(57)【要約】【課題】  磁気特性、機械的強度、耐熱性、耐食性及び成形性に優れたボンド磁石を提供するものである。【解決手段】  熱可塑性ブロック共重合ポリイミドをバインダ樹脂として使用することで、射出成形等において400℃以下の成形温度で高い流動性、金型への充填性を有する等の成形性に優れており、複雑形状のボンド磁石を供することができる。且つブロック共重合ポリイミドは耐熱性にも優れるため、熱を受けても磁気特性、機械的強度が低下しないボンド磁石を供することができる。また、熱可塑性ブロック共重合ポリイミドは耐湿性にも優れているため、耐食性にも優れたボンド磁石を供することができる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
400℃以下で成形可能なポリイミドをバインダ樹脂として含み、これと磁性粉とを混錬、成形して成ることを特徴とするボンド磁石。
【請求項２】
請求項１に記載のポリイミドが式（Ｉ）に示される化学構造をもつ熱可塑性ブロック共重合ポリイミドであることを特徴とするボンド磁石。
【化１】
2005093835.tif 000005
但し、ＡおよびＣは酸ジ無水物からなる繰り返し単位、ＢおよびＤはジアミンからなる繰り返し単位であり、ｌおよびｍは1以上の整数。
【請求項３】
請求項２に記載の熱可塑性ブロック共重合ポリイミドが式（II）、（III）に示される化学構造をもつシロキサン系ジアミンの繰り返し単位を含むことを特徴とするボンド磁石。
【化２】
2005093835.tif 000006
【化３】
2005093835.tif 000007
但し、ｎは1以上の整数、Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜8のシクロ環または芳香環を示す。
【請求項４】
請求項２記載の熱可塑性ブロック共重合ポリイミドをバインダ樹脂として2〜40重量%含むことを特徴とするボンド磁石。
【請求項５】
請求項３記載のシロキサン系ジアミンユニットを含む熱可塑性ブロック共重合ポリイミドをバインダ樹脂として2〜40重量%含むことを特徴とするボンド磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気特性、耐熱性、耐食性及び成形性に優れたボンド磁石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、磁石としてフェライト磁石、希土類磁石などがモータをはじめとする種々の用途に多く用いられている。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の作製が難しい。また、希土類磁石は酸化し易く錆が発生するため、一般的に焼結体の表面にメッキにより錆の発生を防止する等の表面処理が必要である。更に、焼結時の収縮が15〜20%と大きいため寸法精度の高いものを得ることが難しい。従って、精度を上げるためには研磨などの後加工が必要であるという欠点がある。
【０００３】
ボンド磁石は上記の欠点を解決するもので、磁性粉に対して熱可塑性樹脂をバインダとし、これらから作製された複合体を成形してなるものである。用途としては音響機器、ＯＡ用機器のモータ等が挙げられるが、近年、自動車向け、特に高温雰囲気のエンジンルーム内で使用されるモータへの適用が図られており、常温での磁気特性のみならず高耐熱性及び高耐食性が要求されている。他にも小型モータ、小型スピーカ等へのニーズもあり、これらに対しては複雑形状に精密に成形することが要求されている。
【０００４】
バインダの熱可塑性樹脂としては、成形性の良いポリアミド樹脂（PA）が主に用いられるが、ガラス転移温度50℃付近、融点180℃付近と低いため、成形性には優れるものの、耐熱性が期待できない問題がある。このような問題に対処するためにポリフェニレンサルファイド樹脂（PPS、ガラス転移温度90℃、融点280℃）等の高融点樹脂の使用も試みられているが、成形時に高粘度であるためにバリが発生し易い等、成形上の問題がある。
【０００５】
特開2002-33209号公報にはエポキシ樹脂によるボンド磁石が開示されている。しかし、エポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂は圧縮成形用のバインダとして用いられており、加熱により熱硬化が生ずるため、射出成形機のシリンダ中で粘度が増大して成形性にバラツキが生じ、複雑形状に成形することは難しい等の問題がある。
【０００６】
特開2002-353018号公報にはポリアミドイミド等のポリイミドによるボンド磁石が例示されている。しかし、例えばポリアミドイミドは加熱溶融時にイミド化および高分子量化の反応が起こり、粘度が増大して成形性にバラツキが生じ、複雑形状に成形することは難しい等の問題がある。
【特許文献１】特開平２００２−３３２０９号公報（第３頁右欄２６〜３８行目）
【特許文献２】特開平２００２−３５３０１８号公報（第３頁左欄１８〜３０行目）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ボンド磁石は焼結磁石と比較して、射出成形等により微細または複雑形状の成形体を供することができ、且つ生産性を上げることができる利点がある。この点を最大限に活かせるバインダ樹脂が必要である。しかし、バインダ樹脂の耐熱性が低い場合には、ボンド磁石は熱を受けると応力に耐えることができずに変形したり、バインダ樹脂中に分散されている磁性粉が動くことで磁束密度、保磁力等の磁気特性が低下する問題がある。また、磁性粉表面に錆が発生すると磁気特性を低下する原因となるため、耐食性が必要とされている。
【０００８】
本発明はボンド磁石における上記の問題を解決することを目的とし、磁気特性、機械的強度、耐熱性、耐食性及び成形性に優れたボンド磁石を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、本発明に示すように熱可塑性ブロック共重合ポリイミドをバインダ樹脂として使用することで解決することができる。即ち、射出成形等において400℃以下の成形温度で高い流動性、金型への充填性を有する等の成形性に優れており、複雑形状のボンド磁石を供することができる。且つブロック共重合ポリイミドは耐熱性にも優れるため、熱を受けても磁気特性、機械的強度が低下しないボンド磁石を供することができる。また、熱可塑性ブロック共重合ポリイミドは耐湿性にも優れているため、耐食性にも優れた錆等が発生しにくいボンド磁石を供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、ブロック共重合ポリイミドをバインダ樹脂として使用することで、400℃以下の成形温度でも高い流動性、金型への充填性を有する等の成形性に優れ、且つ磁気特性、機械的強度、耐熱性および耐食性を持つボンド磁石およびその製造方法を供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明で使用できる磁性粉としては、従来から用いられている磁性材料が適用可能である。例えば、フェライト系およびNdFeB系、SmCo系、SmFeN系等の希土類金属系の磁性粉が挙げられる。また、等方性、異方性のどちらの磁性粉にも適用可能である。
本発明ではボンド磁石のバインダ樹脂として、押出成形または射出成形可能なポリイミドを使用する。ポリイミドとしては、熱可塑性ポリイミドが良い。押出成形または射出成形可能な熱可塑性ポリイミドとしては、200〜400℃で熱溶融可能とする繰り返し単位をもつものが好ましい。更に、シロキサン系ジアミンと有機酸ジ無水物の反応より得られ、10,000〜150,000の重量平均分子量と、50〜2,000Pa・sの溶融粘度を有するポリイミドが好ましい。
上記のシロキサン系ジアミンとしては、式（IV）、および（Ｖ）に示される分子構成の化合物より選択して使用することが好ましい。式（IV）の例としては、ｎ＝２の信越化学工業社製のＨ−ＰＡＭ、ｎ＝９の信越化学工業社製のＸ−２２−１６１ＡＳが好適である。また、式（Ｖ）の例としては、Rの炭素数3の直鎖アルキル基またはフェニル基が好ましい。
【００１２】
【化４】
2005093835.tif 000002
【００１３】
【化５】
2005093835.tif 000003
【００１４】
但し、ｎは1以上の整数、Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜8のシクロ環または芳香環を示す。
【００１５】
また、シロキサン系ジアミンと共用される他のジアミンとしては、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルサルファイド、１，３−ビス−３−アミノフェノキシベンゼン、あるいはビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホンの使用が好ましい。しかし、これらに特に限定されるものではない。
【００１６】
有機酸ジ無水物としては、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸ジ無水物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボンジ無水物、ピロメリット酸ジ無水物、あるいは３，３′，４，４′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸ジ無水物を使用することが好ましい。しかし、これらに特に限定されるものではない。
【００１７】
また、磁性粉とバインダ樹脂の比率は、2〜40重量%が好ましい。バインダ樹脂が多くなると、成形はし易くなるが磁性粉が少ないために磁力が弱くなり、2重量%より少なくなると、成形時に磁性粉とバインダ樹脂の混合物の流動性が悪くなり、成形が困難と成るためである。
【００１８】
磁性粉はフェライト系およびNdFeB系、SmCo系、SmFeN系等の希土類金属系の磁性粉の内、１種類以上を使用する。磁性粉はそのまま使用することもできるが、特に希土類金属系の磁性粉を使用する場合磁性粉の表面酸化を防止したり、磁性粉へのバインダ樹脂の濡れ性を向上させてボンド磁石の高強度化や磁性粉の脱落を防ぐために表面処理を行っても良い。
【００１９】
表面処理としては、例えば、リン酸、リン酸塩、有機リン化合物、亜リン酸、亜リン酸塩、次亜リン酸、次亜リン酸塩、ピロリン酸、ポリリン酸等のリン化合物を用いる方法がある。また、スパッタ、CVD、及びメッキによりニッケル等の金属膜を表面に形成しても良い。あるいは、SiO2、Al2O3、ZrO2等の金属酸化膜をCVD、ゾルゲル法等により磁性粉表面に形成しても良い。また、アルキル、芳香族、エポキシ、アミン等を分子内にもつシラン系、アルミニウム系、チタン系のカップリング剤で処理しても良い。また、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂等の有機物で表面処理しても良い。更に、上記表面処理を複数用いて表面処理を行っても良く、特に限定されない。
【００２０】
ボンド磁石には、種々の添加剤が含まれていても良い。例えば、成形を改善するための滑剤、例えばステアリン酸等の高級脂肪酸、パラフィンワックス等のワックス類等が挙げられる。可塑剤として、フタル酸ジオクチル等のフタル酸ジエステル、アジピン酸ビス（2-エチルヘキシル）等のアジピン酸ジエステル、リン酸トリフェニル等のリン酸エステル等が挙げられる。酸化防止剤として、2,2’-メチレンビス-(6-tertブチル-4-メチルフェノール)等のフェノール類が挙げられる。難燃剤として、ヘキサブロモベンゼン等のハロゲン化合物が挙げられる。他にも帯電防止剤として、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。また、上記添加剤を複数組み合わせて添加しても良い。更に、添加剤の種類は上記のものに特に限定されるものではない。
【実施例】
【００２１】
以下に本発明の実施例を示し、発明の形態を示す。尚、発明の内容はこれに示される内容に何ら限定されるものではない。
【００２２】
（実施例１）
Ａ）磁性粉の調製：平均粒径2μｍの異方性SmFeN磁性粉（日立金属製）を30重量%含むイソプロピルアルコール分散液に、磁性粉1kgに対して34.6gの85%リン酸を添加して約1時間撹拌した後、乾燥し、真空中150℃で1時間加熱、放冷することにより表面処理したSmFeN磁性粉を得た。
Ｂ）ボンド磁石の作製：表面処理したSmFeN磁性粉9kg(90重量%)と、バインダ樹脂としてシロキサン系ポリイミド(製品名Q-PT-X100：ピーアイ技術研究所製)の粉末0.95kg(9.5重量%)と、滑剤としてステアリン酸の粉末0.05kg(0.5重量%)をV型混合器で混合し、混合物を作製した。
混合物を2軸連続押出成形機を用いて加熱温度240℃で混練、成形し、ストランドカッターでペレットを作製した。
更に、ペレットを射出成形機を用いて、加熱温度250℃の磁場中で配向した状態で成形し、外径28mm,内径24 mm,厚さ0.4mmのリング状のボンド磁石成形体を作製した。
Ｃ）評価：（圧環強度の測定）ボンド磁石試験方法ガイドブック  BMG-3001「ボンド磁石の圧環強さ試験方法」に基づき、外径28mm,内径24 mm,厚さ0.4mmのリング状のボンド磁石成形体を直径方向より圧縮し、圧壊した時点での強度を測定した。測定結果を表１に示す。
（耐熱性の評価）大気中170℃において1時間曝露する前後の保磁力を測定し、その低下率を算出した。曝露前の保磁力と低下率を表１に示す。
（耐食性の評価）80℃,90%RHの雰囲気に24時間曝露する前後の保磁力を測定し、その低下率を算出した。曝露前の保磁力と低下率を表１に示す。
【００２３】
（比較例１）
Ａ）磁性粉の調製：実施例１と同様に表面処理したSmFeN磁性粉を得た。
Ｂ）ボンド磁石の作製：バインダ樹脂としてナイロン12（製品名3024U：ダイセル化学製）を使用し、加熱温度を200℃とした以外は実施例１と同様に混合物を作製し、リング状のボンド磁石成形体を作製した。
Ｃ）評価：（圧環強度の測定）実施例１と同様に強度を測定した。測定結果を表１に示す。
（耐熱性の評価）実施例１と同様に評価した。曝露前の保磁力と低下率を表１に示す。
（耐食性の評価）実施例１と同様に評価した。曝露前の保磁力と低下率を表１に示す。
【００２４】
【表１】
2005093835.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、音響機器、ＯＡ用機器のモータに用いられるボンド磁石のみならず、高温雰囲気のエンジンルーム内で使用される自動車用モータ、更には小型モータ、小型スピーカ等に利用出来る。