JPS6041202A - 高温成形用プラスチック磁石組成物 - Google Patents

高温成形用プラスチック磁石組成物

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JPS6041202A
JPS6041202A JP58149910A JP14991083A JPS6041202A JP S6041202 A JPS6041202 A JP S6041202A JP 58149910 A JP58149910 A JP 58149910A JP 14991083 A JP14991083 A JP 14991083A JP S6041202 A JPS6041202 A JP S6041202A
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magnetic
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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C:は
分子内にP−0結合を有するりん化合物と染料を用いて
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、これらにはまた
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1強力、小型・軽量化の要請から、
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石の製造において、
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゛〈低下してしまい、また
成形時に発火することか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g二当り、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度は防止されるが、
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
(二はなるが、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。これに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にかんがみ鋭意研究を電
ねた結果、プラスチックと混合する磁性を用いて被覆処
理することI:より、高温での空気酸化がほぼ完全に防
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。
(11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たとえ
ばポリアミド樹脂、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などを使用しても、不都
合をともなうことすく、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I: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、
ブザー等への使用に有利である。
(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、これには希土元累とコバルトか
らなるものもしくは希土元累とコバルトと銅と遷移金域
元素とからなるものが包含され、たとえばRCoIsあ
るいはR(Co Ou Fe M )2で示される組成
のものが例示される。ここでRはBm’P Ce、 P
r%Nd%Tb、 Y などの希土元累の1種または2
種以上の組み合せ、Mは周期表の■族、V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
、これにはT1、Zr、Hf、V、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ROo、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。0.1μrll以下になると
粉体としての活性が強くなり取扱い土木安定になりやす
い。R(cocuFeM)2系の2相分離型磁石は合金
の製造時単結晶化するか、多結晶化した合金を粉砕し、
磁場成形、焼結、時効して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には微粉とやや大
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。
一方上記磁性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−○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、亜りん酸、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
曲りん酸ナトリウム、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、酸性ピロりん酸ナトリ
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ス(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−1−ブチル)ビス(ジ
−トリデシル)ホス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。
つぎに、上記りん化合物と共(二値用される染料として
は、直接染料、酸性染料、塩基性染料、媒染染料、硫化
染料、建染染料、分散染料、油溶染料、反応染料などの
はかけい光増白剤が包含される。これらについて具体的
例示をあげればつぎのとおりである。
直接染料 0、工、ダイレクトイエロー26.28.39.44.
50.86.88.89.98.100、O,I、ダイ
レクトオレンジ39.51,107、C0I、ダイレク
トレッド79.80.81.83.84.89.218
、C,I、ダイレクトグリーン37.63.0.■、ダ
イレクトバイオレット47.51.90.94%04゜
ダイレクトブルーフ1.78.86.90.98.10
6.160,194,196.202.225.226
.246、O,I、ダイレクトブラウン1.95.10
6.170.194.211、Ci、 I、ダイレクト
ブラック19.32%51,75.94.105.10
6.107,108.113,118゜146など。
酸性染料 c、r、アシッドイエロー7.17.23.25.40
.44.72,75.98.99.114.131%1
41、O,I、アシッドオレンジ19.45.74.8
5.95、O,I、アシッドレッド6% 32.42.
52.57.75.80.94.111.114%11
5.118,119,130.131,133,134
.145.168.180.184.194.198.
217.249.303、O,I、アシッドバイオレッ
ト34%47.48、O,I、アシッドブルー15.2
9.43.45,54.59,80.100,102、
113.120.130.140,151.154.1
84.187.229、C,I、アシッドグリーン7.
12.16.20.44%57、a、 r、アシッドブ
ラウン39.301、C,I、アシッドブラック1.2
.24.26.29.31.48.52.63,131
.140.155など。
塩基性染料 CI、I、ペイシックイエロー11.14%19.21
.28.33.34.35.36、C,■、ペイシック
オレンジ2.14.15.21.32、O,I、ペイシ
ックレッド13.14.18.22.23.24.29
.32.35.36.37.38.39.40,0.1
.ペイシックバイオレット7.10,15.21.25
.26.27、C6■、ペイシックブルー9.24.5
4.58.60、C1I、ペイシックブラック8など。
媒染染料 0.1.モーダントイエロー1.23.59゜0、I、
モーダントイエローJ C0I、モーダント11− レッド21.26.63.89、O,I、モーダントバ
イオレット5.C!、I、モーダンドブルー1.29.
47、CI、I、モーダントゲリーン11、a、 1゜
モーダンドブラウン1.14.87、c、r、モーダン
ドブラック1.3.7.9.11.13.17.26.
38.54.75.84など。
硫化染料 0、 I、サルファーオレンジ1.3.0.1.サル7
フーブルー2.3.6.7.9.13、c、r。
サルファーレッド3,5、O,I、サルファーグリーン
2,6.11.14. O,I、サルファーブラウン7
.8、C1r、サルファーイエσ−4、C,I。
サルファーブラック1.0,1.ソルビライズドサルフ
ァーオレンジ3、O,I、ソルビライズドサルファーイ
エロー2.0,1.ソルビライズドサルファーレッド7
.O,I、ソルビライズドサルファーブル−4,0,I
、ソルビライズドサルファーグリーン3.0.1.ソル
ビライズドサルファーブラウ12− ン8など。
建染染料 04、バットイエロー2.4.10.20122.23
、O,I、バットオレンジ1.2.3.5゜13、C0
■、バットレッドl、10.13.16.31.52、
O,I、バットバイオレット1.2.13、C,I、バ
ットブルー4.5.6.0,1.ソルピライズドバット
ブル−6,OII、バットブルー14゜29.41.6
4、O,I、バットグリーン1.2.3.8.9%43
.44、C,Lソルビライズドバットグリーン1、CI
、1.バットブラウン1.3.22.25.39%41
.44.46.0.I、バットブラック9,14.25
.57など。
分散染料 Ct、I、ディスペンスイエロー1.3.4.0.I。
ディスペンスレッド12.80.O,I、ディスペンス
ブルー27など。
油溶染料 C1I、ソルベントイエロー2.6.14,19.21
.33.61、O,I、ソルベントオレンジ1.5.6
.14.37.44.45、a、r、ソルベントレッド
1.3%B、23.24.25,27.30.49.8
1.82.83.84.100,109,121.0、
工、ソルベントバイオレット1.8.13.14.21
、27. c、r、ソルベントブルー2.11.12゜
25.35.36.55.73% 0.工、ソルベント
グリーン1.3、O,I、ソルベントブラウン3.5.
20.37、O,I、ソルベントブラック3,5.7.
22.23.123など。
反応染料 0、I、リアクティブイエロー1.2.7.17.22
、C01,リアクティブオレンジ1.5.7.14、C
0■、リアクティブレッド3.6.12、C,I、リア
クティブブルー2.4.5.7.15.19、O,1,
リアクティブグリーン7、O,I、リアクティブブラッ
ク1など。
けい光増白剤 0.工、フルオレセンドブライトニングエイジエン ト
 24、84、85、91、162、163、164゜
167.169.172.174.175.176 な
ど。
磁性金属粉の被覆処理は、以上例示したりん化合物の1
種もしくは2M以上と染料の1種もしくは2N以上を適
当な溶媒におおむね0.01〜5重量%で溶解もしくは
分散させて被覆処理液となし、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℃程度までの温度で加熱乾燥するという方
法で実施される。
上記被覆処理液調製のために使用される溶媒としては、
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、へ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種または2種以上の混合溶媒として使
用される。
磁性金属粉に対するりん化合物および染料の被覆量はそ
れぞれ0.01〜5重量%(好ましくは0.05〜1重
量%)とすることが望ましい。この被覆量が少な等ざる
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
率が相対的に低下するので、流動性の面からも磁性金属
粉の高充填化の阻害になる。
なお、上記した被覆処理法は磁性金属粉(二対してりん
化合物と染料の混合物を用いて被覆する場合g二ついて
説明したものであるが、この被覆処理法としては磁性金
属粉をりん化合物で被覆処理しついで染料で被覆処理す
る方法、あるいは染料で被覆処理しついでりん化合物で
被覆処理する方法によってもよい。
本発明はこのようにして磁性金属粉なりん化合物と染料
とで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、これに
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における滑
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
物および染料と共に被覆処理液中に添加含有させる方法
、あるいはりん化合物および染料による被覆処理に続い
てオルガノポリシロキサン化合物の処理液l:よる被覆
処理を施す方法のいずれでもよい。
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、種類等に特C: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
コーンワニス)、あるいはそれらの各種変性オルガノポ
リシロキチンが例示され、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。
りん化合物および染料の被覆処理液中Iニオルガノボリ
シロキサンを添加含有させる場合は、りん化合物1重量
部当りオルガノポリシロキチンの添加量をおおむね1〜
10重量部、またりん化合物被覆処理量を磁性金属粉に
対しておおむね0.02〜2N置%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ポリアミド樹脂、ポ
リスチレン樹脂、ポリフエ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。なお、これらは
単に例示であって本発明はこれ【二限定されるものでは
ない。
本発明に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重量%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C二磁気配両性の面か
ら磁性金属粉の充填密度を高めることが困難であったた
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
手段によればよく、成形方法それ自体C二制限はない。
本発明によれば、磁性金属粉の長期保存g: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、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1 約20−の秤量ビンに希土類コバルト系磁性金属粉8E
RgM R−22(信越化学工業製商品名、粒度フィッ
シャー法で2声)を2?杵取した。一方、第1表に示す
各種りん化合物と染料の溶媒溶液を調製し、これらの所
定量を前記秤取試料g二加えて全体が均一に湿潤吸着さ
れるようにかくはんし、ついで60℃で乾燥して溶剤分
を除去し、さらl:110℃で1時間加熱処理した。り
ん化合物と染料の合計被覆量はそれぞれ同表に示すとお
りとした。
このようにしてりん化合物と染料とで被覆処理した磁性
金属粉試料について耐酸化性を副べるため、送風式加熱
炉中こて開放状態で20分間250℃に加熱し、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。
Wl−秤量ビンの重さ W2− 秤量ビン+試料の重さ w、 = 被覆処理し、110℃1時間加熱処理後の重
さ W4=250℃20分加熱後の重さ 第1表の結果から判るとおり、被覆処理を行わなかった
試料の場合には酸化C二よる重量増加が大きかったの2
二対し、りん化合物と染料とで被覆処理したものは重量
増加が小さく、その被覆量こ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、従来プラスチックー無機
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−アミノプロピルトリメ
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)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
大きく耐酸化防止効果が小さいことが判った。さらC:
従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I: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rPPTは下記の意味である。
rppT: 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 23− 11− 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
M R−28(信越化学工業製商品名)をIK!秤取し
、これに第2表に示す表面被覆処理剤の0.5%水溶液
(ただしオルガノポリシロキチンはトルエンの1%溶液
とした)を同表の被覆量となるよう(:添加し、よくか
くはん混合して(要すれば溶媒を追加して)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C
ll0℃で1時間加熱処理した。
このようにして被覆処理した磁性粉435ノとUBEナ
イロン12P−3014U (宇部興産(株)製)65
ノを1!ビーカーl二秤取し1、常温でかくはん後、ジ
ャケット温度200℃のグラベンダー社製8−3000
H型ミキサーにてかくはん造粒した。
なお、第2表中実験7169〜11は、りん化合物と染
料とで被覆処理された磁性金属粉f二ついてさらに各種
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、全体を湿潤吸着させ、
110℃で30分間乾燥処理した。また実験/I62は
りん化合物および染料による被覆処理をせず、後記する
シリコーンオイルKF96に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社製磁場射出成形機TL
−50MG8を用い、空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)C1
=210℃、c2=300 ℃、ノズル温度290℃、金型 温度110℃、スクリュー回転 数30Orpm(無負荷時の設 定)、配向磁場21kOe 第2表の結果から表面被覆処理を全く行わなかつた場合
には、空気中への射出により瞬時に発火するが、りん化
合物および染料による被覆処理を施こすこと(二よって
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、りん化合物および染料I:よる被覆処理(=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
には負荷の軽減(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サンとしては下記のものを使
用した。
0シリコーンオイルKF96 : 信越化学工業製商品
名、1000cp (25℃) 0シリコーンオイルKP3fS8 : 信越化学工業製
商品名、変性シリコーンオイル 第2表中の表面被覆処理剤の欄における被覆量(wt%
]は磁性金属粉に対する表面被覆処理剤の重量%を示し
たものである。
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
R;REM R−28の表面なりん化合物、染料および
オルガノポリシロキチンで被覆処理した。
その磁性金属粉とUBEナイロン12P−3014Uと
を第3表に示す組成(磁性金属粉の充填量)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。
結果は第3表に示すとおりであった。従来の技術では磁
性金属粉の充填量が87を量%であったものが、本発明
では941r量%にも高めることができ、磁気特性を大
幅l二向上させることができた。
29− 15−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1゜ 分子内にp−o結合を有するりん化合物と染料を
    用いて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染料とオルガノポリシロキチン化合
    物を用いて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
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