JPH09115712A - 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】 【課題】 従来のポリアミド樹脂結合型磁石用組成物の
欠点を解消し、成形性（溶融流動性）及び機械的強度の
優れた磁石用組成物を提供する。 【解決手段】 異方性磁場（Ｈ_A）が５０ｋＯｅ以上の
磁性粉末とポリアミド樹脂との混合物に硬化剤が添加さ
れている組成物であって、該ポリアミド樹脂は末端基が
変性された変性ポリアミド樹脂であり、該硬化剤は活性
なアミノ基及びアミド基を持つポリアミノアミド系エポ
キシ樹脂用硬化剤化合物である樹脂結合型磁石用組成
物。更に、この樹脂結合型磁石用組成物を加熱成形して
得た樹脂結合型磁石。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂結合型磁石用
組成物に係わり、詳しくは成形性（溶融流動性）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、これを用いた磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】フェライト磁石、アルニコ磁石、希土類
磁石等は、モーターをはじめとする種々の用途に用いら
れている。しかし、これらの磁石は主に焼結法により作
られるため、一般に脆く、薄肉のものや複雑な形状のも
のが得難い。また焼結時の収縮が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。

【０００３】樹脂結合型磁石はこれらの欠点を解決する
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、これに磁性粉末を充填し
たものである。しかし、熱可塑性樹脂をバインダーとし
て用いる樹脂磁石は、磁性粉末を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が限界がある。また、磁性粉末を充
填量が増すにつれ機械的強度の低下を招く。

【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、しかも寸法
精度に優れ、かつ低価格のものが要求されている。しか
し、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組成物のこれらの成形性（溶融
流動特性）及び機械的強度は、常に上記用途に使用する
には不十分であり、樹脂結合型磁石用組成物の早期改良
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
脂結合型磁石用組成物の欠点を解消し、成形性（特に溶
融流動性）及び機械的強度の優れた磁石用組成物を提供
することを目的とする。

【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、ポリアミド樹脂の種類と量を変え
て種々の検討を行った結果、異方性磁場（Ｈ_A）が５０
ｋＯｅ以上の磁性粉末とポリアミド樹脂とを混合した組
成物において、該ポリアミド樹脂が、モノカルボキシル
基炭化水素で末端基が変性された変性ポリアミド樹脂で
あり、更に、ポリアミノアミド系エポキシ樹脂用硬化剤
化合物を添加することで優れた成形性（溶融流動性）及
び機械的強度を有する樹脂結合型磁石用組成物が得られ
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以上の磁性粉末とポリアミド樹脂との混合物に
硬化剤が添加されている組成物であって、該ポリアミド
樹脂はモノカルボキシル基炭化水素で末端基が変性され
た変性ポリアミド樹脂であり、該硬化剤は一分子中に複
数の活性なアミノ基及びアミド基を持つポリアミノアミ
ド系エポキシ樹脂用硬化剤化合物であることを特徴とす
る樹脂結合型磁石用組成物、及び、磁性粉末を１００重
量部として、上記変性ポリアミド樹脂の混合割合が４〜
５０重量部、上記ポリアミノアミド系エポキシ樹脂用硬
化剤化合物の混合割合が０．５〜５０重量部であること
を特徴とする樹脂結合型磁石用組成物である。

【０００８】更に、これらの樹脂結合型磁石用組成物を
加熱成形して得た樹脂結合型磁石である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる磁性粉末としては、異方性磁場（Ｈ_A）
が、５０ｋＯｅ以上の磁性粉末であれば、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。

【００１０】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Ｓｍ−Ｃｏ₅系の
還元拡散法による合金粉末やＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系の合金粉
末を用いると、例えば９３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、還元拡散法によって
得られたＳｍ−Ｃｏ₅系の磁性粉は、好ましくはジェッ
トミルやボールミル等で粉砕した方が良い。これら磁性
粉末の好ましい粒径は、平均７μｍ以下であり、特に好
ましくは平均５μｍ以下である。

【００１１】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１００重量部に対して０．１〜３．０重
量部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。

【００１２】また、組成物において、必須成分のポリア
ミド樹脂は、磁性粉末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、該ポ
リアミド樹脂が、モノカルボキシル基炭化水素で末端基
が変性された変性ポリアミド樹脂であることを特徴とす
る。この条件を満たす限りにおいては、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共重合ナイロン、芳香族系ナイロン等、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
末端基処理品等との混合も差し支えないが、成形性を考
慮すると１１ナイロンもしくは１２ナイロンが好まし
い。

【００１３】本発明で使用される変性ポリアミド樹脂の
分子量は、特に制限されないが、好ましくは数平均分子
量５０００〜２００００、さらには数平均分子量８００
０〜１５０００がより好ましい。この分子量の範囲を逸
脱し数平均分子量５０００未満の変性ポリアミド樹脂を
使用すると成形品の強度低下が起こり、また、２０００
０を越えると成形性が低下する。

【００１４】一方、当該磁性粉１００重量部に対し当該
末端基変性ポリアミド樹脂を４重量部よりも少なく充填
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、５０重量部を越えると所望の磁気特性
が得られない。よって、当該末端基変性ポリアミド樹脂
の充填量は、４〜５０重量部が好ましい。

【００１５】また、これらの変性ポリアミド樹脂の形状
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。

【００１６】本発明に用いる一分子中に複数の活性なア
ミノ基及びアミド基を持つポリアミノアミド系エポキシ
樹脂用硬化剤化合物は、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
することができるが、好ましくは、融点が１５０℃以下
のものを用いる方が良い。

【００１７】該化合物中の分子構造は、基本的には炭化
水素系が骨格となりアミノ基、アミド基が含まれていれ
ば特に制約されず、他の原子、例えば酸素原子、窒素原
子、硫黄原子、燐原子、ほう素原子、珪素原子等種々の
元素を含んでも良い。また、分子の構造も直鎖状、環
状、分岐状またはこれらの複合状等、なんら制約され
ず、分子内に２重結合等を含んでも問題はない。

【００１８】該化合物は、該磁性粉１００重量部に対し
て０．５〜５０重量部の割合で添加されるが、好ましく
は１．０〜２０重量部、より好ましくは１．０〜１０重
量部である。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。該化合物の添加量が磁性粉１００
重量部に対して０．５重量部未満の場合は、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重量部を越える場合は、所望の物理的特性
（特に耐熱性、機械的強度）が得られない。

【００１９】これらの化合物の形状は、液状、粉末状、
ペレット状のいずれでも使用できるが、混合分散性を考
えると液状、粉末状のものが好ましい。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】

【実施例】以下に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。

【００２６】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。

【００２７】尚、末端基変性ポリアミド樹脂は、通常市
販されている１２ナイロンに所望のステアリン酸を添加
し、３００℃の窒素雰囲気中、１ｋｇ／ｃｍ²加圧中で
３時間混合反応させたものをゲルパミエーションクロマ
トグラフ法にてポリスチレン樹脂換算分子量を確認した
後使用した。

【００２８】Ａ 磁性粉末 ・磁粉１：ＳｍＣｏ₅ 系磁性粉末（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 系磁性粉末（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

【００２９】Ｂ ポリアミド樹脂（ポリラウロラクタ
ム） ・ＰＡ１：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量 ハ゛
ーMn＝８００） ・ＰＡ２：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量 ハ゛
ーMn＝１１０００） ・ＰＡ３：１２ナイロン（ＵＢＥナイロン３０１４Ｕ、
宇部興産（株）製）

【００３０】Ｃ 一分子中に複数の活性なアミノ基及び
アミド基を持つポリアミノアミド系エポキシ樹脂用硬化
剤化合物 ・特殊化合物 １（商品名：バーサミド１５０、ヘンケ
ル白水（株）製） ・特殊化合物 ２（商品名：ＤＳＸ１５５、ヘンケル白
水（株）製）

【００３１】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、各添加剤系を所
定の比率になるよう添加し（各重量部）、プラネタリー
ミキサー中で十分混合撹拌（４０ｒｐｍ、８０℃）しそ
の後、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＝２０ｒ
ｐｍ、５ｍｍφストランドダイ、シリンダー温度２００
〜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。

【００３２】II溶融流動性評価方法 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。

【００３３】その結果を表１〜表３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。

【００３４】III機械的強度（３点式曲げ強度）評価 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１５
ｍｍ×厚２ｍｍ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
ードを２ｍｍ／分とし、常温下で求めた。結果を同様に
表１〜表３に示す。該曲げ強度は、５．０ｋｇｆ／ｍｍ
²以上あれば機械的強度が十分であることが知られてい
る。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【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、従来に比べて成形性及び機械的強度が
向上し高特性製品を要求される用途、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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異方性磁場（Ｈ_A）が５０ｋＯｅ以上の
   磁性粉末とポリアミド樹脂との混合物に硬化剤が添加さ
   れている組成物であって、該ポリアミド樹脂はモノカル
   ボキシル基炭化水素で末端基が変性された変性ポリアミ
   ド樹脂であり、該硬化剤は一分子中に複数の活性なアミ
   ノ基及びアミド基を持つポリアミノアミド系エポキシ樹
   脂用硬化剤化合物であ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】 磁性粉末と変性ポリアミド樹脂とポリア
   ミノアミド系エポキシ樹脂用硬化剤化合物の混合割合
   が、磁性粉末を１００重量部として、該変性ポリアミド
   樹脂が４〜５０重量部、該ポリアミノアミド系エポキシ
   樹脂用硬化剤化合物が０．５〜５０重量部であることを
   特徴とする請求項１に記載の樹脂結合型磁石用組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の樹脂結合
   型磁石用組成物を加熱成形して得た樹脂結合型磁石。