JPH05234728A

JPH05234728A - 熱硬化型の磁性材樹脂複合材料

Info

Publication number: JPH05234728A
Application number: JP4039749A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tsubata; 敏男津端; Kimihiro Morita; 公裕守田; Nobuyoshi Imaoka; 伸嘉今岡; Ryoichi Mitsui; 良一三井
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【構成】希土類ー鉄ー窒素系磁性粉体７１〜９９．５
重量％と、滑剤０．０１〜５重量％と、カップリング剤
０〜５重量％及び熱硬化性樹脂０．２〜３０重量％から
なることを特徴とする磁性剤樹脂複合材料【効果】高い磁性特性を有し、しかも高い磁場配向性
と耐酸化性を合わせ持つ磁性材樹脂複合材料、表面平滑
性、機械特性、寸法安定性等に優れた高磁気特性のボン
ド磁石が製造可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は希土類ー鉄ー窒素系材料
を用いた、耐酸化性及び磁気特性に優れた磁性材樹脂複
合材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボンド磁石は焼結磁石に比べ成形加工性
に優れており、複雑形状や一体成形が可能で、割れ欠け
に強く、寸法精度が良好なことから、近年特に注目さ
れ、工業的な利用範囲が広がっている。中でも、Ｓｍ−
Ｃｏ系やＮｄ−ＦｅーＢ系の希土類系磁性材料を用いた
高磁気特性ボンド磁石の市場が急成長している。

【０００３】同じ希土類系磁性材料としては、これらの
外に希土類ー鉄ー窒素系磁性材料が発明されている。
（特開平２ー５７６６３）この材料は、Ｓｍ−Ｃｏ系
やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料と違って特に１０μｍ以下の微
粉でも、高い磁気特性を有している。粒度の小さいこの
材料を用いれば、表面平滑性や機械的強度に優れた、高
い磁気特性の磁性材樹脂複合材料やその磁石が期待でき
る。

【０００４】しかし、この材料は高い磁性を有してお
り、しかも、粒度が小さく、比表面積が大きいので、磁
粉同士の凝集が激しく、樹脂との均質な混合、混練が困
難である。そのため、磁性粉の表面被覆が不充分でボイ
ドが多く、充分な密度を有したボンド磁石用途の磁性材
樹脂複合材料とするのは難しかった。とりわけ、高磁気
特性のボンド磁石を得るためには、外部から磁場をかけ
て、磁性粒子を磁気的に配向させるが、磁粉の凝集が激
しいと、磁場配向が悪くなり、材料が本来有する高磁力
を発揮できない。さらに粒度が小さいので、工程処理中
に酸化され易く、磁気特性の劣化が大きい。従って、高
い磁気特性と耐酸化性を持ち、表面平滑性や機械的強
度、寸法安定性に優れたボンド磁石を得るために、希土
類ー鉄ー窒素系を含有し、高密度で、しかも磁場配向の
優れた磁性材樹脂複合材料の出現が強く望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、微粒子で高
い磁気特性を有する希土類ー鉄ー窒素系磁性材料を用い
て、密度が高く、磁場配向性と耐酸化性に優れた磁性材
樹脂複合材料を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一次粒子が微粒子で高い
磁気特性を有する希土類ー鉄ー窒素系磁性材料を用い
て、密度が高く、磁場配向性と耐酸化性に優れた磁性材
樹脂複合材料を得るために、磁性粉体表面処理方法、表
面処理剤と樹脂との親和性、混練方法、成形方法及びそ
れらの組み合わせについて鋭意検討を行った結果、磁場
配向性と耐酸化性に優れた組成物を発見し、本発明を成
すに至った。

【０００７】本発明は希土類ー鉄ー窒素系磁性粉体６９
〜９９．５重量％と、滑剤０．０１〜５重量％とカップ
リング剤０〜５重量％及び熱硬化性樹脂０．２〜３０重
量％からなることを特徴とする磁性材樹脂複合材料であ
る。更に次のような特徴を有する。即ち、（１）上記記載の滑材が、脂肪酸類、アミン類、脂肪
酸塩類、脂肪酸アミド類のうち一種、または二種以上を
含む磁性材樹脂複合材料である。

【０００８】（２）同記載カップリング剤が、チタ
ン、シリコンのうち少なくとも一種を含むカップリング
剤である磁性材樹脂複合材料である。（３）同記載の熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、エポ
キシ変性フェノール樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂のうち一種または二種以上を含む樹脂であ
る磁性材樹脂複合材料である。

【０００９】この磁性材樹脂複合材料を用いて、圧縮成
形、押し出し成形または射出成形法等で、ボンド磁石を
作製する事が可能である。以下本発明について詳細に説
明する。本発明で用いる希土類ー鉄ー窒素（Ｒｅ−Ｆｅ
−Ｎ）系磁性材料について説明する。

【００１０】希土類（Ｒｅ）としては、Ｙ，Ｌａ，Ｃ
ｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ、Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕのうち少なくとも一種を
含めば良く、従って、ミッシュメタルやジジム等の二種
以上の希土類元素の混合物を用いても良い。鉄（Ｆｅ）
は強磁性を担う本磁性材の基本組成であるが、Ｆｅの
０．０１〜４９原子％をＣｏに置き換える事が出来る。

【００１１】希土類ー鉄ー窒素系磁性材料の組成は、少
なくとも希土類、鉄、窒素を含み、且つ強磁性を示す組
成範囲にある事が重要である。更に本発明の中でも、高
い磁気特性を得るためには、Ｒｅが５〜２０原子％，Ｆ
ｅが４０〜８４．８原子％、Ｎが１０〜２５原子％の組
成範囲にある事が好ましく、更に水素（Ｈ）が０．０１
〜５原子％、酸素（Ｏ）が０．０１〜１０原子％含まれ
る場合もある。

【００１２】また、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ、Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｂａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ、Ｗ，Ｍｎ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｇ、Ｚｎ，Ｂ，Ａｌ、
Ｇａ，Ｉｎ，Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｂｉの元
素、及びこれらの元素やＲｅの酸化物、フッ化物、炭化
物、窒化物、水素化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、塩
化物、硝酸塩のうち少なくとも一種（Ｍ成分）を０．１
〜４０重量％含む事も可能である。

【００１３】本発明の磁性材樹脂複合材料における希土
類ー鉄ー窒素系磁性材料の含有量については、６９〜９
９．５重量％である事が必要である。６９重量％より含
有量が少ない場合は残留磁束密度が低く、永久磁石用途
としての実用性は小さいうえに本発明の必須成分たる滑
剤の効果が小さくなる。また９９．５重量％を越える
と、単位体積あたりの磁性粉量が多くなる反面、磁場配
向性に劣り、樹脂成分の減少に伴う残留磁束密度の向上
が見られない上に、樹脂量が少なく磁性粉の表面を被覆
できないので、耐酸化性に劣る。希土類ー鉄ー窒素系磁
性粉体の平均粒径は０．１〜８０μｍの範囲にあること
が望ましい。

【００１４】本発明の複合磁性材料の特徴である寸法安
定性、表面平滑性に特に優れた材料を作製する場合、平
均粒径が１〜１０μｍであることが好ましい。さらに密
度向上のため、粒度に適当な分布を持たせる事は有効で
ある。本発明における滑剤としては、ステアリン酸、オ
レイン酸、バルミチン酸、リノール酸、ラウリン酸、
１，２ーオキシステアリン酸、リシノール酸などの脂肪
酸類、オレイルアミン、ステアリルアミン、ラウリルア
ミン等のアミン類、グリシン、アラニン、アスパラギン
酸、アルギニン、ヒスチジン等のアミノ酸類、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸カルシュウム、ステアリン酸バ
リウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグ
ネシュウム、ラウリル酸亜鉛、ラウリン酸カルシュウ
ム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カルシュウム、２
ーエチルヘキソイン酸亜鉛等の脂肪酸塩類、ステアリン
酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、バルミチン
酸アミド等の脂肪酸アミド類，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＳｉＣ，Ｍ
ｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＣ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の無機化合物
粉体、シリコーン油、シリコーングリース、シリコーン
樹脂、ポリシラン系カップリング剤等のポリシロキサン
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、
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などが挙
げられる。通常、滑剤はこれらの一種または二種以上が
用いられる。

【００１５】本発明の磁性粉体には特に、オレイルアミ
ン、ステアリルアミン、ラウリルアミン等のアミン類、
グリシン、アラニン、アスパラギン酸、アルギニン、ヒ
スチジン等のアミノ酸及びその他化合物でアミノ基を有
する滑剤は密度や磁場配向性を向上させ良好な結果を示
す。なお脂肪酸類の中には両末端カルボン酸類が含ま
れ、アミン類の中には両末端アミン類が含まれる。

【００１６】滑剤の含有量としては、０．０１〜５重量
％が好ましく、５重量％を越えると含有量の増加に従い
磁場配向性が向上しなくなる上に、機械的強度が低下す
るので好ましくない。また０．０１重量％より少ない場
合は添加効果が殆ど見られない。滑剤の添加量について
は、混合工程中のろ過による損失や、成形工程中の金型
からの漏洩などを見込んで０．０１〜５０重量％にする
と良い。なお、Ｓｉ₃Ｎ₄などの無機化合物粉体が希土
類ー鉄ー窒素系磁性粉体中に前述のＭ成分として予め
０．１〜４０重量％の範囲で添加されている場合があ
る。この場合、前記Ｍ成分として使用される量を含め
て、無機化合物粉体は本発明の磁性材樹脂複合材中に
０．１〜５４重量％の範囲で含有できる。

【００１７】滑剤の効果は主に以下の２点が挙げられ
る。第一の効果は、希土類ー鉄ー窒素系磁性粉体の表面
に吸着、反応または配位し、磁粉の凝集を防ぐ事によ
り、磁場配向性の向上に寄与する効果である。例えば、
アミン類、アミノ酸類、脂肪酸類、脂肪酸塩類で表面を
処理した磁性粉を含有すると磁場配向性が向上する効果
が顕著となる。

【００１８】第二の効果は、希土類ー鉄ー窒素系磁性粉
体とカップリング剤及び熱硬化性樹脂で構成される組成
物の間隙に侵入し、ボイドを減少せしめ且つ上記組成物
の磁場配向性を高める効果である。以上の効果はいずれ
の滑剤にも見られるが、これ以外の効果により、密度、
磁場特性が向上する場合もみられる。例えば、ＲｅーＦ
ｅーＮーＨ−Ｏ系磁性粉体を用いる場合、その酸化物表
面層の組成及び分布をアミン類や酸類で変化せしめるこ
とにより、希土類ー鉄ー窒素系磁性粉体そのものの磁性
特性を向上させる効果などである。

【００１９】これらの滑剤に加えて、次に挙げる様なカ
ップリング剤を併用すると、磁場配向性が更に向上し、
密度が高く、機械的強度、耐酸化性等性能のバランスの
良いボンド磁石が得られる。本発明におけるカップリン
グ剤としては、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（Ｎーアミノエチルーアミノ
エチル）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、テトライソプロピル
ビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトライ
ソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、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
ロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イ
ソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネー
ト、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチ
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、テトラ（２、２ージアリルオキシメチルー
１ーブチル）ビス（ジトリデシルホスファイト）チタネ
ート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、ビ
ス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテート
チタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリル
チタネート等のチタン系カップリング剤、γーアミノプ
ロピルトリエトキシシラン，Ｎ−βー（アミノエチル）
ーγーアミノプロピルトリメトキシシラン、γーグリシ
ドキシープロピルトリメトキシシラン、βー（３、４ー
エポキシーシクロキシル）エチルトリメトキシシラン、
ビニルトリエトキシシラン、ビニルートリス（２ーメト
キシエトキシ）シラン、γーメルカプトプロピルトリメ
トキシシラン、Ｎ−βー（アミノエチル）ーγーアミノ
プロピルメチルジメトキシシラン、γーメタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン，Ｎ−（３ートリエトキシ
シリルプロピル）ウレア、メチルトリメトキシシラン、
オクタデシルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキ
シシラン、γークロロプロピルトリメトキシシラン、ヘ
キサメチルジシラザン、γーアニリノプロピルトリメト
キシシラン、オクタデシルジメチル［３ー（トリメトキ
シシリル）プロピル］アンモニウムクロライド、γーク
ロロプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロ
ロシラン、ポリアルキレンオキサイドシラン類、パーフ
ルオロアルキルトリメトキシシラン類等のシリコンを含
有するカップリング剤のほか、アセトアルコキシアルミ
ニウムジイソプロピレートのようなアルミニウム系、ジ
ルコニウム系、クロム系、鉄系、錫系等のカップリング
剤が挙げられる。

【００２０】一般にチタン系のカップリング剤を多く加
えると分散性が向上し、その結果、磁性粉の配向性が顕
著に向上して磁気特性が優れた材料となる。一方シリコ
ン系のカップリング剤を使用すると、磁性粉の配向性が
向上すると同時に機械的強度を増す効果が得られる。こ
の両者の長所を活かすために、チタン系とシリコン系カ
ップリング剤を混合添加すると優れた磁気特性、機械的
特性を合わせ持つ材料が得られる。

【００２１】カップリング剤の含有量は磁性粉の粒度、
粒形状、比表面積により決定されるが、希土類ー鉄ー窒
素系材料は数μｍ程度の粉体を主に含有するため、５重
量％を越えると、含有量の増加に従い磁性粉の分散性が
向上しなくなる上に、磁気特性、機械的強度が低下する
ので好ましくない。添加量については混合、混練などの
工程中でカップリング剤の損失やその有機鎖部分の脱離
等による減少を見込して、２０重量％以下にするのが好
ましい。

【００２２】さらにカップリング反応の触媒として、
水、アミン類等をカップリング剤に合わせて添加しても
良い。本発明における熱硬化性樹脂としては、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、キシレン樹脂、ユリア樹脂、
メラニン樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、フラン
樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化型フッ素樹脂等が
挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は一種または二種以
上が用いられるが、特に機械的強度、耐薬品性、耐熱
性、弾性などの物性のバランスの良いエポキシ樹脂は好
適な成分である。耐熱性が特に要求される用途には、エ
ポキシ変性フェノール樹脂及びフェノール樹脂が好まし
い。

【００２３】樹脂の種類は機械的強度、弾性、寸法安定
性、耐油性、耐水性、耐薬品性、耐候性などの製品の要
求性能によって選択される。、本発明の熱硬化性樹脂の
含有量は０．２〜３０重量％の範囲にある事が必要であ
る。０．２重量％より少ないと機械的強度が不充分とな
り、３０重量％より多いと磁化が低く、永久磁石用途と
しての実用性は低い。

【００２４】また、本発明の磁性材樹脂複合材料は主に
熱硬化性樹脂の耐熱性を向上させるために、耐熱老化防
止剤、酸化防止剤などの安定剤を混合、混練、成形の各
段階或いは熱硬化性樹脂成分に予め添加する事が出来
る。上記耐熱老化防止剤及び耐熱安定剤としては、例え
ば、Ｎ，Ｎ’ーヘキサメチレンービス（３，５ージ第３
ブチルーヒドロキシケイ皮酸アミド）、４，４’ービス
（２，６ージ第３ブチルフェノール）、２，２’ーメチ
レンビス（４ーエチルー６ー第３ブチルフェノール）等
の各種ヒンダードフェノール類、Ｎ，Ｎービス（βーナ
フチル）ーｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’ジフェニ
ルーｐ−フェニレンジアミン、ポリ（２，２，４ートリ
メチルー１，２ージヒドロキノリン）等の芳香族アミン
類、塩化銅、ヨウ化銅等の銅塩、ジラウリルチオジプロ
ピオネートなどのイオウ化合物やリン化合物等が挙げら
れる。

【００２５】更に、本発明のにおける磁性材樹脂複合材
料には、必要に応じて封止剤、紫外線吸収剤、帯電防止
剤、着色剤、充填剤などの添加剤、或いはシリカ、ウイ
スカー等のフィラ、フェライト、ＳｍＣｏやＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ等の磁石粉体、熱可塑性樹脂を添加する事が出来
る。次に本発明における磁性材樹脂複合材料の製造方法
について説明するが、特に以下に記載した製造方法だけ
に限定されるものではない。（１）混合工程通常数μｍ程度の平均粒子径を持つ希土類−鉄−窒素系
磁性粉体に滑剤又は及びカップリング剤を混合する工程
である。この際、磁性粉体と滑剤又は及びカップリング
剤を均質に混合せしめるため、予め滑剤又は及びカップ
リング剤を有機溶媒や水系溶媒などの溶媒に、溶解また
は分散して使用することが望ましい。

【００２６】混合機は特に限定されるものではなく、リ
ボンミキサー、Ｖ型ミキサー、ロータリーミキサー、ヘ
ンシェルミキサー、フラッシュミキサー、ナウタミキサ
ー、スーパーミキサー、タンブラーなどが挙げられる。
ヘンシェルミキサー等シェアが大きくかかる混合機を使
用すれば、溶媒に溶解しなくても、滑剤又は及びカップ
リング剤の混合は充分可能である。

【００２７】また、回転ボールミル、振動ボールミル、
遊星ボールミル、ウェットミル、ジェットミル、ハンマ
ーミル、カッターミルなどの粉砕機を用いて、添加混合
する方法も有効である。溶媒を用いて混合する場合、か
くはん混合した後、溶媒を回収しながら、熱処理を行う
ことで、磁性粉表面と、滑剤又は及びカップリング剤を
充分反応させる方法が有効である。温度は２５０℃以下
が好ましく、常圧下、減圧下、加圧下いずれでも良い
が、熱処理と同時に溶媒を回収せしめる場合は、常圧以
下が好ましい。雰囲気は大気中でよいが、温度が１００
℃を越える場合は、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウム
ガスのような不活性なガス中、あるいは真空中であるこ
とが望ましい。かくはん混合を行っている間でも、磁性
粉体の表面と、滑剤又は及びカップリング剤の反応が起
こっている場合がある。

【００２８】滑剤と溶媒を混合した後、ろ過し、溶媒を
取り除く方法も有効である。但し、滑剤が溶媒に対し溶
解度を持つ場合、ろ液中に含まれる損失分を見越して滑
剤の添加量を決めなければならない。滑剤とカップリン
グ剤を併用する場合、同時に混合する方法、一方を添加
混合し次いで他方を添加混合する方法のいずれでも良い
が、最適な混合条件は同一組合せの滑剤及びカップリン
グ剤においても異なるので注意を要する。

【００２９】もちろん、滑剤及びカップリング剤は混合
工程以降の混練工程、成形工程で添加することもできる
が、少なくともどちらか一方は混合工程で添加すること
が好ましい。熱硬化性樹脂は、滑剤又は及びカップリン
グ剤を磁性粉表面に処理した後、添加する方が望ましい
が、予め滑剤又は及びカップリング剤を含有させた樹脂
を添加する方法も可能である。

【００３０】また、次工程の混練を容易とするために、
熱硬化性樹脂を溶剤にとかして添加したり、反応性希釈
剤を併せて添加することも可能である。さらに、２液型
エポキシ樹脂を用いる場合、工程中に硬化を促進させな
いためには、主剤のみ、あるいは硬化剤のみを磁性粉と
混合し、後工程で他方を添加する方法、また、主剤・硬
化剤を別々に磁性粉と混合し、混練時にもしくは、成形
時に乾式又は湿式混合する方法も有効である。（２）混練工程混合した磁性粉、滑剤、又は及びカップリング剤、熱硬
化性樹脂及びその他の添加剤の混合物をバッチ式ニーダ
ー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、ヘリカ
ルロータ、ロール、１軸押し出し機、２軸押し出し機、
自動乳鉢などを用いて−５０〜３００℃の温度領域で、
混練する工程である。

【００３１】混練温度は、熱硬化性樹脂の硬化が進まな
い領域で選ぶ。混合物に溶剤を添加している場合は、混
練と同時に溶剤回収を行う方法が有効である。なお、混
練工程は必須ではなく、例えばスプレードライなどを用
いて瞬時に溶剤を回収し、磁性粉表面に樹脂、又は滑剤
やカップリング剤及び樹脂をコーティングしたり、造粒
体を形成させて、成形時流れ性の良い材料とする方法も
有効である。（３）成形工程本発明で得た磁性材樹脂複合材料からボンド磁石を製造
する場合には、さらに成形処理を施す。

【００３２】中でも高い磁気特性のボンド磁石を製造す
る方法としては、磁場をかけながら圧縮成形、押し出し
成形、射出成形のいずれかを行う方法が挙げられる。特
に圧縮成形法では、表面平滑性及び磁気特性に優れたボ
ンド磁石が得られる。磁場をかけずに成形する場合、等
方性のボンド磁石が得られる。この成形工程で、金型に
磁性材樹脂複合材料を仕込んでから、滑剤や溶媒を添加
する方法は有効である。

【００３３】この場合、密度や磁場配向性の向上に効果
を発揮する。熱硬化性樹脂は、通常熱を加えて硬化させ
るが、成形中に熱を加えるホットプレス法や、成形品を
金型から抜いてキュア処理を行う方法が用いられる。も
ちろん、常温で硬化する樹脂を使用する場合、キュア処
理を行わなくても良い。

【００３４】また、一旦圧縮成形、押し出し成形、射出
成形した成形体を粉砕し、再度圧縮成形、射出成形の材
料として用いる方法は、成形時の流れ性や磁場配向性を
良好にし有効である。成形体は通常、さらに着磁を行っ
て、永久磁石としての性能を高める。着磁は通常用いら
れる方法、例えば静磁場を発生する電磁石、パルス磁場
を発生するコンデンサー着磁器などによって行われる。
充分着磁を行なわしめるための磁場強度は、好ましくは
１５ｋＯｅ以上、さらに好ましくは３０ｋＯｅ以上であ
る。

【００３５】なお、本発明の磁性材樹脂複合材料の製造
法として、上記の方法に加えて、（ｉ）樹脂コーティング法希土類−鉄−窒素系磁性粉体に樹脂をコーティングする
方法は、工程中又は成形体の酸化劣化を押え、成形時の
磁場配向性、流れ性を向上させる目的で有効である。

【００３６】例えば、希土類−鉄−窒素系磁性粉体をア
ミン系カップリング剤やアミン類滑剤で処理して磁性粉
表面にアミノ基を導入し、次いでエポキシ樹脂の主剤又
はモノエポキシを磁性粉表面に導入されたアミノ基と反
応させ、樹脂コーティングをする方法が挙げられる。（ｉｉ）金属バインダー法例えば、Ｍ成分を含む希土類−鉄−窒素系磁性粉体を金
属バインダーボンド磁石としたのち、これを粉砕して、
滑剤、カップリング剤及び熱硬化性樹脂を添加し成形す
る方法である。

【００３７】耐熱性用途として特に好適である。（ｉｉｉ）含浸法例えば、カップリング処理した希土類−鉄−窒素系磁性
粉体を磁場中で圧縮成形し、樹脂及び滑剤を含浸し、キ
ュア処理する方法である。磁場配向性及び磁化の高いボ
ンド磁石が得られる。（ｉｖ）磁場中混合法及び磁場中混練法粒径１０μｍ以下の希土類−鉄−窒素系磁性粉体を滑
剤、カップリング剤や樹脂を混合又は混練する工程の一
部又は全部を磁場中で行う方法である。この方法は成形
時の磁場配向性を向上させる効果がある。（ｖ）貧溶媒法例えば、滑剤又は及びカップリング剤で表面処理した希
土類−鉄−窒素系磁性粉体を分散させた炭化水素系溶媒
中に、ケトン系溶媒で溶解した固形エポキシ樹脂を、か
きまぜながら滴下して、生成した固形エポキシ樹脂の微
細粒を磁性粉表面に付着又は吸着させる方法である。こ
の方法で得た磁性材樹脂複合材料は、磁場配向性が極め
て高い。などの方法が挙げられる。

【００３８】上記製造法のうちで、希土類−鉄−窒素系
磁性粉体を滑剤、カップリング剤及び樹脂のうち少なく
とも１種で磁性粉をコーティングする方法は、磁性粉の
凝集を防ぎ、磁場配向性や耐酸化性を向上させる効果が
あり、特に好ましい方法である。

【００３９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。評価方法は以下のとうりである。（１）磁気特性磁性材樹脂複合材料を磁場中で約５ｘ１０ｘ２ｍｍの板
状に成形するか、もしくは、大型成形品より切り出し
て、これを室温中６０ｋＯｅでプルス着磁したのち、振
動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて測定した。測定した
磁気特性は、外部磁場を１５ｋＯｅ印加した時の飽和磁
化４πＩｓ（ｋＧ）、残留磁束密度Ｂｒ（ｋＧ）、角形
比Ｂｒ／４πＩｓ（％）、保磁力（固有保磁力）ｉＨｃ
（ｋＯｅ）、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ（ＭＧＯ
ｅ）である。（２）曲げ破断強度長さ１０ｍｍ，幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍの板状試料を、試
験片の寸法以外は、ＪＩＳＫ７２０３に準じて測定
した。（３）耐食性試験（１）で用いた板状もしくはリング状のボンド磁石を、
６０℃、相対湿度９０％の恒温恒湿槽内に９６時間放置
した、外観を以下の３段階で評価した。

【００４０】○；錆の発生なし、 △；僅かに錆の発生
あり、 ×；錆の発生あり（４）耐酸化性試験１５０℃のオーブン内に（１）で用いた板状ボンド磁石
を入れ、２０時間後の磁気特性を（１）と同様にして測
定し、（１）の結果と比較した。

【００４１】

【実施例１】平均粒径２．５μｍのＳｍ_8.4Ｆｅ_71.0Ｎ
_14.2Ｈ_1.4Ｏ_5.0磁性粉体５ｇと、オレイルアミン０．
０５ｇをケトン系希釈剤に溶解した溶液をボールミル中
で３０分間混合し、３０分間静置後にろ過によって希釈
剤と磁性粉体を分離した。上記表面処理した磁性粉体を
乾燥した後、ケトン系希釈剤に溶解したエポキシ樹脂主
剤０．１ｇと硬化剤０．０２８ｇを乳鉢に入れ、室温で
１時間混練し、希釈剤を蒸発させた。次いでこの磁性粉
体を１５ｋＯｅの磁界中で１４ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力で
圧縮成形した。その後成形体を減圧下で８０℃で１時間
加熱する事により圧縮成形型ボンド磁石を作製した。こ
のものの磁気特性を表１に示す。さらにこのボンド磁石
を１５０℃の空気中に２０時間放置したときの磁気特性
を表２に示した。また８０℃で９０％相対湿度中に９６
時間放置した結果、錆の発生は見られなかった。

【００４２】

【比較例１】表面処理を施さなかった以外は、実施例１
と同様にして圧縮成形ボンド磁石を作製した。このもの
の磁気特性及び曲げ破断強度を表１に示す。滑剤で磁性
粉体の表面処理をする事で磁気特性が向上している事が
あきらかである。さらにこのボンド磁石を１５０℃の空
気中に２０時間放置したときの磁気特性を表２に示し
た。また８０℃で９０％相対湿度中に９６時間放置した
結果、錆が発生した。このことから滑剤で表面処理する
事によって錆の発生を抑えられる事があきらかである。

【００４３】

【実施例２〜４】滑剤の添加量をそれぞれ０．０２５
ｇ、０．１ｇ、０．１５ｇに変更した以外は実施例１と
同様にしてボンド磁石を作製した。これらのものの磁気
特性を表１に示す。さらにこのボンド磁石を１５０℃の
空気中に２０時間放置したときの磁気特性を表２に示し
た。

【００４４】

【実施例５〜７】表面処理剤を表１に示す物質に変更し
た以外は実施例１と同様にしてボンド磁石を作製した。
これらのものの磁気特性及び曲げ破断強度を表１に示
す。さらにこのボンド磁石を１５０℃の空気中に２０時
間放置したときの磁気特性を表２に示した。

【００４５】

【実施例８】平均粒径２．５μｍのＳｍ_8.5Ｆｅ_72.3Ｎ
_13.0Ｈ_1.4Ｏ_4.8磁性粉体１５０ｇと、オレイルアミン
１．５ｇを炭化水素系希釈剤に溶解した溶液をボールミ
ル中で３０分間混合し、３０分間静置後にろ過によって
希釈剤と磁性粉体を分離した。

【００４６】上記表面処理した磁性粉体を乾燥した後、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン０．７５ｇをア
ルコール系希釈剤に溶解した溶液と混合し、２０分間静
置してから減圧下で１５０℃で１０分間加熱し、希釈剤
を回収した。この表面処理磁粉とエポキシ樹脂主剤３ｇ
および硬化剤０．８４ｇを内容積７０ｃｃのバッチ式ニ
ーダーに入れ、１時間混練し取りだした後１５ｋＯｅの
磁界中で１４ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力で圧縮成形した。そ
の後成形体を減圧下で８０℃で１時間加熱する事により
圧縮成形型ボンド磁石を作製した。このものの磁気特性
及び曲げ破断強度を表１に示す。滑剤とカップリング剤
を併用する事でさらに磁気特性が向上する事があきらか
である。さらにこのボンド磁石を１５０℃の空気中に２
０時間放置したときの磁気特性を表２に示した。また８
０℃で９０％相対湿度中に９６時間放置した結果、錆の
発生は見られなかった。

【００４７】

【比較例２】表面処理を施さなかった以外は、実施例８
と同様にして圧縮成形ボンド磁石を作製した。このもの
の磁気特性及び曲げ破断強度を表１に示す。滑剤で磁性
粉体の表面処理をする事で磁気特性が向上している事が
あきらかである。さらにこのボンド磁石を１５０℃の空
気中に２０時間放置したときの磁気特性を表２に示し
た。また８０℃で９０％相対湿度中に９６時間放置した
結果、錆が発生した。このことから滑剤で表面処理する
事によって錆の発生を抑えられる事があきらかである。

【００４８】

【実施例９〜１１】滑剤を表１に示す物質に変更した以
外は実施例８と同様にしてボンド磁石を作製した。これ
らのものの磁気特性及び曲げ破断強度を表１に示す。さ
らにこのボンド磁石を１５０℃の空気中に２０時間放置
したときの磁気特性を表２に示した。

【００４９】

【実施例１２〜１５】カップリング剤をγ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランに変更した以外は実施例
８から１１と同様にしてボンド磁石を作製した。これら
のものの磁気特性及び曲げ破断強度を表１に示す。さら
にこのボンド磁石を１５０℃の空気中に２０時間放置し
たときの磁気特性を表２に示した。

【００５０】

【実施例１６〜１９】磁性粉体を平均粒径２．５μｍの
Ｓｍ_8.4Ｆｅ_71.0Ｎ_14.2Ｈ_1.4Ｏ_5.0にしたことと、カ
ップリング剤をイソプロピルトリイソステアロイルチタ
ネートにして減圧下で８０℃で３０分処理したこと以外
は実施例８から１１と同様にしてボンド磁石を作製し
た。これらのものの磁気特性を表１に示す。さらにこの
ボンド磁石を１５０℃の空気中に２０時間放置したとき
の磁気特性を表２に示した。

【００５１】

【実施例２０】希土類−鉄−窒素系磁性粉体４８０ｇ
と、エポキシ樹脂主剤１５ｇ、２−エチル−４−メチル
イミダゾール２ｇ、ステアリン酸亜鉛５ｇ、ケトン系希
釈剤２５０ｇ、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
１ｇを混合し、Ｎ₂雰囲気下でスプレードライ乾燥を行
ったところ、粒径が約５０μｍで流れ性の非常に良い造
粒体を得る事ができた。この表面処理され、かつ造粒さ
れた磁性粉体を１５ｋＯｅの磁界中で１４ｔｏｎ／ｃｍ
²の圧力で圧縮成形した。その後成形体を減圧下で１０
０℃で１時間加熱する事により圧縮成形型ボンド磁石を
作製した。このものの磁気特性を表１に示す。流れ性が
良くなる事で配向性が向上した。さらにこのボンド磁石
を１５０℃の空気中に２０時間放置したときの磁気特性
を表２に示した。また８０℃で９０％相対湿度中に９６
時間放置した結果、錆の発生は見られなかった。

【００５２】

【実施例２１】希土類−鉄−窒素系磁性粉体５０ｇと、
炭化水素系希釈剤に溶解したオレイルアミド溶液をウエ
ットミルによって１０分間混合し、ろ過して磁性粉体と
希釈剤を分離した。上記表面処理した磁性粉体とγ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン０．５ｇをアルコール
系希釈剤に溶解した溶液を混合し、２０分間静置してか
ら減圧下で１５０℃で１０分間加熱し、希釈剤を回収し
た。この表面処理磁性粉体とケトン系希釈剤に溶解した
ｎ−ブチルグリシジルエーテルを乳鉢に入れ室温で１時
間混練し、希釈剤を蒸発させた。次いでこの磁性粉体を
減圧下で８０℃で３０分間加熱し、ｎ−ブチルグリシジ
ルエーテルとアミノ基を磁粉表面で反応させたところ、
非常に流れ性の良い、表面をコーティングされた磁性粉
体を得た。表面コーティングされたこの磁性粉体とケト
ン系希釈剤に溶解したエポキシ樹脂主剤１ｇと硬化剤
０．２８ｇを乳鉢にいれ室温で１時間混練し、希釈剤を
蒸発させた。この磁性粉体を１５ｋＯｅの磁界中で１４
ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力で圧縮成形し、その後成形体を減
圧下で８０℃で１時間加熱する事により圧縮成形型ボン
ド磁石を作製した。このものの磁気特性を表１に示す。
さらにこのボンド磁石を１５０℃の空気中に２時間放置
したときの磁気特性を表２に示した。

【００５３】また８０℃で９０％相対湿度中に９６時間
放置した結果、錆の発生は見られなかった。

【００５４】

【実施例２２】希土類−鉄−窒素系磁性粉体１５０ｇと
ケトン系希釈剤に溶解したオレイン酸をウエットミルに
よって１０分間混合し、ろ過して磁性粉体と希釈剤を分
離した。上記表面処理した磁性粉体を乾燥した後、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン０．７５ｇをアルコ
ール系希釈剤に溶解した溶液と混合し、２０分間静置し
てから減圧下で１５０℃で１０分間加熱し、希釈剤を回
収した。この表面処理磁粉とクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂およびフェノール樹脂３ｇの芳香族系希釈剤溶
液を内容積７０ｃｃのバッチ式ニーダーに入れ、１時間
混練し希釈剤を蒸発させた後、取りだして１５ｋＯｅの
磁界中で１４ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力で圧縮成形した。そ
の後成形体を減圧下で１５０℃で２時間加熱し圧縮成形
型ボンド磁石を作製した。このものの磁気特性及び曲げ
破断強度を表１に示す。さらにこのボンド磁石を１５０
℃の空気中に２０時間放置したときの磁気特性を表２に
示した。また８０℃で９０％相対湿度中に９６時間放置
した結果、錆の発生は見られなかった。

【００５５】

【実施例２３】カップリング剤をγ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシランに変更し、樹脂を不飽和アル
キドを含む主剤とスチレン系の硬化剤３ｇに変更し、硬
化を減圧下で１３０℃で５分とした以外は実施例２２と
同じ方法で圧縮成形型ボンド磁石を作製した。このもの
の磁気特性及び曲げ破断強度を表１に示す。さらにこの
ボンド磁石を１５０℃の空気中に２０時間放置したとき
の磁気特性を表２に示した。また８０℃で９０％相対湿
度中に９６時間放置した結果、錆の発生は見られなかっ
た。

【００５６】

【実施例２４〜２７】ケトン系希釈剤にエポキシ樹脂主
剤を０．０５ｇ、０．１５ｇ、０．２５ｇ、０．４ｇと
した以外は実施例８と同じ方法で圧縮成形型ボンド磁石
を作製した。このものの磁気特性及び曲げ破断強度を表
１に示す。さらにこのボンド磁石を１５０℃の空気中に
２０時間放置したときの磁気特性を表２に示す。また８
０℃で９０％相対湿度中に９６時間放置した結果、樹脂
が０．０５ｇの物以外は錆の発生は見られなかった。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
粒度が小さく高い磁気特性を有する希土類−鉄−窒素系
磁性材料を含有し、しかも高い磁場配向性と耐酸化性を
合わせ持つ磁性材樹脂複合材料を得ることができ、更
に、これらの材料を用いて、表面平滑性、機械特性、寸
法安定性に優れた高磁気特性のボンド磁石を作製するこ
とができる。

フロントページの続き (72)発明者三井良一静岡県富士市鮫島２番地の１旭化成工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類ー鉄ー窒素系磁性粉体６９〜９
９．５重量％と、滑剤０．０１〜５重量％と、カップリ
ング剤０〜５重量％及び熱硬化性樹脂０．２〜３０重量
％からなることを特徴とする磁性材樹脂複合材料