JPS58158903A - 複合磁性材料 - 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】 本発明は成形加工性および磁気特性に優れた複合磁性材
料に関するものである。

近年、フェライト磁石および磁心、アルニコ磁石、希土
類コバルト磁石等がトランス、モーター、スピーカーを
はじめとする種々の用途に用いられている。しかし、こ
れらの磁石および磁心は主に焼結法により作られるため
に、一般にもろ（、薄肉のものや複雑な形状のものが得
がたく、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摩
等の後加工が必要であるという欠点を有している。

プラスチック磁石、磁心等（以下、単にプラスチック磁
石等と記す。）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、ポリプロピレン、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、ナイロン等の熱可塑性樹脂ある
いはフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂中
に磁性粉末を充填したものである。用いられる樹脂は、
プラスチック磁石等に要求される特性によって選定され
るが、熱硬化性樹脂は一般に量産性に劣るため、熱可塑
性樹脂を用いる場合が多い。なかでもナイロンは、溶融
粘度が低いことから比較的多量の磁性粉末を充填するこ
とが可能であり、また機械的強度も優れているので、プ
ラスチック磁石等に多用されている。しかしながら、溶
融粘度が低いナイロンを用いても、多量に（通常、ナイ
ロ′ン１００重量部に対して磁性粉末８５重量部以上）
磁性粉末を混合すると溶融粘度が急激に増加するため、
成形加工が著しく困難となり、得られたプラスチック磁
石内の磁性粉末は十分に配向できず、ｌに磁気特性が低
下する結果となる。それゆえプラスチック磁石等はおの
ずと磁性粉末の充填率が制約され、磁気特性の優れた磁
石、磁心は得られず、焼結磁石、磁心に比べて磁気特性
として貝劣りすることは避けられないのが現状である。

本発明者等は、上記の問題点を解決すべ（鋭意研究を重
ねた結果、ナイロンと磁性粉末とからなる磁性材料に更
にアミノ基を有する有機金属化合物とビスアミドとを添
加することにより、問題点を解決できることを見出し、
本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明はナイロン、磁性粉末、アミノ基を有
する有機金単化合物およびビスアミドを混合してなるこ
とを特徴とする複合磁性材料を提供するものである。

本発明の複合磁性材料の特徴は、ナイロンと磁性材料と
からなる磁性材料に、更にアミノ基を有する有機金属化
合物とビスアミドとが添加された結果、それらの相乗効
果によって溶融粘度が著しく低下し、これまで以上に多
量に磁性粉末が混合されても成形加工性は損なわれず、
したがって磁性粉末を多量に充填した磁気特性に優れた
プラスチック磁石等が得られることにある。この特徴は
、アミノ基を有する有機金属化合物とビスアミドとを併
用してはじめて得られるものであり、いずれか一方を欠
いた場合にはこの樺な顕著な効果は達成できない。この
事実は第１図および第２図に示す如く、アミノ基を有す
る有機金属化合物とビスアミドとを併用した本発明の複
合磁性材料のＭｌ（メルトインデックス、ＡＳＴＭ　Ｄ
−１２３８，２７０℃、５ｋｇ）（曲線ｌおよび２）は
、アミノ基を有する有機金属化合物を添加しない複合磁
性材料のＭｌ変化（曲線３）およびビスアミドを添加し
ない複合磁性材料のＭｌ変化（曲線４および５）に比べ
、格段に大きく、特に６−ナイロンに対してビスアミド
を３０重量部前後添加すると最も高いＭｌの複合磁性材
料が得られることにより明らかである。

本発明で用いるナイロンとしては、例えば６−ナイロン
、６．６−ナイロン、６．１０−ナイロン、１１−ナイ
ロン、１２−ナイロン等が挙げられるが、なかでも好ま
しいのは６−ナイロンである。ナイロンの溶融粘度は必
要とされる機械的強度が得られる範囲で低いものが好ま
しく、形状はノくウダー、ビーズ、ペレットのいずれで
も良いが、磁性粉末と均一に混合しやすいという点でパ
ウダーが好ましい。

また磁性粉末としては、プラスチック磁石等に通常用０
られている磁性粉末がいずれも使用でき、例えば、永久
磁石粉末と（、ではバリウムフェライト、ストロンチュ
ウムフェライトの様なハードフェライト、希土類コノイ
ルト、アｌレニコ等の粉末が、高透磁率粉末としてはＰ
ｅとＺｎ、　Ｃｕ、、Ｐｂ。

Ｓｎ、　Ｍｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、Ｍｇ等の金属酸化物か
らなるソフトフェライト、カルボニル鉄、センダスト、
パーマロイ等の粉末が挙げられる。磁性粉末の好ましい
平均粒子径は、一般に、ハードフェライト粉末では０．
５〜２．０μｍ、希土類コノ旬しト磁石粉末では１−１
００μｍ１ソフトフエライト粉末、カルボニル鉄粉末で
は２〜１００μｍである。また磁性粉末は粉砕時の歪等
を除くためにアニールしてから使用することが好ましい
。

次いでアミノ基を有する有機金属化合物としては、例え
ば、Ｎ−β−（アミノエチル）−７−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
ミノプロピルトリエトキシシラン、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、
Ｎ−β−（アミノエチル）−Ｔ−アミノプロビルメチル
ジエトキンシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ポリア
ミノシラン等の有機ケイ素化合物、イソプロビルジ（４
−アミノベンゾイル）インステアロイルチタネート、イ
ソプロピルトリアントラニルチタネート、４−アミノベ
ンゾイルイソステアロイルエチレンチタネート、ジアン
トラニルエチレンチタネート、イソプロピル４−アミノ
ベンゼンスルホニルジドデシルベンゼンスルホニルチタ
ネート、４−アミノベンゼンスルホニルドデシルベゼン
スルホニルオキシアセテートチタネート、イソプロピル
トリ　（Ｎ−（２−アミノエチル）−β−アミノエチル
〕チタネート等の有機チタン化合物、その他アルミニウ
ム、クロス、スズ等を金属元素として用いた有機金属化
合物が挙げられるが、なかでも好ましいのはＴ−アミノ
プロピルトリットキシシラン、Ｔ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、イソプロピルトリ　（Ｎ−（’２−ア
ミノエチル）−β−アミノエチル〕チタネートである。

これらは磁性粉末表面の水分子あるいは水酸基と脱アル
コール反応して、該磁性粉末の表面処理を行うものであ
る。

じスアミドとしては、例えば一般式 に、　　−Ｃ０ＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯ−Ｒｊ　　（式中
、Ｒ１は炭素数５〜２３の炭化水ａｍ、［Ｒ２は炭素数
１〜８の炭化水素基である。）で表わされるビスアミド
が挙げられるが、Ｒ１が炭素数５〜２３の飽和または不
飽和アルキル基、Ｒ２が炭素数１〜８のアルキレン基、
アリーレン基であるビスアミドが好ましく、Ｎ、Ｎ’−
メチレンビスカプロイン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−メチレン
ビスカプリル酸アミド、Ｎ、Ｎ’−メチレンビスカプリ
ン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−メチレンビスラウリ、・酸アミ
ド、Ｎ、Ｎ’−メチレンビスミリスチン酸アミド、Ｎ、
Ｎ′−メチレンビスパルミチン酸アミド、Ｎ。

Ｎ′−メチレンビスステアリン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−メ
チレンじスベヘニン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−メチレンビス
オレ、イン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−メチレンビスエライジ
ン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−メチレンビスエイコセン酸アミ
ド、Ｎ、Ｎ’メチレンビスエルシン酸アミド、Ｎ、Ｎ’
−メチレンビスリノール酸アミド、Ｎ、Ｎ’−メチレン
ビスカプリン酸アミド等のメチレンビスアミド、Ｎ、Ｎ
’−エチレンビスカフ”ｏイン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−エ
チレンビスカプリルｇｆｉ’）’＜Ｆ、Ｎ、Ｎ’−エチ
レンビスカプリン酸アミド、Ｎ、Ｎ′−エチレンビスラ
ウリン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−エチレンビスミリスチン酸
アミド、Ｎ、Ｎ’−エチレンビスバルミチン酸アミド、
Ｎ、Ｎ’−エチレンビスステアリン酸アミド、Ｎ、Ｎ’
−エチレンビスベヘニン酸アミド、Ｎ。

Ｎ′−エチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−エチ
レンビスエライジン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−エチレンビス
リノール酸アミド、Ｎ、Ｎ’−エチレンビスオレイン酸
アミド等のエチレンビスアミド、Ｎ、Ｎ’−ヘキシレン
ビスステアリン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−フェニレンビスス
テアリン酸アミドなどが挙げられ、なかでも熱安定性と
ナイロンとの相溶性の良いＮ、Ｎ’−エチレンビスステ
アリン酸アミド、Ｎ、Ｎ’−エチレンビスラウリン酸ア
ミド、エチレンビスベヘニン酸アミド等のエチレンビス
モノ脂肪酸アミドが特に好ましい。

磁性粉末を表面処理するために用いられるアミノ基を有
する有機金属化合物の好ましい添加量は、磁性粉末の粒
子径、比表面積、表面活性度等によって変るが、通常の
場合磁性粉末１００重置部に対して０．２〜１．５１部
置部である。

０．２重量部未満では磁性粉末の表面処理が十分行われ
ず、１．５重量部を越える場合では磁性粉末の凝集を生
じ、均一かつ磁気特性に優れた成形物は得られない。

ビスアミドの添加量は、ナイロン１００重量部に対して
５〜６５１１［置部が好ましく、１５〜４０亀シ部が特
に好ましい、５ｗｌ量部未満では成形加工性の著しい改
善はみとめられす、６５盲蒙部を越える場合では機械的
強度および成形加工性が慾激に低下し、好ましくない。

また、アミノ基を有する有機金属化合物で表面処理され
た磁性粉末およびビスアミドが添加されたナイロンの配
合側合は、それぞれ８５〜９５重量％および１５〜５重
置％が好ましく、表面処理された磁性粉末が８５１！量
％未満ではアミノ基を有する有機金属化合物やビスアミ
ドを添加しなくとも成形加工が可能であるが、磁性粉末
の充填牢が小さいため優れた磁気特性のプラスチック磁
石等が得られず、９５１１％を越える場合では成形加工
性が著しく低下し、良好なプラスチック磁石等の成形物
が得られない。

本発明の複合磁性材料は、ナイロン、磁性粉末、アミノ
植含有する有機金属化合物およびビスアミドを同時に混
合機あるいは混練機に投入して混合することで得られる
が、あらかじめ磁性粉末中に、従来公知の他の表面処理
剤の添加と同様にして、アミノ基を有する有機金属化合
物を添加して表面処理しておくことが好ましい。より均
一に表面処理ｒるために該有機金属化合物をメチル′ア
ルコール、エチルアルコール等の低級アルコールあるい
はρ１１１ｍ！＋、た水で８釈（７′（使用してもよい
。

本発明の各成分の混合は特に限定されるものではなく、
例えばリボンブレンダー、タンブラ−、ナウターミキサ
−、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の混合機
あるいハハンハリーミ＋サー、ニーター、ロール、ニー
ダ−ルーダ−、ヘンシェルミキサー、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。

本発明の複合磁性材料は、各成分の混合機パウダー、ビ
ーズ、ペレットあるいはこれらの混合物で得られるが、
取り扱い易い点でペレットが好ましい。得られた複合磁
性材料は、各種の熱可塑性樹脂成形機、好ましくは射出
成形機あるいは押出成形機により成形できる。例えばス
トロンチュウムフェライトを含む複合磁性材料を磁界中
で射出成形することにより、量大エネルギー積１．５〜
１．８１’１Ｇ−Ｏｅ　（メガガウス・エルステッド）
という磁気特性に優れたプラスチック磁石が得られる。

以下に実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。尚、例中の部および％はすべて束量基準で
ある。

実施例１ 平均粒径１．２２μｍのストロンチュウムフェライト１
００部をヘンシェルミキサーで攪拌しながら、Ｔ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン０．６部を噴霧して添加
し、さらに攪拌下１２０℃に加熱して反応を完結さセる
と同時に副生エチルアルコールを除去して、表面処理さ
れたストＵンチュウムフェライトを得た。この表面処理
されたフェライト８６，２％（ストロンチュウムフェラ
イトとしては８６、Ｏう６に相当する）に、６−ナイロ
ン１００部にＮ、Ｎ’エチレンビスステアリン酸テアミ
ド０１０．２０．３０゜４５．６０ｆｌｌ加したもの１
３，８％を加え、ヘンシェルミキサーで混合して粉末状
の複合磁性材料を得た。得られた複合磁性材料のＭｌ（
メルトインデックス、＾ＳＴＭ　Ｄ−１２３８，２７１
１Ｔ、５ｋｇ）は４，２．５．２．８．８．２７．５．
２０．２、ｌ　ｆｉ、　４〆’　ｌ０ｍ１ｎであった。

次１で、表面処理されたフエライ）　８６．２　％の代
りに同８７．２％を用いた以外は同様にし、′Ｃストロ
ンチュウムフェライト８７．０％相当を含む複合磁性材
料を得た。Ｍｌは１，８．３．５、？、０，１２．４’
、１−１　５．１　ｇ　／　１０ｍ１ｎであった。

比較例（ 表向処理されたストロンチュウムフェライト８６．２％
の代りに未処理のストロンチュウムフェライト８６．０
％を、６　す（ＩＪンにＮ、Ｎ’−エチレンビスステア
リン酸アミドを添加したちの１３．８％の代りに同１４
．０％を刈いた以外は実施例１と同様にして、アミノ基
を有する有機金属を１ＱｔＡＬない粉本状の複合磁性材
料を得た。得られた複合磁性材１のＭｌは０．８．０．
８．０．８．０，９．１．８．４．３　ｇ　／１０ｍ１
ｎであった。

−Ｆ記実施例１および比較例１で得た複合耐性材料のＭ
ｌを＃！１図に示す。

比較例２ Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシランの添加量を０１
０．２．０．６．１．０．１．４部とした以外は実施例
１と同様にして５種類の表面処理されたストロンチェラ
ムフェライトを得た。これら表面処理されたフェライト
８６．ｏ、８６１．８６．２．８６．３．８６．４％（
それぞれストロンチェラムフェライトとしては８６．０
％に相当する）に、６−ナイロン１４．０．１３．９．
１３，８、Ｉ３．７．１３．６％を加え、ヘンシェルミ
キサーで混合して、ビスアミドを添加しない粉末杖の複
合磁性材料を得た。得られた複合磁性材料のＭｌは０．
８．１．９．４．２．５．２．４．７　ｇ　／　１０ｍ
１ｎであった。次いで、３−アミノプロピルトリエトキ
シシランの代りにイソプロピルトリ　ＣＮ−（２−アミ
ノエチル）−β−アミノエチル〕チタネートを添加した
以外は同様にして複合磁性材料を得た。Ｍｌは０．８．
３．４．９．９．１１．５、ｌ］、１ｇ／１０ｍ１ｎで
あった。これを第２図に示ず。

実施例２ Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシラン０．６部の代り
に同０．７部を添加した以外は実施例１と同様にして表
面処理されたストロンチェラムフェライトを得た。この
表面処理されたフェライト８７．２％（ストロンチェラ
ムフェライトとしては８７゜０％に相当する）、６−ナ
イロン１０．０％およびＮ、Ｎ’−エチレンビスラウリ
ン酸アミド２．８％をヘンシェルミキサーで混合後、フ
ルフライトスクリュータイプ押出機（ダイス温度２６０
℃）で混練して粒径３１のペレット状複合磁性材料を得
た。これを１２０００　０ｅｒｓＬｅｄの磁界中で射出
成形（温度２８０℃、射出圧力８０　ｋｇ／ｃｊ）しＣ
直ｉ２　Ｑｗ、厚さ７■の真方性プラスチック磁石を得
た。

実施例３ 実施例２で得た表面処理されたストロンチェラムフェラ
イト８９．５％（ストロンチェラムフェライトとしては
号−で混合後、実施例２と同様にしてペレット状複合磁
性材料を得、これを１２０００　０ｅｒｓｔｅｄの磁界
中で射出成形（ｍｆ２９０℃、射出圧力１００　ｋｇ／
ｃｊ）　Ｌで直径２０ｍ。

厚さ７Ｕの真方性プラスチック磁石を得た。

実施例４ 実施例２で得た表面処理されたストロンチェラムフェラ
イト８９．２％（ストロンチェラムフェライトとしては
８９．０％に相当する）、１２−ナイロン８．８％およ
びＮ。

Ｎ′−エチレンビスステアリン酸アミド２．０％をヘン
シェルミキサーで混合後、フルフライトスクリュータイ
プ押出機（ダイス温度２４０℃）で混練して粒４ＪＪ　
３　ｍのペレット状複合磁性材料を得、これを１２００
０　０ｅｒｓｔｅｄの磁界中で射出成形（温度２５０℃
、射出圧力８５ｋｇ／ｃｊ）Ｌで直径２０鶴、厚さ７ｍ
の異方性プラスチック磁石を得た。

実施例５ Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシラン０．６部の代り
にイソプロピルトリ　（Ｎ−（２−アミノエチル）−β
−アミノエチル〕チタネー）　０．６部を含むエチルア
ルコール溶液を添加した以外は実施例１と同様にして表
面処理されたストロンチェラムフェライトを得た。この
表面処理されたフェライト８７．５％（ストロンチェラ
ムフェライトとしては８７．０％に相当する）、６−ナ
イロン９．７％およびエチレンビスステアリン酸アミド
２８％をヘンシェルミキサーで混合後、実施例２と同様
にしてペレット状複合磁性材料および直径２０ｆｉ、厚
さ７龍の異方性プラスチック磁石を得た。

比較例３ 平均粒径１．２２μｍのストロンチェラムフェライト８
５．０％と６−ナイロン１５．０％をヘンシェルミキサ
ーで混合後、実施例２と同様にしてペレット状複合磁性
材料および直径２０龍、厚さ７部ｍの異方性プラスチッ
ク磁石を得た。

比較例４ 平均粒径１．２２μｍのストロンチェラムフェライト８
７．０％と６−ナイロン１３．０％をヘンシェルミキサ
ーで混合後、実施例２と同様にしてペレット状複合磁性
材料を得、これを実施例２と同一条件で射出成形したが
、溶融粘度が＾く、成形品は得られなかった。次いで条
件を温度３００°Ｃ１射出圧力１３０ｋｇ／−に変更し
て射出成形し、ａ！を経２０ｍ、厚さ７鶴の異方性プラ
スチック磁石を得たが、表面は肌荒れのはげしいもので
あった。

実施例６ 平均粒４３０ｐｍのＳｍ２　　（Ｃｏ、　Ｃｕ、　Ｆｅ
、　Ｚｙ）　Ｉｙ系磁性粉末９３．４部、６−ナイロン
４．９部およびＮ、Ｎ’−エチレンビスステアリン酸ア
ミド１．５部を窒素ガスを封入したヘンシェルてキサ−
で攪拌しながら、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン０．６部を噴霧して添加し、さらに攪拌下１２０℃に
加熱して反応を完結させると同時に副生エチルｌルコー
ル０．４部を除去した後、フルフライトスクリュータイ
ｌ押出機（ダイス温度２６’Ｏ”Ｃ）で混練して粒径３
１１ＩＩのペレット状複合磁性材料を得た。これを２０
００００ｅｒｓ　Ｌｅｄの磁界中で射出成形（温度２８
５℃、射出圧力９０ｋｇ／ｃｄ＞シてｉ！［径２００、
厚さ７Ｎの異方性プラスチック磁石を得た。

実施例７ 平均粒径３．３μｍのＭｎ　−Ｚｎ系フェライト１００
部をヘンシェルミキサーで攪拌しながら、Ｎ−β−（ア
ミノエヂル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
０．８部を噴霧して添加し、さらに攪拌下１２０℃に加
熱して反応を完結させると同時に副生メチルアルコール
を除去して、表面処理されたＭｎ　−Ｚｎ系フェライト
を得た。この表面処理されたＭｎ−Ｚｎ系フェライト９
１，２％（Ｍｒ＋−Ｚｎ系フェライトとしては９１．０
％に相当する）、６−ナイロン７．０％およびＮ、Ｎ’
−エチレンビスステアリン酸テアミド１８％をタンブラ
−で離合後、フルフライトスクリュータイプ押出機（ダ
イス温度２７０℃）で混練して粒径３１諺のベレット状
複合磁性材料を得た。これを射出成形（温度２９０℃、
射出圧力８０ｋｇ１０Ｊ）　シて外径４０龍、内径３０
０、厚さ５ｕのリング状成形品を得た。

比較例５ 平均粒径３．３μｍのＭｎ　−Ｚｎ系フェライト８９．
０％、６−ナイロン１１．０％をタンブラ−で混合後、
実施例７と同様にしてベレット状複合磁性材料を得た。

これを実施例７と同一条件で射出成形したが、溶融粘度
が高く、成形品は得られなかった。次いで条件を温度３
００℃、射出圧力１３０にシ／−に変更して射出成形し
、外径４００、内径３０曹鵬、厚さ５１のリング状成形
品を得たが、表面は肌荒れのはげしいものであった。

ｌ−記実施例２〜７および比較例３〜５で得た複合磁性
材料のＭｌ　成形加工性および磁石の一磁気特性を表−
１に示す。

【図面の簡単な説明】

ｗ４１図は６−ナイロンとストロンチェラムフェライト
とを（成分として含む複合磁性材料へのＮ、Ｎ’−エチ
レンビスステアリン酸アミド配合によるＭｌ変化を示し
た１Ｖｌｋ、＃１２図は６−ナイ、ロンとストロンチェ
ラムフェライト８６０重ｉ１％とからなる複合磁性材料
へのアミノ基を有する有機金属化合物添加によるＭｌ変
化を示した図面である。 ＋　　　−Ｏ，６重量部のＴ−アミノプロピルトリエト
キシシランで表向処理されたストロンチェラムフェライ
ト８６．２ｍｅ％（ストロンチェラムフェライトとして
は８６．０重量％）を含む本発明の複合磁性材料のＭｌ
、２−一一一同８７．２電優％（同８７．０１［１％）
を含む本発明の複合磁性材料のＭｌ、３−−表面処理を
していないストロンチュウムフェライ＋−ｓ　６．０　
＊置％を含む複合磁性材料のＭｌ、４−−−−γアミノ
トリエトキシシランを添加した複合磁性材料のＭｌ、５
−　イソプロピルトリ　（Ｎ−（２−アミノエチル）−
β　アミノエチル〕チタネートを添加した複合磁性材料
のＭｌ。 特許出願人　大日本インキ化学工業株式会社蓼１凹 ０　　１０　　２０　　５０　　４０　　’；Ｏ６０７
０６−ナイロ〉１でス寸する

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ナイロン、磁性粉末、アミノ基を有する有機金属化合物
   およびビスアミドを混合してなることを特徴とする複合
   磁性材料。