JPS6013826A - プラスチツク磁石組成物 - 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】

本発明は改良されたプラスチック磁石組成物、特には分
子内にｐ−ｏ結合を有するりん化合物で被覆処理した磁
性金属粉とプラスチックとからなるプラスチック磁石組
成物に関するものである。 従来より知られている焼結磁石や鋳造磁石は、複雑な形
状の加工が困難であり、精密な加工度が要求される場合
にはコスト高となることが避けられず、これにはまた均
一な磁気分布の製品が得にくい、他の部材との一体成形
が困難である、ラジアル異方性、多極異方性磁石を製造
しようとしても破損し製造が困難であるなどの問題があ
る。プラスチック磁石はこのような問題点を解決するた
めに開発されたものであり、磁性材料として当初のころ
のフェライト系に代って、強力、小型・軽量化の要鯖か
ら、゛最近は希土類コバルト系のような金属磁性材料が
使用されるに至っている。 しかしてこのようなプラスチック磁るの製造において、
磁性材料として希土類コバルト系のような磁性金属粉を
使用した場合には、このものが元来高磁気特性を備えて
いる反面、２００〜２５０℃以上の高温空気中では急激
に酸化されて磁気特性が著しく低下してしまい、また成
形時に発火することがあるという欠点をもっているため
、プラスチックと混合し加熱溶融して成形（射出成形、
押出成形等）するに当り、次のような手段を採ることが
必要とされた。 （１）不活性ガス雰囲気を用いる。これによりその希土
類コバルト系磁性粉の酸化がある程変は防止されるが、
しかし不完全であり、生産性の低下、コスト高となるの
を避は得ない。 （２）希土類コバルト系磁性粉をあらかじめチタン系あ
るいはシラン系表面処理剤で被覆処理する。 この被覆処理により空気酸化がある程度抑制されるよう
にはなるが、不完全であり、特に３００℃以上ではほと
んど酸化抑制能が発揮されない。 （３）プラスチックとして比較的流動温度の低いものを
選択使用する。これＣ二よれば成形温度がそれだけ低く
することができ、したがって酸化の進行も抑制されるが
、反面当然のことながら得られるプラスチック磁石はそ
の使用上限温度が低く、また磁石特性（性能）の経時変
化が大きいという欠点がある。 （４）プラスチックへの磁性粉の充填量を低くする。 しかしその場合には低充填量であるために高性能磁石を
得ることができない。 本発明者らはかかる技術的課題ｌ二かんがみ鋭意研究を
重ねたＩＰ３果、プラスチックと混合する磁性金属粉を
分子内にｐ−ｏ結合を有するりん化合物で被覆処理する
ことにより、高温での空気酸化がほぼ完全ζ二防止され
、磁気特性が劣化せず、下記に述べる諸利点が与えられ
ることを確認し本発明を完成した。 （１）上記のようにして被覆処理された磁性金属粉は成
形時に高温（３００℃以上）で空気と接触しても酸化変
質を受けたり発火したりすることがないので、きわめて
高磁気特性のプラスチック磁石が得られる。 （２）プラスチックとして２００℃以上のような高温成
形が必要とされるエンジニアリングプラスチックを使用
しＣも、不都合をともなうことなく、磁性金属粉の高充
填成形品を射出成形、押出成形等の成形手段で容易ｌ二
得ることができる。 このプラスチック磁石は高温下での使用に耐えかつ磁石
特性が経時的変化（劣化）することがなく信頼性の高い
ものである。 （３）性能の高いラジアル異方性、ラジアル多極性のプ
ラスチック磁石を得ることができる。 （４）一体成形が簡単であり、複雑な形状に容易に成形
でき、後加工に要するコストが大幅に低減される。 （５）得られるプラスチック磁石は均一な磁気性能　］
を示すものであって、また耐衝撃性が大きいので、リレ
ー、ブザー等への使用（：有利である。 （６）　前記したように高温で成形しても酸化変質を受
けず、発火を起すというようなことがないので、生産工
程上安全が確保され、また再生使用できその際性能の低
下をともなわない。 以下本発明の詳細な説明する。 本発明が対象とする磁性金属粉は主として希土類コバル
ト系磁性金属粉であり、これには席上元素とコバルトか
らなるものもしくは席上元素とコバルトと銅と遷移金属
元素とからなるものが包含され、たとえばＲＣｏ　、あ
るいはＲ（Ｃｏ　Ｏｕ　ＦｅＭ　）７Ｊで示される組成
のものが例示される。ここでＲは８ｍ’Ｆ’Ｃｅ−Ｐｒ
％Ｎｄ　、　Ｔｂ　、　Ｙ７１どの席上元素の１種また
は２種以上の組み合せ、Ｍは周期表の■族、■族、■族
、■族に属する元素の１種または２種以上の組み合せを
示し、これζ二はＴｉ、Ｚｒ、町ν、Ｎｂ％Ｔａ、Ｍｏ
、Ｏｒ　、　Ｗ、　Ｍｎ等が例示される。２は一般には
５〜９の数である。 磁性金属粉としての粒度はＲＣｏ、系の場合１０μｍ以
下０．１μｍ位いまでか望ましい。１０μｍよりも大き
いと保磁力が小さくなりやすいばかりでなく、磁気特性
のバラツキが大きくなる。０．１μｍ以下になると粉体
としての活性が強くなり取扱い上不安定Ｃ二なりやすい
。Ｒ（ＣｏＣｕＦｅＭ）２系の２Ｏ２分＃型磁石は合金
の製造時単結晶化するが、多結晶化した合金を粉砕し、
磁場成形、焼結、時効上で磁力が大きく発現する状態の
ものを粉砕しプラスチック磁石の原料とする。この際粒
度の制限はあくまでも用途や成形時の取扱い上から考慮
すればよい。たとえば高充填化のためｌ二は微粉とやや
大きい粒度の粉を混合して使用するとか、多極のラジア
ル異方性磁石には極の大きさの１０分の１以下の充分小
さな粒径の粉を用いるとよい。 一方上記磁件金属粉を被覆処理するために使用されるり
ん化合物としては、分子内にｐ−ｏ結合を有するもので
あることが必要とされ、これにはりん酸、４Ｆりん酸、
次亜りん酸、第一りん酸ナトリウム、第二りん酸ナトリ
ウム、りん酸ナトリウム、第一りん酸カリウム、第二り
ん酸カリウム、りん酸カリウム、亜りん酸ナトリウム、
次亜りん酸ナトリウーム、亜りん酸カリウム、次亜りん
酸カリウム、ピロりん酸ナトリウム、酸性ピロりん耐力
トリウム、酸性メタりん酸ナトリウム、トリポリりん酸
ナトリウム、ピロりん酸カリウム、酸性ピロりん酸カリ
ウム、酸性メタりん酸カリウム、トリポリりん酸カリウ
ム、ヘキサメタりん酸ナトリウム、ヘキサメタりん酸カ
リウムなどの無機りん酸系化合物、フィチン酸、フィチ
ン酸ナトリウム、フィチン酸カリウム、トリクレジルホ
スフェート、トリスノニルフェニルホスファイト、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、テトライソプロピルビヌ　（ジオクチルホスフ
ァイト）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、ビス（ジオクチルパイ
ロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（
ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、
テトラ（２，２−ジアリルオキシメチルーＪ−ブチル）
ビス（ジ−トリデシル）ホヌファイトチタネートなどの
有機りん化合物が例示される。 本発明は以り例示したりん化合物の１種または２Ｎ以Ｊ
−、を適当な溶媒にＪ♂おむね０，０１〜５重景％重量
解して被覆処理液とな

【７、この被覆処理液を用いて対
象の磁性金属粉を浸漬する方法や、この処理液を磁性金
属粉表面に吹き付ける方法で被覆処理し、ついで室温な
いし１５０℃程度までの湯度で加熱乾燥するという方法
で実施される。 りん化合物を溶解するための溶媒としては、アルコール
系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤
、ハロゲン化炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル
系溶剤、エステル系溶剤および水などが例示され、これ
らは１種また＆′ｊ：、２種以上の混合溶媒として使用
される。 被覆するりん化合物の量としては磁性金属粉に対してｏ
、ｏｉ〜５重量％（好ましくは０．０５〜１重量％）と
す乙ことが望ましい。この被覆量が少なすぎると酸化防
止能が悪くなり、一方多すぎるとコスト高となるばかり
でなく、バインダーとしてのプラスチックの比率が相対
的Ｃ二低下するので、流動性の面からも磁性金属粉の高
充填化の阻害になる。 本発明はこのようにして磁性金属粉をりん化合物（二よ
り被覆処理するのであるが、この場合に必要に応じオル
ガノポリシロキチン化合物を併用してもよく、これＩｉ
よれば被覆処理による耐酸化性付与の効果がさらに向上
され、かつプラスチック磁石組成物の成形時（二おける
滑性効果も付与されるという利点がもたらされる。 オルガノポリシロキチン化合物の使用方法は、りん化合
物と共に処理液中に添加含有させる方法、あるいはりん
化合物による被覆処理に続いてオルガノボリシロキチン
化合物の処理液による被覆処理を施す方法のいずれでも
よく、これによれぼりん化合物の使用割合を減少させる
ことができる。 上記目的に供されるオルガノポリシロキチン化合物とし
ては、その分子構造、種類等Ｃ二特に制限はすく、シリ
コーンオイル、シリコーンゴム、シリコーン樹脂（シリ
コーンオイル）、あるいはそれらの各種変性オルガノポ
リシロキサンが例示され、分子量についても低分子量の
ものから高分子量のものまで任意に使用することができ
る。 りん化合物の被覆処理液中にオルガノポリシロキチンを
添加含有させる場合は、りん化合物１重量部当リオルガ
ノボリシロキサンの添加量をおおむね】〜１０マ「計部
、またりん化合物による被覆処理終了後ついでオルガノ
ポリシロキチンにより表面処理する場合は、その処理量
を磁性金属粉ζ二対しておおむね０１０２〜２重量％と
すればよい。 本発明にかかわるプラスチック磁石組成物は。 前記した被覆処理された磁性金属粉とプラスチックとを
混合することにより得られるが、ここに使用されるプラ
スチックとしては一般に熱可塑性プラスチックが使用さ
れ、これにはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニル、アクリレート樹脂等の一般的な
熱可塑性プラスチックのほか、いわゆるエンジニアリン
グプラスチックと称されているものたとえばナイロン、
ポリサルフオン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂
、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアセタール樹脂
、ポリカーボネート樹脂などが例示される。これらは単
己例示であって本発明はこれに限定されるものではない
。 本発明（二よれば磁性金属粉含量のきわめて高いプラス
チック磁石組成物を得ることができ、組成物中における
磁性金属粉含量を最高９５重幇％程度まで高めることが
できる。この点従来は成形性ならびに磁気配向性の面か
ら磁性金属粉の充填密度を高めることが困離であったた
め、磁気特性にすぐれたプラスチック磁石を得ることが
できなかった。 プラスチック磁石を得るための成形方法としては、従来
公知の方法たとえば射出成形、押出成形、圧縮成形等の
手段を二よればよく、成形方法それ自体に制限はない。 、本発明によれば、磁性金属粉の長期保存（＝不活性ガ
スを使用する必要がなくなる、空気による酸化作用を受
けないので取扱いが容易である、成形加工するとき、高
温で空気と接触しても酸化劣化。 発火等が起らず１品質が安定し、収率が向上する、得ら
れるプラスチック磁石は経時変化がなく製品寿命が長い
という諸効果が与えられる。したがって本発明により希
土類コバルトプラスチック磁石や合金系磁石によるプラ
スチック磁石が高性能のもとこ製造されるようになる。 つぎに参考例および実施例をあげる。 参考例　ｌ 約２０−の秤量ビンに希土類コバルト系磁性金属粉５Ｕ
ＲＦ、ＭＲ’−２２（信越化学工業製商品名１粒度フィ
ッシャー法で２μ）を２Ｐ秤取した。一方、第１表に示
す各種りん化合物の溶媒溶液（いずれも濃度は０．５重
量％）を調製し、これの所定階を前記秤取試料に加えて
全体が均一に湿潤吸着されるよう（：かくはんし、つい
で６０℃で乾燥して溶剤分を除去し、さらに１１０℃で
１時間加熱処理した。りん化合物の被覆量はそれぞれ同
表に示すとおりであった。 このようにして゛りん化合物で被覆処理した磁性金属粉
試料ｇ二ついて耐酸化性を聰べるため、送風式加熱炉中
Ｃ：て開放状態で２０分間２５０℃Ｃ二加熱し、下記式
によって重量変化率をめた。結果は第１表に示すとおり
であった。 Ｗ、＝　秤量ピンの重さ ｗ２＝　秤量ビン＋試料の重さ ｗ３＝　被覆処理し、１１０℃１時間加熱処理後の軍さ ｗ４　＝２５０℃２０分加熱後の重さ 第１表の結果から判るとおり、りん化合物で被覆処理を
行わなかった試料の場合には酸化による電量増加が大傘
かったのに対し、りん化合物で被覆処理したものは１ｆ
ｆｌ増加が小さく、その被覆膜による耐酸化性付与の効
果が大である。 なお、同表に併記したように、従来プラスチック−無機
物複合材における無機物の表面処理剤として用いられて
いるＮ−β（アミノエチル）ｒ−アミノブロビルトリメ
トキシシラン（以下シランＫＢＭ６０３と略記する）、
およびイソプロピルトリイソステアロイルチタネート（
以下チタネートＫＲ−ＴＴＳと略記する）を取り上げ検
討して見たが、高温加熱時の酸化による重量増加率が太
き来行われている樹脂コーティング法としてエポキシコ
ーティング（＊下記参照）を取り上げ検討したが、高温
加熱時の酸化による重量増加率が大きく、本発明の効果
とは比較にならないほど悪かった。 ※　シェル化学社製、エビコー）８２８（３％）＋セメ
ダインＯ（２％）、１５０℃で １時間キュア なお、第１表中のＩＰＰＴは下記の意味である。 ＩＰＰＴ　：　イソプロピルトリス（ジオクチルノ鳴イ
ロホスフエート］チタネート 第１表 実施例１ １！のビーカーに希土類コバルト系磁性金属粉ＳＥＲＥ
ＭＲ−２“８（信越化学工業製商品名）を１９秤取し、
これに第２表己示すりん化合物の０．５％水溶液を同表
の被覆量となるよう（二添加し、よくかくはん混合して
全体を湿潤させ、ついで６０℃で乾燥して溶剤を揮散さ
せ、さらに１１０℃で１時間加熱処理した。 このよう（−シてりん化合物で被覆処理した磁性粉４３
５〕とＵＢＥナイロン１２Ｐ−３０１４Ｕ（宇部興産（
株）製）　６５ｆを１！ビーカーに秤取し、常温でかぐ
はん後、ジャケット温度２００℃のブラベンダー社製Ｓ
−３００（３Ｈ型ミキサーにてかくはん造粒した０ なお、第２表中実験４１０〜２５は、りん化合物で被覆
処理された磁性金属粉Ｃ二ついてさらＣ二各種オルガノ
ポリシロキチンの１％トルエン溶液を第２表に示す処理
量になるように添加し、全体を湿ｎｉり吸着させ、１１
０℃で３０分間乾燥処理した。 また実験Ｊ６２けりん化合物による被覆処理をせず、後
記するシリコーンオイルｘｒ９６　（ａ）！−よる処理
のみの場合を示したものである。 この造粒品をタナベコウギョウ相製磁場射出成形機Ｔ’
　Ｌ　−５０Ｍ　Ｃ）　Ｓを用い、′２と気中への射出
による発火性ならびに成形品の磁気特性を測定した。 結果は第２表に示すとおりであった。 射出成形条件ニジリンダ一温度（ホッパー側からｌ　Ｃ
ｔ＝２１０℃、０２＝ ：う００℃、ノズル温度２９０℃、全型温ｆｐ：　１１
０℃、スクリュー回転数３００ｒｐｍ（無負荷時の設定
）、配向磁場 ２　１　ｋ　Ｏｅ 第２表の結果から表面被覆処理を全く行わなかった場合
には、空気中への射ａ１により瞬時に発火するが、りん
化合物による被伊処理を施こすことによって顕著な耐酸
化性が付与され、発火現象が抑制されることが判った。 また、りん化合物による被覆処理ζ二加えてオルガノポ
リシロキチンによる表面処理を行った場合ζ二は負荷の
軽減（スクリュー回転が大になる）と角形性の向上が認
められた。 なお、オルガノポリシロキチンとしては下記のものをイ
吏用した。 ０シリコーンオイルＫＦ９６　（ａ）：　１００ｃｐ（
２５℃）ｏ　ｔｔ　ＫＦ９６　（ｂ）　：　１０００ｃ
ｐ　ｔｔＯｔｔ　ＫＦ９６　（ｃｌ　：　百方Ｑｐ　／
１０　／／　ＫＰ３５８（変性シリコーンオイル）ＯＶ
リコーンワニスＫＲ２７５ （以上いずれも信越化学工業製商品名）実施例２ 実施例１と同様な方法で希土類コバルト系磁性金属粉Ｓ
ＥＲＥＭ　Ｒ−２８の表面をりん化合物、オルガノボリ
シロキザンで被覆処理した。その磁性金属粉とＵＢＥナ
イロン１２Ｐ−３０１４Ｕとを第３表（：示ｆ組成（磁
性金属粉の充填量ンで配合し、実施例１と同様の条件で
かくはん造粒し成形した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分子内にｐ−ｏ結合を有するりん化合物で被覆処理
   した磁性金属粉とプラスチックとからなるプラスチック
   磁石組成物 ２、゛　分子内にｐ−ｏ結合を有するりん化合物とオル
   ガノポリシロキチン化合物との混合物で被覆処理するか
   、または分子内にｐ−ｏ結合を有するりん化合物で被覆
   処理し、ついでオルガノポリシロキサン化合物で表面処
   理した磁性金属粉とプラスチックとからなるプラスチッ
   ク磁石組成物