JPH03201508A - 樹脂結合型磁石の製造方法 - 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、樹脂結合型磁石の製造方法に関し、特に、強
度特性、磁気特性に優れる樹脂結合型磁石の製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

近年、モータ等に用いられる磁石の強力化、小型軽量化
が要求され、これに答えるものとして、磁気特性の優れ
た希土類−遷移金属系磁性材料を用いた樹脂結合型磁石
が提案されている。

この樹脂結合型磁石は、磁性粉体と、この磁性粉体を結
合するバインダー樹脂とからなり、磁性粉体としては、
サマリウム−コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）系や、ネオジウム
−鉄−ボロン（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）系等の希土類−遷移金
属系磁性材料が用いられ、バインダー樹脂としては、エ
ポキシ系固形樹脂等が用いられる。

この、樹脂結合型磁石の製造方法としては、バインダー
樹脂としてエポキシ系固形樹脂を用いた場合、このエポ
キシ系固形樹脂と硬化剤をアセトン等の有機溶媒中で加
熱溶解しておき、これに上記磁性粉体を加えた後、ドラ
イ窒素を吹き付けながら混練して有機溶媒を蒸発させ、
次に、真空乾燥により本乾燥した後、解砕してコンパウ
ンド粉を作成し、このコンパウンド粉をふるいにかけて
粒度を揃えた後、金型内に充填して圧縮成形し、形成さ
れた成形体に、脱粒処理、加熱硬化処理、後処理を施し
て、樹脂結合型磁石を製造していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のようにして製造された希土類−遷移金
属系樹脂結合型磁石は、磁気特性に優れ、多極着磁も可
能であり、且つ、機械加工性に優れ、形状の自由度も大
きい等１種々の特性を有するが、上述の製造方法では、
バインダー樹脂にエポキシ筒形樹脂を用いるため１次の
ような問題が生じる。

すなわち、エポキシ固形樹脂は有機溶媒に対する溶解度
が低く、溶解時に加熱を必要とするため、作業性が悪い
。

また、コンパウンド後の有機溶媒残存量が成形後の圧環
強度に大きく影響するため、コンパウンド粉の有機溶媒
残存量の管理が必要であり、通常。

２時間真空乾燥後、２４時間真空保持が必要とされ、非
常に手間がかかる。

また、エポキシ固形樹脂をバインダー樹脂とした場合、
上述のように、有機溶媒残存量の管理が難しいため、時
としてプレス成形金型へのコンパウンド粉の充填量に差
が出てしまい、結果として、寸法・密度・強度不足の原
因ともなっている。このため、特にコンパウンド粉のフ
ィード性、すなわち、均一充填の要求される大口径・薄
肉・長寸マグネットの成形には使用できない。また、圧
環強度が不足しており、モーターのローターマグネット
として使用する場合に、ローターへめ組込時に圧入がで
きないため、接着剤を使用せざるおえず１作業性が悪く
、且つコストも嵩む。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、上述
の欠点が解決され、特に、圧環強度に代表される機械的
強度を大幅に改善することができる樹脂結合型磁石の製
造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を遠戚するため、本発明では、磁性粉体若しく
は表面を被覆処理された磁性粉体と、この磁性粉体を結
合するバインダー樹脂とからなる樹脂結合型磁石の製造
方法において、バインダー樹脂として、エポキシ系樹脂
にブタジェンゴム若しくはニトリルゴムを付加重合させ
てなるゴム変性エポキシ樹脂を用い、このゴム変性エポ
キシ樹脂と上記磁性粉体とを混練した後、成形すること
を特徴とする。

〔作　　　用〕

本発明でバインダー樹脂として用いる、エポキシ系樹脂
にブタジェンゴム若しくはニトリルゴムを付加重合させ
てなるゴム変性エポキシ樹脂は。

剛性の高い分子拘束成分と１弾性を持つゴム成分の性質
を併せ持つため、低圧縮永久歪、柔軟性、耐熱性を有し
、且つ、反発弾性が大きく、動的発熱も小さく、低温特
性も良好等の特性を有する。

したがって、このゴム変性エポキシ樹脂をバインダー樹
脂として樹脂結合型磁石を製造することにより、樹脂結
合型磁石の圧環強度に代表される機械的強度の改善が図
れる。

また、ゴム変性エポキシ樹脂は、有機溶媒の残存量に対
する影響因子が少ないため、有機溶媒残存量の管理に対
する要求が緩和され、真空乾燥等の必要もなくなるため
、コンパウンド形成機の後工程の作業性が改善される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例について、詳細に説明する。

本発明により製造される永久磁石は、バインダー樹脂と
、磁性粉体若しくは表面を被覆処理された磁性粉体とか
らなる樹脂結合型磁石である。

本実施例においては、磁性粉体として、　Ｎｄ　−Ｆｅ
−Ｂ等の希土類−鉄一ボロンを主成分とした磁性粉体を
用いるが、Ｓｍ−Ｃｏ系等の希土類コバルト永久磁石の
製造にも適用することができる。

また、希土類−鉄−ボロン系磁性粉体中の希土類金属は
、軽希土類及び重希土類を包含し且つイツトリウム（Ｙ
）を包含する希土類元素であり、これらの内、少なくと
も１種、好ましくはネオジウム（Ｎｄ）　、プラセオジ
ウム（Ｐｒ）等の比較的安価でかつ安定的な供給が可能
な軽希土類を主体として用いるのが好ましく、また、こ
の希土類元素は、１２原子％〜２０ｙＫ子％の範囲とす
るのが好ましい。

さらに、上記磁性粉体中の鉄（Ｆｅ）は６５ＪｉＫ子％
〜８２Ｍ子％の範囲で含有し、ボロン（Ｂ）は４原子％
〜２４Ｈ子％の範囲で含有するのが好ましい。

さて、磁性粉体としては、例えば、希土類−鉄一ボロン
系の磁性粉体である、 ＮｄＸ（Ｆｅ、−ｙＢｙ）ｘ　−Ｘ （但し、Ｘ　：　０．１４〜０．４０、Ｙ　：　０．０
５〜０．０６５）を用いる。この磁性粉体の粒径は、４
２０μｍ以上のものを０．１ｗｔ％以下の範囲で、また
、４４μｍ以下のものを１５ｗｔ％以下の範囲で含有さ
せている。これは、樹脂中への高充填化のために望まし
いからである。

さて、この磁性粉体をバインダー樹脂と混練してコンパ
ウンドを生成するわけであるが、希土類−鉄−ボロン系
の磁性粉体は空気中で酸化しやすく耐蝕性に乏しいため
、耐蝕性の向上と、成形後の後処理で行われる防錆処理
の簡易化を図るため。

予め、磁性粉体に防錆用の被覆処理を施すとよい。

ここで、防錆処理としては、例えば、本出願人が先に出
願公開した特開平１−１１４００６号公報記載のように
、トリアジン誘導体（ジブチルアミノトリアジンジオチ
ール）を用いた被覆処理が施される。但し、この処理は
省くこともできる。

この被覆処理を行うことにより、上記トリアジン誘導体
の構成要素であるジオチール基が磁性体の重金属（Ｆｅ
、　Ｎｄ）と吸着結合を行い、各磁性粉末に有機被膜を
形成するため、大きな防錆効果が得られる。また、この
被膜を構成する有機化合物とバインダー樹脂との架橋効
果により、成形体の機械強度の向上も図れる。

次に、バインダー樹脂として、本発明では、エポキシ系
樹脂にブタジェンゴム又はニトリルゴムを付加重合させ
てなり、第２図に示すような構造を持つゴム変性エポキ
シ樹脂を用いる。

以下、上述の磁性粉体（被覆処理された磁性粉体を含む
）を原料とし、上記ゴム変性エポキシ樹脂をバインダー
樹脂として用いた場合の、４！！脂結合型磁石の製造工
程について第１図に示すフローチャートに従い説明する
。

■混練工程 この工程は、上述の磁性粉体とバインダー樹脂材料とを
調整・混練してコンパウンドを生成する工程である。

先ず、エピクロルヒドリンとビスフェノールＡとの縮合
物からなるエピービズ型エポキシ樹脂とブタジェンゴム
又はニトリルゴムとを重合させたゴム変性エポキシ樹脂
（ゴム部Ｏ〜８０ｗｔ％でアセトン又はメチルエチルケ
トンで溶解）と、硬化剤との２種類からなるバインダー
樹脂を用い、固形分で２〜４ｗｔ％を磁性粉体表面に均
一に付着させてコンパウンド粉を作成する。

このコンパウンド粉を作成する具体的な方法としては、
先ず、非磁性乳鉢に上述のアセトン溶解されたバインダ
ー樹脂を混合溶解しておき、これに上記磁性粉体を加え
た後、スパチュラにて混練するが、この混線は、磁性粉
体の酸化を防止するためと溶媒を蒸発させるためにドラ
イ窒素（ＤｒｙＮ２）を吹き付けながら行う。尚、この
混線工程は、スクリュー又はフローティング又はソフト
ミキシング等の装置を使用しても可能である。

さて、このようにして生成されたコンパウンドを非磁性
乳鉢で解砕した後、６０ｍｅｓｈ　ｕｎｄｅｒのふるい
に掛けて粒度を揃えコンパウンド粉を得る。そして、こ
のコンパウンド粉に潤滑剤としてステアリン酸カルシウ
ム０．０１〜０．０５ｗｔ％を混合し、金型内に充填し
て圧縮成形のコンパウンドを形成する。

■成形処理工程 上述のようにして出来たコンパウンドを圧縮成形機にセ
ットして、９ｔｏｎ／ａＪ程度のプレス圧で圧縮成形し
、リング状あるいはタブレット状の樹脂圧縮結合型磁石
成形体を製造する。

■脱粒工程 成形処理工程で形成された樹脂圧縮結合型磁石成形体の
周囲に付着した不要の磁性粉を吸引により除去する。

■加熱硬化工程 次に、上記成形体に、２００℃×２０分間程度の加熱硬
化を施して樹脂結合型磁石を製造する。

■後処理工程 次に、製造された樹脂結合型磁石に周知のスプレー法、
電着法、浸漬法等による防錆処理を施して完成品が出来
上がるわけであるが、前述の、磁性粉体にトリアジン誘
導体を用いた被覆処理が施されている場合には、通常の
防錆処理を省くこともできる。しかしながら、成形時の
被膜破壊の発生を考慮して、上記成形後に再度トリアジ
ン処理を施すと良い。このトリアジン処理は、磁性粉体
に対して行われるトリアジン処理と同様に、トリアジン
誘導体を用いて行われ、磁石体表面をトリアジン誘導体
により被覆するものである。また、浸漬、電着スプレー
等による有機被膜の形成も熱論可能である。

さて、以上の工程を経て製造された樹脂結合型磁石は、
バインダー樹脂としてエポキシ樹脂にブタジェンゴム又
はニトリルゴムを重合させてなるゴム変性エポキシ樹脂
を用いたため、剛性の高い分子拘束成分（ハードセグメ
ント）と、弾性を持つゴム成分（ソフトセグメント）の
性質を併せ持つ。従って、圧縮永久歪が小さく、柔軟性
、耐熱性を有し、且つ、反発弾性が大きく、動的発熱が
小さく、低温特性も良好となる等の利点を有する。

また１機械的強度の一つの指標である圧環強度を大幅に
向上することができる。

また、このゴム変性エポキシ樹脂を混練時にアセトン溶
解で用いた場合にも、ゴム変性エポキシ樹脂は、アセト
ンの残存量に対する影響因子が少なく、造粒作業を極め
て容易にさせることができ、また、コンパウンドの真空
乾燥の工程も不要とすることができる。

尚、エピ−ビス型エポキシ樹脂へのゴム変性含有率を変
えた場合のゴム変性エポキシ樹脂のバインダー特性と、
現状のエポキシ樹脂のバインダー特性との比較結果を表
１に示す。

表１ ＊流動度ωは成形時に充填出来ず。

表１より明らかなように、ゴム変性エポキシ樹脂をバイ
ンダー樹脂として用いた場合、従来のエポキシ樹脂を用
いたものと比較して、磁気特性（最大エネルギー積（Ｂ
Ｈ）ｗａｘ）を損なわずに圧環強度を大幅に向上させる
ことができる。特に、ゴム変性含有率２０ｗｔ％の場合
、総合的に優れた効果を得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、剛性の高い分子
拘束成分と、弾性を持つゴム成分の性質を併せ持つゴム
変性エポキシ樹脂をバインダー樹脂として用いたことに
より、磁気特性を損なわずに、圧縮永久歪が小さく、柔
軟性、耐熱性を有し、且つ、反発弾性が大きく、動的発
熱が小さく、低温特性も良好な樹脂結合型磁石を製造で
きる。

しかも、本発明によれば、樹脂結合型磁石の機械的強度
の一つの指標である圧環強度を大幅に向上することがで
きる。

したがって、本発明によって製造された樹脂結合型磁石
をモータのロータマグネットとして使用すれば、ロータ
ーへの組込時に圧入が容易に可能となり、軽量で且つ高
磁気特性を必要とするモータの製造を容易に且つ低コス
トで行うことが可能となる。

尚、ゴム変性エポキシ樹脂はアセトン等の有機溶媒の残
存量に対する影響因子が少ないため、有機溶媒残存量の
管理に対する要求も緩和され、フンパウンドの真空乾燥
の必要もなくなるため、コンパウンド形成後の後工程の
作業性も大幅に改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における樹脂結合型磁石の製
造工程を示すフローチャート、第２図は本発明において
バインダー樹脂として用いられろゴム変性エポキシ樹脂
の一例を示す構造式である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　磁性粉体若しくは表面を被覆処理された磁性粉体と、
   この磁性粉体を結合するバインダー樹脂とからなる樹脂
   結合型磁石の製造方法であって、バインダー樹脂として
   、エポキシ系樹脂にブタジエンゴム若しくはニトリルゴ
   ムを付加重合させてなるゴム変性エポキシ樹脂を用い、
   このゴム変性エポキシ樹脂と上記磁性粉体とを混練した
   後、成形することを特徴とする樹脂結合型磁石の製造方
   法。