JPH0955308A - 樹脂結合型磁石用組成物及び樹脂結合型磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 異方性磁場（Ｈ_A）が５０ｋＯｅ以上の磁性
粉末とポリアミド樹脂との組成物であって、該ポリアミ
ド樹脂が、モノカルボキシル基炭化水素で末端基が変性
され、かつ数平均分子量１０００以下の変性ポリアミド
オリゴマーと同様に末端基が変性された数平均分子量１
００００以上の変性ポリアミド樹脂との混合物よりなる
樹脂結合型磁石用組成物。及び、上記変性ポリアミド樹
脂の混合割合が、ポリアミドオリゴマーとして２〜４８
重量部、変性ポリアミド樹脂として２〜４８重量部か
つ、合計が４〜５０重量部である上記樹脂結合型磁石用
組成物。更に、これらの樹脂結合型磁石用組成物を加熱
成形して得た樹脂結合型磁石。 【効果】 従来に比べて成形性及び機械的強度が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂結合型磁石用
組成物に係わり、詳しくは成形性（溶融流動性）及び機
械的強度に優れた樹脂結合型磁石を与える組成物、及
び、これを用いた磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】フェライト磁石、アルニコ磁石、希土類
磁石等は、モーターをはじめとする種々の用途に用いら
れている。しかし、これらの磁石は主に焼結法により作
られるため、一般に脆く、薄肉のものや複雑な形状のも
のが得難い。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
研磨等の後加工が必要である。

【０００３】樹脂結合型磁石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、ナイロン等の熱
可塑性樹脂をバインダーとし、これに磁性粉末を充填し
たものである。しかし、熱可塑性樹脂をバインダーとし
て用いる樹脂磁石は、磁性粉末を８０重量％以上充填す
ると溶融成形時の粘度が急激に増加し成形が困難になる
ため、磁性粉の充填量に限界がある上、ステアリン酸系
金属石鹸やパラフィン類等の熱可塑性樹脂用滑剤を添加
し成形を行っているが限界がある。また、磁性粉末を充
填量が増すにつれ機械的強度の低下を招く。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、小型モーター、
音響機器、ＯＡ機器等に用いられる樹脂結合型磁石は、
機器の小型化の要請から、磁気特性が高く、しかも寸法
精度に優れ、かつ低価格のものが要求されている。しか
し、磁性粉とポリアミド樹脂と滑剤のみによって得られ
る従来の樹脂結合型磁石組成物のこれらの成形性（溶融
流動特性）及び機械的強度は、常に上記用途に使用する
には不十分であり、樹脂結合型磁石用組成物の早期改良
が望まれていた。

【０００５】そこで、本発明は、従来のポリアミド系樹
脂結合型磁石用組成物の欠点を解消し、成形性（特に溶
融流動性）及び機械的強度の優れた磁石用組成物を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために、ポリアミド樹脂の種類と量を変えて
種々の検討を行った結果、異方性磁場（Ｈ_A）が５０ｋ
Ｏｅ以上の磁性粉末とポリアミド樹脂との組成物におい
て、該ポリアミド樹脂が、モノカルボシル基炭化水素で
末端基が変性され、かつ数平均分子量１０００以下の変
性ポリアミドオリゴマーと同様に末端基が変性された数
平均分子量１００００以上の変性ポリアミド樹脂との混
合物よりなることで優れた成形性（溶融流動性）及び機
械的強度を有する樹脂結合型磁石用組成物が得られるこ
とを見いだし、本発明を完成した。

【０００７】即ち、本発明は、異方性磁場（Ｈ_A）が５
０ｋＯｅ以上の磁性粉末とポリアミド樹脂との組成物で
あって、該ポリアミド樹脂が、モノカルボシル基炭化水
素で末端基が変性され、かつ数平均分子量１０００以下
の変性ポリアミドオリゴマーと同様に末端基が変性され
た数平均分子量１００００以上の変性ポリアミドオリゴ
マーとの混合物よりなることを特徴とする樹脂結合型磁
石用組成物、及び、上記ポリアミド樹脂の混合割合が、
磁性粉末１００重量部に対してモノカルボシル基炭化水
素で末端基が変性され、かつ数平均分子量１０００以下
の変性ポリアミドオリゴマーとして２〜４８重量部、同
様に末端基が変性された数平均分子量１００００以上の
変性ポリアミド樹脂として２〜４８重量部であり、かつ
当該２種類の変性ポリアミドの合計が４重量部以上５０
重量部以下である上記樹脂結合型磁石用組成物である。

【０００８】更に、これらの樹脂結合型磁石用組成物を
加熱成形して得た樹脂結合型磁石である。

【０００９】

【発明の実施の態様】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる磁性粉末としては、異方性磁場（Ｈ_A）
が、５０ｋＯｅ以上の磁性粉末であれば、通常樹脂結合
型磁石に用いられている磁性粉を使用でき、例えば、Ｓ
ｍＣｏ₅系、Ｓｍ₂（Ｃｏ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｖ）₁₇系、Ｓｍ
₂（Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｒ）₁₇系、Ｓｍ₂（Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｅ）₁₇系、Ｓｍ₂（Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ｔａ、Ｔｅ）17系等の希土類コバルト系、Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｂ系、Ｎｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｎｄ−Ｆｅ
−Ｂ系等の希土類−鉄−ほう素系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系、
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ系、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｔｉ−Ｎ系、Ｎ
ｄ−Ｆｅ−Ｖ−Ｎ系等の希土類−鉄−窒素系等の磁性粉
が挙げられる 本発明者らは、上記樹脂結合型磁石組成物において、磁
性粉として上で例示したＳｍ−Ｃｏ₅系の還元拡散法に
よる合金粉末やＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系の合金粉末を用いる
と、例えば９３重量％以上の高充填化が可能であり、特
に優れた磁気特性を有する樹脂結合型磁石が得られるこ
とを確認している。尚、還元拡散法によって得られたＳ
ｍ−Ｃｏ₅系の磁性粉は、好ましくはジェットミルやボ
ールミル等で粉砕した方が良い。これら磁性粉末の好ま
しい粒径は、平均７μｍ以下であり、特に好ましくは平
均５μｍ以下である。

【００１０】又、上記磁性粉を必要に応じてシラン系、
チタン系、アルミニウム系の表面処理剤即ちカップリン
グ剤等を磁性粉１００重量部に対して０．１〜３．０重
量部の範囲で使用することができる。これら、カップリ
ング剤の例としては、シラン系としてビニルトリエトキ
シシラン、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
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン等又、チタン系としてイソプロピ
ルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ
ス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソ
プロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）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、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、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニル
チタネート等、又、アルミニウム系としてアセトアルコ
キシアルミニウムジイソプロピレート等が代表的なもの
として挙げられる。

【００１１】また、組成物において、必須成分のポリア
ミド樹脂は、磁性粉末のバインダーとして働くものであ
り、本発明で用いられるポリアミド樹脂としては、該ポ
リアミド樹脂が、モノカルボキシル基炭化水素で末端基
が変性された数平均分子量１０００以下のポリアミドオ
リゴマーと、同様に末端基が変性された数平均分子量１
００００以上の変性ポリアミド樹脂との混合物よりなる
ことを特徴とするが、この条件を満たす限りにおいて
は、他種の例えば、６ナイロン、６、６ナイロン、１１
ナイロン、６、１２ナイロン、芳香族系ナイロン等、こ
れらの単重合体や他種モノマーとの共重合体、他の物質
での末端基処理品などとの混合も差し支えない。

【００１２】本発明で使用される末端基の変性に用いる
モノカルボキシル基炭化水素としては、例えばペンタン
酸、ヘプタン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、
オクタデカン酸、安息香酸等を挙げることができる。ポ
リアミド樹脂の末端基を変性する方法としては、ポリア
ミド樹脂の重合時にこれらのモノカルボキシル基炭化水
素を添加する方法や密閉加熱溶液中でポリアミド樹脂と
これらのモノカルボキシル基炭化水素とを混合反応させ
る方法がある。

【００１３】本発明で使用されるポリアミド樹脂の分子
量は、数平均分子量１０００以下と数平均分子量１００
００以上との混合物よりなることを特徴とし、混合割合
が、前記磁石粉１００重量部に対して、数平均分子量１
０００以下の末端基変性ポリアミドオリゴマーとして２
重量部以上４８重量部以下、数平均分子量３００００以
上の末端基変性ポリアミド樹脂として２重量部以上４８
重量部以下であることが好ましい。この混合割合を逸脱
し、数平均分子量１０００以下の末端基変性ポリアミド
オリゴマーが２重量部未満、数平均分子量１００００以
上の末端基変性ポリアミド樹脂が４８重量部以上になる
と機械的強度は増加するものの、次第に成形性（溶融流
動性）が低下するため好ましくない。数平均分子量１０
００以下の末端基変性ポリアミドオリゴマーが４８重量
部以上、数平均分子量１００００以上の末端基変性ポリ
アミド樹脂が２重量部未満になると成形性（溶融流動
性）ＨＳ良くなるものの、機械的強度が低下するため好
ましくない。また、末端基変性ポリアミドオリゴマーの
数平均分子量が１０００より大きく、末端基変性ポリア
ミド樹脂の平均分子量が１００００未満になると、本発
明の効果、即ち優れた成形性（溶融流動性）や機械的強
度の成形品を得ることができなくなる。

【００１４】また、これらのポリアミド樹脂の形状は、
パウダー、ビーズ、ペレット等特に限定されないが、磁
性粉との均一混合性から考えるとパウダーが望ましい。

【００１５】一方、当該磁性粉を１００重量部に対し当
該末端基変性ポリアミド樹脂の混合総量を４重量部より
も少なくした場合は、著しく混練トルク、流動性が低下
し成形困難になり、また、５０重量部より多いと所望の
磁気特性が得られない。よって、当該末端基変性ポリア
ミド樹脂の充填量は、４重量部以上５０重量部以下が好
ましい。

【００１６】本発明における組成物は、前記成分の他に
プラスチック成形用滑剤や種々の安定剤等を添加するこ
とができる。

【００１７】滑剤としては、例えばパラフィンワック
ス、流動パラフィン、ポリエチレンワックス、ポリプロ
ピレンワックス、エステルワックス、カルナウバ、マイ
クロワックス等のワックス類、ステアリン酸、１，２−
オキシステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、オレ
イン酸等の脂肪酸類、ステアリン酸カルシウム、ステア
リン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリ
ン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミ
ニウム、ラウリン酸カルシウム、リノール酸亜鉛、リシ
ノール酸カルシウム、２−エチルヘキソイン酸亜鉛等の
脂肪酸塩（金属石鹸類）ステアリン酸アミド、オレイン
酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、パルミチ
ン酸アミド、ラウリン酸アミド、ヒドロキシステアリン
酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレン
ビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミ
ド、ジステアリルアジピン酸アミド、エチレンビスオレ
イン酸アミド、ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ−ステ
アリルステアリン酸アミド等脂肪酸アミド類、ステアリ
ン酸ブチル等の脂肪酸エステル、エチレングリコール、
ステアリルアルコール等のアルコール類、ポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメ
チレングリコール、及びこれら変性物からなるポリエー
テル類、ジメチルポリシロキサン、シリコングリース等
のポリシロキサン類、弗素系オイル、弗素系グリース、
含弗素樹脂粉末といった弗素化合物、窒化珪素、炭化珪
素、酸化マグネシウム、アルミナ、二酸化珪素、二硫化
モリブデン等の無機化合物粉体が挙げられる。

【００１８】また、安定剤としては、ビス（２，２，
６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケー
ト、ビス（１，２，２，６，６，−ペンタメチル−４−
ピペリジル）セバケート、１−［２−｛３−（３，５−
ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニ
ルオキシ｝エチル］−４−｛３−（３，５−ジ−第三ブ
チル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝
−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、８−ベン
ジル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−
１，２，３−トリアザスピロ（４，５）ウンデカン−
２，４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，
６−テトラメチルピペリジン、こはく酸ジメチル−１−
（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，
６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ［｛６
−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−
１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，
２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝
ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４
−ピペリジル）イミノ｝］、２−（３，５−ジ・第三ブ
チル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロ
ン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピ
ペリジル）等のヒンダード・アミン系安定剤のほか、フ
ェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系等の抗酸
化剤等が挙げられる。

【００１９】本発明において、各成分の混合方法は特に
限定されず、例えばリボンブレンダー、タンブラー、ナ
ウターミキサー、ヘンシェルミキサー、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、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。

【００２０】本発明の組成物は、各成分を混合し、パウ
ダー、ビーズ、ペレットあるいはこれらの混合物の形で
得られるが、取扱安い点で、ペレットが望ましい。得ら
れた組成物は、各種の熱可塑性樹脂成形機、好ましくは
射出成形機、押出成形機により成形される。

【００２１】

【実施例】以下実施例及び比較例を挙げて本発明をより
具体的に説明する。尚、実施例、比較例に用いた各成分
の詳細及び試験方法、評価を例示するが、本発明の趣旨
を逸脱しない限り、これらに限定されるものでは無い。

【００２２】以下の材料及び方法で樹脂結合型磁石用組
成物及び磁石を製造し、評価した。用いた材料を下記に
示す。

【００２３】Ａ 磁性粉末 ・磁粉１：ＳｍＣｏ₅ 系磁性粉末（商品名：ＲＣｏ₅合
金、住友金属鉱山（株）製） 異方性磁場：２４６ｋＯｅ ・磁粉２：Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂ 系磁性粉末（商品名：ＭＱＰ
−Ｂ、米国ゼネラルモーターズ社製） 異方性磁場：７０．４ｋＯｅ

【００２４】Ｂ 末端基変性ポリアミドオリゴマー及び
樹脂（末端基変性ポリラウロラクタム） ・ＰＡ１：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量ハ゛ーM
n＝５００） ・ＰＡ２：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量ハ゛ーM
n＝９００） ・ＰＡ３：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量ハ゛ーM
n＝１１００） ・ＰＡ４：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量ハ゛ーM
n＝９５００） ・ＰＡ５：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量ハ゛ーM
n＝１１０００） ・ＰＡ６：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量ハ゛ーM
n＝１８０００） ・ＰＡ７：末端基変性１２ナイロン（数平均分子量ハ゛ーM
n＝３００００）

【００２５】次に各成形品の製造方法、評価方法を示す
と次のようになる。 Ｉ組成物の混合及び作製 それぞれの磁性粉全量に、所定の樹脂、各添加剤系を所
定の比率になるよう添加し（各重量部）、プラネタリー
ミキサー中で十分混合撹拌（４０ｒｐｍ、８０℃）再び
−７６０ｍｍＨｇ、１２０℃の真空オーブン中で２４時
間乾燥させた。これらにより得られた混合物を２０ｍｍ
φシングル押出機（Ｌ／Ｄ＝２５、ＣＲ＝２．０、回転
数＝２０ｒｐｍ、５ｍｍφストランドダイ、シリンダー
温度２００〜２８０℃、ダイス温度２８０℃）にて押し
出し、ホットカットペレタイザーにて５ｍｍφ×５ｍｍ
の樹脂結合型磁石用ペレットコンパウンドを作製した。

【００２６】II溶融流動性評価方法 流動性（ＭＦＲ）評価 上記混練条件にて得られたペレット状組成物を島津製作
所（株）製高化式フローテスターにて（温度：２５０
℃、荷重：３０ｋｇｆ、ダイス形状：１ｍｍφ×１ｍ
ｍ、予熱：１２０秒）流動性を測定した。

【００２７】その結果を表１、表２に示す。該流動性評
価で１．５ｇ／分以上の流動性が確保できれば成形に問
題を生じせしめることはないことがわかっている。

【００２８】III機械的強度（３点式曲げ強度）評価 これらのペレットコンパウンドを（株）日本製鋼所製磁
場中射出成形機（Ｊ−２０ＭII）にて横５ｍｍ×縦１５
ｍｍ×厚２ｍｍの試験用樹脂結合型磁石を同一条件（成
形温度２４０〜２９０℃、金型温度１００〜１２０℃）
にて成形し、得られたこれらの磁石成形品の曲げ強度を
島津製作所（株）製オートグラフを用いて、ヘッドスピ
ード２ｍｍ／分とし、常温下で求めた。結果を同様に表
１、表２に示す。該曲げ強度は、５．０ｋｇｆ／ｍｍ²
以上あれば機械的強度が十分であることが知られてい
る。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】以上のごとく、本発明の樹脂結合型磁石
用樹脂組成物は、従来に比べて成形性及び機械的強度が
向上し高特性製品を要求される用途、例えば、一般家電
製品、通信・音響機器、医療機器、一般産業機器にいた
る幅広い分野等では特に有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異方性磁場（Ｈ_A）が５０ｋＯｅ以上の
   磁性粉末とポリアミド樹脂との組成物であって、該ポリ
   アミド樹脂が、モノカルボキシル基炭化水素で末端基が
   変性され、かつ数平均分子量１０００以下の変性ポリア
   ミドオリゴマーと同様に末端基が変性された数平均分子
   量１００００以上の変性ポリアミド樹脂との混合物より
   なることを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物。
2. 【請求項２】 磁性粉末とポリアミド樹脂の混合割合
   が、磁性粉末１００重量部に対してモノカルボキシル基
   炭化水素で末端基が変性され、かつ数平均分子量１００
   ０以下の変性ポリアミドオリゴマーとして２〜４８重量
   部、同様に末端基が変性された数平均分子量１００００
   以上の変性ポリアミド樹脂として２〜４８重量部であ
   り、かつ当該２種類の変性ポリアミドの合計が４重量部
   〜５０重量部である請求項１に記載の樹脂結合型磁石用
   組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の樹脂結合
   型磁石用組成物を加熱成形して得た樹脂結合型磁石。