JPH0224350A - 樹脂結合型磁石組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂結合型磁石組成物に関し、詳しくは磁石
粉末を特定の樹脂で結合してなる電子部品などに有用な
樹脂結合型磁石組成物に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来の
樹脂結合型永久磁石は、例えば特開昭５７−４０００３
号公報、同５８−１７３８０４号公報、同５８−１６０
０２号公報などに示されているように、主に射出成形あ
るいは圧縮成形法により作られ、樹脂バインダーとして
は、射出成形法ではポリアミド、エチレン−酢酸ビニル
共重合体など、圧縮成形法ではエポキシ樹脂が使用され
ている。

しかしながら、ポリアミドやエポキシ樹脂等をバインダ
ーに用いた樹脂結合型永久磁石は、耐湿性に劣るため、
錆の発生及び経時寸法変化による特性の低下が問題とな
っており、限界使用温度も１２０〜１５０°Ｃと低いも
のである。

さらに、これらのポリアミドやエポキシ樹脂等をバイン
ダーとした樹脂結合型永久磁石の欠点を改良するために
、バインダーにポリフェニレンサルファイド（ｐｐｓ）
が用いられている（特開昭６１−２７９１０６公報、同
６０−１１３４０３公報など）。しかし、ＰＰＳをバイ
ンダーとした樹脂結合型永久磁石は、耐湿性及び耐薬品
性には優れているものの、耐熱性及び機械的強度に関し
ては充分とは言い難い。

本発明者らは、かかる従来技術の欠点を解消し、優れた
耐熱性とともに、優れた耐湿性、耐薬品性及び機械的強
度を合わせ有する樹脂結合型の永久磁石組成物を開発す
べく、鋭意研究を重ねた。

〔課題を解決するための手段〕

その結果、特定のポリシアノアリールエーテルを選定し
、これをバインダーとして用いることにより、上記課題
を解決しうろことを見出した。本発明は、かかる知見に
基いて完成したものである。

すなわち、本発明は、一般式 ずれか一つを示す。〕 で表わされる繰返し単位を有し、かっｐ−クロロフェノ
ールを溶媒とする６０°Ｃにおける極限粘度〔−η〕が
０．２　ｄ１／　ｇ以上である重合体と磁石粉末からな
る樹脂結合型磁石組成物を提供するものである。

本発明の樹脂結合型磁石組成物では、上記のように一般
式（１）で表わされる繰返し単位を有する重合体、即ち
ポリシアノアリールエーテルが用いられる。ここで、Ａ
ｒが 繰返し単位を有する重合体（以下、ＰＥＮ−Ｒと略記す
る）は、特開昭６２−２２３２２６号公報に記載されて
いるものである。また、Ａｒが体（以下、ＰＥＮ−Ｎと
略記する）は、特開昭６１−１６２５２３号公報に記載
されているものである。さらに、Ａｒが （以下、ＰＥＮ−Ｈと略記する）は、特開昭６１−５７
６１９号公報に記載されており、Ａｒが重合体（以下、
ＰＥＮ−Ｂと略記する）は、特開昭６０−１４７４３９
号公報に記載されているものである。

本発明に用いる重合体は、前記の繰返し単位を有し、さ
らにｐ−クロロフェノールを溶媒とする６０°Ｃにおけ
る極限粘度〔η〕が０．２ａ／ｇ以上、好ましくは０．
４〜２．０ａ／ｇである。この極限粘度〔η〕が０．２
ｄｉ／ｇ未満のものでは、得られる成形品の強度が著し
く小さく、また、耐熱性に劣るものとなる。一方、２．
０ａ／ｇを超えると、バインダー樹脂の重合後の精製が
困難な上に成形加工性に劣る場合がある。

本発明の組成物を成形するにあたっては、射出成形法、
圧縮成形法、押出成形法、ロール圧延法等の方法を適宜
使用すればよいが、例えば射出成形法を適用する場合に
は、前記一般式（１）の繰返し単位を持つ重合体は、極
限粘度Ｃη〕が０．４〜２．Ｏａ／ｇのものが好ましい
。極限粘度〔η〕が０．４ｄｉ／ｇ未満であると、射出
成形時に磁石粉末が圧密されるため、磁気特性が著しく
低下し、２、Ｏａ／ｇを超えると、流動性が高いため、
成形性に劣ることとなる。また、圧縮成形を適用する場
合には、極限粘度〔η］は０．４　ｄ／　ｇ以上である
ことが好ましい。０．４　ｄ１７　ｇ未満では、磁石粉
末の表面を被覆する場合に成膜能に劣るという問題があ
る。

次に、本発明の組成物において、使用しうる磁石粉末は
、特に制限はなく各種のものを用途に応じて適宜選定す
ればよい。その具体例をあげれば、フェライト粉末、例
えばＢａ０・６　ＦｅｚＯｚ、Ｍｎ００ＺｎＯＦｅｚＯ
ｚ＋　　Ｔ　　Ｆｅ＋０４・ＰｂＯ−６ＦｅｚＯ３゜Ｓ
ｒ０・６ＦｅｚＯ：＋など、アルニコ粉末、例えばＪＩ
Ｓ規格のＭＣＡ１６０．ＭＣＡ２３０．ＭＣＢ５００、
ＭＣＢ５８０．ＭＣＢ４Ｏ０Ｈなど、希土類コバルト粉
末、例えばＳｍＣｏ５．ＰｒＣｏ５゜ＮｄＣｏ５．ＭＭ
Ｃｏｓ　（ここで、ＭＭはミツシュメタルである）、Ｓ
ｍＰｒＣｏ５．ＳｍＰｒＮｄＣｏ５゜５ｍＭＭＣｏ５．
Ｒ，ＣＯ１？（式中Ｒは、原子番号５８〜７１の一連の
希土類元素を示す。）、Ｓｍ２Ｃｏ＋ｔ＋ＰｒｚＣｏ＋
７．　　Ｓｍｚ（Ｃｏ、　　Ｆｅ、　　Ｃｕ）＋ｔ、　
　５Ｉ１１２（Ｃｏ。

Ｆｅ、Ｃｕ、ＭＬｔ　　（式中ＭはＴｉ、Ｚｒ又はＨｆ
である）が挙げられる。さらに、希土類・鉄・ホウ素粉
末（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ、ＮｄｚＦｅｌｚＣｏｚＢ、Ｐｒ
ｚＦｅ１４Ｂなどが挙げられる。その他、Ｆｅ−Ｃｒ−
Ｃｏｆｆｆ石粉末、Ｍｎ−Ａｆｆｉ−Ｃ磁石粉末、Ｐｔ
−Ｃｏ磁石粉末、ＰＬ−Ｆｅ１石粉末が挙げられる。

本発明においては、上記磁石粉末は、そのまま上述の重
合体と混合してもよいが、磁石粉末の酸化防止とバイン
ダー（重合体）中への分散性の向上のため、該磁石粉末
に対して５重量％以下、特に０．５〜２．０重量％程度
のカップリング剤で表面処理して用いることが好ましい
。ここで、使用しうるカップリング剤としては、各種の
ものがあるが、チタネート系及びシラン系のものが代表
的である。チタネート系カップリング剤としては、例え
ｇイソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソ
プロピルトリオクタノイルチタネート。

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、イソプロピルジメタクリルイソステアロイ
ルチタネート　イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−
アミノエチル）チタネートイソプロピルトリドデシルベ
ンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステア
ロイルジアクリルチタネート　イソプロピルトリ（ジオ
クチルホスフェート）チタネート　イソプロピルトリク
ミルフェニルチタネート、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、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　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
ートなどがあげられ、これらを単独であるいは混合物と
して使用することができる。また、シラン系カップリン
グ剤としては、例えばγ−メルカプトプロピルートリメ
トキシシラン、２−スチリルエチル−トリメトキシシラ
ン、Ｎ−β−（アミノエチル）γ−アミノープロピルー
トリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘ
キシル）エチル−トリメトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルートリメトキシシラン、γ−グリシドキシープロピ
ルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、
メチルジメトキシシランなどがあげられ、これらを単独
であるいは混合物として使用することができる。また、
チタン系カップリング剤とシラン系カップリング剤を併
用することもできる。

カップリング剤による表面処理は、磁石粉末をカップリ
ング剤の５〜２０容量％溶液（アルコールなどを溶媒と
する）で湿潤させた後、室温以上の温度、好ましくは１
２０〜１５０°Ｃで乾燥することによって行えばよい。

このようなカップリング剤による表面処理により、磁石
粉末に撥水性や潤滑性が付与され、得られる磁石組成物
の機械的強度等を向上させる。

本発明の磁石組成物は、基本的には上記のような重合体
と磁石粉末とからなるものであり、その配合割合は各種
状況により異なり、一義的に決定できないが、一般には
、重合体を０．５〜４０容量％配合することが好ましい
。

しかし、射出成形法を通用する場合には、２０〜４０容
量％の範囲で選定することが好ましい。

２０容量％未満では、流動性を得るのが困難となるため
、成形性が悪く、４０容量％を超えると、磁石粉末の充
填率が低くなるため、磁気特性が著しく低下する。

また、圧縮成形法を適用する場合には、重合体を０．５
〜２０容量％配合することが好ましく、０．５〜１０容
量％配合することがより好ましい。

圧縮成形においては、重合体含有率が０．５容量％未満
であると、結合剤としての役割を果たすことが困難とな
り、形状を保持することができず、２０容量％を超える
と、磁気特性が低下する。

いずれにしても、磁気特性を向上させるには、できるだ
け重合体量を減少させ、磁石粉末量を多くする必要があ
るが、重合体量を減少させると、機械的強度が低下する
などの不都合が生ずるので、磁気特性と機械的強度のバ
ランスを考慮して重合体量を決定すべきである。

本発明の磁石組成物を用いて、磁石を製造（成形）する
には各種の方法があるが、その代表的な方法を説明すれ
ば次のとおりである。

まず、射出成形法により磁石を製造する場合には、必要
に応じて上述のようにカップリング剤で表面処理した磁
石粉末を、前記の一般式（１）の繰返し単位を有する重
合体と混練して混合物を得るが、この際の混練は、磁石
粉末の分散を良好にするために、重合体の融点以上で、
かつ重合体が分解しないように、重合体の分解温度未満
の温度範囲、すなわち、ＰＥＮ−Ｂでは３６０〜５４゜
’Ｃ，，ＰＥＮ−Ｈでは、３６０〜５３ｏ″Ｃ，、ＰＥ
Ｎ−Ｒでは３４０〜５２０°Ｃ，ＰＥＮ−Ｎでは３７０
〜５１０°Ｃの温度範囲で行うべきである。

混練して得られた混合物は、さらに金型で射出成形する
が、この際の温度は混練の際の温度範囲と同様の範囲に
、また圧力は１０００〜２０００ｋｇ／ｄの範囲にする
ことが好ましい。温度範囲をこのようにするのは、混純
の際と同様の理由によるものであり、また、圧力を上記
の範囲に選定するのは、良好な成形加工性を維持するた
めである。

具体的には１０００ｋｇ／ｃ１１１未満では、混合物の
流れが悪くなって、寸法精度の優れた成形品が得難くな
り、２０００　ｋｇ／ｃ＋ｆｌを超えると、成形品にひ
び割れなどが生じ易くなる。

なお、射出成形を１０ｋＯｅ以上の磁界を印加しながら
行えば、磁石粉末を一定方向に配向させた異方性樹脂磁
石を製造することができ、また、磁界を印加しないで行
うことによって、あらゆる方向に着磁することが可能な
等方性樹脂磁石を製造することができる。

このようにして製造された磁石（樹脂磁石）は、磁気特
性及び機械的強度を従来品と同程度に維持することがで
きるととももに、耐熱性が従来品のそれに比べて著しく
向上したものとなる。

磁石を圧縮成形法によって製造する場合、バインダーと
なる重合体と磁石粉末との複合化には、重合体の微粒子
と磁石粉末とを混合する方法、重合体を磁石粉末表面に
被覆又は付着させる方法等が適用できる。この場合、磁
気特性を向上させ、かつ機械的強度をある程度保持させ
るために、重合体の量は２〜５容量％が好ましい。その
ためには、重合体を被覆する方法が好ましい。

重合体と磁石粉末との複合化方法としては、磁石粉末よ
り小さい粒径の樹脂粉を混合する方法、重合体を良溶媒
に溶解させ、磁石粉末に塗布した後、溶媒を蒸発乾固す
る方法、樹脂を良溶媒にいったん溶解しておき、そこへ
貧溶媒を加え、重合体を析出・被覆する方法、重合体が
融解を開始する温度から融点までの間の高温で磁石粉末
を混合し、冷却しながら重合体の結晶性を利用して被覆
する方法等を利用できる。

圧縮成形は、１５ｋＯｅ以上の磁界を印加する（異方性
樹脂磁石を製造する場合）場合も、また磁界を印加しな
い場合もｉｔ／ｃＴＭ以上の圧力下で行今ことが効果的
である。

また、その後に行う熱処理は、樹脂の軟化（流動）温度
又は融点以上の温度で、数分間曝露するだけでよい。

さらに着磁は、２０ｋＯｅ以上の磁界を印加するなどの
通常の方法で行うことができる。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

なお、下記の実施例に使用する原料は下記のとおりであ
る。

（１）磁石粉末 フェライト粉末 ストロンチウムフェライト；　Ｓｒ０・６ＦｅｚＯ３日
本弁柄工業■製の０Ｐ−７１（シランカップリング表面
処理製品） 希土類コバルト粉末 サマリウムコバルト２−１７系；Ｓｍ２Ｃｏ＋を信越化
学工業■製のＲ−３０（３２メツシユアンダー）： ポルテックス粉砕機に磁石粉末３ｋｇ及びイソプロパツ
ール５１を投入し、Ｎ２ガスで充分置換した後、７分間
粉砕し、分級して平均粒径３７μｍの粉末を得た。得ら
れた磁石粉末３　ｋｇをスーパーミキサーに投入し、Ｎ
２ガス雰囲気下で１００°Ｃに昇温し、撹拌下にシラン
カップリング剤〔日本ユニカー■ＭＡ−１１２０（Ｎ−
β−アミノエチル−γ−アミノープロピルートリメトキ
シ−シラン）〕のイソプロパツール ５分間で滴下した。その後、１０分間撹拌を続け、続い
て窒素ガスを吹き込みながら脱溶媒を行った。

その後、オーブン中に１００°Ｃで１時間保持した。

希土類−鉄−ホウ素粉末：　ＮｄｚＦｅ＋４Ｂゼネラル
モーターズカンパニー製のＭＱ−ｎ粉末リボンミキサー
中に磁石粉末３ｋｇを投入し、撹拌下にチタネートカッ
プリング剤（味の素■製のＫＲＴＴＳ：イソプロピルト
リイソステアロイルチタネート）の３重量％トルエン溶
液５００ｇを滴下し、４０分間処理した。８０゛Ｃ浴下
でアスピレータ−で乾燥した後、さらに６０°Ｃで真空
乾燥（た。

（２）重合体（バインダー） ■　射出成形用 比較例用： ＰＰＳ　（ポリフェニルサルファイド）市販品■　圧縮
成形用 比較例用： エポキシ樹脂：エピレッツ　ＳＵ−８　（セラニーズ社
製）（Ｒ）と１−（２−ヒドロキシ−プロピル）−２−
メチルイミダゾール（Ｃ）との混合物（Ｃ／Ｒ比−０．
　０　４　） 実施例１ この実施例では、第１表に示す原料及び条件で射出成形
法によって磁石を製造した。

磁石粉末とバインダー粉末を混合した後、連続押出混練
機〔■ＫＣＫ製〕を用いて、混練し、ペレット状に加工
し、射出成形に供した。

田辺工業■製の磁場射出成形機ＴＬ５０−ＭＧＳを用い
て、印加磁界１　０ｋＯｅで成形を行い、直径２０ｍ＋
ａ，厚さｉｏａｎの円柱、１２７論×１２論×６ｍｍの
角柱の形状の試験片を得た。

この試験片について下記の試験を行い、結果を第１表に
示す。

熱変形温度：　ＡＳＴＭ−Ｄ６　４　Ｂによる。

荷重　１　８．　６　ｋｇ／ｃｄ 曲げ強度：　ＡＳＴＭ−Ｄ７　９　０による。

吸水率　；　ＡＳＴＭ−Ｄ５　７　０による。

耐薬品性：ＪＩＳ−に７１１４による。

比−鯨例１ 第１表に示す原料及び条件で実施例１と同様にして射出
成形法によって磁石を製造した。得られた試験片につい
て、実施例１と同様に試験し、結果を第２表に示す。

（以下余白） 実施例２ この実施例では、第３表に示す原料及び条件を用いて圧
縮成形により磁石を製造する。

磁石粉末、バインダー（重合体）及び溶媒であるＮ−メ
チルピロリドンを混合し、アルゴン気流下に１９０°Ｃ
で加熱しながらバインダーを溶解させた後、撹拌しなが
ら５０°Ｃまで４時間かけて徐冷を行い、磁石粉末表面
にバインダー樹脂を析出させて被覆した。残留溶媒を洗
浄した後、乾燥した。但し、ストロンチウムフェライト
粉末を使用した場合には、樹脂を被覆した後、ライカイ
機で解砕した。

次いで、磁場圧縮成形機〔■ハイチック製〕を用いて、
１５ｋＯｅの磁場で室温で成形を行い、概略寸法８Ｘ１
４Ｘ７ａ＋ｍの角柱試料、直径２０ｍｍ。

１０ｇ／個の円柱試料を得た。

得られた試料をアルゴン雰囲気のオーブン中で約３分間
、加熱処理後、２０１ｔ）ｅの磁場で着磁を行い、永久
磁石を得た。

得られた磁石について、実施例１と同様の試験を行い、
結果を第３表に示す。但し、ここでは曲げ強度の代りに
圧縮強度（ＪＩＳ−Ｋ　７２０Ｂ）の測定を行った。

比較例２ 室温でエポキシ樹脂、磁石粉末及びアセトンを混合し、
含浸後、減圧して脱溶媒を行った。得られた磁石粉末を
磁場中で実施例２と同様に圧縮成形した後、アルゴン気
流下で１００°Ｃで２時間の硬化処理を行った。これを
実施例２と同様に着磁して永久磁石を得た。

得られた磁石について、実施例２と同様の試験を行い、
結果を第３表に示す。

（以下余白） 〔発明の効果〕 叙上の如く、本発明の樹脂結合型磁石組成物は、優れた
耐熱性とともに、優れた耐湿性、耐薬品性ならびに機械
的強度を合わせ持った永久磁石の成形材料として利用す
ることができる。

したがって、本発明の樹脂結合型磁石組成物は、電子部
品の製造をはじめ各種の産業分野で幅広く、かつ有効な
利用が期待される。

手続補正書（自発） 平成元年５月１２日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中Ａｒは▲数式、化学式、表等があります▼，▲数
   式、化学式、表等があります▼， ▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、化学式
   、表等があります▼のい ずれか一つを示す。〕 で表わされる繰返し単位を有し、かつｐ−クロロフェノ
   ールを溶媒とする６０℃における極限粘度〔η〕が０．
   ２ｄｌ／ｇ以上である重合体と磁石粉末からなる樹脂結
   合型磁石組成物。
2. （２）請求項１記載の重合体０．５〜４０容量％と磁石
   粉末に対して０〜５重量％のカップリング剤によって表
   面処理された磁石粉末９９．５〜６０容量％とからなる
   樹脂結合型磁石組成物。
3. （３）磁石粉末が一方向に配向されたものである請求項
   １又は２記載の樹脂結合型磁石組成物。