JPH0613213A - カプセル収容した耐酸化性永久磁石粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】耐酸化性の、個別にカプセル収容されたネオジ
ム−鉄−ホウ素永久磁石粒子を提供する。これらの粒子
は、好ましくは３種類の異なった有機層で個別に被覆さ
れる。第一の被覆は、被覆粒子の酸化を遅延させるため
の酸化防止剤層である。第二の中間層は好適な熱硬化性
エポキシからなり、後に続く粒子の成形工程で必要な接
着性を与える。第三の最外層はポリスチレンからなり、
エポキシ層は堆積後に粘着性を示し、粒子の自由流動性
を妨害することがあるので、粒子の自由流動性を保つた
めに使用する。被覆は、流動床コーティング技術を使用
して順次施す。次いで、カプセル収容された粒子を成形
し、適切に硬化させる。 【効果】カプセル収容された粒子は高温においても高い
耐酸化性を示す。後に続く成形永久磁石製品の製造に有
用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は一般的に、鉄、ネオジムおよび／
またはプラセオジム、およびホウ素からなる、磁性的に
等方性であり、室温で少なくとも約５ｘ１０⁶ ／４π
Ａ／ｍ（５，０００エルステッド）の高保磁性を有する
ことを特徴とする粉末組成物に関する。より詳しくは、
本発明は、その様な粉末組成物の耐酸化性を高めるため
に、その様な粉末粒子のそれぞれを少なくとも２つの異
なった層で個々に被覆し、カプセル収容した製品に関す
る。

【０００２】鉄、ネオジムおよび／またはプラセオジ
ム、およびホウ素を含む組成物からなる永久磁石は公知
であり、商業的に使用されている。その様な永久磁石は
必須磁性相として、鉄、ネオジムおよびホウ素（例え
ば）の比率が実験式Ｆｅ₁₄Ｎｄ₂Ｂにより表わされる正
方結晶の粒子を含む。これらの磁石組成物およびその製
造方法は米国特許第４，８０２，９３１号に記載されて
いる。磁性相の粒子は第二の相により取り囲まれている
が、この第二の相は一般的に必須磁性相と比較して希土
類元素、例えばネオジムの濃度が高い。その様な組成を
有する磁石は、その組成物の溶融物を急速に固化させ
（例えば溶融紡糸により）、微粒の、リボン状断片の、
磁性的に等方性な小板を形成することにより製造できる
ことが知られている。これらの等方性粒子から、公知の
方法により、高保磁性磁石を形成することができる。

【０００３】一般的に、これらの粒子の特徴は、極めて
反応性が高く、これらの粒子を大気に露出すると酸化さ
れ、その様な粒子から得られる保磁力が不可逆的に低下
することである。この欠点は高温において最も顕著にな
る。

【０００４】これらの粒子をその様な酸化から保護する
ために、粉末組成物を好適なエポキシ樹脂で被覆するな
どの多くの試みがなされている。一般的に、これらの粉
末組成物を被覆するための方法では、組成物を好適な溶
剤と混合し、次いで被覆された溶質を粉末粒子上に蒸発
させるか、あるいは被覆された溶質を粉末粒子上に沈殿
させる。

【０００５】しかし、これらの先行技術の試みには、そ
の粉末組成物を被覆する方法により、個々の粒子が個別
に被覆されるのではなく、粉末組成物の塊が被覆される
という欠点がある。続いてその様な粉末を処理する、お
よび取り扱う際に、塊がこわれ、粉末組成物の被覆され
ていない表面が残される傾向がある。このことは、これ
らの被覆されていない表面が大気に露出されることによ
り酸化され、粉末組成物全体の完全性が失われるために
問題である。

【０００６】したがって、十分な耐酸化性を有する材料
で個々の粒子をカプセル収容することにより、その様な
永久磁石粒子の耐酸化性を高める手段を提供することが
望ましい。さらに、その様な手段が、その様な粒子から
永久磁性製品を製造するための、その様な粒子の加工性
を損なわないことが望ましい。

【０００７】本発明の目的は、鉄、ネオジムおよび／ま
たはプラセオジム、およびホウ素からなる希土類元素永
久磁石材料の個々の粒子をカプセル収容するための手段
を提供することである。

【０００８】本発明の別の目的は、その様な手段によ
り、その様な希土類元素永久磁石を、磁性粒子の酸化を
遅延させる第一の有機性被覆でカプセル収容することで
ある。

【０００９】本発明のさらに別の目的は、その様なカプ
セル収容された粒子の上を、少なくとも第二の、適切な
エポキシ樹脂結合剤からなる有機性被覆でさらにカプセ
ル収容し、その様な粒子の成形加工性を向上させること
である。

【００１０】そのため、本発明の永久磁石粒子は、請求
項１に記載の特徴を有する。

【００１１】本発明のカプセル収容された粒子は、所望
により、第三の、最外層の有機性被覆でカプセル収容
し、その様な粒子の取り扱い性および加工性を改良する
こともできる。

【００１２】本発明の好ましい実施態様では、これら
の、および他の目的および長所は次の様にして達成され
る。

【００１３】本発明により、耐酸化性の、個別にカプセ
ル収容された、ネオジム−鉄−ホウ素永久磁石粒子を提
供する。カプセル収容された粒子は、好ましくは３つの
異なった有機層を有し、その後の永久磁石製品の形成に
効果的に使用される。

【００１４】第一の被覆層は、好ましくは被覆粒子の酸
化を遅延させるための耐酸化性層であり、粒子の総重量
に対して好ましくは約０．６重量％の量で存在する。こ
の第一の層は、等量の３種類の成分、すなわち２種類の
異なった酸化防止剤組成物および１種類の酸化抑制剤組
成物からなる。

【００１５】第二の中間層は、エポキシ結合剤または接
着剤からなる。この第二の層は、粒子の総重量に対して
好ましくは約１．５重量％の量で存在する。

【００１６】中間のエポキシ層は堆積後に一般的に粘着
性が高く、粒子の自由流動を妨げるので、所望により使
用する第三の最外層は、好ましくはポリスチレンからな
り、粒子の自由流動性を確保するために使用する。この
第三の層は好ましくは約０．５重量％の量で存在する。

【００１７】被覆は、流動床コーティング技術を使用し
て順次施す。次いで、被覆した粒子を、温度下における
圧縮成形または室温におけるコンパクション成形の様な
従来の技術を使用して成形し、適切に硬化させる。

【００１８】本発明の特に有利な特徴は、永久磁石粒子
が個別に被覆されるので、粒子の塊をカプセル収容する
従来の方法と比較して、得られる磁石構造の耐酸化性が
高温においても高くなることである。また、本発明によ
り、個別に被覆された粒子は、成形磁石構造を形成する
ための続く処理工程と相容性がある形になる。さらにも
う一つの利点は、有機層に使用する特定の材料を所望に
より容易に変更できることである。

【００１９】本発明の他の目的および長所を以下により
詳細に説明する。

【００２０】添付の図面を参照するが、図中の番号はウ
ルスター型流動床被覆装置のコーティング区域の全体断
面部分を示す。

【００２１】耐酸化性が高い、鉄、ネオジムおよび／ま
たはプラセオジム、およびホウ素からなる希土類元素永
久磁石の個々のカプセル収容された粒子を製造する。こ
れらのカプセル収容された粒子は、好ましくは３種類の
異なった有機層を有し、良好な耐酸化性を必要とする高
保磁性永久磁石の形成に有用である。

【００２２】これらの粒子組成物は、原子百分率で、好
ましくは鉄が非希土類金属含有量の少なくとも６０％ま
でを占める、約４０〜９０％の鉄またはコバルトと鉄の
混合物、好ましくはネオジムおよび／またはプラセオジ
ムが希土類元素含有量の少なくとも約６０％を占める、
ネオジムおよび／またはプラセオジムを必ず含む約１０
〜４０％の希土類金属、および少なくとも０．５％のホ
ウ素からなる。好ましくは、鉄が組成物全体の少なくと
も約４０原子％を構成し、ネオジムおよび／またはプラ
セオジムが組成物全体の少なくとも約６原子％を構成す
る。また、好ましくは、ホウ素含有量は組成物全体の約
０．５〜約１０原子％であるが、ホウ素の総含有量は、
磁性組成物の意図する用途に応じて、これより多くても
よい。

【００２３】この種の永久磁石粒子を製造する上で効果
的である組成物は、Ｆｅ₁₄Ｎｄ₂ Ｂ（または同等のも
の）正方晶系結晶からなる磁性相を含み、重量％で、希
土類元素約２７〜３１．５（その際、この成分の９５％
がネオジムであり、残りが実質的にプラセオジムであ
る）、ホウ素約０．８〜約１．０、および残りが鉄から
なるが、場合によりさらに、鉄が約２〜約１６％までコ
バルトで置き換えられている。さらに、ガリウムが約
０．５５乃至０．７５％の量で加えられていてもよい。

【００２４】しかし、無論本発明は、上記の原子百分率
で表わされるより大きな組成物群に適用され、一般的に
鉄−ネオジム−ホウ素組成物と呼ぶことにする。

【００２５】その様な組成物からなる鉄−ネオジム−ホ
ウ素磁性粒子は、その組成物の溶融物を急速に固化さ
せ、微粒の、リボン状断片の磁気的に等方性の小板を形
成することにより製造できる。一般的に使用される技術
は溶融紡糸である。この技術はこの分野では良く知られ
ているが、他の好適な手段も粒子形成に使用できる。粒
子の平均直径は、約１００〜約３００ミクロンである
が、広範囲に変えることができる。各粒子は、材料に磁
性を与えるＦｅ₁₄Ｎｄ₂ Ｂ（または同等のもの）正方晶
系結晶を含む。

【００２６】一般的に、これらの溶融紡糸した粒子の磁
気特性は以下に記載する様に変化するが、その合金の実
際の成分、特にその組成物内の鉄、コバルトおよび希土
類元素の量により異なる。一般的に、これらの溶融紡糸
した等方性粒子は、残留誘導（Ｂ_r ）が約０．７３〜約
０．８３Ｔ（７．３〜約８．３キロガウス）、保磁力
（Ｈ_c ）が約５．５ｘ１０⁶ ／４π〜約６．５ｘ１０⁶
／４π Ａ／ｍ（５．５〜約６．５キロエルステッド）
で固有保磁力（Ｈ_ci）が約８ｘ１０⁶ ／４π〜約１８ｘ
１０⁶ ／４π Ａ／ｍ（８〜約１８キロエルステッ
ド）、および最大エネルギー積（ＢＨ_max ）が約１１ｘ
１０⁵ ／４π〜約１２．５ｘ１０⁵ ／４π Ｔ．Ａ／ｍ
（１１〜約１２．５メガガウスエルステッド）である。

【００２７】これらの粒子は、適当なエポキシを使用
し、室温で固結成形して有用な磁性粒子を形成すること
ができる。これらの成形粒子の磁気特性は、以下に記載
する様に広範囲であるが、やはり合金の実際の組成によ
り異なる。一般的に、これらの粒子は、残留誘導（Ｂ
_r ）が約０．６〜約０．７Ｔ（６〜約７キロガウス）、
保磁力（Ｈ_c ）が約５ｘ１０⁶ ／４π〜約６ｘ１０⁶ ／
４π Ａ／ｍ（５〜約６キロエルステッド）で固有保磁
力（Ｈ_ci）が約９ｘ１０⁶ ／４π〜約１６ｘ１０⁶／４
π Ａ／ｍ（９〜約１６キロエルステッド）、および最
大エネルギー積（ＢＨ_max ）が約８．５ｘ１０⁵ ／４π
〜約９．５ｘ１０⁵ ／４π Ｔ．Ａ／ｍ（８．５〜約
９．５メガガウスエルステッド）である。

【００２８】さらに、これらの粒子を熱加工し、適度の
高温でプレスし、等方性磁性粒子を製造することができ
る。等方性磁気特性は、一般に以下に記載する様に広範
囲であるが、やはり合金の実際の組成により異なる。一
般的に、等方性粒子は、残留誘導（Ｂ_r ）が約１．１〜
約１．２Ｔ（１１〜約１２キロガウス）、保磁力（Ｈ
_c ）が約１０ｘ１０⁶ ／４π〜約１１．６ｘ１０⁶ ／４
π Ａ／ｍ（１０〜約１１．６キロエルステッド）で固
有保磁力（Ｈ_ci）が約１４ｘ１０⁶ ／４π〜約１８ｘ１
０⁶ ／４π Ａ／ｍ（１４〜約１８キロエルステッ
ド）、および最大エネルギー積（ＢＨ_max ）が少なくと
も約３０ｘ１０⁵ ／４π〜約３５ｘ１０⁵ ／４π Ｔ．
Ａ／ｍ（３０〜約３５メガガウスエルステッド）であ
る。

【００２９】本発明では、鉄−ネオジム−ホウ素粒子を
先ず第一の有機層で個別にカプセル収容する。この第一
の層は、被覆粒子の酸化を遅延させる３種類の個別の、
ただし協同作用する成分を含むのが好ましい。我々は、
これらの３種類の成分の組合わせが、鉄−ネオジム−ホ
ウ素粒子内で起こる腐食機構を遅延させることを確認し
たが、これは恐らく腐食過程に固有の酸化−還元反応の
際の電荷移動機構を妨害するためであろう。この妨害に
より、反応性の高い鉄−ネオジム−ホウ素粒子の耐腐食
性および高温安定性が改良される。

【００３０】この第一層の好ましい組成物は、等量の第
一酸化防止剤成分、第二酸化防止剤成分、および酸化抑
制成分からなる。特に、好ましい第一酸化防止剤成分
は、高分子量の束縛フェノール性酸化防止剤、２，２−
ビス〔４−（２−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４
ヒドロキシヒドロシンナモイルオキシ））エトキシフ
ェニル〕プロパン、実験式Ｃ₅₃Ｈ₇₂Ｏ₈ 、分子量約８３
６であり、ＩＣＩスペシャルティー ケミカルスからト
パノール２０５として市販されている。好ましい第二の
酸化防止剤はチオエステルのチオジプロピオン酸ジラウ
リル、実験式Ｃ₃₀Ｈ₅₈Ｏ₄ Ｓ、分子量約５１４であり、
モルトン チオコール社からカルスタッブＤＬＴＤＰ
（ＣＡＲＳＴＡＢ ＤＬＴＤＰ）として市販されてい
る。好ましい金属酸化抑制剤成分、オキサリルビス〔ベ
ンジリデンヒドラジド〕は、実験式がＣ₁₆Ｈ₁₄Ｏ₂ Ｎ₄
であり、分子量が約２９４であり、イーストマン ケミ
カルからイーストマン インヒビターＯＡＨＢとして市
販されている。恐らく、酸化抑制剤は、酸化過程の際に
金属と反応し、これを不活性化するのであろう。

【００３１】第一耐酸化性層のこれら３種類の好ましい
成分は、協同作用し、エポキシ被覆した鉄−ネオジム−
ホウ素粒子に最適な耐酸化性を付与することが確認され
た。これら３種類の好ましい成分を等量で協同作用する
様に組合わせて磁性粒子をカプセル収容する代わりに、
磁性粒子を、単一成分だけを含む、各成分の組合わせ、
あるいは各成分の様々な量、ならびに各成分の好適な代
替品でカプセル収容することも考えられる。個々の酸化
防止剤の他の好適な代替品としては、ビスフェノールま
たはチオビスフェノールの様な他の束縛フェノール、あ
るいはフェノールまたはアミンの様な他の重合体、より
詳しくはモノフェノール、フェノールエーテル、アミノ
フェノール、ジフェニルアミン、フェニレンジアミンお
よびキノリン、ならびに各種の他の酸化防止剤がある。
酸化抑制剤の好適な代替品には、各種の他の公知の抑制
剤がある。しかし、耐酸化性を改良する有利な協同作用
があるために、３成分を等量で含む組成物が好ましい。

【００３２】各成分が最も効果的に貢献するには、各成
分は約０．２重量％の等量で存在するのが好ましい。し
たがって、第一層の総量は、粒子の層重量に対して約
０．６重量％になる。各成分の量は、約０．０５重量％
から約１．５重量％まで変えることができ、したがって
第一層の総量は約０．１５重量％から約４．５重量％ま
でになる。無論、望ましい耐酸化性を得るには最少量の
成分は必要であるが、その様なカプセル収容された粒子
から得られる成形製品の密度および全体的な磁気特性に
対する悪影響を防止するためには、実際、最大量も望ま
しい。

【００３３】次に、第一の耐酸化性有機層の上に第二の
有機層を堆積させ、鉄−ネオジム−ホウ素粒子をさらに
カプセル収容する。この第二の層は、後に続く粒子の固
結および成形のための接着性結合剤を与える。好ましく
は、この第二の有機層は、ノボラックの商品名で知られ
る組成物群として市販されているフェノール−ホルムア
ルデヒド型の熱硬化性エポキシ樹脂の様な好適な熱硬化
性エポキシ樹脂結合剤からなる。他の好適なエポキシ樹
脂は、他の公知の熱硬化性樹脂または結合剤、および恐
らくある種の熱可塑性樹脂をも含むが、それらの使用
は、各カプセル収容層中に使用されている実際の成分に
より異なる。

【００３４】好ましくは、この第二のエポキシ層は、粒
子の層重量に対して約１．５重量％の量で存在するが、
この量は約０．１重量％から約１０重量％の間で変える
ことができる。エポキシの量が少な過ぎる場合、後に続
く粒子の成形の際に接着力が不十分になり、エポキシの
量が多過ぎる場合は成形した製品の全体の密度および物
理特性が低下する。したがって、エポキシ層は約１．５
重量％が最適と考えられる。これによって、後に続く成
形作業の際に固結粒子の接着に十分な量のエポキシが確
保され、使用する接着剤の量が多過ぎる場合に起こる様
な成形部品の固結密度または物理特性に対する悪影響が
生じない。

【００３５】エポキシ樹脂結合剤を適当な促進剤と混合
し、後に続く成形工程でエポキシを硬化し易くすること
ができる。使用する促進剤は、後に続く硬化工程の温度
およびエポキシ樹脂の堆積に使用する溶剤などの処理パ
ラメータにより変えることができる。促進剤の選択は当
業者には明らかなので、ここではこれ以上詳細に説明し
ない。３層を粒子上に堆積させる方法は、後でより詳細
に説明する。

【００３６】ここで、エポキシ樹脂結合剤からなるこの
中間層は、使用する促進剤に応じて堆積後にある程度粘
着性が残っていてもよい。考慮すべきは、促進剤および
エポキシ樹脂が堆積の際に液体の形であるか、あるいは
固体の形であるか、および促進剤の活性化温度である。
エポキシ樹脂の堆積後に、被覆した粒子がなお粘性を有
する場合、後に続く粒子の固結および成形の際に粒子が
自由に流動しないので、後工程にとって有害であること
がある。

【００３７】そこで、エポキシ堆積後の粒子の粘着性を
軽減するために、粒子の上に第三の層を堆積させ、それ
によってその様な粒子の取り扱い性および加工性を改善
することができる。この第三の、最も外側の有機層は、
ポリスチレンの様なフィルム形成材料からなるのが好ま
しいが、ポリエステルの様な他の公知の重合体、等も使
用できる。ポリスチレン層は、平滑で摩擦係数の低い表
面を与え、取り扱いおよび処理し易い様に粒子を自由流
動させるので好ましい。その上、ポリスチレン外被は、
後に続く粒子の成形の際に加えられる圧力により比較的
容易に壊れ、その下にあるエポキシを粒子に望ましい形
状で接着させることができる。その上、ポリスチレンは
容易に入手でき、実用的である。

【００３８】この第三のポリスチレン層は、粒子の総重
量に対して約０．５重量％の量で存在するが、この量も
所望により約０．１重量％から約１０．０重量％の間で
変えることができる。上に述べた様に、ポリスチレンの
量が少な過ぎる場合、エポキシ被覆粒子の粘着性が軽減
されず、量が多過ぎると最終成形製品に悪影響を及ぼ
す。

【００３９】３つの好ましい有機層は、鉄−ネオジム−
ホウ素粒子上に順次堆積させることができる。各層は好
ましくは、流動床コーティング技術を使用し、工業的に
使用できる溶剤に溶解させた特定の成分を含むスプレー
から個々の粒子上に堆積させる。先行技術における様に
粒子の塊ではなく、個々の粒子が確実に被覆される様
に、特定の成分および溶剤を含む溶液を、好適なコーテ
ィング装置中を空気により循環する粒子の流動床中に噴
霧する。その様な流動床コーティングを実行するための
好適な装置はこの分野では公知である。

【００４０】好ましくは、添付の図面に示す、ウルスタ
ー所有の米国特許第２，６４８，６０９号および第３，
２５３，９４４号に開示されているウルスター型バッチ
コーティング装置を使用して粒子を被覆する。この装置
は円筒形の外側容器２を含み、その床４には複数の穴６
が開いており、それらの穴を通して加熱された空気また
は不活性ガスが上方に通過し、最初に容器２中に入れ
た、床４の上にある鉄−ネオジム−ホウ素粒子（図には
示していない）を加熱し、流動化する。床４内の穴６の
大きさは、床４の中央にある孔１０は床４の周辺部近く
にある穴２０よりも大きくなる様に、床４の中央から外
側に向かって放射状に小さくなっていく。

【００４１】外側容器２の中に、同心円状の内側末端開
放円筒８が、穴の開いた床４の上で、直径のより大きな
中央の孔１０の上になる様に吊下げられている。スプレ
ーノズル１２は、内側円筒８の下の中央に位置し、流動
化した粒子が内側円筒８を通って上方に循環する時に、
特定の溶液のスプレー１４を内側円筒８の中に向けて放
出する。容器２の床４の中央にある大きな穴１０は内側
円筒８のすぐ下にあるので、内側円筒８の外側よりも多
くの空気が内側円筒８の中を通って上方へ移動し、それ
によって粒子のある部分が内側円筒８の中を通って上方
に運ばれ、残りは内側円筒８と外側円筒２の間の、空気
流の少ない輪状区域１８を下降する。

【００４２】この様に、粒子は（矢印１６により表わさ
れる様に）内側円筒８の中央を通って上方に、その外側
１８を下方に連続的に循環し、各粒子は内側円筒８内の
コーティング区域を繰り返し通過する。粒子が内側円筒
８の上部から出てより大きな円筒２に入ると、これらの
粒子は減速し、半径方向外側に移動し、輪状区域１８を
通って下降する。外側容器２に近接する大きな開口部２
０は外側容器２の外壁の内面に沿ってより多くの空気を
供給し、粒子が外壁に付着するのを防止すると共に、粒
子を内側円筒８の中に送り込むための粒子の移動クッシ
ョンとなる。

【００４３】粒子を浮遊させる空気はスプレー１４中の
溶剤をも蒸発させ、望ましい溶質成分を粒子上に堆積さ
せる。この様にして粒子は急速に循環し、内側円筒８の
中を通る度に追加の堆積物を受け取るので、粒子がコー
ティング区域を通過する期間全体にわたって材料の特定
の層が実際に蓄積していく。被覆工程の際、噴霧された
溶液の滴が空気により運ばれる各粒子上に融合する。装
置を通過する粒子の運動および／または堆積物の高温の
ために溶剤が蒸発するので、特定の溶質だけが各粒子上
に残る。統計的に、各粒子がコーティング区域に同じ回
数露出されるので、各粒子には望ましい組成物の連続し
た、本質的に一様な被覆が施されることになる。

【００４４】好ましい実施態様では、各カプセル収容層
の特定の成分を堆積させるのに使用する溶液は下記のと
おりである。

【００４５】等量の、好ましい束縛フェノール性酸化防
止剤、２，２−ビス〔４−（２−（３，５−ジ−ｔｅｒ
ｔ−ブチル−４ ヒドロキシヒドロシンナモイルオキ
シ））エトキシフェニル〕プロパン、好ましいチオエス
テル、チオジプロピオン酸ジラウリル、および好ましい
酸化抑制剤、オキサリルビス〔ベンジリデンヒドラジ
ド〕からなる、耐酸化性バリヤーを与える第一層は、通
常のトルエンまたはアセトンの様な好適な溶剤と混合す
る。好ましい溶液は約９０重量％の溶液を含み、その溶
液の残りは等量の３成分を含む。溶剤の量は約５０重量
％から約９９重量％まで広範囲に変えることができる。
しかし、噴霧被覆工程の際に溶液の十分な滴を確実に形
成するためには大量の溶剤を使用するのが望ましい。

【００４６】トルエンを使用する場合、一般的に粒子を
先ず加熱した空気により流動床室内を循環させることに
より、粒子を約３０℃〜約８０℃に加熱する。トルエン
は、特にアセトンと比較して揮発性が高くなく、蒸発温
度が比較的高いために、この操作が好ましい。溶剤とし
てアセトンを使用する場合、溶剤を噴霧する前に粒子は
約３５℃に加熱するだけでよい。いずれかの溶剤を使用
して室温で堆積させることも可能であるが、より長い処
理時間を必要とすることがある。

【００４７】３種類の有機層すべてについて、堆積工程
の際に使用する噴霧率は、１７７．８mm（７インチ）直
径のコーティング室２に対して、毎分溶液約２０〜約５
０グラムの間で変えることができる。堆積率はコーティ
ング室の大きさにより異なる。粒子が有機層で十分に、
一様に被覆されるまで溶液を噴霧する。第一有機層の堆
積に関しては、この第一耐酸化性有機層が鉄−ネオジム
−ホウ素粒子の総重量に対して約０．６重量％になるま
で堆積させる。この第一耐酸化性バリヤー層を堆積させ
た後、第二溶液をスプレー室に導入する間に粒子を冷却
させる。

【００４８】次いで、液体または固体促進剤と混合して
あっても、促進剤を除去してあってもよい、好ましいノ
ボラックエポキシ樹脂結合剤からなる第二カプセル収容
層をアセトンの様な溶剤と混合する。この溶液も約９０
重量％がアセトンであり、残りがエポキシ樹脂および促
進剤であるが、溶剤の量は、第一有機層の堆積に関して
上に説明した様に、広範囲に変えることができる。アセ
トンは、揮発性が高いために、比較的低い温度、すなわ
ち約３５℃で噴霧できるので好ましい。エポキシ結合剤
は、エポキシ結合剤の不必要な硬化を避け、処理の際に
エポキシが過度に粘着性になるのを防ぐことができるの
で、低温で堆積させるのが好ましい。室温で堆積させる
こともできるが処理時間が長くなる。この第二のカプセ
ル収容層は、粒子の総重量に対して約１．５重量％エポ
キシに相当する、十分に一様な厚さに堆積させる。

【００４９】所望により使用する層であるが好ましい第
三のカプセル収容層はポリスチレンからなり、その下に
ある層および基礎の磁性粒子の回りに一様で平滑な外被
を形成し、粒子の取扱性および処理性を改良する。ポリ
スチレンは好ましくはアセトン、トルエンまたは塩化メ
チレンの様な好適な溶剤と混合する。この溶液もやはり
約９０重量％が溶剤であり、その量は広範囲に変えるこ
とができ、残りがポリスチレンである。アセトンは、揮
発性が高いために、比較的低い温度、すなわち約３５℃
で噴霧できるので好ましい。堆積は室温でも行なえる
が、処理時間が長くなる。ポリスチレン外被は、その下
にあるエポキシ結合剤の不必要な硬化を避け、処理の際
にエポキシが過度に粘着性になるのを防ぐことができる
ので、低温で堆積させるのが好ましい。この最も外側に
あるポリスチレン層は、粒子の総重量に対して好ましく
は約０．５重量％に相当する、十分に一様な厚さに堆積
させる。

【００５０】鉄−ネオジム−ホウ素粒子を３種類の好ま
しい層でカプセル収容した後、被覆した粒子を公知の方
法により成形し、使用したエポキシおよび促進剤に好適
な温度で硬化させる。その様な温度は当業者にはよく知
られており、熱硬化性エポキシ結合剤と共に使用する特
定の促進剤により異なる。

【００５１】

【実施例】粒子の総重量に対して約０．６重量％の量で
存在する酸化防止剤バリヤーの第一層、約１．５重量％
の量で存在する熱硬化性エポキシの第二層、および約
０．５重量％の量で存在するポリスチレンの最外層を特
徴とする、好ましいカプセル収容した鉄−ネオジム−ホ
ウ素粒子の耐酸化性を、従来の技術を使用して測定し
た。

【００５２】特に、８１％湿度で塩分(salt dip)に２０
００時間露出した後、好ましいカプセル収容した粒子は
重量増加が約０．５％未満であったのに対し、カプセル
収容していない鉄−ネオジム−ホウ素粒子は重量増加が
約３．５％であった。

【００５３】さらに、８１％湿度で、水分(water dip)
に２０００時間露出した後、好ましいカプセル収容した
粒子は重量増加が約０．２％未満であったのに対し、カ
プセル収容していない鉄−ネオジム−ホウ素粒子は重量
増加が約１．５％であった。実際には、好ましいカプセ
ル収容粒子は１０００時間後に約０．２％の重量増加で
横ばいになり、したがってこの最初の露出の後は、重量
増加を最早示さなかった。最初の重量増加は、粒子の酸
化によるものではなく、高湿度におけるカプセル収容粒
子の吸湿によるものであると考えられる。このことは、
耐酸化性バリヤー層がその様な湿度に露出した後も無傷
のままであり、したがってそれ以上の酸化を抑制できる
ことを示唆している。

【００５４】さらに、好ましいカプセル収容粒子に１２
５℃および１５５℃で熱劣化試験を行なった。１２５℃
で５０００時間後、好ましいカプセル収容粒子は構造的
損失が約４．１％であったのに対し、カプセル収容して
いない鉄−ネオジム−ホウ素粒子は構造的損失が約８．
５％であった。１５５℃における同じ試験で、好ましい
カプセル収容粒子は構造的損失が約７．９％であったの
に対し、カプセル収容していない鉄−ネオジム−ホウ素
粒子は構造的損失が約１４．５％であった。

【００５５】これらの試験結果から、本発明により個別
にカプセル収容した鉄−ネオジム−ホウ素粒子は高温に
おいても高い耐酸化性を示すことが分かる。このこと
は、これらの粒子の特に有利な特徴であり、これによっ
て、成形された高保磁性永久磁石の製造にこれらの粒子
が特に有用になる。

【００５６】本発明を好ましい実施態様により説明した
が、無論、例えば各カプセル収容層の特定の成分または
使用する処理パラメータを変えることにより、あるいは
好適な磁性材料を置き換えることにより、あるいは各粒
子を確実に個別カプセル収容できる異なった被覆技術を
使用することにより、当業者には他の形態も採用できる
ことは明らかである。

【００５７】本発明は、成形された高保磁性永久磁石製
品の製造方法であって、主として粒径が約１００〜約３
００ミクロンであり、それぞれが、その磁性成分として
正方晶系結晶相Ｆｅ₁₄Ｎｄ₂ Ｂまたは同等のものからな
る中心を有し、組成が重量で、希土類元素が約２７〜３
１．５％であり、その成分の少なくとも約９５％がネオ
ジムであり、残りが実質的にプラセオジムであり、ホウ
素が約０．８〜約１．０％であり、残りが鉄であるが、
該鉄の約２〜約１６％をコバルトで置き換えることがで
き、該中心の保磁性が室温で少なくとも約５ｘ１０⁶ ／
４π Ａ／ｍ（５，０００エルステッド）である空気で
浮揚させる粒子材料を提供する工程、該空気浮揚させた
粒子の材料を、該粒子の酸化を遅延させるための実質的
に等量の高分子量束縛フェノール性酸化防止剤、チオエ
ステルおよび酸化抑制剤からなる第一の連続層で、第一
連続層が実質的に一様にそして完全に該粒子をカプセル
収容する様にスプレー被覆する工程、該カプセル収容し
空気浮揚させた粒子の材料を、フェノール−ホルムアル
デヒド型の熱硬化性エポキシ樹脂の第二の連続層で、該
第二連続層が実質的に一様にそして完全に該第一連続層
を覆い、該中心をさらにカプセル収容する様にスプレー
被覆する工程、好ましくは、該カプセル収容し空気浮揚
させた粒子の材料を、ポリスチレンおよびポリエステル
からなる群から選択された摩擦係数の低い重合体フィル
ム形成材料の第三の連続層で、該第三連続層が実質的に
一様にそして完全に該第二連続層を覆い、該中心をさら
にカプセル収容する様にスプレー被覆し、それによって
磁性製品に成形するのに有用な自由流動する粒子を形成
する工程、該カプセル収容された粒子を、限定された形
状を有する製品を製造するのに十分な密度に圧縮する工
程、および該熱硬化性エポキシ樹脂を硬化させるのに十
分な温度に該製品を加熱し、それによって、該第一連続
層が該粒子の酸化を実質的に遅延させる有用な磁石製品
を形成する工程からなる方法をも含む。

【００５８】好ましくは、第一の連続層は、該粒子の総
重量に対して約０．１５〜約４．５重量％の量で堆積さ
せ、第二の連続層は、該粒子の総重量に対して約０．１
〜約１０．０重量％の量で堆積させ、第三の連続層は、
該粒子の総重量に対して約０．１〜約１０．０重量％の
量で堆積させる。

【００５９】本出願が優先権を主張する米国特許出願第
８５２，４２６号および本出願に付随する要約における
開示をここに参考として含める。

【００６０】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の粒子の製造に用いられるコーテ
ィング装置の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

２・・・容器 ４・・・床 ６・・・穴 ８・・・内側円筒 １０・・・中央孔 １２・・・スプレーノズル １４・・・スプレー １８・・・輪状区域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド アール ゲイ アメリカ合衆国，46060 インディアナ, ノーブルスヴィル，イースト ワンハンド レッド サーティ ファースト ストリー ト 12310

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒径が約１００〜約３００ミクロンで、
   高保磁性永久磁石に効果的に成形できる永久磁石粒子で
   あって、該粒子のそれぞれが、中心、第一連続層、およ
   び第二連続層からなり、該中心が、その磁性成分として
   正方晶系結晶相Ｆｅ₁₄Ｎｄ₂ Ｂまたは同等のものを有
   し、その組成が重量で、希土類元素が約２７〜３１．５
   ％であり、その成分の少なくとも約９５％がネオジムで
   あり、残りが実質的にプラセオジムであり、ホウ素が約
   ０．８〜約１．０％であり、残りが鉄であるが、該鉄の
   約２〜約１６％をコバルトで置き換えることができ、該
   中心の保磁性が室温で少なくとも約５ｘ１０⁶ ／４πＡ
   ／ｍ（５，０００エルステッド）であり、該第一連続層
   が、フェノール、アミン、キノリン、およびチオエステ
   ルからなる群から選択された複数の酸化防止剤組成物か
   らなり、該第一連続層が実質的に一様であり、該中心を
   実質的にカプセル収容し、該第一連続層が該粒子の総重
   量に対して約０．１５重量％〜約４．５重量％の量で存
   在し、該第二連続層が、エポキシ樹脂からなり、実質的
   に一様であり、該第一連続層を覆い、該中心および該第
   一連続層をさらにカプセル収容し、該第二連続層が該粒
   子の総重量に対して約０．１重量％〜約１０．０重量％
   の量で存在し、該第一連続層が該中心の酸化を実質的に
   遅延させ、該第二連続層が、後に続く、該カプセル収容
   された永久磁石粒子を永久磁石製品に成形する工程に必
   要な接着性を与えることを特徴とする永久磁石粒子。
2. 【請求項２】 粒子のそれぞれがさらに重合体フィルム
   形成材料の第三の連続層を含み、第三連続層が本質的に
   一様であり、第二連続層を覆い、中心および第一および
   第二連続層をさらにカプセル収容し、それによって摩擦
   係数の低い、自由流動性の粒子を形成し、第三の連続層
   が、粒子の総重量に対して約０．１重量％〜約１０．０
   重量％の量で存在することを特徴とする請求項１の永久
   磁石粒子。
3. 【請求項３】 重合体フィルム形成材料が、ポリスチレ
   ンおよびポリエステルからなる群から選択されることを
   特徴とする請求項２の永久磁石粒子。
4. 【請求項４】 第一連続層が実質的に等量の高分子量束
   縛フェノール性酸化防止剤、チオエステル、および酸化
   抑制剤からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かの永久磁石粒子。
5. 【請求項５】 束縛フェノール性酸化防止剤が２，２−
   ビス〔４−（２−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４
   ヒドロキシヒドロシンナモイルオキシ））エトキシフ
   ェニル〕プロパンであり、チオエステルがチオジプロピ
   オン酸ジラウリルであり、酸化抑制剤がオキサリルビス
   〔ベンジリデンヒドラジド〕であることを特徴とする請
   求項４の永久磁石粒子。
6. 【請求項６】 第二連続層が、フェノール−ホルムアル
   デヒド型の熱硬化性エポキシ樹脂であることを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれかの永久磁石粒子。