(57)【要約】【課題】熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を用いて射出成形後、成形品からコアを引抜く時に割れ・欠けの発生を抑制でき、薄肉リング形状品を安定して生産できる射出成形用金型、それを用いた樹脂結合型磁石用組成物の成形方法、及び得られる樹脂結合型磁石を提供。【解決手段】パーティング面で固定側金型と可動側金型に分離される樹脂結合型磁石用組成物の射出成形用金型において、熱硬化性樹脂が硬化して得られた成形品の先端を押さえるプレートを具備することによって、射出成形後に成形品取り出しを行うため固定側金型と可動側金型に分離する際、コアが移動して成形品が引張られて割れ・欠けが生ずることがなくなり、安定生産性を向上できる樹脂結合型磁石用組成物の射出成形用金型などによって提供。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーティング面で分離された固定側金型と可動側金型とから構成される、バインダー成分として熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を射出成形するための射出成形用金型であって、
固定側金型は、加熱手段を有する固定側プレートと、可動側金型のキャビティ部に挿入し得る棒状のコアと、固定側プレートを貫通して、樹脂結合型磁石用組成物を射出ユニットから可動側金型のキャビティ部に供給移送するためのスプルー部と、樹脂結合型磁石用組成物をキャビティ部内で硬化させた後、挿入されていたコアをキャビティ部から引抜く際に、それに伴ってキャビティ部内の成形品が移動しないように押さえるための押さえプレートとを具備し、
一方、可動側金型は、加熱手段を有する可動側プレートと、可動側プレートと固定側金型パーティング面で形成されるランナー部と、固定側金型のスプルー部に対向しランナー部の手前に形成されるスラグだまりと、スプルー部及びランナー部を通じて移送されてきた樹脂結合型磁石用組成物を充填するキャビティ部と、先端がキャビティ部の底部に位置した成形品取り出しピンとを具備していることを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物の射出成形用金型。
【請求項２】
押さえプレートは、固定側プレートに固定され、かつスプリング部で保持されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂結合型磁石用組成物の射出成形用金型。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の射出成形用金型を用いて、バインダー成分として熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を射出成形するための方法であって、
樹脂結合型磁石用組成物を射出ユニットで溶融状態にする工程、溶融された組成物を加熱されたスプルー部に供給し、スラグだまりで受け入れた後、ランナー部を経てキャビティ部に充填する工程、充填された組成物を所定時間保持し、熱硬化性樹脂を硬化する工程、硬化した成形品の先端が押さえプレートで覆われた状態で、成形品からコアを引抜く工程、および押さえプレートが成形品の先端から外された後、可動側プレートと連動する成形品取り出しピンによってキャビティ部から成形品を取り出す工程を含むことを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、またはビニルエステル樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法。
【請求項５】
前記樹脂結合型磁石用組成物は、さらにＮ−オキシル化合物を含有することを特徴とする請求項３に記載の樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法。
【請求項６】
前記樹脂結合型磁石用組成物は、磁性成分として構成元素中に希土類元素および遷移金属元素を含む磁性粉末を含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれかに記載の樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法によって得られる薄肉リング形状の樹脂結合型磁石。
【請求項８】
肉厚が０．１５〜０．６９ｍｍで、長さＬが１０ｍｍ以上であり、かつ外径Ｄとの長径比Ｌ／Ｄが１以上であることを特徴とする請求項７に記載の樹脂結合型磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂結合型磁石用組成物の射出成形用金型、それを用いた成形方法、及び得られる樹脂結合型磁石に関し、より詳しくは、熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を用いて射出成形後、成形品からコアを引抜く時に割れ・欠けの発生を抑制でき、薄肉リング形状品を安定して生産できる樹脂結合型磁石用組成物の射出成形用金型、それを用いた樹脂結合型磁石用組成物の成形方法、及び得られる樹脂結合型磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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に、一般に脆く、薄肉のものや複雑な形状のものが得難いという欠点を有している。それに加えて、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という欠点をも有している。
【０００３】
一方、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ために、近年になって開発されたものであるが、通常は、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂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することにより射出成形法を用いて製造されている。しかし、こうした熱可塑性樹脂をバインダーとして用いる樹脂結合型磁石は、成形時に２００℃以上の高温下に晒されるため、磁気特性、特に保磁力や角型性が低下する。
【０００４】
また、エポキシ樹脂やビス・マレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂をバインダーとし、これに磁性粉末を充填した、圧縮成形法によって得られる樹脂結合型磁石もある。ところが、バインダー量が希少であるため、単純成形品しか得られていない。
【０００５】
このような圧縮成形樹脂結合型磁石を製造するために、例えば、希土類磁石粉末に熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂バインダーを所定の割合で混合した樹脂結合型組成物から、比較的肉厚が薄い樹脂結合型磁石を圧縮成形できる金型が提案されている（特許文献１参照）。ところが、圧縮成形であるため、その肉厚は０．３５ｍｍ程度であり、それ以上薄い成形品を得ることは困難であった。
【０００６】
近年、小型モーター、音響機器、ＯＡ機器等の部品として用いられる樹脂結合型磁石では、機器の小型化、高性能化に対応して、ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系磁性粉末等の、希土類元素および遷移金属元素を含む磁性粉末を用いた樹脂結合型磁石が急速に普及してきている。
【０００７】
中でも長さＬと外径Ｄとの長径比Ｌ／Ｄが１以上の樹脂結合型磁石は、これを組み込むモーター等の機器のさらなる軽薄短小化に伴い、高性能化がより強く望まれるようになってきた。この要請に合わせるため磁石成形用金型も、上記Ｌ／Ｄが１以上の製品を作製できるようなものが求められるようになった。
【０００８】
そのような金型として、希土類磁石粉末と樹脂バインダーを所定の割合で混合した樹脂結合型組成物を射出成形法にて、製品長さＬが１０ｍｍ以上で、上記Ｌ／Ｄが１０以上の長尺の成形品を製造可能な金型が提案されている（特許文献２参照）。
しかし、ここには熱可塑性樹脂バインダーの配合割合を少なくして得られる、製品肉厚が１ｍｍ、かつ、長尺（長径比Ｌ／Ｄが１０以上）の射出成形品が例示されているのみであり、さらに薄肉の射出成形品の製造可能性については記載されていない。
【０００９】
本出願人は、熱硬化性樹脂バインダーを使用した樹脂結合型磁石で問題となっていた可使時間にきわめて優れ、磁気特性だけでなく、形状自由度、成形性、機械強さにも優れた樹脂結合型磁石が効率的に製造することを目的として、ラジカル重合反応性を有する熱硬化性樹脂を樹脂バインダーとし、有機過酸化物を含み、さらに、Ｎ−オキシル類化合物を配合した樹脂結合型磁石用組成物を提案した（特許文献３参照）。有機過酸化物は、熱硬化反応を開始させる硬化剤として、また、Ｎ−オキシル類化合物は、可使時間を著しく低下させるラジカル重合反応性を有する熱硬化性樹脂の複雑な反応促進効果を抑制するために添加されている。
【００１０】
このような樹脂結合型磁石用組成物は、可使時間にきわめて優れているが、これまでの金型では、本発明の目的とする射出成形による製品肉厚が薄い長尺製品を製造できなかった。このようなことから、筒状射出成形品であって、その肉厚が０．１５〜０．６９ｍｍ程度と、１ｍｍをきる薄肉成形品で、しかも長径比が１以上という製品が安定的に射出成形できる射出成形用金型の出現が切望されていた。
【特許文献１】特開２００１−１６２６３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２１９４３９号公報
【特許文献３】特開２００３−９２２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を用いて射出成形後、成形品からコアを引抜く時に割れ・欠けの発生を抑制でき、薄肉リング形状品を安定して生産できる射出成形用金型、それを用いた樹脂結合型磁石用組成物の成形方法、及び得られる樹脂結合型磁石を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、パーティング面で固定側金型と可動側金型に分離される射出成形用金型を用いて樹脂結合型磁石の薄肉成形品を製造する際に、成形品に割れ・欠けが発生する原因は、固定側金型と可動側金型に分離し、キャビティ部からコアを引抜く操作時に、成形品が棒状のコアに引張られるためであることを究明し、射出成形後、コア引抜き時に成形品端部がキャビティから移動しないように、押さえプレートで押さえることによって、成形品に割れ・欠けが発生することを抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、パーティング面で分離された固定側金型と可動側金型とから構成される、バインダー成分として熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を射出成形するための射出成形用金型であって、固定側金型は、加熱手段を有する固定側プレートと、可動側金型のキャビティ部に挿入し得る棒状のコアと、固定側プレートを貫通して、樹脂結合型磁石用組成物を射出ユニットから可動側金型のキャビティ部に供給移送するためのスプルー部と、樹脂結合型磁石用組成物をキャビティ部内で硬化させた後、挿入されていたコアをキャビティ部から引抜く際に、それに伴ってキャビティ部内の成形品が移動しないように押さえるための押さえプレートとを具備し、一方、可動側金型は、加熱手段を有する可動側プレートと、可動側プレートと固定側金型パーティング面で形成されるランナー部と、固定側金型のスプルー部に対向しランナー部の手前に形成されるスラグだまりと、スプルー部及びランナー部を通じて移送されてきた樹脂結合型磁石用組成物を充填するキャビティ部と、先端がキャビティ部の底部に位置した成形品取り出しピンとを具備していることを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物の射出成形用金型が提供される。
【００１４】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、押さえプレートが、固定側プレートに固定され、かつスプリング部で保持されていることを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物の射出成形用金型が提供される。
【００１５】
一方、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明に係る射出成形用金型を用いて、バインダー成分として熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を射出成形するための方法であって、樹脂結合型磁石用組成物を射出ユニットで溶融状態にする工程、溶融された組成物を加熱されたスプルー部に供給し、スラグだまりで受け入れた後、ランナー部を経てキャビティ部に充填する工程、充填された組成物を所定時間保持し、熱硬化性樹脂を硬化する工程、硬化した成形品の先端が押さえプレートで覆われた状態で、成形品からコアを引抜く工程、および押さえプレートが成形品の先端から外された後、可動側プレートと連動する成形品取り出しピンによってキャビティ部から成形品を取り出す工程を含むことを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の第４の発明によれば、第３の発明において、前記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、またはビニルエステル樹脂のいずれかであることを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の第５の発明によれば、第３の発明において、前記樹脂結合型磁石用組成物は、さらにＮ−オキシル化合物を含有することを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法が提供される。
【００１８】
さらに、本発明の第６の発明によれば、第３〜５のいずれかの発明において、前記樹脂結合型磁石用組成物は、磁性成分として構成元素中に希土類元素および遷移金属元素を含む磁性粉末を含むことを特徴とする樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法が提供される。
【００１９】
一方、本発明の第７の発明によれば、第３〜６のいずれかの発明の樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法によって得られる薄肉リング形状の樹脂結合型磁石が提供される。
【００２０】
また、本発明の第８の発明によれば、第７の発明において、肉厚が０．１５〜０．６９ｍｍで、長さＬが１０ｍｍ以上であり、かつ外径Ｄとの長径比Ｌ／Ｄが１以上であることを特徴とする樹脂結合型磁石が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の射出成形用金型を用いれば、熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を射出成形後、固定側金型と可動側金型に分離してコアを引抜き、成形品を取り出す際、押さえプレートによって成形品端部を効果的に押さえることができるから、コアに引張られて成形品が移動しないため成形品に割れ・欠けが発生することを抑制でき、製品の生産性を大幅に改善できる。これにより、従来、熱硬化性樹脂バインダーを含む樹脂結合型磁石用組成物では作製が困難であった、製品肉厚が０．１５〜０．６９ｍｍで、長さＬが１０ｍｍ以上であり、外径Ｄとの長径比Ｌ／Ｄが１以上という薄肉リング形状品を射出成形することができる。
また、得られた樹脂結合型磁石の熱変形温度（ＨＤＴ法）は、１７０℃以上であり、一般的な熱可塑性樹脂を用いた場合（１００〜１５０℃）よりも高いことや、肉厚１ｍｍ未満の薄肉品が容易に作製できることから、軽薄短小化が進む磁石用途、例えば、小型モーター、音響機器、ＯＡ機器等にいたる幅広い分野に特に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の射出成形用金型、それを用いた樹脂結合型磁石用組成物の成形方法、及び得られる樹脂結合型磁石について、図１〜５を用いて詳細に説明する。
【００２３】
１．射出成形用金型
本発明の射出成形用金型は、熱硬化性樹脂を樹脂バインダーとして含む樹脂結合型磁石用組成物を射出成形するための金型であり、パーティング面によって固定側金型と可動側金型に分離され、その特徴部分は、型開き時に固定側パーティング面で成形品を押さえておくことができる固定側金型の構造にある。
すなわち、本発明の射出成形用金型は、パーティング面で分離された固定側金型と可動側金型とから構成される、バインダー成分として熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を射出成形するための射出成形用金型であって、固定側金型は、加熱手段を有する固定側プレートと、可動側金型のキャビティ部に挿入し得る棒状のコアと、固定側プレートを貫通して、樹脂結合型磁石用組成物を射出ユニットから可動側金型のキャビティ部に供給移送するためのスプルー部と、樹脂結合型磁石用組成物をキャビティ部内で硬化させた後、挿入されていたコアをキャビティ部から引抜く際に、それに伴ってキャビティ部内の成形品が移動しないように押さえるための押さえプレートとを具備し、一方、可動側金型は、加熱手段を有する可動側プレートと、可動側プレートと固定側金型パーティング面で形成されるランナー部と、固定側金型のスプルー部に対向しランナー部の手前に形成されるスラグだまりと、スプルー部及びランナー部を通じて移送されてきた樹脂結合型磁石用組成物を充填するキャビティ部と、先端がキャビティ部の底部に位置した成形品取り出しピンとを具備していることを特徴とする。
【００２４】
（固定側金型）
固定側金型には、固定側プレート３、１７と、可動側金型に挿入されて可動側プレート５とともにキャビティ部を構成する棒状のコア１４と、溶融された樹脂結合型磁石用組成物が通過するスプルー部１２と、型開きの際、成形品がキャビティ部から移動しないようにするための押さえプレート２とを備えている。
【００２５】
固定側プレート３、１７は、加熱手段（電気ヒーター）を金型の受板に埋め込んで、ヒーター通電により加熱するように構成できる。ヒーターには、カートリッジヒーター、シーズヒーターなどが使用される。ヒーターを埋め込む位置は、特に限定されるものではない。固定側プレート３、１７の熱源には、上記ヒーターに替えて、温水、温油などの加熱媒体を用いても良い。
金型の温度を制御するためには、必要箇所にセンサーを設けることが望ましい。制御方法は、ＯＮ−ＯＦＦ方式、比例制御方式などを適宜採用できる。
固定側金型の材質は、成形品の大きさ、形状、寸法精度、金型寿命などを検討したうえで決定される。一般的には、アルミニウム合金、ベリリウム銅、亜鉛合金、ミーハナイト鋳鉄などが用いられる。樹脂結合型磁石用組成物は、硬い磁性粉末を多量に含んでいるので、ランナー部、スラグだまり部、キャビティ部においては、特に耐摩耗性が必要とされる。そのため、ダイス鋼、セラミックス、超鋼を用いたり、ＳｉＣなどで複合めっきしたり、ＴｉＮなどをＰＶＤ法やＣＶＤ法で表面処理してもよい。
なお、固定側プレート３、１７には、可動側プレート５の側からスプルーに高熱が伝わり、熱硬化性樹脂がキャビティに入る前に硬化してしまわないよう冷却・断熱構造体を備えることができる。
【００２６】
コア１４は、少なくとも先端が棒状の成形用部材であり、固定側プレート３、１７で支持されている。コア１４は、可動側プレート５と、成形品取り出しピン１５と、成形品押さえプレート２とによって、キャビティを形成する。キャビティ内でコア１４は、ほぼ中央に位置し、加熱溶融されて充填される樹脂結合型磁石用組成物を筒状に成形する。また、成形後は、パーティング面１から分かれる際、スプリング４によってパーティング面１に押しつけられた押さえプレート２を通過する。
【００２７】
スプルー部１２は、押さえプレート２、固定側プレート３、１７を貫通しており、射出ユニット１０から射出された該樹脂結合型磁石用組成物を、スラグだまり１６、ランナー部１３を介してキャビティ部６に移送・供給する部分である。
【００２８】
押さえプレート２は、コア１４、成形品取り出しピン１５、可動側プレート５とともにキャビティの一部を形成する。型開き時までは、スプリング４でパーティング面の可動側プレート５に押しつけられ、成形品の先端を覆っている。これにより、コア１４の移動に伴って成形品が引張られないようにしている。押さえプレート２は、必要により樹脂結合型磁石用組成物の加熱手段を備えることができ、これにより固定側プレート３、１７の加熱手段を不要とすることもできる。
【００２９】
スプリング部４は、固定側プレート３、１７に組込まれており、型開き時に、コア１４が成形品から引抜かれた後、成形品の先端を覆っていて固定側プレート１７に押しつけられていた押さえプレート２を、図４のように固定側プレート１７から離れた元の位置に押し戻す部材である。図１では、コアから離れた箇所にスプリングが設置されているが、押さえプレート２が大きい場合、コア１４付近にも設置することができる。ここでは、スプリングを例示したが、成形時に押さえプレート２を可動側金型に押さえておくことができ、その後、固定側プレート１７から離れた元の位置に押し戻すことができる部材であれば、必ずしもスプリングに限定されず、油圧機構などを利用してもよい。
【００３０】
（可動側金型）
一方、可動側金型には、可動側プレート５と、可動側金型部パーティング面１に形成されるランナー部１３と、固定側金型のスプルー部１２に対向しランナー部１３の手前に形成されたスラグだまり１６と、溶融された樹脂結合型磁石用組成物が充填されるキャビティ部６と、キャビティから成形品を取り出すための成形品取り出しピン１５とを備えている。
【００３１】
可動側金型の材質は、成形品の大きさ、形状、寸法精度、金型寿命などを検討したうえで決定される。一般的には、アルミニウム合金、ベリリウム銅、亜鉛合金、ミーハナイト鋳鉄などが用いることができる。樹脂結合型磁石用組成物は、硬い磁性粉末を多量に含んでいるので、ランナー部１３、コールドスラグだまり部１６、キャビティ部６においては、特に耐摩耗性が必要とされる。そのため、ダイス鋼、セラミックス、超鋼を用いることが好ましく、ＳｉＣなどで複合めっきしたり、ＴｉＮなどをＰＶＤ法やＣＶＤ法で表面処理することも好ましい。
可動側プレート５は、電気ヒーターを可動側金型の受板に埋め込んで、ヒーター通電をして加熱することができる。該ヒーターには、カートリッジヒーター、シーズヒーターなどが使用される。可動側プレート５の熱源には、上記ヒーターに替えて、温水、温油などの加熱媒体を用いても良い。
金型の温度を制御するためには、必要箇所にセンサーを設けることが望ましい。制御方法は、ＯＮ−ＯＦＦ方式、比例制御方式などを適宜採用できる。
【００３２】
スラグだまり１６の容積は、０．０１〜０．２０ｃｍ３とすることが望ましい。０．０１ｃｍ３よりも小さいと、加熱部位と接触して硬化しはじめた樹脂結合型磁石用組成物を全量スラグだまり１６にとどめることができずランナー部を移動し、多くの場合途中で硬化してしまい、キャビティ部を充填できず空隙を残してしまう。また、０．２０ｃｍ３よりも大きいと、廃棄される不要品の量が多くなるため好ましくない。スラグだまり１６の形状は、特に制限されないが、スプルー１２から高速で流入してくる樹脂組成物を受け止め、円滑にランナー部１３へ移送させることができる形状でなければならない。
このように構成したため、スプルー部からランナー部に射出された最初の該樹脂結合型磁石用組成物をスラグだまりで受け、かつランナー部を設けてキャビティ部へと供給するので、スプルー部で加熱部位と接触していたために硬化し始めた該組成物を成形品キャビティ部まで流すことなく、該組成物を効率よく硬化させ、硬化時間を長時間化することなく射出成形して、熱硬化性樹脂を用いた樹脂結合型磁石を得ることができる。
【００３３】
ランナー部１３の断面形状は、円形、半円形、１／４円形、矩形、台形、角がない台形などとすることができる。このうち、半円形、１／４円形、台形、角がない台形が好ましい。ランナー部の長さは、特に制限されず、３０ｍｍ以下とすることが望ましい。３０ｍｍよりも長くなると廃棄される樹脂組成物の量が多くなるために好ましくない。
また、キャビティ部６は、所望の樹脂結合型磁石と同じ成形品の形状となっている。図１には、キャビティ部６を１つだけ示しているが、２個以上を設けることができ、それにより磁石を一層効率的に生産することができる。
【００３４】
成形品取り出しピン１５は、可動側プレート８に固定され、可動側プレート５、７で支持され、キャビティ６の底面を形成し、射出時に樹脂組成物をキャビティから漏らさぬようシールしている。また、型開き時（図４参照）には、可動側プレート５、７が静止した状態で、可動側プレート８が押出し機構により押され、プレート７との間隔が狭まり、同時に成形ピン１５が動くことによって、可動側金型に残された成形品を取り出す。なお、成形品が押し出された後は、押出し機構は元に戻り、可動側プレート８はスプリング９によって元の位置に復帰する。
【００３５】
本発明の射出成形用金型は、射出成形後、成形品取り出しを行うため固定側金型と可動側金型に分離するコア引抜き時に、成形品端部を押さえプレートで押さえることによって、コアに引っ張られて成形品に割れ・欠けが発生することを抑制できるため、従来作製が困難であった、薄肉リング形状品を、安定的に生産することができる。
なお、該組成物中の磁石粉末を配向させるために、金型の内部に磁石を設置してもよいが、金型の周囲（外部）、すなわち射出ユニット側に設置することもできる。
【００３６】
２．樹脂結合型磁石用組成物
本発明の方法によって射出成形される樹脂結合型磁石用組成物は、磁性粉末と樹脂バインダー、及び必要によりその他添加剤、充填材を配合し、均一に混合したものである。
【００３７】
（磁性粉末）
樹脂結合型磁石用組成物の成分である磁性粉末は、その構成元素中に希土類元素および遷移金属元素を含むものであれば、特に制限はない。
【００３８】
希土類元素としては、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選択される１種又は２種以上である。
【００３９】
遷移金属元素としては、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びマンガン（Ｍｎ）からなる群から選択される１種又は２種以上であって、これ以外にＣｒ、Ｖ又はＣｕのいずれかを含有してもよい。
【００４０】
特に好ましい希土類元素は、ＮｄまたはＳｍのいずれかであり、遷移金属元素は、Ｆｅ又はＣｏのいずれかである。また、具体的な磁性粉末には、例えば、異方性磁場（ＨＡ）が４０００ｋＡ／ｍ以上の磁性粉末である希土類コバルト系磁性粉、希土類−鉄−ほう素系磁性粉、希土類−鉄−窒素系磁性粉の単独もしくは混合粉、またはフェライト系磁性粉との混合系などが挙げられる。
【００４１】
磁性粉末の粒径は、１００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下の粒子を５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、特に９０重量％以上含むことが好ましい。また、等方性よりも磁場中成形が必至となる異方性の磁性粉の方が、配向特性の面で効果が大きい。
【００４２】
磁性粉末には、例えば、異方性磁場（ＨＡ）が５０ｋＯｅ以上の磁性粉末である希土類コバルト系、希土類−鉄−ほう素系、希土類−鉄−窒素系の磁性粉の単独もしくは混合粉、またはフェライト系磁性粉との混合系などが挙げられる。
【００４３】
磁石粉末は、無機燐酸または無機燐酸化合物及び／又は有機シランモノマーなどのシランカップリング剤による表面処理を施すことが望ましい。かかる処理を施した後、アルミニウム系カップリング剤あるいはチタネート系カップリング剤で表面処理したものが好ましい。
【００４４】
無機燐酸または無機燐酸化合物は、上記の磁性粉末を予め処理することで、被覆剤成分の効力を高め、その表面の耐候性を高める化合物である。無機燐酸には、燐酸の他に、亜燐酸、次亜燐酸、ピロ燐酸、直鎖状のポリ燐酸、環状のメタ燐酸が含まれる。無機燐酸化合物などを湿式処理法、乾式処理法のいずれかで表面処理し、その後、１００℃前後で１０〜３０時間、加熱処理すれば、より安定して磁性粉末に定着する。
【００４５】
また、シランカップリング剤は、１〜３個の加水分解性基、即ちアルコキシ基と、炭素数が１〜１２の有機基を含有する有機シランモノマーである。有機シランモノマーとしては、１分子中に炭素数が１〜５であるアルコキシ基を少なくとも１〜３個有するものが好ましい。
【００４６】
アルミニウム系カップリング剤は、アルコキシアルミニウムキレート類が挙げられる。具体的には、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等である。
また、チタネート系カップリング剤としては、炭素数１〜５の分岐鎖アルキル基をもつチタネートまたは燐酸エステル系チタネートなどが挙げられる。分岐鎖アルキル基としては、イソプロピル、イソブチルなどが例示できる。燐酸エステル系チタネートは、ジオクチルホスファイト、ジトリデシルホスファイト、ジオクチルパイロホスフェートなどを分子内に含有するチタネートである。
シランカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤あるいはチタネート系カップリング剤を用いて磁性粉末を表面処理するには、磁性粉末に各成分を同時に添加しても、逐次添加してもよい。カップリング剤を溶媒等で希釈した後、溶媒を揮散する湿式処理法でも、撹拌中に直接、カップリング剤を添加するメカノフュージョンなどの乾式法でもよい。
【００４７】
（樹脂バインダー）
本発明において用いられる樹脂バインダーは、有機過酸化物（２）を含むラジカル重合反応性を有する熱硬化性樹脂（１）を主成分とし、さらに、Ｎ−オキシル類化合物（３）を配合したものである。
【００４８】
（１）熱硬化性樹脂
本発明において、ラジカル重合反応性を有する熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではないが、ビニルエステル樹脂、ウレタン（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及びポリエステル（メタ）アクリレート樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂であることが好ましく、その中でも不飽和ポリエステル樹脂またはビニルエステル樹脂であることが最も好ましい。
【００４９】
不飽和ポリエステル樹脂は、成形時の金型内で硬化して磁性粉末のバインダーとして働くものであれば、特にその種類に限定されることはなく、一般的に市販されている不飽和ポリエステル樹脂を用いることができる。この不飽和ポリエステル樹脂としては、例えば、不飽和多塩基酸及び／又は飽和多塩基酸とグリコール類を分子量５０００程度以下に予備的に重合させてオリゴマーやプレポリマー化させた主剤に、架橋剤を兼ねるモノマー類、反応を開始させる硬化剤、長期の保存性を確保するための重合防止剤、及びその他の添加剤等から構成される。
不飽和多塩基酸としては、例えば無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等を、また、飽和酸としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸メチルホスフォニウムクロライド、ベンジルメチルジフェニルホスフォニウムクロライド、テトラフェニルホスフォニウムブロマイド等のホスフォニウム塩；第二級アミン類；テトラブチル尿素；トリフェニルホスフィン；トリトリールホスフィン；トリフェニルスチビン等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これらエステル化触媒は、一種類のみを用いてもよいし、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。
また、グリコール類としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡプロピレンオキシド付加物、ジブロムネオペンチルグリコール、ペンタエリスリットジアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
さらに、架橋剤を兼ねるモノマー類としては、例えば、（Ｉ）スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル等のビニルモノマー類、（ＩＩ）ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルイソフタレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテトラブロムフタレート等のアリルモノマー類、（ＩＩＩ）フェノキシエチルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート等のアクリル酸エステル類等が挙げられる。
【００５０】
また、ビニルエステル樹脂は、特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ化合物と不飽和一塩基酸とをエステル化触媒を用いて反応させて得ることができる。上記ビニルエステル樹脂の原料として用いられるエポキシ化合物としては、分子中に、少なくとも１個のエポキシ基を有する化合物であれば、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ等のビスフェノール類と、エピハロヒドリンとの縮合反応により得られるエピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；フェノール、クレゾール、ビスフェノールとホルマリンとの縮合物であるノボラックとエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるノボラックタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、安息香酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂；水添加ビスフェノールやグリコール類とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂；ヒダントインやシアヌール酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られる含アミングリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、これらエポキシ樹脂と多塩基酸類および／またはビスフェノール類との付加反応により分子中にエポキシ基を有する化合物であってもよい。これらエポキシ化合物は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。
【００５１】
さらに、上記ビニルエステル樹脂の原料として用いられる不飽和一塩基酸は、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸等が挙げられる。また、マレイン酸、イタコン酸等のハーフエステル等を用いてもよい。さらに、これらの化合物と、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の多価カルボン酸や、酢酸、プロピオン酸、ラウリル酸、パルチミン酸等の飽和一価カルボン酸や、フタル酸等の飽和多価カルボン酸またはその無水物や、末端基がカルボキシル基である飽和あるいは不飽和アルキッド等の化合物とを併用してもよい。これら不飽和一塩基酸は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。
【００５２】
上記エステル化触媒としては、具体的には、例えば、ジメチルベンジルアミン、トリブチルアミン等の第三級アミン類；トリメチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩；塩化リチウム、塩化クロム等の無機塩；２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物；テトラメチルホスフォニウムクロライド、ジエチルフェニルプロピルホスフォニウムクロライド、トリエチルフェニルホスフォニウムクロライド、ベンジルトリエチルフェニルホスフォニウムクロライド、ジベンジルエチルメチルホスフォニウムクロライドグリセリンプロピレンオキシド付加物、グリセリンテトラヒドロフラン付加物、グリセリンエチレンオキシドプロピレンオキシド付加物、トリメチロールプロパンエチレンオキシド付加物、トリメチロールプロパンプロピレンオキシド付加物、トリメチロールプロパンテトラヒドロフラン付加物、トリメチロールプロパンエチレンオキシドプロピレンオキシド付加物、ペンタエリスリトールエチレンオキシド付加物、ペンタエリスリトールプロピレンオキシド付加物、ペンタエリスリトールテトラヒドロフラン付加物、ペンタエリスリトールエチレンオキシドプロピレンオキシド付加物、ジペンタエリスリトールエチレンオキシド付加物、ジペンタエリスリトールプロピレンオキシド付加物、ジペンタエリスリトールテトラヒドロフラン付加物、ジペンタエリスリトールエチレンオキシドプロピレンオキシド付加物等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これらポリヒドロキシ化合物は、一種類のみを用いてもよいし、適宜、二種類以上を混合して用いてもよい。
【００５３】
（２）有機過酸化物
本発明において、有機過酸化物は、一般に、硬化反応を開始させる硬化剤として用いられ、ラジカル重合反応性を有する熱硬化性樹脂に配合される。
【００５４】
有機過酸化物は、単独で用いるものもあるが、種類によっては、炭化水素溶液類やフタル酸エステル類に希釈した状態、もしくは固形粉末に吸収させた状態で用いることがある。
半減期１０時間を得るための分解温度が１５０℃以下の性質を有する過酸化物を使用するのが望ましく、さらには、その分解温度が４０〜１３５℃の範囲である過酸化物がより望ましい。半減期を得るための分解温度が１５０℃を超えるものを選択すると、充分な硬化成形体を得るための硬化温度が高くなり、４０℃よりも低くなると過酸化物自体の取り扱い性が困難になり、本発明の金型構造を採用したとしてもスプルー部において組成物が硬化してしまい、生産性が失われる結果を招く。
【００５５】
これらの有機過酸化物の添加量は、希釈率や活性酸素量によって異なるが、一般的には熱硬化性樹脂１００重量部に対して、０．０５〜１０重量部が添加される。０．０５重量部未満では、硬化が不十分となり、１０重量部を超えると、硬化が進みすぎるので好ましくない。
【００５６】
これらの有機過酸化物は、単独又は２種以上の混合系で用いることができるが、最終樹脂結合型磁石用組成物の可使時間をより長く確保するために、パーオキシケタール系、又はジアルキル系過酸化物の単独で用いることが、極めて好ましい。
【００５７】
熱硬化性樹脂バインダーを構成する各成分の性状は、例えば常温で液状、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や成形性から考えると、液状であることが望ましい。また、これらの異なる樹脂や異なる分子量、性状のものを１種または２種以上組み合わせて混合しても差し支えない。
【００５８】
これら最終的な樹脂バインダーの粘度は、ＪＩＳ  Ｋ７１１７（液状樹脂の回転粘度計による粘度試験方法）に準じて測定され、測定値が１００〜５０００ｍＰａ・ｓであるものを用いることが望ましく、中でも３００〜３０００ｍＰａ・ｓ、特に５００〜２５００ｍＰａ・ｓのものが好ましい。この動的粘度が、１００ｍＰａ・ｓ未満であると、射出成形時に磁性粉とバインダーの分離現象が生じるため成形できない。また、５０００ｍＰａ・ｓ超であると著しい混練トルクの上昇、流動性の低下を招き成形困難になる。
【００５９】
また、これら熱硬化性樹脂バインダーの添加量は、各構成成分を含めた状態で、磁性粉末１００重量部に対して、５〜５０重量部の割合で添加され、好ましくは７〜１５重量部、さらに、１０〜１３重量部がより好ましい。該バインダーの添加量が５重量部未満の場合は、成形時の流動性の低下を招き、また、５０重量部を超える場合、所望の磁気特性が得られない。
【００６０】
（３）Ｎ−オキシル類化合物
本発明においては、樹脂結合型磁石用組成物の保管中の可使時間をより長くさせるために、Ｎ−オキシル類化合物を配合することができる。
【００６１】
Ｎ−オキシル類化合物は、分子鎖末端に、次の一般式（１）、または一般式（２）で表される構造のうち少なくとも一種の構造を有する化合物である。
【００６２】
【化１】
2006264142.tif 000003
【００６３】
（式中、Ｘ１、Ｘ２は、それぞれ独立して水素原子、−ＯＲ５基、−ＯＣＯＲ６基または−ＮＲ７Ｒ８基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立して炭素数１以上のアルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は、それぞれ独立して水素原子または炭素数１〜１６のアルキル基を表す）
【００６４】
【化２】
2006264142.tif 000004
【００６５】
（式中、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５は、それぞれ独立して水素原子、−ＯＲ１３基、−ＯＣＯＲ１４基または−ＮＲ１５Ｒ１６基を表し、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２は、それぞれ独立して炭素数１以上のアルキル基を表し、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６は、それぞれ独立して水素原子または炭素数１〜１６のアルキル基を表す）
【００６６】
Ｎ−オキシル類化合物の添加量は、その種類によって効果が大きく異なるため画一的に規定はできないが、一般的には熱硬化性樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部、好ましくは０．３〜５重量部である。添加量が０．１重量部より少ない場合は、十分な可使時間を確保できない。一方、１０重量部より多い場合は、樹脂結合型磁石成形体の密度の低下や表面の荒れを生じるため望ましくない。
【００６７】
なお、樹脂結合型磁石用組成物の可使時間とは、ポットライフともいわれ、液状樹脂に硬化剤などを加えた時点から粘度が上昇し、成形不可能となるまでの時間、すなわちゲル化・硬化などが起こらず、成形可能な流動性を保っている時間、或いは成形後の機械強度が組成物調製の直後に成形したそれ（機械強さの初期値）の８０％まで低下する時間のいずれか早い方の時間を意味する。本発明に係る組成物系では、一般的には機械強さが低下する時間の方が早い。組成物の可使時間を１２０時間以上、特に２４０時間以上とすることができるものを選択することが好ましい。
【００６８】
これらのＮ−オキシル類化合物は、単独もしくは２種以上の混合系で用いることもできるが、組成物の可使時間をより長く確保するためには、これらの安定剤の中でも、アルキルラジカルとの反応性を有し、かつアルキルラジカルとの反応後、さらに、パーオキシラジカルとの反応性を有すること、又はパーオキシラジカルとの反応性を有し、かつパーオキシラジカルとの反応後、さらに、アルキルラジカルとの反応性を有することが好ましい。
【００６９】
本発明に用いる樹脂結合型磁石用組成物は、さらに必要に応じて、重合防止剤、各種反応性樹脂類、成形性改善添加剤、無機充填材や顔料など、他の添加剤や充填材を配合することにより調製される。これら併用しうる添加剤の配合量は、ラジカル重合反応性を有する熱硬化性樹１００重量部に対して、通常０．０１〜５重量部、好ましくは０．０５〜３重量部である。
【００７０】
その際、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用いることにより実施される。
【００７１】
このようにして得られた樹脂結合型磁石用組成物の形状は、パウダー状、ビーズ状、ペレット状、あるいはこれらの混合物の形であるが、取り扱い易さの点で、ペレット状（或いは塊状）が望ましい。
【００７２】
３．樹脂結合型磁石用組成物の射出成形方法
本発明の射出成形方法では、上記のようにして調製した樹脂結合型磁石用組成物を、熱硬化性樹脂の溶融温度で加熱溶融した後、本発明の上記射出成形金型を用いて射出し、硬化させることで所望の形状を有する磁石に成形する。
【００７３】
すなわち、本発明は、上記特定の射出成形用金型を用いて、バインダー成分として熱硬化性樹脂を含む樹脂結合型磁石用組成物を射出成形する方法であって、樹脂結合型磁石用組成物を射出ユニットで溶融状態にする工程、溶融された組成物を加熱されたスプルー部に供給し、スラグだまりで受け入れた後、ランナー部を経てキャビティ部に充填する工程、充填された組成物を所定時間保持し、熱硬化性樹脂を硬化する工程、硬化した成形品の先端が押さえプレートで覆われた状態で、成形品からコアを引抜く工程、および押さえプレートが成形品の先端から外された後、可動側プレートと連動する成形品取り出しピンによってキャビティ部から成形品を取り出す工程を含むことを特徴とする。
【００７４】
本発明の金型を使用して成形作業を行う際は、図１に示されるようにパーティングライン１で固定側金型と可動側金型を一体化した後、金型に内蔵されたヒーターで固定側プレート３、可動側プレート５を加熱する。各部の温度は、樹脂の種類、添加剤の種類や量などにもよるが、固定側加熱プレート、可動側加熱プレートを１００〜１８０℃とする。これにより、スラグだまり１６、ランナー部１３が１００〜１８０℃、キャビティ部６が、１００〜１８０℃となるようにすることが好ましい。
【００７５】
こうして各部が所定の温度になってから、射出ユニット１０を稼動させ、溶融した所定量の樹脂結合型磁石用組成物を射出する。最初の溶融物は、一旦、スプルーからスラグだまり１６に受け入れられる。これによって、ユニット先端部のスプルー部１２と接触し硬化した該組成物をキャビティ部まで流すことなく、硬化による架橋反応が部位によって異なることで成形品に悪影響を及ぼしたり、機械強度不足となることを回避し、該組成物を効率よく硬化させ、硬化時間を長時間化することなく、キャビティ部６にて円滑に硬化できる条件が整うことになる。
【００７６】
その後、溶融物は、ランナー部１３を通過して、キャビティ部６に充填される。キャビティ部６で加熱して所定時間保持することで、ラジカル重合性の樹脂が組成物中の有機過酸化物により反応を開始して、硬化される。所用時間は、キャビティ温度、樹脂、有機過酸化物、その他添加剤の種類や量によって異なるが、通常は０．１〜３．０分である。この溶融物の硬化が終了した状態を拡大して図２に示す。
【００７７】
キャビティ内で硬化した成形品は、可動側プレート５、７、８を固定側プレート３から分離しコア１４を抜く際、押さえプレート２によって成形品端部を押さえていることで、コアの移動に伴って起こりえる成形品の欠け・割れを抑制する。
押さえプレート２で成形品端部を押さえておく時間は、金型や成形品の大きさなどによって異なり、一概に規定できないが、例えば、成形品の長さＬが１０ｍｍの場合、コア１４が５〜５０ｍｍ移動する間である。コア１４の長さの半分以上が抜ける時間であることが望ましく、移動距離は８〜３０ｍｍとすることがより好ましい。この時のコア移動距離が５ｍｍ未満では、成形品の破損を十分に抑制できず、５０ｍｍを超えると金型の設置スペースが大きくなり好ましくない。
この時、押さえプレート２と固定プレート３の間隔は、図３のようにコアの移動距離だけ広がることになる。その後、可動側金型がさらに移動して、コア１４がキャビティ部６から完全に抜けた状態を図４に示す。この時点では、押さえプレート２は、成形品の表面から離れ、固定プレート３に埋め込まれたスプリングによって、固定プレート３から離れた元の位置に押し戻されている。
【００７８】
その後、可動側プレートが移動するとともに、キャビティ部６の底部に位置した取り出しピン１５が成形品に向かって移動することにより、ランナー部、スラグだまり部、スプルー部の位置で硬化した組成物もろとも成形品が取り出される。成形品が取り出された後、ピン１５はスプリング９によって元の位置に復帰する。この操作によって、従来作製が困難であった、薄肉リング形状品を射出成形でき、成形品取り出しを行うため固定側金型と可動側金型に分離してコア１４を引抜く時に、成形品端部を押さえプレート２で押さえることで、コアに引張られて成形品に割れ・欠けが発生することを抑制して、安定生産性に優れた射出成形を行うことができる。
その後、固定側金型に可動側金型をパーティング面１にて結合して、射出ユニット１０から金型に樹脂結合型磁石組成物を射出すれば、樹脂結合型磁石を連続成形することができる。
【００７９】
４．樹脂結合型磁石
本発明の樹脂結合型磁石は、上記方法によって射出成形して得られる薄肉リング形状品である。すなわち、本発明の樹脂結合型磁石は、熱可塑性樹脂を用いた場合には作製できなかった成形品の肉厚が１ｍｍ未満、特に０．１５〜０．６９ｍｍで、長さＬが１０ｍｍ以上であり、長さＬと外径Ｄとの比、長径比Ｌ／Ｄが１以上の薄肉リング形状品である。
【００８０】
また、成形品が比較的厚肉であっても、各部が均一に硬化するため、熱変形温度（ＨＤＴ法）が高いものとなる。熱変形温度（ＨＤＴ法）は、一般的な熱可塑性樹脂を用いた場合（１００〜１５０℃）に比較して、１７０℃以上と高いものとなる。
【００８１】
さらに、この樹脂結合型磁石は、割れ・欠けがなく、軽薄短小化が進む磁石用途、例えば、小型モーター、音響機器、ＯＡ機器等にいたる幅広い分野において特に有用である。
【実施例】
【００８２】
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が、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００８３】
以下に示す各材料・成分を用いて樹脂結合型磁石用組成物を調製し、これを射出成形して樹脂結合型磁石を製造し、用いた射出成形用金型の評価を行った。
１．材料・成分
（１）磁性粉末    １００重量部
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末（住友金属鉱山（株）製  ＳｍＦｅＮ合金粉末）、異方性磁場：１６．８ＭＡ／ｍ（２１０ｋＯｅ）、粒径が１００μｍ以下のものを９９重量％含有する。
（２）表面処理剤
燐酸鉄系化合物：（商品名：ホスニン２５９Ｅ、理工協産（株）製）、０．０５重量部（対磁性粉末）
有機シランモノマー：デシルトリメトキシシラン（商品名：信越シリコーンＫＢＭ３１０３Ｃ）、０．３重量部（対磁性粉末）
チタネート系カップリング剤：テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート表面処理剤（商品名：プレンアクトＫＲ４６Ｂ、味の素株式会社製、０．３重量部（対磁性粉末）
（３）熱硬化性樹脂    １１重量部（対磁性粉末）
不飽和ポリエステル樹脂：（ＵＰ樹脂、商品名：ポリセット２２１２、日立化成工業（株）製）、２５℃における粘度：５００ｍＰａ・ｓ
（４）硬化剤    １重量部（対熱硬化性樹脂）
ジアルキルパーオキサイド系過酸化物：２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルペロキシヘキシン−３）、（商品名：カヤヘキサＹＤ、化薬アグゾ（株）製）、１０時間の半減期を得るための分解温度１３３℃。
（５）Ｎ−オキシル類化合物    １重量部（対ＵＰ樹脂）
２，２，６，６−テトラメチル−４−ヒドロキシピペリジン−１−オキシル（商品名：アデカスタブ  ＬＡ−７ＲＤ、旭電化（株）製）
【００８４】
２．樹脂結合型磁石用組成物の製造方法
磁性粉末を燐酸化合物、有機シランモノマー、チタネート系カップリング剤で次々に表面処理した後、熱硬化性樹脂、硬化剤、Ｎ−オキシル類化合物を配合し、樹脂結合型磁石用組成物を製造した。
（１）磁性粉末の表面処理
磁性粉１００重量部に対して、１０重量部のＩＰＡ等のアルコール系有機溶媒に、所定量の表面処理用燐酸化合物を溶解した後、当該処理溶液と磁性粉とをプラネタリーミキサー中で十分混合撹拌（４０ｒｐｍ、２０℃）し、０．１Ｐａ、１２０℃の真空オーブン中で２４時間乾燥させた。ここで得られた処理済み粉を、更にメカノフュージョン（ホソカワミクロン（株）製）にて有機シランモノマー、次にチタネート系カップリング剤で表面処理を行い、磁性粉表面を被覆処理した磁性粉を得た。
（２）樹脂結合型磁石用組成物の作製
所定の比率になるよう計量混合しておいた熱硬化性樹脂、硬化剤、Ｎ−オキシル類化合物等を磁性粉全量に加え、水冷ジャケット付プラネタリーミキサー中で十分混合撹拌（４０ｒｐｍ、３０℃、１０分）し、樹脂結合型磁石用組成物を得た。
【００８５】
（実施例１）
（金型構造）
断面が図１に示す構造をしている本発明の射出成形用金型を製作した。
固定側金型には、可動側に挿入されキャビティ部６に接触しているコア１４と、型開き時に成形品を押さえるプレート２と、型開き時、押さえプレート２を可動側金型に押さえておくスプリング部４と、スプリングが埋め込まれる固定プレート３と、樹脂結合型磁石用組成物が通過するスプルー部１２とを備えている。コア１４は、φ１４ｍｍで長さが２０ｍｍの棒状体である。スプルー部１２は、固定側プレート３、１７、及び押さえプレート２を貫通しており、射出ユニット１０から射出された該樹脂結合型磁石用組成物を、スラグだまり１６に供給し、ランナー部１３を介してキャビティ部６に移送する部分である。
可動側金型には、可動側プレート５、７、８と、可動側金型部のパーティング面１に形成されるランナー部１３（長さ：１５ｍｍ、幅：５ｍｍ、深さ：３ｍｍ）と、固定側金型のスプルー部１２に対向し、ランナー部１３の奥（手前）に形成されたスラグだまり１６（容積：０．０８ｃｍ３、サイズ：Φ５ｍｍ×４ｍｍ）と、成形すべき樹脂結合型磁石用組成物が充填されるキャビティ部６（成形品の肉厚が０．５ｍｍ、長さＬが１７ｍｍで、外径Ｄ１５ｍｍでＬ／Ｄが１以上となる、外径φ１５ｍｍ×内径φ１４ｍｍ×１７ｍｍのリング状）と、成形品取り出しピン１５を備えている。成形品取り出しピン１５は、φ１５ｍｍで長さが２５ｍｍの棒状体である。
（射出成形方法）
射出成形装置の固定側プレート３、１７、及び可動側プレート５を加熱し、金型温度がともに１５０℃となるようにした。次に、射出ユニット１０（シリンダー温度２０℃）を稼動させ、溶融した樹脂結合型磁石用組成物をスプルー１２から射出し、一旦、スラグだまり１６に受け入れ、ランナー部１３を経由してキャビティ部６に充填した。
射出ユニットは、インラインスクリュー式磁場発生装置付射出成形機（タナベコウギョウ社製ＴＬ−５０ＭＧＳ）を採用した。成形時には、１．２〜１．６ＭＡ／ｍ（１５〜２０ｋＯｅ）の磁場を印加して成形を行った。
型開き時、コア１４が磁石成形品の先端から１０ｍｍ移動するまで、図３のように押さえプレート２を可動側金型に押さえておいた。その後、図４のようにコア１４を磁石成形品から完全に抜いてから、可動側プレートと連動する成形品取り出しピン２で成形品を押出して、外径φ１５ｍｍ×内径φ１４ｍｍ×１７ｍｍのリング状樹脂結合型磁石を製造した。この成形品（樹脂結合型磁石試料）を外観検査して割れ・欠けを調べ、その結果を表１に示した。また、成形品の重量を常温にて測定し、射出成形回数によって変化があるかを調べた。結果を図６に示す。
【００８６】
【表１】
2006264142.tif 000005
【００８７】
（比較例１）
（金型構造）
図５に示す比較用の射出成形用金型（断面図）を用意した。射出成形用金型の可動側金型は、上記の実施例１と同様な構造であるが、固定側金型に、成形品押さえプレートおよびこれを稼動させるスプリングを備えていない点が相違している。
（射出成形方法）
樹脂結合型磁石用組成物を、実施例１と同様にして、インラインスクリュー式磁場発生装置付射出成形機（タナベコウギョウ社製ＴＬ−５０ＭＧＳ）を用いて、外径φ１５ｍｍ×内径φ１４ｍｍ×１７ｍｍのリング状樹脂結合型磁石が得られるよう、同一条件（シリンダー温度２０℃、金型温度１５０℃）にて成形し、キャビティ６内で硬化させた。成形時には、１．２〜１．６ＭＡ／ｍ（１５〜２０ｋＯｅ）の磁場を印加して成形を行った。
型開きの際、コアの移動に伴って磁石成形品が移動することを抑制することなく、コア１４を引き抜いた。その後、キャビティ６内に残された磁石成形品を、成形品取り出しピン１５で押出して、成形品（樹脂結合型磁石試料）の外観検査にて割れ欠けを調べ、表１に示した。その後、重量を常温にて測定し、射出成形回数によって変化があるかを調べた。結果を図６に示す。
【００８８】
「評価」
連続成形試験における成形回数と成形品重量の関係を調べた結果（表１、図６）、本発明の構造を有する射出成形金型を用いた場合、得られる成形品に割れ・欠けがなく、かつ重量が安定していることが分かる。
一方、比較例の構造を有する金型を用いた場合、一度として割れ・欠けのない成形品を得ることができず、かつ重量も安定しないものとなった。しかも、取り出し時に、割れてしまった部位を取り除くのに５分程度の時間を必要とすることから、安定した連続成形は不可能である。
以上の結果から、本発明の構造を有する射出成形金型を用いることで、構成元素中に希土類元素および遷移金属元素を含む磁性粉末と、ラジカル重合反応性を有する熱硬化性樹脂を含む樹脂バインダーからなる樹脂結合型磁石用組成物から、肉厚が１．０ｍｍ以下、長さＬが１０ｍｍ以上であり、外径Ｄとの長径比Ｌ／Ｄが１以上の成形品を連続して安定的に射出成形できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】樹脂結合型磁石用組成物を射出成形する本発明の金型の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の金型を用いて樹脂結合型磁石用組成物を射出成形したとき、キャビティ周辺の状態を示す部分拡大図である。
【図３】本発明の金型で射出成形後、コアを引き抜いた状態を示す断面図である。
【図４】本発明の金型を用いて射出成形が完了した後、固定側金型から可動側金型が完全に分離した状態を示す断面図である。
【図５】比較用の射出成形金型の構造を示す断面図である。
【図６】連続成形試験時の成形回数と成形品重量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１            パーティング面
２            押さえプレート
３、１７      固定側プレート
４            押さえプレート稼動用スプリング
５、７、８    可動側プレート
６            キャビティ部
９            取り出しピン復帰用スプリング
１０          射出ユニット
１２          スプルー部
１３          ランナー部
１４          コア部
１５          成形品取り出しピン
１６          スラグだまり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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