JPS6346563B2

JPS6346563B2 -

Info

Publication number: JPS6346563B2
Application number: JP57119483A
Authority: JP
Inventors: Hisaaki Oseko; Yoshiji Haga; Haruhei Ono
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1988-09-16
Also published as: JPS5910202A

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、フエ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
く、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。プラスチツク磁石、磁心等（以下、単にプラス
チツク磁石等と記す。）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エノール樹
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
スチツク磁石等に要求される特性によつて選定さ
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、プラスチツク磁石等
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
15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
ツク磁石内の磁性粉末は十分に配向できず、逆に
磁気特性が低下する結果となる。それゆえプラス
チツ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見劣りす
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く鋭意
研究を重ねた結果、ナイロンと磁性粉末とからな
る複合磁性材料にヒドロキシモノカルボン酸アミ
ドを添加すること、さらに好ましくは磁性粉末を
アミノ基を有する有機金属化合物で表面処理する
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つた。すなわち、本発明は、ナイロン３〜20重量％、
磁性粉末79.8〜95重量％、ヒドロキシモノカルボ
ン酸アミド0.2〜５重量％およびアミノ基を有す
る有機金属化合物０〜２重量％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、ナイロン磁性
粉末とからなる複合磁性材料に、更にヒドロキシ
モノカルボン酸アミドを添加すると溶融粘度が低
下し、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、したがつ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ツク磁石等が得ら
れると共に離型性も著しく改善されることにあ
る。さらに、アミノ基を有する有機金属化合物を
添加して磁性粉末を表面処理するとヒドロキシモ
ノカルボン酸アミドとの相乗効果により、溶融粘
度がさらに著しく低下するので、より効果的であ
る。この事実は第１図に示す如く、ヒドロキシモ
ノカルボン酸アミドとアミノ基を有する有機金属
化合物とを併用した場合の複合材料のMI（メルト
インデツクス、ASTM Ｄ―1238、270℃、５Kg）
（曲線１）がそれぞれを単独で添加した場合に比
べ格段に大きいことにより明らかである。本発明で用いるナイロン樹脂としては、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
パウダー、ビーズ、ペレツ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、プラスチツク磁石等に
通常用いられている磁性粉末がいずれも使用で
き、例えば、永久磁石粉末としてはバリウムフエ
ライト、ストロンチユウムフエライトの様なハー
ドフエライト、希土類コバルト、アルニコ等の粉
末が、高透磁率粉末としてはFeとZn、Cu、Pb、
Sn、Mn、Ni、Co、Mg等の金属酸化物からなる
ソフトフエライト、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。次いで、ヒドロキシモノカルボン酸アミドとし
ては、例えば一般式Ｒ（OH）CONH₂（式中、Ｒ
はアルキル基、フエニル基等の炭化水素基）で表
されるものが挙げられるが、Ｒが炭素数５〜23の
飽和または不飽和アルキル基で表されるヒドロキ
シ脂肪族モノカルボン酸アミドが好ましく、例え
ばα―ヒドロキシイソカプロイン酸アミド、α―
ヒドロキシラウリン酸アミド、３―ヒドロキシミ
リスチン酸アミド、α―ヒドロキシパルミチン酸
アミド、12―ヒドロキシステアリン酸アミド、リ
シノレイン酸アミドおよびこれらの２種以上の混
合物等が挙げられ、なかでも12―ヒドロキシステ
アリン酸アミドが特に好ましい。このヒドロキシ
モノカルボン酸アミドは、複合磁性材料中におけ
る含有量が0.2〜５重量％の範囲になるように添
加されるのが通常であり、なかでも１〜４重量％
の範囲が好ましく、0.2重量％未満では成形加工
性および離型性の改善が認められず、５重量％を
越える場合は成形加工性および得られたプラスチ
ツク磁石の機械的強度が低下するので好ましくな
い。アミノ基を有する有機金属化合物としては、例
えばＮ，Ｎ―ジメチル―ｐ―アミノフエニルトリ
メトキシシラン、ｐ―〔Ｎ―β―（アミノエチ
ル）―アミノエチル〕フエネチルトリメトキシシ
ラン、ｐ―（アミノメチル）フエネチルトリメト
キシシラン、Ｎ―フエニル―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）―γ―アミノプロピルメチ
ルジエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ―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、イソプロピルジ（４―アミノベンゾイル）イ
ソ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
ドデシルベン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、クロム、
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γ―アミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ―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。このアミノ基を有する有機金属化合物は、磁性
粉末の粒子径、比表面積、表面活性度等によつて
変るが、通常の場合複合磁性材料中における含有
量が０〜２重量％の範囲になるように添加され、
なかでも0.5〜1.3重量％の範囲が好ましく、２重
量％を越える場合は磁性粉末の凝集等が生じ、均
一かつ磁気特性に優れた成形物は得られない。ナイロン樹脂および磁性粉末の含有率は、通常
ナイロン樹脂が３〜20重量％の範囲、磁性粉末が
79.8〜95重量％の範囲である。ナイロン樹脂が20
重量％を越える場合又は磁性粉末が79.8重量％未
満の場合ではヒドロキシモノカルボン酸アミドや
アミノ基を有する有機金属化合物を添加しなくと
も成形加工が可能であるが、磁性粉末の充填率が
少なくなるため優れた磁気特性のプラスチツク磁
石等が得られず、ナイロン樹脂が３重量％未満の
場合又は磁性粉末が95重量％を越える場合は成形
加工性が著しく低下し、良好なプラスチツク磁石
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、ヒドロキシモノカルボン酸アミドさらにはア
ミノ基を有する有機金属化合物を同時に混合機あ
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をアミノ基を有する有機
金属化合物で表面処理しておくことが好ましく、
この場合は従来公知の表面処理剤と同様にして表
面処理すればよい。また、より均一に表面処理す
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PH
調整した水で希釈して使用してもよい。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、タンブラー、
ナウターミキサー、ヘンシエルミキサー、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、ヘン
シエルミキサー、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、各成分を混合してパ
ウダー、ビーズ、ペレツ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ツトが好
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。例えばストロンチユ
ウムフエ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、最大エネルギー積1.5〜
1.8MG・Oe（メガガウス・エルステツド）という
磁気特性に優れたプラスチツク磁石が得られる。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
べて重量基準である。実施例１平均粒径1.22μｍのストロンチユウムフエライ
ト87.0％と６―ナイロン11.0％及び12―ヒドロキ
システアリン酸アミド2.0％をタンブラーで混合
後、フルフライトスクリユータイプ押出機（ダイ
ス温度260℃）で混練して粒径３mmのペレツト状
複合磁性材料を得た。これを12000 Oerstedの磁
界中で射出成形（温度280℃、射出圧力90Kg/cm²）
して直径20mm、厚さ７mmの軸方向異方性プラスチ
ツク磁石を得た。実施例２平均粒径1.22μｍのストロンチユウムフエライ
ト100部をヘンシエルミキサーで撹拌しながら、
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、さらに撹拌下127℃に加熱して
反応を完結させ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ロンチユウムフ
エライト87.2％（ストロンチユウムフエライトと
しては87.0％に相当する）、６―ナイロン10.0％
および12―ヒドロキシステアリン酸アミド2.8％
をヘンシエルミキサーで混合後、実施例１と同様
にしてペレツト状複合磁性材料を得た。これを
12000 Oerstedの磁界中で射出成形（温度280℃、
射出圧力70Kg/cm²）して直径20mm、厚さ７mmの異
方性プラスチツク磁石を得た。実施例３実施例２で得た表面処理されたストロンチユウ
ムフエライト89.2％（ストロンチユウムフエライ
トとしては89.0％に相当する）、６―ナイロン8.3
％および12―ヒドロキシステアリン酸アミド2.5
％をヘンシエルミキサーで混合後、実施例１と同
様にしてペレツト状複合磁性材料を得、これを
12000 Oerstedの磁界中で射出成形（温度290℃、
射出圧力100Kg/cm²）して直径20mm、厚さ７mmの異
方性プラスチツク磁石を得た。実施例４実施例２で得た表面処理されたストロンチユウ
ムフエライト89.2％（ストロンチユウムフエライ
トとしては89.0％に相当する）、12―ナイロン8.8
％および３―ヒドロキシミリスチン酸アミド2.0
％をヘンシエルミキサーで混合後、フルフライト
スクリユータイプ押出機（ダイス温度240℃）で
混練して粒径３mmのペレツト状複合磁性材料を
得、これを12000 Oerstedの磁界中で射出成形
（温度260℃、射出圧力85Kg/cm²）して直径20mm、
厚さ７mmの異方性プラスチツク磁石を得た。実施例５ γ―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〕チタネート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２と同様にして表面処理されたストロンチユウ
ムフエライトを得た。この表面処理されたフエラ
イト87.5％（ストロンチユウムフエライトとして
は87.0％に相当する）、６―ナイロン9.7％および
リシノレイン酸アミド2.8％をヘンシエルミキサ
ーで混合後、実施例１と同様にしてペレツト状複
合磁性材料および直径20mm、厚さ７mmの異方性プ
ラスチツク磁石を得た。比較例１平均粒径1.22μｍのストロンチユウムフエライ
ト85.0％と６―ナイロン15.0％をヘンシエルミキ
サーで混合後、実施例１と同様にしてペレツト状
複合磁性材料および直径20mm、厚さ７mmの異方性
プラスチツク磁石を得た。比較例２平均粒径1.22μｍのスロンチユウムフエライト
87.0％と６―ナイロン13.0％をヘンシエルミキサ
ーで混合機、実施例１と同様にしてペレツト状複
合磁性材料を得、これを実施例１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
なかつた。次いで条件を温度300℃、射出圧力130
Kg／cm²に変更して射出成形し、直径20mm、厚さ７
mmの異方性プラスチツク磁石を得たが、表面は肌
荒れのはげしいものであつた。実施例６平均粒径30μｍのSm₂（Co、Cu、Fe、Zr）17系
磁性粉末93.0部、６―ナイロン5.3部および12―
ヒドロキシステアリン酸アミド1.5部を窒素ガス
を封入したヘンシエルミキサーで撹拌しながら、
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、さらに撹拌下120℃に加熱して
反応を完結させると同時に副生エチルアルコール
0.4部を除去した後、フルフライトスクリユータ
イプ押出機（ダイス温度260℃）で混練して粒径
３mmのペレツト状複合磁性材料を得た。これを
20000 Oertedの磁界中で射出成形（温度285℃、
射出圧力90Kg/cm²）して直径20mm、厚さ７mmの異
方性プラスチツク磁石を得た。実施例７平均粒径3.3μｍのMn―Zn系フエライト100部
をヘンシエルミキサーで撹拌しながら、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0.8部を噴霧して添加し、さらに撹拌
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系フエライトを得た。この表面処理され
たMn―Zn系フエライト90.2％（Mn―Zn系フエ
ライトとしては90.0％に相当する）、６―ナイロ
ン7.5％および12―ヒドロキシステアリン酸アミ
ド2.3％をタンブラーで混合後、フルフライトス
クリユータイプ押出機（ダイス温度270℃）で混
練して粒径３mmのペレツ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80Kg/
cm²）して外径40mm、内径30mm、厚さ５mmのリング
状成形品を得た。比較例３平均粒径3.3μｍのMn―Zn系フエライト89.0％、
６―ナイロン11.0％をタンブラーで混合後、実施
例７と同様にしてペレツ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つた。
次いで条件を温度300℃、射出圧力130Kg/cm²に変
更して射出成形し、外径40mm、内径30mm、厚さ５
mmのリング状成形品を得たが、表面は肌荒れのは
げしいものであつた。上記実施例１〜７および比較例１〜３で得た複
合磁性材料のMI、成形加工性および磁石の磁気
特性を表―１に示す。【表】

【図面の簡単な説明】

第１図はヒドロキシステアリン酸アミドおよ
び／又はγ―アミノプロピルトリエトキシシラン
の添加による複合磁性材料のMI（270℃、５Kg）
の変化を示した図面である。該複合磁性材料はス
トロンチユウムフエライト（86.0重量％）と６―
ナイロンとを主成分として含むものである。１……γ―アミノプロピルトリエトキシシラン
をストロンチユウムフエライト100重量部に対し
て0.6重量部の割合で用いて表面処理し、ヒドロ
キシステアリン酸アミドを０〜４重量％添加した
複合磁性材料のMI、２……ヒドロキシステアリ
ン酸アミドを０〜４重量％添加した複合磁性材料
のMI、３……γ―アミノプロピルトリエトキシ
シランを０〜1.5重量％添加した複合磁性材料の
MI。

Claims

【特許請求の範囲】

１ナイロン３〜20重量％、磁性粉末79.8〜95重
量％、ヒドロキシモノカルボン酸アミド0.2〜５
重量％およびアミノ基を有する有機金属化合物０
〜２重量％を混合してなることを特徴とする複合
磁性材料。