KR20240072992A - 본드 자석용 수지 조성물 및 이를 사용한 성형체 - Google Patents
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Abstract
본 실시형태에 의하면, 자기 특성을 저하시키지 않고, 내열성, 휨 강도·IZOD 충격 강도 등의 물성 특성이 우수하고, 부식성 가스의 발생이 저감된 본드 자석용 수지 조성물이 제공된다. 자성 분말, PPS 수지, 및 하이드로탈사이트 분말을 포함하고, 하이드로탈사이트 분말의 함유량이 PPS 수지에 대해 0.1∼25.0중량％인 본드 자석용 수지 조성물 및 그 성형체가 제공된다.
Description
본 개시는 자기 특성을 저하시키지 않고, 내열성, 휨 강도, IZOD 충격 강도 등의 물성 특성이 우수하고, 또한 부식성 가스의 발생을 저감할 수 있는 본드 자석용 수지 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 개시는 당해 수지 조성물을 사용한 본드 자석 성형체에 관한 것이다.
널리 알려져 있는 바와 같이, 본드 자석에는, 소결 자석에 비해, 경량이고, 또한 양호한 치수 정밀도를 갖는다는 이점이 있다. 또한, 복잡한 형상의 본드 자석이라도 용이하게 양산화할 수 있는 등의 이점도 있다. 이 때문에, 본드 자석은 완구용, 사무 기기용, 음향 기기용, 및 모터용 등의 각종 용도로 널리 사용되고 있다.
본드 자석에 사용되는 자성 분말로서, Nd-Fe-B계로 대표되는 희토류 자석 분말 혹은 페라이트 입자 분말이 알려져 있다. 희토류 자석 분말은 높은 자기 특성을 갖는 반면, 가격도 고가이다. 이 때문에, 희토류 자석 분말을 사용할 수 있는 용도가 제한되어 있다. 한편, 페라이트 입자 분말은 희토류 자석 분말에 비해 자기 특성의 면에서는 열악하다. 그러나, 페라이트 입자 분말은 저가이고, 또한 화학적으로 안정적이다. 이 때문에, 페라이트 입자 분말은 폭넓은 용도로 사용되고 있다.
본드 자석의 제조에서는, 일반적으로, 혼련된 고무 또는 플라스틱 재료와 자성 분말이, 자기장 중에서 성형되거나, 혹은, 기계적 수단에 의해 성형된다.
근래에는, 각종 재료 및 기기의 생산성 향상, 및 사용시의 신뢰성 향상을 포함한 고기능화가 요구되고 있다. 이에 따라, 이들 재료 및 기기에 사용되는 본드 자석의 생산성 향상, 기계적 강도의 향상, 및 자기 특성 향상을 포함한 고성능화가 요구되고 있다.
예를 들면, 차량 등에서는, 로터 혹은 센서로서 본드 자석이 사용되고 있다. 장치의 장기 수명화 및 고속 회전에서의 사용을 위해, 사용되는 본드 자석에는, 높은 내열성 및 기계적 강도가 강하게 요구되고 있다. 이 때문에, 바인더 수지로서 PPS 수지를 사용한 본드 자석이 사용되고 있다. 이 본드 자석은 높은 내열성을 갖고, 또한 고온하에서의 기계적 특성의 저하를 억제할 수 있는 것이 알려져 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, PPS 수지와 PA 수지를 소정의 비율로 혼합함으로써, 또한 특허문헌 2에는, PPS 수지에 변성 폴리올레핀류와 유리 섬유를 첨가함으로써, 높은 내열성을 갖고, 또한, 기계적 강도와 자기 특성이 우수한 본드 자석용 컴파운드를 조제하는 것이 제안되어 있다.
또한, 특허문헌 3에서, 고온 환경에 노출되어도, 강도 저하를 억제할 수 있는 본드 자석을 얻기 위해, 인계 산화 방지제를 포함하는 본드 자석용 수지 조성물이 제안되어 있다.
그러나, PPS 수지를 사용한 본드 자석에는, PPS 수지 유래의 부식성 가스(Cl- 혹은 SO4 2-)의 영향에 의해, 생산 과정에 있어서 금형의 메인터넌스 횟수가 증가하는 것, 금형 수명이 짧아지는 것, 및 본드 자석이 열화하는 것 등의 우려가 있다. 이 때문에, 부식성 가스의 저감이 강하게 요구되고 있다.
이에, 본 개시에서는, 자기 특성을 저하시키지 않고, 내열성, 휨 강도, IZOD 충격 강도 등의 물성 특성이 우수하고, 부식성 가스의 발생을 저감할 수 있는 본드 자석용 수지 조성물, 및 이를 사용한 성형체를 얻는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제는, 다음과 같은 본 실시형태에 따라 달성할 수 있다.
즉, 본 실시형태 1에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 자성 분말, PPS 수지, 및 하이드로탈사이트 분말을 포함하고, PPS 수지에 대해 하이드로탈사이트를 0.1∼25.0중량％ 함유한다.
또한, 본 실시형태 2에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, PPS 수지를 5∼30중량％ 함유하는 본 실시형태 1의 본드 자석용 수지 조성물이다.
또한, 본 실시형태 3에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 하이드로탈사이트를 0.01∼4.0중량％ 함유하는 본 실시형태 1 또는 2의 본드 자석용 수지 조성물이다.
또한, 본 실시형태 4에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 하이드로탈사이트 분말이 Mg-Al계 하이드로탈사이트인 본 실시형태 1∼3 중 어느 하나의 본드 자석용 수지 조성물이다.
또한, 본 실시형태 5에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 본 실시형태 1∼4 중 어느 하나의 본드 자석용 수지 조성물을 사용하여 성형된 성형체이다.
본 실시형태에 의하면, Br(잔류 자속 밀도)을 저하시키지 않고, 부식성 가스의 발생을 저감할 수 있다. 게다가, 본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물을 사용하여 얻어지는 성형품은, 높은 휨 강도 및 높은 IZOD 충격 강도 등의 물성 특성을 갖는다. 이 때문에, 이 수지 조성물은 본드 자석의 성형에 바람직하게 사용된다.
이하, 본 실시형태를 상세하게 설명한다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 적어도 자성 분말, PPS 수지, 및 하이드로탈사이트 분말을 함유한다.
본 실시형태에 사용되는 자성 분말은 특별히 한정되는 것은 아니다. 통상, 본드 자석에 사용되는 자성 분말, 예를 들면, 페라이트 입자 분말 또는 희토류 자성 분말을 사용할 수 있다.
바람직한 페라이트 입자 분말은 마그네토플럼바이트형 페라이트 입자 분말이다. 여기서, 마그네토플럼바이트형 페라이트 입자 분말이란, 식 AO·nFe2O3(단, A는 Ba, Sr, 또는 Ba-Sr, n=5.0∼6.5)으로 나타내는 바륨 페라이트 입자 분말, 스트론튬 페라이트 입자 분말, 바륨-스트론튬 페라이트 입자 분말, 및 이들 페라이트 입자 분말과, 0.1∼7.0mol％의 Ti, Mn, Al, La, Zn, Bi, 및 Co로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 원소를 포함하는 입자 분말이다.
페라이트 입자 분말의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 1.0∼5.0㎛, 보다 바람직하게는, 1.0∼2.0㎛이다. BET 비표면적은, 바람직하게는 1∼10m2/g, 보다 바람직하게는 1∼5m2/g이다. 보자력 iHc는, 바람직하게는 119∼557kA/m(1500∼7000 Oe), 보다 바람직하게는 119∼398kA/m(1500∼5000 Oe)이다. 잔류자화는, 바람직하게는 100∼300mT(1000∼3000G), 보다 바람직하게는 100∼200mT(1000∼2000G)이다.
희토류 자성 분말은 구성 원소 중에, 적어도 1종의 희토류 원소와, 적어도 1종의 전이 금속을 포함하는 금속간 화합물이다. 예를 들면, 희토류 코발트계, 희토류-철-붕소계, 희토류-철-질소계 등의 자성 분말을 들 수 있다. 특히, 희토류-철-붕소계 자성 분말, 혹은 희토류-철-질소계 자성 분말을 사용한 경우에는, 우수한 자기 특성을 갖는 본드 자석이 얻어진다.
희토류 자성 분말의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 1∼120㎛, 보다 바람직하게는 1∼80㎛이다. BET 비표면적은, 바람직하게는 0.5∼5m2/g, 보다 바람직하게는 0.5∼3m2/g이다. 자력 iHc는, 바람직하게는 239∼1591kA/m(3.0∼20kOe), 보다 바람직하게는 318∼1114kA/m(4.0∼15kOe)이다. 잔류자화는, 바람직하게는 0.3∼1.8mT(3.0∼18kG), 보다 바람직하게는 0.5∼1.3mT(5.0∼13kG)이다.
한편, Nd-Fe-B계 자성 분말을 그대로 혼련에 사용할 수 있다. 그러나, Nd-Fe-B계 자성 분말이 박편 형상 분체인 경우, 보다 높은 유동성, 자기 특성을 얻기 위해, 바람직하게는, 박편 형상 분체가 제트 밀, 애터마이저, 혹은 볼 밀 등으로 분쇄된다. 이와 같이 하여, 100㎛ 이하의 평균 입자 직경을 갖는 박편 형상 분체가 얻어진다.
소프트 페라이트 입자 분말의 예로는, Mn-Zn 페라이트, Ni-Zn 페라이트, Ni-Zn-Cu 페라이트, Mn-Mg 페라이트, 카르보닐 철분, 및 센더스트를 들 수 있다. 또한, 사용되는 소프트 페라이트의 조성을, 사용하는 전자파의 주파수에 따라 변경할 수도 있다.
소프트 페라이트 분말의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 1∼150㎛, 보다 바람직하게는 1∼50㎛이다.
바람직하게는, 이들 자성 분말에, 산화에 의한 자기 특성의 열화 억제, 수지와의 상용성 향상, 및 성형품의 강도 향상을 위해, 다양한 표면 처리가 행해진다.
표면 처리에 사용할 수 있는 재료의 예로는, 실란계 커플링제, 티탄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 실록산 폴리머, 유기 인산계 표면 처리제, 및 무기 인산계 표면 처리제를 들 수 있다. 특히, 실란계 커플링제로 미리 자성 분말의 표면에 처리를 실시함으로써, 성형품의 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 사용되는 하이드로탈사이트 분말은, 식: [M2＋ 1－xM3＋ x(OH)2][An- x／n·mH2O](식 중, M2＋는 Mg2＋, Co2＋, Ni2＋, Zn2＋ 등의 2가의 금속 이온을 나타낸다. M3＋는 Al3＋, Fe3＋, Cr3＋ 등의 3가의 금속 이온을 나타낸다. An-는 OH-, Cl-, CO3 2-, SO4 2- 등의 층간 음이온을 나타낸다. x는 0＜x＜1을 만족한다. n은 A의 가수이다. m은 0≤m＜1을 만족한다)로 나타내는 층 형상 화합물이다.
본 실시형태에 사용되는 하이드로탈사이트 분말은, 바람직하게는, 2가의 금속 이온으로서 Mg2＋를, 3가의 금속 이온으로서 Al3＋를 포함하는 Mg-Al계 하이드로탈사이트이다. 이들 금속 이온의 일부 또는 전부가 다른 금속 이온으로 치환되어 있어도 된다.
본 실시형태에 사용되는 하이드로탈사이트 분말은, 판 형상의 입자를 포함한다. 그 평균 판면 직경은 0.01∼1.0㎛, 바람직하게는 평균 판면 직경 0.02∼0.8㎛, 보다 바람직하게는 0.03∼0.7㎛이다. 평균 판면 직경이 0.01㎛ 미만인 경우에는, 수지 중의 분산성이 불충분하다. 1.0㎛를 초과하는 경우에는, 판 형상의 입자를 공업적으로 생산하는 것이 곤란하다.
본 실시형태에 사용되는 하이드로탈사이트 분말의 BET 비표면적은, 바람직하게는 1∼150m2/g, 보다 바람직하게는 5∼100m2/g이고, 보다 더욱 바람직하게는 8∼50m2/g이다. 1m2/g 미만의 BET 비표면적을 갖는 하이드로탈사이트 입자는, 공업적으로 얻어지기 어렵다. BET 비표면적이 150m2/g을 초과하는 경우에는, 입자끼리의 응집이 심해진다. 그 결과, 입자의 수지 중에 대한 균일한 분산이 곤란해진다.
본 실시형태에 사용되는 하이드로탈사이트 분말은, 필요에 따라, 입자 표면이 고급 지방산, 음이온계 계면 활성제, 고급 지방산 인산 에스테르, 커플링제, 및 다가 알코올 에스테르류로부터 선택되는 적어도 1종의 표면 처리제로 피복되어 있어도 된다. 표면 피복물로 피복함으로써, 하이드로탈사이트 분말의 수지 중에 대한 분산성이 향상한다.
본 실시형태에 사용되는 하이드로탈사이트 분말은, 통상의 방법에 따라 제조할 수 있다. 예로서, 우선, 마그네슘 화합물과 알루미늄 화합물을 혼합하여 조제되는 당해 혼합물이 소성되고, 이어서, 이와 같이 하여 얻어지는 Mg-Al 복합 산화물이 음이온을 함유하는 수용액에 의해 수화되는 방법을 들 수 있다. 또한, 다른 예로는, 우선, 음이온을 함유한 알칼리성 수용액과 마그네슘염 수용액과 알루미늄염 수용액을 혼합하여 조제되는 혼합 수용액에, 칼슘염 수용액이 첨가되며, 이어서, 얻어진 칼슘염을 포함하는 수용액을 가열 숙성하는 방법에 의해, 하이드로탈사이트 분말을 얻을 수 있다.
본 실시형태에 사용되는 PPS 수지는 특별히 제한은 없지만, 평균 분자량은 10,000∼100,000인 것이 바람직하다. 저분자량의 PPS 수지를 사용한 경우에는, 그 낮은 용융 점도 때문에, 사출 성형용 조성물의 성형성이 우수하지만, 강도 등의 물성이 열악한 경우가 있다. 고분자량의 PPS 수지를 사용한 경우에는, 그 높은 용융 점도 때문에, 반대로 물성은 우수하지만, 자성 분말의 충전량이 높으면, 성형성이 열악한 경우가 있다.
또한, 자성 분말에 따라, 적절하게 PPS 수지의 용융 점도를 설정할 수 있다. 바람직한 용융 점도는 310℃에 있어서, 5∼200Pa·s의 범위 내이다. 310℃에 있어서의 용융 점도가 5∼200Pa·s 미만에서는, 얻어지는 본드 자석용 수지 조성물의 기계적 강도가 저하되는 경우가 있다. 한편, 310℃에 있어서의 용융 점도가 200Pa·s를 초과하면, 본드 자석용 수지 조성물의 유동성이 현저히 저하된다. 그리고, 사출 성형이 곤란해지는 경우가 있다.
PPS 수지의 분자 구조에 특별히 제한은 없다. 즉, 그 분자 구조는 예를 들면, 가교형 및 직쇄형 중 어느 것이어도 된다. 또한, PPS 수지에는, 필요에 따라, 고무 혹은 탄성을 갖는 수지 등 다양한 엘라스토머가 배합되어 있어도 된다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물의 하이드로탈사이트 분말의 함유량은, PPS 수지에 대해 0.1∼25.0중량％이다. PPS 수지에 대한 하이드로탈사이트 분말의 함유량이 0.1중량％ 미만인 경우, 부식성 가스 저감의 효과가 충분하지 않다. PPS 수지에 대한 하이드로탈사이트 분말의 함유량이 25.0중량％를 초과하는 경우, 기계적 물성, 자기 특성, 및 유동성이 저하된다. PPS 수지에 대한 하이드로탈사이트 분말의 함유량은, 보다 바람직하게는 0.5∼15.0중량％, 보다 더욱 바람직하게는 1.0∼5.0중량％이다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 바람직하게는 하이드로탈사이트 분말을 0.01∼4.0중량％ 함유한다. 하이드로탈사이트 분말의 함유량이 0.01중량％ 미만인 경우, 부식성 가스 저감의 효과가 충분하지 않다. 하이드로탈사이트 분말의 함유량이 4.0중량％를 초과하는 경우, 비자성 성분이 증가한다. 이에 의해, 기계적 물성, 자기 특성, 및 유동성이 저하되는 경우가 있다. 하이드로탈사이트 분말의 함유량은, 바람직하게는 0.10∼2.5중량％, 보다 바람직하게는 0.20∼1.0중량％이다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 바람직하게는 PPS 수지를 5∼30중량％ 함유한다. PPS 수지의 함유량이 5중량％ 미만인 경우, 당해 본드 자석용 수지 조성물의 충분한 유동성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 그 경우, 양호한 성형품을 얻는 것이 곤란해진다. PPS 수지의 함유량이 30중량％를 초과하는 경우, 자기 특성이 저하되는 경우가 있다. PPS 수지의 함유량은, 보다 바람직하게는 7∼25중량％, 보다 더욱 바람직하게는 10∼20중량％이다.
본드 자석용 수지 조성물의 자성 분말의 함유량은, 바람직하게는 69.65∼94.53중량％이다. 자성 분말의 함유량이 69.65중량％ 미만인 경우에는, 소요의 자기 특성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 자성 분말의 함유량이 94.53중량％를 초과하는 경우에는, 얻어지는 본드 자석의 기계적 강도가 저하되고, 또한 유동성 혹은 리사이클성이라는 성형성이 극단적으로 저하되는 경우가 있다. 자성 분말의 함유량은, 보다 바람직하게는 74.63∼92.54중량％, 보다 더욱 바람직하게는 79.60∼89.55중량％이다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물의 잔류 자속 밀도 Br은, 자성 분말로서 상기 페라이트 입자 분말이 사용된 경우, 바람직하게는 230mT(2300G) 이상, 보다 바람직하게는 245mT(2450G) 이상이다. 이 잔류 자속 밀도 Br은 후술하는 자성 측정 방법에 의해 구할 수 있다. 보자력 iHc는 바람직하게는 119∼279kA/m(1500∼3500 Oe), 보다 바람직하게는 127∼259kA/m(1600∼3250 Oe)이다. 최대 에너지 곱 (BH)max는, 바람직하게는 10.3kJ/m3(1.30MGOe) 이상, 보다 바람직하게는 10.7kJ/m3(1.35MGOe) 이상이다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물의 잔류 자속 밀도 Br은, 자성 분말로서 상기 희토류 자성 분말이 사용된 경우, 바람직하게는 300mT(3000G) 이상, 보다 바람직하게는 350mT(3500G) 이상이다. 보자력 iHc는 바람직하게는 636∼955kA/m(8000∼12000 Oe), 보다 바람직하게는, 676∼915kA/m(8500∼11500 Oe)이다. 최대 에너지 곱 (BH)max는 바람직하게는 15.9kJ/m3(2.00MGOe) 이상, 보다 바람직하게는 19.9kJ/m3(2.50MGOe) 이상이다.
이어서, 본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물의 제조법에 대해 기술한다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 널리 알려져 있는 본드 자석용 수지 조성물의 제조법에 의해 얻을 수 있다. 예를 들면, 우선, 자성 분말, PPS 수지 성분, 및 하이드로탈사이트 분말이 균일 혼합된 후, 혼련 압출기 등을 이용하여 용융 혼련된다. 그리고, 얻어진 혼련물을 입자 형상 혹은 펠릿 형상으로 분쇄 또는 절단함으로써, 본드 자석용 수지 조성물이 얻어진다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 성형성 향상, 내열성 향상, 산화 열화 방지, 및 방청 효과 등을 얻기 위해, 플라스틱 성형용 윤활제 및 다양한 안정제 등이 적절히 함유되어 있어도 된다.
윤활제의 예로는, 프로피온산, 스테아르산, 리놀레산, 올레산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 말레산, 및 푸마르산 등의 포화 및 불포화 지방산, 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 유도체의 예로는, 스테아르산칼슘, 스테아르산마그네슘, 및 스테아르산리튬 등의 금속 비누류, 히드록시스테아르산아미드, 에틸렌비스라우르산아미드, 및 에틸렌비스올레산아미드 등의 지방산 아미드류를 들 수 있다. 또한, 다른 예로서, 파라핀 왁스 등의 왁스류, 디메틸폴리실록산 및 실리콘 오일 등의 폴리실록산류, 그리고 함불소 오일 등의 불소 화합물을 들 수 있다.
안정제로는, 열에 의한 열화를 억제하기 위해, 바람직하게는 산화 방지제가 첨가된다. 산화 방지제의 예로는, 힌더드 아민계 안정제를 들 수 있다. 그 외의 예로서, 펜타에리스리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트] 등의 힌더드/레스힌더드 페놀계 산화 방지제, N,N'-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐히드라진 등의 금속 불활성화제, 포스파이트계 항산화제, 및 티오에테르계 항산화제를 들 수 있다. 특히, 힌더드/레스힌더드 페놀계 산화 방지제와, 포스파이트계 항산화제 또는 금속 불활성화제의 병용이 효과적이다.
산화 방지제는 수지 조성물의 전체량에 대해, 바람직하게는 0.1∼1.0wt％, 보다 바람직하게는 0.2∼0.8wt％의 범위에서 함유된다.
또한, 수지 중에, 필요에 따라, 스테아르산아연, 혹은 스테아르산칼슘 등의 공지의 이형제를 첨가할 수 있다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물을 사용한 성형품을 얻기 위한 성형 방법은, 특별히 제한되지 않는다. 본드 자석용 수지 조성물의 재료 특성, 성형 목적, 및 용도 등에 따라, 트랜스퍼법, 사출법, 압출법, 인플레이션법, 캘린더 가공법, T-다이법, 취입법, 진공법, 적층법, 스프레이업법, 발포법, 매치드 다이법, 및 SMC법 등의 공지의 방법을 모두 이용할 수 있다. 또한, 이들 방법 중, 복수의 방법을 조합하여 이용할 수도 있다. 특히, 열가소성 수지를 사용한 본드 자석용 수지 조성물의 바람직한 성형 방법은, 사출법 또는 압출법이다. 이들 성형 방법은 많은 공업 부품에 적용되고 있다. 또한, 이들 성형 방법에 의해, 연속적이고 고속 또한 대량 생산이 가능해진다.
실시예
이하에 본 실시형태의 대표적인 예를 나타내지만, 본 실시형태는 이들 예에 제한되는 것은 아니다.
본 실시형태에 사용되는 페라이트 입자 분말의 평균 입자 직경은, 「Sub-Sieve Sizer Model 95」(Fisher Scientific 제조)를 이용하여 측정했다.
본 실시형태에 사용되는 페라이트 입자 분말의 BET 비표면적은, 「전자동 비표면적계 Macsorb model-1201」((주)마운텍 제조)을 이용하여 측정했다.
하이드로탈사이트 분말의 판면 직경을 관찰 시료의 투과형 전자 현미경 사진으로부터 측정했다. 측정된 수치의 평균값을 하이드로탈사이트 분말의 평균 판면 직경으로 정의했다. 사용한 투과형 전자 현미경은 「JEM-1200EX II(JEOL 제조)」이다. 물 또는 알코올에 분산되어 있는 하이드로탈사이트 분말을 포함하는 용액을 메시 상에 부었다. 메시에 부착되어 있는 입자를 건조시킴으로써, 관찰 시료를 작성했다. 관찰 시료 내에서, 그 판면이 메시에 대해 수평으로 부착되어 있는 입자(200점)를 선택했다. 선택된 입자의 판면 직경을 측정했다.
하이드로탈사이트 분말의 BET 비표면적값은 「모노소브 MS-21(QUANTA CHROME 제조)」을 이용하여 측정했다.
본드 자석용 수지 조성물의 부식성 가스 발생량을, 이하의 방법에 의해 측정했다. 우선, 전처리 조정으로서, 야마다 뎅키(주) 제조의 탁상형 고온 관 형상 오븐 TSS-430-P를 이용하여, 350℃ 설정(대기 분위기)으로, 본드 자석용 수지 조성물 1g을 10분간 가열함으로써, 가스를 발생시켰다. 발생 가스만을 1000℃로 설정한 관 형상 오븐에 유도하여 연소했다. 이와 같이 하여 이온화된 발생 가스를 2개의 흡수액 세트(흡수액 조성: 0.05M NaOH＋ 0.06％H2O2 수용액 20ml/세트)로 흡수시켰다. 그 후, 100mL까지 희석된 흡수액을 사용하여, 써모 피셔 사이언티픽(주) 제조의 이온 크로마토 Dionex Integrion HPIC로, Cl-과 SO4 2-를 정량했다.
본드 자석용 수지 조성물의 성형 밀도는, 「전자 비중계 EW-120SG」((주)야스다 세이키 세이사쿠쇼 제조)를 이용하여 구했다. 구체적으로는, 25㎜Φ, 10.5㎜ 높이의 금형 내에서 용융된 본드 자석용 수지 조성물을 성형함으로써 얻어진 코어의 성형 밀도가 전자 비중계에 의해 측정되었다.
본드 자석 조성물의 멜트 매스 플로우 레이트(MFR)는, JIS K7210에 준거하여, 330℃에서 용융된 본드 자석 조성물을 10㎏ 하중으로 측정함으로써 구했다.
본드 자석용 수지 조성물의 자기 특성(잔류 자속 밀도 Br, 보자력 iHc, 보자력 bHc, 최대 에너지 곱 (BH)max)은, 이하의 방법에 의해 구했다. 우선, 본드 자석용 수지 조성물이 25㎜Φ, 10.5㎜ 높이의 금형 내에서 용융된 후, 716.2kA/m(9kOe)로 자장 배향되었다. 그 후, 본드 자석용 수지 조성물의 자기 특성이 「직류 자화 특성 자동 기록 장치 3257」(요코가와 호쿠신 뎅키(주) 제조)을 이용하여, 1114.1kA/m(14kOe)의 자계 중에서 측정되었다.
(주)니혼세이 코죠 제조의 사출 성형기 J55AD형을 이용하여, 본드 자석 조성물을 사출 성형함으로써, 전체 길이 80㎜, 전체 폭 12.7㎜, 두께 3.2㎜의 시험편 성형체를 얻었다. 이 때 기록된 시험편 사출 성형시의 사출압에 기초하여, 본드 자석용 수지 조성물의 사출성을 판단했다.
본드 자석용 수지 조성물을 사용한 성형체의 휨 강도 및 IZOD 충격 강도는, ASTM D790 및 D256 규격에 준거하여 측정했다. 보다 구체적으로는, (주)니혼세이 코죠의 사출 성형기 J55AD형을 이용하여, 시험편 성형체를 얻었다. 그 후, 시마즈 세이사쿠쇼(주) 제조의 컴퓨터 계측 제어식 정밀 만능 시험기 AG-1형 및 야스다 세이키 세이사쿠쇼(주) 제조의 NO.158을 이용하여, 시험 성형체의 휨 강도 및 IZOD 충격 강도를 측정했다.
실시예 1
페라이트 입자 분말 83.57중량부(평균 입자 직경 1.20㎛, BET값: 1.75m2/g, 보자력 226kA/m(2850 Oe), 포화 자화 822Am2/㎏(72emu/g))에 아미노알킬계 실란 커플링제 0.42중량부가 첨가되었다. 얻어진 혼합물이 균일해질 때까지, 120℃에서 가온 혼합되었다. 이와 같이 하여, 표면 처리 페라이트 입자 분말이 얻어졌다. 이 표면 처리 페라이트 입자 분말에, PPS 수지(평균 분자량: 41000, 용융 점도: 310℃에 있어서 60Pa·s) 15.80중량부와, Mg-Al계 하이드로탈사이트 분말(평균 판면 직경: 0.24㎛, BET값: 11m2/g) 0.21중량부가 첨가되었다. 얻어진 혼합물을 헨셀 믹서로 충분히 혼합함으로써, 본드 자석용 수지 조성물의 혼합물이 얻어졌다.
얻어진 본드 자석용 수지 조성물의 혼합물이 2축 혼련기에 정량 피드되어, PPS 수지가 용융하는 온도에 있어서 혼련되었다. 혼련물은 스트랜드 형상으로 취출되고, 2㎜Φ×3㎜ 크기의 펠릿 형상으로 절단되었다. 이와 같이 하여, 본드 자석용 수지 조성물이 얻어졌다.
얻어진 본드 자석용 수지 조성물의 조성과, 부식성 가스(Cl-과 SO4 2-)의 발생량이 측정되었다. 그 측정 결과, 성형 밀도, MFR, 및 자기 특성을 표 2에 나타낸다.
본드 자석용 수지 조성물의 사출 성형시의 사출압과, 사출 성형으로 얻어진 시험편 성형체의 휨 강도·IZOD 충격 강도가 측정되었다. 측정 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예 2∼3, 비교예 1∼2
페라이트 자성 분말, PPS 수지, 및 하이드로탈사이트 분말의 배합을 표 1에 기재된 바와 같이 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 본드 자석용 수지 조성물이 조제되었다.
실시예 4
하이드로탈사이트 분말을 평균 판면 직경: 0.06㎛, BET값: 40m2/g의 Mg-Al계 하이드로탈사이트 분말로 변경한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여, 본드 자석용 수지 조성물이 조제되었다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 하이드로탈사이트 분말을 함유하고 있지 않은 비교예 1의 본드 자석용 수지 조성물보다 우수한 부식성 가스 저감 특성을 갖는 것이 확인되었다. 한편, 비교예 2의 본드 자석용 수지 조성물에는, 높은 사출압, 및 성형체의 휨 강도·IZOD 충격 강도의 저하가 관찰되었다.
본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물을 사용함으로써, 높은 자력 특성과 물성 특성을 유지하면서, 부식성 가스의 발생을 저감할 수 있는 성형품이 얻어진다. 이 때문에, 본 실시형태에 따른 본드 자석용 수지 조성물은, 본드 자석용재료로서 바람직하게 이용할 수 있다.
Claims (5)
- 자성 분말, PPS 수지, 및 하이드로탈사이트 분말을 포함하고,
PPS 수지에 대해 하이드로탈사이트를 0.1∼25.0중량％ 함유하는,
본드 자석용 수지 조성물. - 제 1 항에 있어서,
PPS 수지를 5∼30중량％ 함유하는, 본드 자석용 수지 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하이드로탈사이트를 0.01∼4.0중량％ 함유하는, 본드 자석용 수지 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하이드로탈사이트 분말이 Mg-Al계 하이드로탈사이트인, 본드 자석용 수지 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항의 본드 자석용 수지 조성물을 사용하여 성형된 성형체.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2021-163925 | 2021-10-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240072992A true KR20240072992A (ko) | 2024-05-24 |
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