JPH05326231A

JPH05326231A - ボンド磁石用組成物及びボンド磁石

Info

Publication number: JPH05326231A
Application number: JP4155872A
Authority: JP
Inventors: Nobumitsu Oshimura; 信満押村; Shoichi Yoshizawa; 昌一吉澤
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【構成】 (A) 25℃において固体状のエポキシ樹脂、
(B) 25℃において固体状のポリビニルアセタール樹脂、
及び(C) 25℃において固体状のカルボジイミド樹脂、を
含有してなる樹脂バインダーと、異方性磁場が50kOe 以
上の磁性粉末とを含有してなるボンド磁石用組成物。【効果】本組成物を硬化させることにより得られるボ
ンド磁石の磁気特性と曲げ強度が優れているばかりでな
く、粉体流動特性も良好であるため、成形作業性が良好
で高い生産性を実現でき、量産に適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気特性及び耐曲げ強
度に優れたボンド磁石を与える組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】希土類系永久磁石は、その優れた磁気特
性から一般家電製品や通信・音響機器、医療機器、一般
産業機器にいたる幅広い分野で応用されつつある。その
中でボンドタイプの磁石は、磁性粉に樹脂バインダーを
配合してプレス成形するものであるため、焼結タイプの
磁石に比べ、(1) 寸法精度が高く複雑な形状に成形する
ことができる、(2) 品質、性能の均一性が高い、(3) 歩
留まりが良く、機械加工性が良好である、等の利点があ
る。

【０００３】しかし、得られるボンド磁石の機械的強
度、例えば曲げ強度を高めるために樹脂バインダーの配
合比率を高めるとそれに応じて磁性粉の比率が低下する
のでボンド磁石の磁気特性が低下するという欠点があ
る。一方、近年、小型モーター、音響機器、ＯＡ機器等
に用いられるボンド磁石は、機器の小型化の要請から磁
気特性が高いとともに、組立時に割れや欠けを生じない
機械的強度、特に曲げ強度に優れたものが要求されてい
る。

【０００４】こうした、磁石としての磁気特性の向上と
機械的強度の向上という相反しがちな要求を満たすもの
として、常温で液状のエポキシ樹脂をバインダーとして
使用してプレス成形することが提案されている。すなわ
ち、該エポキシ樹脂を使用すると樹脂の比率を低く抑え
て磁石の磁気特性の向上を図っても曲げ強度を高く維持
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、常温で
液状のエポキシ樹脂をバインダーに使用すると、著しく
粉体流動特性が低下してプレス成形が困難となり易く、
量産性が大きく損なわれる、という別の新たな問題が生
じている。

【０００６】そこで、本発明の課題は、上記の事情に鑑
み、バインダー樹脂の比率を低く抑えても、得られる磁
石の磁気特性と曲げ強度が優れているばかりでなく、粉
体流動特性も良好であるボンド磁石用組成物及び該組成
物により得られるボンド磁石を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を達成するために、ボンド磁石のバインダーとして使用
される樹脂について種々検討を行った結果、下記の組成
により目的とするボンド磁石用組成物が得られることを
見いだし、本発明を完成した。

【０００８】即ち、本発明は、(A) 25℃において固体状
のエポキシ樹脂、(B) 25℃において固体状のポリビニル
アセタール樹脂、及び(C) 25℃において固体状のカルボ
ジイミド樹脂、を含有してなる樹脂バインダーと、異方
性磁場が50kOe 以上の磁性粉末とを含有してなるボンド
磁石用組成物を提供するものである。以下、本発明を詳
細に説明する。

【０００９】磁性粉末本発明で使用する磁性粉末は、異方性磁場（Ｈ_A）が、
50kOe 以上の磁性粉末であれば、特に制約なく使用する
ことができる。したがって、この条件を満たす限り、通
常ボンド磁石に用いられている磁性粉を使用でき、例え
ば、Sm−Co₅ 、Sm₂(CoFeZrV) ₁₇等の希土類コバルト
系、Nd−Fe−Co−Ｂ系、Nd−Dy−Fe−Ｂ系、Nd−Fe−Ｂ
系等の希土類−鉄−ホウ素系、Sm−Fe−Ｎ系、Nd−Fe−
Ti−Ｎ系、Nd−Fe−Ｖ−Ｎ系などの磁性粉が挙げられ
る。

【００１０】上記ボンド磁石組成物において、磁性粉と
して上で例示した希土類−鉄−ホウ素系の場合は、液体
急冷法による合金粉末の使用が特に好ましい。即ち、液
体急冷法によれば、所要組成の合金を高周波誘導加熱等
の方法によって溶解し、得られた溶湯を高速回転する銅
又はアルミ製のロールに吹き付けて急冷し、厚さ数十ミ
クロンのリボンとする。このリボンに適当な熱処理を施
して、例えば平均結晶粒径をが3000Å以下とした後に、
スタンプミル、ボールミル等による乾式あるいは湿式粉
砕に供することにより磁性粉が得られる。磁石粉の粒径
は、通常、35メッシュ(JIS) 以下が好ましい。

【００１１】樹脂バインダー (A)成分のエポキシ樹脂としては、25℃において固体状
であれば特に制約なく使用することができ、例えばグリ
シジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型
エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、線状
脂肪族エポキサイド型エポキシ樹脂、脂肪族エポキサイ
ド型エポキシ樹脂等挙げられ、これらは単独でも２種類
以上を組み合わせても使用することができる。

【００１２】エポキシ樹脂(A) の配合量は、樹脂バイン
ダー中に通常５〜50重量％、好ましくは10〜30重量％で
あり、少なすぎても多すぎても、十分な曲げ強度が得難
い。

【００１３】(B)成分のポリビニルアセタール樹脂の例
としては、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルアセ
トアセタール樹脂及びポリビニルブチラール樹脂が挙げ
られ、25℃で固体状のものであれば、特に制約なく使用
することができる。その限りにおいておいて重合度は何
ら制限されないが、通常、 200〜5,000 の範囲でよく、
より具体的にはポリビニルホルマール樹脂は重合度 300
〜1,000 のものが好ましく、ポリビニルブチラール樹脂
は重合度 300〜2,000 のものが好ましい。

【００１４】ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルア
セトアセタール樹脂及びポリビニルブチラール樹脂は
(B)成分としていずれかを単独で使用してもよいし、２
種以上を混合して用いてもよい。

【００１５】ポリビニルアセタール樹脂(B) は公知の方
法により得られる。即ち、例えば、ポリビニルホルマー
ル樹脂は、一般に、ポリ酢酸ビニルをケン化した得られ
るポリビニルアルコールをホルムアルデヒドによりアセ
タール化することにより得られる。ポリビニルブチラー
ル樹脂は、一般に、同様に得られたポリビニルアルコー
ルをブチルアルデヒドによりアセタール化することによ
り得られる。

【００１６】(B)成分の配合量は、エポキシ樹脂(A) 10
0重量部当り、通常 0.2〜600 重量部が好ましい。 (B)
成分の配合量が少なすぎると、十分な耐曲げ強度が得ら
れず、多すぎると、著しく耐熱性、曲げ強度が低下す
る。

【００１７】(C)成分のカルボジイミド樹脂は、一般
式：（−Ｒ−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−）_n〔式中、Ｒは１価又は２
価の炭化水素基であり、ｎは正の整数であり、好ましく
は１〜100 の整数である。〕で表される。このカルボジ
イミド樹脂は、触媒存在下でジイソシアネートの脱炭酸
縮合反応によって合成される熱硬化性特殊ポリイミド樹
脂の一種として公知である。この樹脂は、25℃で固体状
のもの、液状のものが存在するが、本発明では固体状の
ものをそのまま、あるいは例えばメチルエチルケトン、
ジメチルフォルムアミドなどの溶剤に溶かされた状態で
使用する。このようなカルボジイミド樹脂は、例えば日
清紡績（株）より商品名カルボジライトで販売されてい
るものを使用してもよい。本発明の組成物におけるバイ
ンダー樹脂の配合量は、磁性粉 100重量部当り0.5〜５
重量部が好ましく、さらには１〜３重量部がより好まし
い。

【００１８】その他の成分本発明のボンド磁石用組成物は、上記の磁性粉、バイン
ダー樹脂の他に、必要に応じて、公知のSi系、Ti系又は
Al系のカップリング剤、樹脂硬化剤、硬化促進剤（硬化
触媒）等を１種単独で又は複数組み合わせて添加するこ
とができる。Si系、Ti系及びAl系のカップリング剤とし
ては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、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
トリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、
イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）
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、イソプロピルジメタクリルイソステアロイル
チタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォ
ニルチタネート、アセトアルコキシアルミニウムジイソ
プロピレート等が代表的なものとして挙げられる。これ
らを、例えば乾式法、湿式法、インテグラルブレンド法
等により混合することによって、得られるボンド磁石の
基体への密着性を向上させることができる。また、硬化
剤としては、例えば、単一ポリアミン型硬化剤、変性ポ
リアミン型硬化剤、酸無水物型硬化剤、ポリフェノール
型硬化剤、ポリメルカプタン型硬化剤、アニオン重合型
硬化剤、カチオン重合型硬化剤等が挙げられる。硬化促
進剤としては、第３級アミン類、イミダゾール類、有機
金属塩類、塩化物類、有機過酸化物類等が挙げられる。
硬化剤や硬化促進剤は必要に応じて２種以上を組合せて
使用してもよい。

【００１９】組成物の調製本発明の組成物は各所要成分を混合することにより得ら
れる。混合方法は特に限定されず、例えば、メチルエチ
ルケトン等の有機溶剤に上述の樹脂その他の有機成分を
溶解し、磁性粉と混合した後、乾燥し組成物を得る湿式
法、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
合機中で所要成分を一括混合する乾式法等のいずれでも
よい。こうして得られる組成物は、流動性の高いパウダ
ー状である。

【００２０】ボンド磁石の製造磁石の製造は、得られた組成物を各種の圧縮成形装置に
よりプレス成形した後、加熱処理を施してバインダー樹
脂を硬化させる。その後磁場中で着磁することによりボ
ンド磁石が得られる。組成物のプレス成形は、通常、４
〜８t/cm²の圧力下で行い、バインダー樹脂の硬化は 1
20〜190 ℃程度の温度で 0.5〜３時間程度加熱すればよ
い。

【００２１】用途本発明の組成物を硬化して得られるボンド磁石は、一般
家電製品、通信機器、音響機器、医療機器、一般産業機
器に到る広範囲の分野で有用である。

【００２２】

【作用】本発明の組成物に使用されるバインダー樹脂
は、エポキシ樹脂(A) 、ポリビニルアセタール樹脂(B)
及びカルボジイミド樹脂(C) からなるが、これら樹脂の
それぞれが単独で使用された場合に比べて、硬化させた
時により高い架橋率が得られるとともに、磁性粉と樹脂
相の接着強度が著しく増すため、従来の樹脂量より少な
い樹脂量でも優れた曲げ強度が得られるものと考えられ
る。また、 (A)〜(C) の樹脂のいずれもが25℃において
固体状であるため組成物は粘着性がなく、良好な粉体流
動性を示す。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。

【００２４】材料磁性粉磁性粉Ｉ：Nd−Fe−Ｂ系磁石粉（商品名：MQP-B 、米国
ゼネラルモーターズ社製）異方性磁場：70.4 kOe 磁性粉II：Sm−Co₅系磁性粉（商品名： RCo₅合金、住
友金属鉱山（株）製）異方性磁場： 246 kOe、平均粒径10μm エポキシ樹脂エポキシ樹脂Ｉ：クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、25℃で固体（商品名：EOCN−1025、日本化薬株式会
社製）エポキシ樹脂II：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、25
℃で液状（商品名：エピコート828 、油化シェルエポキシ株式会
社製）カルボジイミド樹脂 25℃で固体（商品名：カルボジライト、日清紡績（株）
製）ポリビニルホルマール樹脂 PVF I ：平均重合度約 450のポリビニルホルマール樹
脂、25℃で固体。デンカホルマール♯20（商品名、電気
化学工業（株）製） PVF II：平均重合度約 950のポリビニルホルマール樹
脂、25℃で固体。デンカホルマール♯200 （商品名、電
気化学工業（株）製）ポリビニルブチラール樹脂 PVB Ｉ：平均重合度 300のポリビニルブチラール樹
脂、25℃で固体。（商品名：♯2000L 、電気化学工業
（株）製） PVB II ：平均重合度 800のポリビニルブチラール樹
脂、25℃で固体。（商品名：♯3000K 、電気化学工業
（株）製） PVB III ：平均重合度 2,000のポリビニルブチラール樹
脂、25℃で固体。（商品名：♯5000A 、電気化学工業
（株）製）硬化剤：ジシアンジアミド但し、バインダー樹脂がカルボジイミド樹脂を含まない
場合のみ使用した。硬化促進剤：３−ヒドロキシピリジン（関東化学
（株）製）但し、バインダー樹脂がカルボジイミド樹脂を含まない
場合にのみ使用した。

【００２５】組成物の調製表１〜表６に示すように、各実施例及び比較例におい
て、磁性粉 100重量部に表に示した樹脂を表示の量配合
した。樹脂分がエポキシ樹脂のみである比較例では、総
樹脂量に対して３重量％量の硬化促進剤と、エポキシ樹
脂の10重量％量の硬化剤とを、ジグライム又はメチルエ
チルケトンで10倍希釈した溶液の状態で添加した。混合
撹拌した後、30℃において減圧（10^-1Torr）下でメチル
エチルケトンを完全に揮散させて組成物を得た。実施例
及び比較例１〜５、８〜12において得られた組成物はサ
ラサラしたものであったが、比較例６、７、13、14のも
のは、凝集し易い粘着性を示した。各組成物の粉体流動
特性を次のようにして評価した。結果を表１〜表６に示
す。

【００２６】粉体流動特性の評価：組成物を金型（外径
20mmφ、内径18mmφ、深さ35mm）へ給粉し擦切った後、
金型内の粉末量を秤量した。給粉量が２ｇ以上が○、２
ｇ未満が×と評価した。

【００２７】磁石の製造、評価上で得られた、各実施例、比較例の組成物をプレス金型
中に供給し、成形面圧5.7トン／cm²でプレス成形し
（但し、SmCo₅磁性粉を使用した場合のみ磁場中成形を
おこなった）、縦80mm×横10mm×厚さ４mmの圧粉体から
なる板状試料を得た。ついで、該板状試料をそれぞれ大
気中、 185℃で３時間熱処理し、試料中のバインダー樹
脂を硬化させ、ボンド磁石試料を得た。これらの試料の
曲げ強度及び磁気特性をそれぞれ下記の方法で評価し
た。結果を表１〜表６に示す。

【００２８】曲げ強度：ASTM D-790に準じ曲げ強度を求
め評価した。

【００２９】磁気特性：チオフィー型自記磁束計にて常
温で測定した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】

【００３４】

【表５】

【００３５】

【表６】

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
ボンド磁石用組成物は、得られる磁石の磁気特性と曲げ
強度が優れているばかりでなく、粉体流動特性も良好で
あるため、成形作業性が良好で高い生産性を実現でき、
量産に適している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (A) 25℃において固体状のエポキシ樹
脂、(B) 25℃において固体状のポリビニルアセタール樹
脂、及び(C) 25℃において固体状のカルボジイミド樹
脂、を含有してなる樹脂バインダーと、異方性磁場が50
kOe 以上の磁性粉末とを含有してなるボンド磁石用組成
物。
【請求項２】請求項１の組成物であって、前記の樹脂
バインダーが (A)成分 100重量部当り (B)成分 0.2〜60
0 重量部、 (C)成分40〜2,000 重量部を含有してなり、
該樹脂バインダーが前記の磁性粉末 100重量部当り 0.5
〜５重量部である組成物。
【請求項３】請求項１又は２に記載の組成物を硬化さ
せることにより得られたボンド磁石。