JPH0469904A - 希土類ボンド磁石の製造方法 - 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、回転電機等の各種装置に用いられる希土類ボ
ンド磁石の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来から、比較的安価でしかも強力な永久磁石の開発が
種々行なわれている。例えば特開昭５９−２１１５４９
号公報には、希土類−鉄−ホウ素系磁粉を接着剤で固化
することとしたボンド磁石が提案されており、また特開
昭６１−１７４３６４号公報には、ミツシュメタル−遷
移金属−ホウ素系磁粉をバインダーと混合してなるプラ
スチック磁石が提案されている。

このような希土類ボンド磁石は、希土類と遷移金属とを
含む磁性粉末を混練によってバインダー樹脂中に分散し
てなるものであり、その製造方法が例えば特開昭６０−
１６４３１３号公報に記載されている。上記公報に開示
された製造方法の混練工程にはミキシングロールが使用
されており、バインダー樹脂中に、少量ずつ希土類磁性
粉末とシラン系カップリング剤とを混合しつつ混練を行
なうようにしている。得られた混練物は粉砕された後に
圧延される。

（発明が解決しようとする課題） ここで希土類と遷移金属とを含む磁性粉末の混練を行な
う場合、またはその混練物の粉砕を行なう場合には、発
火を生じる危険性があり、発火から生産不能に陥るおそ
れもある。このため従来方法により、希土類と遷移金属
とを含む磁性粉末を混練または粉砕する場合には、所定
の雰囲気形成が行なわれ、それにより発火の危険を回避
するようにしている。

しかしながら雰囲気形成用の設備は非常に大がかりにな
ものにならざるを得す、多大の設備投資を行なう必要が
ある。

そこで本発明は、希土類と遷移金属とを含む磁性粉末の
混練および粉砕をほぼ大気中で行なうことができ、設備
の簡易化を図ることができるようにした希土類ボンド磁
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および作用）上記目的を達
成するために請求項の１に記載された希土類ボンド磁石
の製造方法は、希土類と遷移金属とを含む磁性粉末をバ
インダー樹脂中に分散してなる希土類ボンド磁石の製造
方法において。

少なくとも、（ａ）希土類と遷移金属とを含む磁性粉末
、エポキシ樹脂および防錆剤をボールミル等の混合装置
中に投入して混合を行ない、エポキシ樹脂膜および防錆
被膜を上記磁性粉末に形成する混合工程と、（ｂ）上記
混合工程により得られた混合物と前記バインダー樹脂と
を、９５℃以下の温度条件下で混練し、希土類と遷移金
属とを含む磁性粉末を、バインダー樹脂中に分散させる
混練工程と、（ｃ）上記混練工程により得られた混練物
を、不活性ガスの流動下で粉砕する粉砕工程とを備えて
いる。

また請求項の２に記載された希土類ボンド磁石の製造方
法は、ｙＩ請求項１に記載のシート状希土類ボンド磁石
の製造方法において、希土類と遷移金属とを含む磁性粉
末にはホウ素が含有されている。

このような構成を有する手段においては、まず希土類と
遷移金属とを含む磁性粉末にエポキシ樹脂膜および防錆
被膜を予め形成し９その上で混練および粉砕の各工程が
行なわれる。このため混練および粉砕の工程においては
、素材内への酸素流入が遮断されるようになっている。

さらに上記酸素遮断作用に加えて混練工程の温度が発火
点以下の９５℃以下に規制されており、また粉砕工程で
は不活性ガスの流動下で冷却が行なわれつつ粉砕が行な
われる。このため発火のおそれをほとんど生じることな
く混練および粉砕が行なわれるようになっている。

本発明にかかる希土類ボンド磁石の製造方法は、第１図
に示されるような工程を有している。

まず超急冷法により希土類−遷移金属系磁性粉末を得る
６超急冷法の一例としてはジェットキャスティング法が
ある。

ジェットキャスティング法においては、インゴット状に
形成された希土類−遷移金属系磁性合金が受皿内に収容
され、不活性環境下で上記合金が高周波等によって溶融
される。溶融状態となった磁性合金はノズル付きの湯溜
りに注入され、ノズルを通して回転ホイール上に落下さ
れる。回転ホイールは水によって冷却されており、ここ
で急速冷却が行なわれる。急冷された磁性合金は、リボ
ン状の磁粉に凝固されて下方に落下していき、容器内に
収集される。

ここで希土類−遷移金属系磁粉を構成する希土類として
は、ランタノイドのうち一種または二種以上が用いられ
、遷移金属としては、Ｆｅ、　Ｃｏ。

Ｎｉのうち一種または二種以上が用いられる。この希土
類−遷移金属系磁粉には、ホウ素を含ませて希土類−遷
移金属−ホウ素系磁性粉末とすることができる。具体的
には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、　　Ｃ
ｅ−Ｌａ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、　　Ｓｍ−Ｇｏ、Ｓｍ−Ｇ
ｏ−Ｆｅ、Ｓｓ−Ｇｏ−Ｍｎ等が用いられる。

つぎに希土類−遷移金属系磁性粉末にエポキシ主剤およ
び防錆剤を混合し被膜を形成する（被膜形成工８）。

このエポキシ主剤および防錆剤の被膜を形成するにあた
っては、酸素を不活性ガスによりガス置換した上で混合
装置により約２時間程度行なわれる。混合装置としては
、ボールミル、Ｖ型ブレンダー、ダブルコーン型ブレン
ダー等が用いられる。

上記エポキシ主剤としては、ビスフェノール系、フェノ
キシ系、ノボラック系、ポリフェノール系。

ポリヒドロキシベンゼン系あるいはこれらの誘導体等の
一種または二種以上が用いられ、また防錆剤としてはソ
ルビタンモノオレエートと鉱物油または合成油の混合物
等が用いられる。さらに上記不活性ガスとしては、アル
ゴンガス（Ａｒ）、窒素ガス（Ｎ２）、炭酸ガス（ＣＯ
□）などが用いられ、ガス置換後の酸素濃度は、３％〜
０．０８％に設定される。

エポキシ樹脂膜および防錆剤の被膜が形成された磁粉は
、取り出されて計量された後、加圧式ニーダ−等により
可撓性を有するバインダー樹脂と数分にわたって混練さ
れる（混練工程）。このときエポキシ樹脂の硬化剤およ
び硬化促進剤が添加される。硬化剤および硬化促進剤を
この段階で添加するのは、磁粉の混合物を取り出した直
後から直ちに磁粉が硬化してしまうのを回避するためで
ある。このような混練工程により、希土類−遷移金属系
磁性粉末は、可撓性を有するバインダー樹脂中にほぼ均
一に分散される。

このときの可撓性を有するバインダー樹脂としては、天
然ゴム（Ｎｌ、インプレンゴム（ＩＲ）、ブタジェンゴ
ム（ＢＲ）、スチレン−ブタジェンゴム（ＳＢＲ）、ブ
チルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰ
Ｒ）、エチレン−酢ビゴム（ＥＶＡ）、ニトリルゴム（
ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＲ）、ウレタンゴム（ＵＲ
）等が、一種または二種以上にわたって用いられる。

すなわち本実施例におけるバインダー樹脂は、いわゆる
３元ゴムからなり、極性のないゴム成分（例えばＩＩＲ
）と、極性が強いゴム成分（例えばＮ　Ｂ　Ｒ）とが、
ハロゲンを含有するゴム成分く例えばＣＲ）を介して良
好に混合されている。

極性のないゴム成分は耐油性・耐候性に難点があり、ま
た極性が強いゴム成分は非常に硬く伸展油または可塑剤
の添加を要する。そこでハロゲンを含有するゴム成分を
介して両ゴム成分を混合させることとすれば、それぞれ
のゴム成分の難点を補い合うゴム成分どうしが容易に混
合され、耐油性・耐候性の改善が行なわれるものである
。

上記ハロゲンを含有するゴム成分としては、クロロプレ
ンゴム（ＣＲ）、ハイパロン（Ｃ８Ｍ）、塩素化ポリエ
チレン等の塩素を含有するものが一種または二種以上に
わたって用いられる。この場合、当該ハロゲン含有のゴ
ム成分は、バインダー樹脂全体重量に対して１５重量％
以下に設定されることが好ましい。ハロゲンを含有する
ゴム成分がバインダー樹脂全体重量の１５重量％を越え
て含まれる場合には、塩素ガス（Ｃ１□）や塩酸ガス（
ＨＣＩ）が発生することとなり５例えばモータの場合に
は整流子腐食や磁石の錆およびコア錆の原因となるから
である。

上記硬化剤としては、脂肪族ポリアミンや芳香族ポリア
ミン等のポリアミン、無水フタル酸等の酸無水物、ポリ
アミド樹脂、ポリスルフイツト樹脂、三フッ化ホウ素等
のアミンコンプレックス、フェノール樹脂等の合成樹脂
初期給金物あるいはこれらの誘導体の一種または二種以
上が用いられる。硬化促進剤しては、トリスジメチルア
ミノメチルフェノール等のアミン、１−インブチル−２
−メチルイミダゾール等のイミダゾールあるいはこれら
の誘導体の一種または二種以上が用いられる。

この混練工程において、加圧ニーダ−は冷却されており
、９５℃以下、好ましくは５０〜６０℃の温度条件下で
混練が行なわれる。この温度設定により、混練工程にお
ける発火の危険性が回避される。すなわち９５℃を越え
て混練が行なわれると発熱より発人杏／ＪＥじる危険が
あり、また４０で以下ではゴムのｉｉＪ塑化が進まず十
分な混練が行なわれない。

以上の混練Ｙ、程（、ｚより得られた磁石素材は、加圧
式−・−ダ〜かｌコ、取り出されて所定の太き、〜１．
６、砕かれる（粉砕丁稈）。、ごの粉砕に程は、アルゴ
゛／ガス（八ｒ）、窒素ガス（Ｎ、）、炭酸ガス（ＣＯ
２）などの不活性ガスの流動１：て・行なわれ５温度条
＋′１は９５℃以ドし１．設定される。粉砕１ｃは回転
刃等が使用される３、 １なわちこの粉砕工程では、不活性ガス１、−Ｊ、る空
冷が♀ｊなわれることどなり、はぼ入獄中での粉砕−Ｊ
−程が可能にな−）“Ｃいる。

′〕いで［記粉砕」４程ｉ、：　Ｊ：り得られた粉砕物
に苅１．１てロール等による圧延が旅１され、シー・ト
状のボンド磁石が得られる（シート形成１−程）。

その後、所定の熱処理が施され、適宜の＝を法に切断さ
れる。このとき磁性粉末【：′は防備処理が施されてい
るのでシー・ト状ボンド磁石切断血も十分な助錯能力に
持−〕でおり、切断後に−１・〜ディング等の防錆ケト
理各１行な）必Ｖはない１、このよ′）な工程１．−よ
）で、最大テネルギ・−積が９゜ＯＥＭＧＯ＋≧］末層
のシート状希＃８類ボ゛ノド磁荀が得られる。最大エネ
ルギ・・積か９　、　Ｏ［ＭＧＯｅｌ以１：では、バ、
インダー鼠に蕗１シ２゛て磁粉鼠が多くなり過ぎ゛ζ可
撓竹が矢わｔｉ、　””ＣＬ、、、よい、実用性１．−
滴、さない。

また種々・の１ｃ）１転電機等１１．′用いるの１．最
適ｔｊ゛最人最上−１〜ネルギー核（、０［ＭｒｉＯｅ
］以十であり以上大１ネルギーＭ　ｔ：ｉ　３　、０　
［ＭＧＯｅ］未満の場合には５磁イー１の価格の割に回
転電機の軽信を４−げるごとは−で・きない。

（実　施　例） 以■ζ、本発明の実施例を訂細し説明する。

実施例−１− 磁粉どしては、ゼネラルモー・夕・−ズ社製λ４ＱＰを
湿式ボー・ルミルにより予め粉砕し２粒度調轄１．たち
のを用いた。また−１−記磁粉は、超急冷法により形成
シ２ノーままでは粒度２＋＋ｍ以下の磁粉であるため。

これを粉砕して粒度７８μｒｒｉ以下としたものを用い
た。防錆剤とし２では、花王社製レオドールＳ　Ｐｏｌ
ｏを用い、また丁、ボキシ十剤どしては、油化シゴル社
製エビコー［２８を用いた。

そしてボールミル容器の中ｉ：ｔ、磁粉、防錆剤および
アルミナボールを入れ、容器内の空気をＮ２で置換しノ
ー後、１時間混合し４て磁粉表面に防錆剤の被膜を形成
した９ つぎに以上の混合物どゴムバインダーとを、硬化剤およ
び硬化促進剤とと４Ｉに加圧式：−・ダーで７分間にオ
）たっで混練した後、粉砕機で粉砕し、口・−・ル圧延
し、てシ〜・−１・・各得た。Ｉ〜、記硬化剤おＪ７び
硬化促進剤どしては、油化シフ４ル社製のＹ　ｌ−１３
０２および−ｘ　ｒ（Ｍ　ｘ−１，２を）１口９Ｓ′／
：、−８混練および粉砕が行なわれるどきの温度は約５
５℃番、保った。

−）いてシー叫・を約１７０℃に加熱し２てゴムバイン
ダーを加硫した後、所定のｊ法に切断し、でａ■撓性磁
石を得た。

本実施例にお１．ｊる配合を次表番７示１６（ｐｉｅｒ
） ■二表中のＩ　Ｉ　Ｒ−、−Ｎ　Ｂ　ｉ＜　−ＣＲは、
ＩＩＩシ（ブヂルゴム）１００に対して、Ｎ　Ｂ　Ｒ（
ニトリルゴム）が６０．ＣＲ（クロロブｌノンゴム）か
１５に設定されたものである１、 この本実施例の混練および粉砕の各工程に、！−９いて
は、Ｊポキシ樹脂膜および防錆被膜が磁性粉末に予め形
成されているため、素月内への酸素流入はほぼ完全に阻
止されていることが確認された４、また特に混練１−程
では、Ｊユ記酸素遮断作用に加えて冷却による温度規制
が行なわれ、さらに粉砕−Ｌ程では、不活性ガスの流動
による冷却が９Ｊなオ）れて設定温度以上の温度上昇を
生じることはなかった。したがって混練工程および粉砕
工程において発火のおそれはほとんどなかった。

なお得られた磁石の磁気特性は、Ｂｒ＝　５　、５　［
ＫＣｌ、　　１ｌｌｃ＝　　９　．９　　［ｋＯｅコ、
　ｂＨｃ＝　　４　．５　　［ｋＯｅｌ、　　（ＢＨ）
、、。

＝　６　、２　［ＭＧＯｅｌであった。

また得られた磁石を６０℃、９０％Ｒ１１＃囲気中に８
０時間放置したところ、表面に発錆はみられなかった。

さらにブラシ付きＤＣモータの駆動用磁石として用いた
ところ、６０℃、２００時間の連続回転後も、ブラシ材
質（Ａ、ｇ−Ｐｄ）とコミュテータ材質（Ａ、ｇ−Ｃｄ
）に腐食の発生はなかった。

夫に鮭え 磁粉としては、ＭＭ１４（Ｆｅｏ、５ｃＯｏ−Ｌ）？９
Ｂ？なる組成の合金を単ロール法によって超急冷リボン
とし、湿式ボールミルにより粉砕し粒度調整したものを
用いた。防錆剤としては、花王社製レオドール５Ｐ−０
１０と米国テネコケミカル社製アンプロール４５６との
混合液とを用いた。以下上述した実施例１と同様にして
シート状の可撓性磁石を得た。

この実施例による混練および粉砕の各工程においても、
エポキシ樹脂膜および防錆被膜によって磁性素材内への
酸素流入はほぼ完全に阻止されていることが確認された
。また混練工程および粉砕工程における冷却も十分に行
なわれ、混練工程および粉砕工程における発火のおそれ
はほとんどなかった。

なおこの実施例２により得られた磁石の磁気特性は、Ｂ
ｒ＝　４　、６　［ＫＣｌ、１Ｈｃ＝　７　、０　［ｋ
Ｏｅｌ、ｂｌ＋ｃ＝３．１　　［ｋＯｅｌ、（Ｂ１１）
０．＝　４　、０　［ＭＧＯｅコであった。

さらに得られた磁石を６０℃、９０％ＲＨ雰囲気中に８
０時間放置したところ１表面に発錆はみられなかった。

さらにブラシ付きＤＣモータの駆動用磁石として用いた
ところ、６０℃、２００時間の連続回転後も、ブラシ材
質（Ａｇ−Ｐｄ）とコミュテータ材質（Ａｇ−Ｃｄ）に
腐食は発生しなかった。

このように本発明によるシート状希土類ボンド磁石は、
回転電機等に対して好適に取り付けられ使用されること
が確認された。

なお永久磁石粉の代わりに、鉄粉、鉄合金等の高透磁率
を有する金属粉を用いることとすれば、可撓性を有する
高透磁率材を形成することができる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明による希土類ボンド磁石の製造
方法は、希土類と遷移金属とを含む磁性粉末にエポキシ
樹脂膜および防錆被膜を予め形成してから混練および粉
砕の各工程を行ない、磁性素材内への酸素流入を阻止す
るとともに、混練工程および粉砕工程において発火点以
下の所定の温度に冷却を行なうこととしたから、混練工
程および粉砕工程における発火の危険性を回避すること
ができ、希土類と遷移金属とを含む磁性粉末の混練およ
び粉砕をほぼ大気中で行なうことができる。

したがって本発明によれば、混練および粉砕にあたって
多大の設備は不要となり設備全体の簡易化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる希土類ボンド磁石の製造工程を
表わしたフロー図である。 図 ボ午り・主剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．希土類と遷移金属とを含む磁性粉末を、バインダー
   樹脂中に分散してなる希土類ボンド磁石の製造方法にお
   いて、少なくとも次の工程を備えてなることを特徴とす
   る希土類ボンド磁石の製造方法。 （ａ）希土類と遷移金属とを含む磁性粉末、エポキシ樹
   脂および防錆剤を混合装置中に投入して混合を行ない、
   エポキシ樹脂膜および防錆被膜を上記磁性粉末に形成す
   る混合工程。 （ｂ）上記混合工程により得られた混合物と前記バイン
   ダー樹脂とを、９５℃以下の温度条件下で混練し、希土
   類と遷移金属とを含む磁性粉末をバインダー樹脂中に分
   散させる混練工程。 （ｃ）上記混練工程により得られた混練物を、不活性ガ
   スの流動下で粉砕する粉砕工程。２．請求項の１に記載
   のシート状希土類ボンド磁石の製造方法において、 希土類と遷移金属とを含む磁性粉末は、ホウ素を含有し
   ていることを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法。