KR0162042B1 - 희토류 플라스틱 자석의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 희토류 플라스틱 자석의 제조방법에 관한 것으로, 자석분말과 수지의 혼합분말에 고형활제를 첨가함으로써 성형밀도가 증가되어 최대자기에너지적(BH)max의 값이 증진된 자석을 제조하는 것을 가능케 하므로 소형모터에 요구되는 얇은 링형의 희토류 플라스틱 자석 제조에 매우 유효하다.

Description

희토류 플라스틱 자석의 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 희토류 플라스틱 자석의 제조공정도이다.

본 발명은 희토류 플라스틱 자석의 제조방법에 관한 것으로, 특히 희토류 자석분말과 수지의 혼합분말에 고형활제를 첨가함으로써 성형밀도를 증가시키는 희토류 플라스틱 자석의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 자석은 자석분말의 종류나 그 배향성 그리고 제조방법에 따라 자력의 세기가 달라지게 되는데, 자성분에 따라 크게 페라이트 고무자석과 희토류 플라스틱 자석으로 나뉘어지는데, 모우터용으로 사용되는 자석의 경우 소정의 자력이 요구될 뿐 아니라 그 치수 또한 정밀해야 하므로 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 희토류 플라스틱 자석이 많이 이용되고 있다.

희토류 플라스틱 자석은 상술한 바와 같이 모우터용 자석을 비롯하여 최근에 많이 이용되고 있는데, 이는 소결 희토류 자석에 비해 가격이 저렴하고 기계적 강도가 크며 정밀한 자력 세기값을 가지고 있을 뿐 아니라 레이디얼 방향의 이방성을 가진 자석으로 제조되기 쉬운 특성을 가지기 때문이며, 이러한 특성에 의하여 얇은 링형, 얇은 평판형, 기와형 자석 등 여러 형태로 제조될 수 있는 장점이 있다.

공지된 희토류 플라스틱 자석 제조 방법은, 먼저 희토류 자석분말을 열가소성 수지 또는 열경화성 수지와 단순히 혼합하거나 또는 혼합분말에 무기물 등을 첨가하여 혼합하는 공정, 혼합물을 성형하는 공정, 경화하는 공정 및 코팅하는 공정으로 이루어지는데, 성형방법으로는 압축, 사출 및 압출 등이 있고 이들 방법 중 압축 성형방법으로 제조된 자석이 다른 성형방법으로 제조된 자석보다 비교적 높은 최대에너지적을 나타내므로 압축 성형방법이 많이 이용되고 있다.

그러나, 상술한 압축 성형방법은 혼합분말의 충진밀도가 그다지 좋지 못하기 때문에 이 제조방법으로는 최대자기에너지적(BH)max의 값이 큰 희토류 플라스틱 자석을 제조하는 것이 불가능하였다. 특히, 소형 모터에 있어서 얇은 링형 희토류 플라스틱 자석은, 고속 회전에 대응하는 로터의 관성을 적게 하기 위해서는 소정의 자기적 성질을 유지하면서 가능한 한 소형으로 제조되어야 하는데, 종래의 방법으로서는 고성능의 얇은 링형 희토류 플라스틱 자석을 제조하기가 어려웠다.

따라서, 혼합분말의 충진밀도를 개선시키기 위해, 종래에는 일본 특허출원 소61-103227호로 제안된 바와 같이 자석분말을 실란 커플링제나 티탄 커플링제 등으로 표면처리하는 방법이 사용되었다. 그러나, 상기 출원의 발명은 실란 커플링제나 티탄 커플링제를 알코올 등의 용제로 용해시켜서 만든 액상의 표면처리제를 자석분말과 혼합시킨 후 용제를 모두 휘발시켜 제거하여야만 하였다.

또한, 일본 특허출원 소58-149910호로 제안된 방법도 자석분말을 분자내에 P-O결합을 갖는 인화합물과 염료로 피복처리하는 방법인데, 피복처리하기 위해서는 인화합물과 염료를 알코올과 같은 용제로 용해시켜 액상으로 만든 후 자석분말과 혼합시킨 다음 용제를 모두 휘발시켜 제거하여야만 하였다.

그러나, 상술한 두 방법은, 용제휘발과정시 완전히 휘발되지 않고 성형품내에 잔존하고 있던 용제가 경화공정 중에 고온에서 급격히 휘발하면서 표면에 크랙 등의 결함을 발생시키는데, 이러한 크랙으로 인해 자석이 파손되거나 자석의 강도가 저하되는 문제가 생겼다.

또한, 상술된 방법의 장치에는 용제휘발을 위한 별도의 진공건조기가 설비되어야 하고, 경화공정 중 표면 크랙이 발생하지 않도록 용제를 충분히 휘발시키기 위해서는 상당한 시간이 소요되어야 하는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조공정과 제조장치가 비교적 간단하고 최대자기에너지적(BH)max이 큰 희토류 플라스틱 자석을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 희토류 플라스틱 자석 제조방법은, 희토류 자석분말과 수지의 혼합분말에 고형활제를 첨가함으로써 분말의 충진성을 증가시켜 성형밀도를 증가시켜 최대자기에너지적(BH)max이 큰 희토류 플라스틱 자석을 제조하는 것을 그 특징으로 한다

이와 같이 본 발명에 따른 희토류 플라스틱 자석의 제조방법은, 고형활제를 첨가하지 않은 종래의 방법으로 제조된 자석보다 분말 충진성 향상으로 성형밀도가 증가되어, 이에 따라 최대자기에너지적 (BH)Bax이 증진된 희토류 플라스틱 자석을 제조하는 것이 가능케 된다 따라서, 이 방법은 소형 모터에 요구되는 얇은 링형의 희토류 플라스틱 자석 제조에 매우 유효하다.

이하 본 발명을 실시예로 더욱 상세히 설명하기로 한다

하기 표1에 나타난 것과 같은 자기적, 물리적 특성을 갖는 자석분말(Nd-Fe-Co-B계)과, 에폭시 수지로 이루어진 통상적인 혼합분말에 고형활제를 첨가하여 제1도에서 도시된 바와 같은 제조공정순서로 자석을 제조하되, 그 제조공정은, 자석분말과 에폭시수지를 혼합하는 공정(S10), 이 혼합분말에 고형활제를 0.4중량%정도 첨가한 후 믹서로 혼합하는 공정(S20) ; 고형활제가 첨가된 혼합분말을 8톤/㎠의 성형압으로 외경 30㎜, 두께 1㎜, 높이 8㎜인 링 형태의 성형품을 제작하는 공정(S30) : 이 성형품을 160℃의 오븐에서 1시간 동안 유지시키는 경화처리하는 공정(S40) 및 ; 경화처리된 성형품을 코팅하는 공정 (S50);으로 이루어진다.

상기 고형활제는, 금형에 주입시 분말의 충진성을 향상시켜 자석의 밀도를 증가시킬 목적으로 자석분말과 수지로 이루어진 혼합분말 중에 첨가되어 분말과 분말사이의 마찰 및 분말과 금형사이의 마찰을 감소시키는 윤활제 역할을 하게 된다.

사용되는 고형활제로는 스테아르산 칼슘(Ca-Stearate), 스테아르산 아연(Zn-Stearate), 또는 스테아르산 칼슘 20중량%와 아미드계 왁스 80중량%로 구성된 케놀루브(Kenolube) 등이 있으며 그 첨가량은 총중량의 0.05중량% 내지 0.8중량%의 범위가 적당하다. 0.05 중량% 미만이면 고형활제의 첨가 효과가 나타나지 않으며 0.8 중량%를 초과하면 자석의 밀도가 오히려 작아지게 되어 자석성능이 저하되고 성형체의 표면이 매끄럽지 않게 되어 전착코팅이 어렵다.

하기 표2은 본 발명에 따른 실시예1, 2 및 3과 비교예에 의해 제조된 희토류 플라스틱 자석의 밀도를 보여준다. 본 발명에 따른 자석 제조방법의 실시예1, 2 및 3은 고형활제로서 각각 스테아르산 칼슘, 스테아르산 아연, 케놀루브를 첨가한 경우이고, 비교예는 상기 제조방법과 동일한 제조방법이지만 고형활제 첨가공정이 생략된 경우이다.

상기 표2에 나타낸 바와 같이 고형활제를 첨가하여 제조된 자석의 밀도는 고형활제가 첨가되지 않은 자석의 밀도보다 크며, 케놀로브를 첨가하여 제조된 자석일 경우 상당히 높은 밀도를 나타낸다.

이상과 같이 본 발명에 따른 희토류 플라스틱 자석 제조방법은, 자석분말과 수지의 혼합분말에 고형활제를 첨가함으로써 자석의 밀도가 증가되어 최대자기에너지적(BH)max의 값이 큰 희토류 플라스틱 자석의 제조를 가능케 한다.

Claims (2)

1. 혼합공정, 성형공정, 경화공정 및 코팅공정으로 이루어진 희토류 플라스틱 자석의 제조방법에 있어서, 상기 혼합공정시 자석분말과 에폭시 수지의 혼합분말에 총중량의 0.05 중량% 내지 0.8 중량%의 고형활제를 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 희토류 플라스틱 자석의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고형활제가 스테아르산 칼슘, 스테아르산 아연 및 케놀루브 중에서 1종 이상을 혼합하여서 된 것을 특징으로 하는 희토류 플라스틱 자석의 제조방법.