ／分とし、常温下で求めた。結果を表１
〜表４に示す。該曲げ強度は、１５．０ｋｇｆ／ｍｍ²
以上あれば機械的強度が十分である。

【００２７】（ii）流動性（ＭＦＲ）評価 上記混練条件にて得られたペレット状組成物を島津製作
所（株）製高化式フローテスターにて（温度：２５０
℃、荷重：３０ｋｇｆ、ダイス形状：１ｍｍφ×１ｍ
ｍ、予熱：１２０秒）流動性を測定した。結果を表１〜
表４に示す。該流動性評価で１．５ｇ／分以上の流動性
が確保できれば成形に問題を生じせしめることはないこ
とがわかっている。

【００２８】（iii）磁気特性評価 上記射出成形条件にて得られた樹脂結合型磁石試料の磁
気特性を、チオフィー型自記磁束計にて常温で測定し
た。磁気特性のうち（ＢＨ）_max（最大磁気エネルギー
積）の結果を表１〜表４に示す。

【００２９】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【００３０】

【発明の効果】以上のごとく、本発明の樹脂結合型磁石
用樹脂組成物は、磁性粉を、例えば９５ｗｔ％と高充填
することが可能であり、磁気特性に優れかつ成形性、及
び、機械的強度に優れた樹脂結合型磁石を提供すること
ができ、成形性、磁気特性、機械的強度をすべて要求さ
れる用途、例えば、一般家電製品、通信・音響機器、医
療機器、一般産業機器にいたる幅広い分野等では特に有
用である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 83:08）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異方性磁場（Ｈ_A）が５０ｋＯｅ以上の
   磁性粉と１種または２種以上のポリアミド樹脂との組成
   物において、１分子中の末端基及び／または側鎖の少な
   くとも１つがエポキシ基及び／またはグリシジルエーテ
   ル基及び／またはアミノ基及び／またはカルボキシル基
   を有する変性シリコーンオイルを、該ポリアミド樹脂１
   ００重量部に対して０．０１重量部以上５０重量部未満
   の割合で添加することを特徴とする樹脂結合型磁石用組
   成物。
2. 【請求項２】 特許請求の範囲第１項記載の樹脂結合型
   磁石用組成物を加熱成形することにより得られる樹脂結
   合型磁石。