JPH1167513A - 希土類ボンド磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐熱性と機械的強度に優れた希土類ボンド磁石
を提供すること。 【解決手段】バインダーの主成分を、エポキシ樹脂又は
その変成樹脂と、シリコーン樹脂又はその変成樹脂の混
合樹脂、又はエポキシ変成シリコーン樹脂とし、かつバ
インダー中のシリコーン成分が全バインダー量に対して
１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下である。さらに、エポキ
シ樹脂とシリコーン樹脂のカップリング剤を全バインダ
ー量に対して１ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性と機械的強
度に優れた希土類ボンド磁石に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】希土類ボンド磁石に用いられる樹脂は、
熱硬化性、熱可塑性、ゴム系などがあるが、その中で熱
硬化性樹脂を用いた圧縮成形磁石は、磁性粉末を高充填
率化できるため、最も高い磁気特性が得られる。希土類
ボンド磁石の圧縮成形用の樹脂は（１）強い接着力を有
する、（２）磁石粉末の充填密度を高くする、（３）耐
熱性が良い、（４）耐薬品性がある、等の条件を満たす
必要がある。この条件を満たす熱硬化性樹脂として、エ
ポキシ樹脂が広く使用されている。

【０００３】エポキシ樹脂に耐熱性のある熱硬化性樹脂
を混合することによって耐熱性を向上させた希土類ボン
ド磁石としては、例えば特開平６−３６９１２公報に記
載されているようにエポキシ樹脂にトリアジン樹脂を添
加することで１８０℃の使用に耐えられるもの、特開平
８−２７３９１６公報に記載されているようにエポキシ
樹脂にポリベンゾイミダゾールを添加することで２００
℃の使用に耐えられるものがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
希土類ボンド磁石用バインダーにおいては、以下の問題
点を有する。

【０００５】（１）シリコーン樹脂は、熱硬化性樹脂の
中でも優れた耐熱性がありながら、希土類ボンド磁石の
形状維持が困難であるほど、接着力や機械的強度が弱す
ぎるため、希土類ボンド磁石の形状維持が困難であると
いう問題点があった。

【０００６】（２）エポキシ樹脂は、熱硬化性樹脂の中
でも金属との接着力が強く、希土類ボンド磁石として優
れた機械的強度が得られるものの耐熱温度が１２０℃〜
１５０℃と低かった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決し、エポキシ
樹脂のもつ優れた機械的強度を維持しながら、シリコー
ン樹脂のもつ優れた耐熱性を付与する配合比を明らかに
し、機械的強度と耐熱性に優れた希土類ボンド磁石を提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、希土類磁石粉末とバインダ
ーで結合してなる希土類ボンド磁石において、エポキシ
樹脂又はその変成樹脂と、シリコーン樹脂又はその変成
樹脂の混合樹脂をバインダーの主成分とする希土類ボン
ド磁石であって、そのうちシリコーン成分が全バインダ
ー量に対して中１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であるこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、希土類磁石粉末と
バインダーで結合してなる希土類ボンド磁石において、
エポキシ変成シリコーン樹脂をバインダーの主成分とす
る希土類ボンド磁石であって、そのうちシリコーン成分
が全バインダー量に対して中１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％
以下であることを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、希土類磁石粉末と
バインダーで結合してなる希土類ボンド磁石において、
エポキシ樹脂又はその変成樹脂と、シリコーン樹脂又は
その変成樹脂の混合樹脂を主成分とするバインダー中
に、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂のカップリング剤を
全バインダー量に対して１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下含
むことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の希土類ボンド磁石
について説明する。

【００１２】１．希土類ボンド磁石 まず、本発明の希土類ボンド磁石について説明する。

【００１３】本発明の希土類ボンド磁石は、希土類磁石
粉末とバインダーからなるものである。希土類磁石粉末
は、ＳｍＣｏ_５系やＳｍ_２Ｃｏ_１７系やＮｄ_２Ｆｅ_１４
Ｂ系やＳｍ_２Ｆ_１７Ｎ_３系に代表される希土類磁石の粉
末であり、これらの１種又は２種以上を混合したもので
ある。バインダーは希土類磁石粉末を接着し成形体とし
ての形状を維持するための樹脂の他に、樹脂の改質や成
形性の改善等のための種々の添加剤、例えば可塑剤、潤
滑剤、酸化防止剤、硬化剤、硬化促進剤、（例えば、脂
肪酸、オイル、各種ワックス、有機酸）を添加すること
ができる。希土類ボンド磁石中のバインダー含有量は３
〜２０ｗｔ％程度であるのが好ましい。バインダー量が
多く磁石粉末量が少なすぎると磁気特性（特に磁気エネ
ルギー積）の向上が図れず、またバインダー量が少なく
磁石粉末が多すぎると機械的強度が低下する。

【００１４】ボンド磁石の耐熱性は希土類磁石合金によ
るものとバインダーによるものの２つに大きく分けられ
る。一般にボンド磁石は焼結磁石に比べて耐熱性に劣
る。そのためボンド磁石のバインダーの改善によって焼
結磁石並みに耐熱性を向上させることが必要となってく
る。

【００１５】本発明の希土類ボンド磁石は、希土類磁石
粉末として耐熱性に優れた磁石粉末、例えばＳｍ_２Ｃｏ
_１７系のＳｍ（Ｃｏ_０．６７Ｆｅ_０．０８Ｚｒ_０．２２
Ｃｕ_０．０３）_８．２磁石粉末、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁
石粉末（例えばＭＱＩ社製のＭＱＰ−Ｏ、ＭＱＰ−Ｃ、
ＭＱＰ−Ｑ粉末）に本発明のバインダーを用いると、従
来のエポキシ樹脂のボンド磁石よりもさらに優れた耐熱
性を有するボンド磁石となる。また、希土類磁石粉末と
して、例えばＳｍ_２Ｆ_１７Ｎ_３系磁石粉末、Ｎｄ_２Ｆｅ
_１４Ｂ系磁石粉末（例えばＭＱＩ社製のＭＱＰ−Ｂ粉
末）、異方性化したＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末（例え
ばＭＱＩ社製のＭＱＡ−Ｔ粉末））に本発明のバインダ
ーを用いると、従来のエポキシ樹脂のボンド磁石の耐熱
性が改善された希土類ボンド磁石となる。

【００１６】２．バインダーの組成 本発明の希土類ボンド磁石のバインダーの組成は好まし
くは組成、、からなるものである。

【００１７】〔組成〕エポキシ樹脂又はその変成樹脂
と、シリコーン樹脂又はその変成樹脂の混合樹脂、又は
エポキシ変成シリコーン樹脂をバインダーの主成分とす
る。そのうちシリコーン成分が全バインダー量に対して
中１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下である。

【００１８】ここでエポキシ樹脂とはエポキシド基を有
する樹脂のことであり、例えばビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、等のことである。また、エポキシ樹
脂の変性樹脂とは変成されたエポキシ樹脂のことであ
り、例えばフェノール変成エポキシ樹脂、シリコーン変
成エポキシ樹脂、トリアジン変成エポキシ、イソシアヌ
ル酸変成エポキシ樹脂やビニル変成エポキシ樹脂、脂環
化合物変成エポキシ樹脂等のことである。

【００１９】また、シリコーン樹脂とはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ
結合と有機基を含む樹脂のことであり、例えばメチルシ
リコーン樹脂、メチルフェニルシリコーン樹脂、フェニ
ルシリコーン樹脂のことである。シリコーン樹脂の変成
樹脂とは変成されたシリコーン樹脂のことであり、例え
ばアルキッド変成シリコーン樹脂、エポキシ変成シリコ
ーン樹脂、アクリル変成シリコーン樹脂、ポリエステル
変成シリコーン樹脂、フェノール変成シリコーン樹脂、
メラミン変成シリコーン樹脂、ウレタン変成シリコーン
樹脂のことである。

【００２０】エポキシ基とシリコーン樹脂の有するＯＨ
基は互いに反応するため、両樹脂の混合はシリコーン樹
脂の機械的強度の弱さをエポキシ樹脂が補いやすくな
る。そのため、機械的強度をあまり落とさずにエポキシ
樹脂に耐熱性を付与することができる。樹脂は、エポキ
シ変成シリコーン樹脂ならばより好ましい。この場合シ
リコーン成分が全バインダーの１０ｗｔ％以上あるとシ
リコーン成分の持つ耐熱性の効果が現れ、シリコーン成
分が全バインダーの８０ｗｔ％以下ならば、エポキシ樹
脂の機械的強度の強さをある程度維持することができ
る。

【００２１】〔組成〕エポキシ樹脂又はその変成樹脂
と、シリコーン樹脂又はその変成樹脂の混合樹脂を主成
分とするバインダー中に、エポキシ樹脂とシリコーン樹
脂のカップリング剤を全バインダー量に対して１ｗｔ％
以上３０ｗｔ％以下含む。

【００２２】ここでエポキシ樹脂とシリコーン樹脂のカ
ップリング剤とは、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂の双
方と反応するもの、又は双方と相溶性のあるもの、又は
一方と反応しもう一方と相溶するもののことである。
（相溶とは分子レベルで混合・溶解し合うことをい
う。）エポキシ樹脂とシリコーン樹脂のカップリング剤
の例としては、シランカップリング剤、アルコキシシラ
ン、アルコキシシロキサン、アルキッド樹脂、フェノー
ル樹脂、ビスマレイミド系ポリイミド樹脂、ポリエーテ
ル樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、シリコーン変性
エポキシ樹脂、シリコーン骨格とエポキシ基の両方を含
む樹脂、シラノール基とエポキシ基の両方を含む樹脂、
等がある。

【００２３】カップリング剤の添加はエポキシ樹脂とシ
リコーン樹脂を分子レベルでの結合や混合を促進させる
ため、よりエポキシ樹脂とシリコーン樹脂の長所が現れ
る。つまりエポキシ樹脂の長所である機械的強度や耐環
境性を劣化させずにシリコーン樹脂のもつ耐熱性を付与
することができる。カップリング剤の中でも特にエポキ
シ樹脂以上の耐熱性を示すもの、例えばフェノール樹脂
や、エポキシ基とシロキサンを含む樹脂は、耐熱性と機
械的強度の向上効果が大きい。

【００２４】また、用いられるカップリング剤が、磁粉
と反応する基を含むとボンド磁石の機械的強度がさらに
向上する。

【００２５】これらのカップリング剤の添加量にはカッ
プリング効果を高めるための適当な量がある。カップリ
ング剤量は全バインダーの１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下
含むものが好ましく、特に１０ｗｔ％以上２０ｗｔ％以
下が好ましい。

【００２６】３．磁石の耐熱性 希土類ボンド磁石の耐熱性には、機械的な耐熱性（ガ
ラス転移温度、軟化温度、等）と磁気的な耐熱性（残
留磁化Ｂｒの可逆温度係数α、保磁力ｉＨｃの可逆温度
係数β、初期不可逆減磁率、長期高温保持後の不可逆減
磁率、等）がある。機械的耐熱性と磁気的耐熱性は必ず
しも相関があるわけではなく、磁石として実際に問題と
なるのは磁気的な耐熱性である。

【００２７】磁気的な耐熱性の可逆温度係数α、βは磁
石合金によって決まる値であり、係数が小さいほど優れ
ている。さらに初期不可逆減磁率と長期高温保持後の不
可逆減磁率は磁石合金本来の性能の他に磁石の劣化を示
すものであり、これが悪いとその温度では長期間の使用
に耐えられず使い物にならない。本発明は磁石としての
実用上の耐熱性を重視し、磁気的な耐熱性、特に高温保
持後の不可逆減磁率を向上させるものである。

【００２８】本発明は磁石としての実用上の耐熱性を重
視し、磁気的な耐熱性、特に高温保持後の不可逆減磁率
を向上させるものである。

【００２９】

【実施例】次に本発明の具体的実施例について説明す
る。

【００３０】（実施例１）フェノール変成エポキシ樹脂
とメチルシリコーン樹脂を、ａ：（１００−ａ）の重量
比率で混合した樹脂をメチルエチルケトン溶液に溶解し
バインダー溶液とした。バインダー溶液と希土類磁石粉
末を、全バインダー量と希土類磁石粉末の重量比を２：
９８となるように混合し、攪拌しながらメチルエチルケ
トンを蒸発乾燥させ成形用粉末とした。成形粉末を金型
に入れて成形し、金型から取り出して１８０℃１ｈ加熱
硬化させて希土類ボンド磁石とした。ここで希土類磁石
粉末は、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末の中でも耐熱性に
優れたＭＱＰ−Ｏ粉末（ＭＱＩ社製）を用いた。

【００３１】ここで耐熱性は１８０℃１０００ｈ後の不
可逆減磁率で評価した。１８０℃の不可逆減磁率とはパ
ーミアンス係数が１の形状のボンド磁石を１８０℃に加
熱後２５℃に戻したときの表面磁束の減少率である。機
械的強度の測定は日本電子材料工業会規格ＥＭＡＳ−７
００６に従い打抜きせん断試験で行った。

【００３２】表１に、シリコーン樹脂成分量とボンド磁
石の不可逆減磁率と機械的強度の関係を示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】ボンド磁石はシリコーン成分が全バインダ
ーの１０ｗｔ％以上のとき不可逆減磁率が５％以下にな
り、耐熱性がある。また、シリコーン成分が全バインダ
ーの８０ｗｔ％以下ならば、エポキシ樹脂の強度をある
程度維持する。８０ｗｔ％を超えると機械的強度が１０
０Ｎ／ｍｍ^２以下に急激に低下する。

【００３５】（実施例２）シリコーン成分が（ｂ）ｗｔ
％のエポキシ変性シリコーン（シリコーン変性エポキ
シ）をメチルエチルケトン溶液に溶解しバインダー溶液
とした。

【００３６】バインダー溶液と希土類磁石粉末を、全バ
インダー量と希土類磁石粉末の重量比を２：９８となる
ように混合し、攪拌しながらメチルエチルケトンを蒸発
乾燥させ成形用粉末とした。成形粉末を金型に入れて成
形し、金型から取り出して１８０℃１ｈ加熱硬化させて
希土類ボンド磁石とした。ここで希土類磁石粉末は、Ｎ
ｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末の中でも耐熱性に優れたＭＱ
Ｐ−Ｏ粉末（ＭＱＩ社製）を用いた。

【００３７】ここで、耐熱性と機械的強度は、実施例１
と同様に評価した。

【００３８】表２に、シリコーン樹脂成分量（ｂ）とボ
ンド磁石の不可逆減磁率と機械的強度の関係を示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】ボンド磁石はシリコーン成分が全バインダ
ーの１０ｗｔ％以上のとき不可逆減磁率が５％以下にな
り、耐熱性がある。また、シリコーン成分が全バインダ
ーの８０ｗｔ％以下ならば、エポキシ樹脂の強度があま
り低下しない。８０ｗｔ％を超えると機械的強度が１０
０Ｎ／ｍｍ^２以下に急激に低下する。

【００４１】エポキシ変性シリコーンはシリコーンとエ
ポキシが分子レベルで結合しているため単純にシリコー
ン樹脂とエポキシ樹脂を混合させたときよりも両者の長
所である耐熱性と機械的強度を満足させている。

【００４２】（実施例３）フェノール変成エポキシ樹脂
とメチルシリコーン樹脂を、７０：３０の重量比率で混
合した樹脂に、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂をカップ
リング剤としてエポキシ基とシロキサンを含む樹脂（ポ
リメチルグリシジロキシプロピルシロキサンとポリオキ
シエチレンとポリメチルシロキサンとポリメチルエトキ
シシロキサンの共重合体）を全バインダーの（ｃ）ｗｔ
％加えたバインダーを、メチルエチルケトン溶液に溶解
しバインダー溶液とした。バインダー溶液Ｄと希土類磁
石粉末を混合し攪拌しながらメチルエチルケトンを蒸発
乾燥させ成形用粉末とした。成形粉末を金型に入れて成
形し、金型から取り出して１８０℃１ｈ加熱硬化させて
希土類ボンド磁石とした。ここで希土類磁石粉末は、Ｎ
ｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末の中でも耐熱性に優れたＭＱ
Ｐ−Ｏ粉末（ＭＱＩ社製）を用いた。

【００４３】ここで、耐熱性は、実施例１と同様に評価
した。

【００４４】表３に、カップリング剤の添加量（ｃ）と
ボンド磁石の不可逆減磁率の関係を示す。

【００４５】

【表３】

【００４６】ボンド磁石はカップリング剤の添加量が全
バインダーの１ｗｔ％以上のとき不可逆減磁率が５％以
下になり、耐熱性がある。しかし３０ｗｔ％を超えると
耐熱性がおちてしまう。

【００４７】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
圧縮成形用の希土類ボンド磁石のバインダーとして、エ
ポキシ樹脂とシリコーン樹脂の混合樹脂、またはエポキ
シ変成シリコーン樹脂を主成分とし、かつシリコーン成
分を１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下含む場合、エポキシ
基とシリコーン樹脂の有する、耐熱性と機械的強度に優
れた希土類ボンド磁石が得られる。さらにカップリング
剤の添加がエポキシとシリコーンの分子レベルでの分散
を促進させ、耐熱性と機械的強度に優れた希土類ボンド
磁石が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】希土類磁石粉末とバインダーで結合してな
   る希土類ボンド磁石において、エポキシ樹脂又はその変
   成樹脂と、シリコーン樹脂又はその変成樹脂の混合樹脂
   をバインダーの主成分とする希土類ボンド磁石であっ
   て、そのうちシリコーン成分が全バインダー量に対して
   中１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であることを特徴とす
   る希土類ボンド磁石。
2. 【請求項２】希土類磁石粉末とバインダーで結合してな
   る希土類ボンド磁石において、エポキシ変成シリコーン
   樹脂をバインダーの主成分とする希土類ボンド磁石であ
   って、そのうちシリコーン成分が全バインダー量に対し
   て中１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であることを特徴と
   する希土類ボンド磁石。
3. 【請求項３】希土類磁石粉末とバインダーで結合してな
   る希土類ボンド磁石において、エポキシ樹脂又はその変
   成樹脂と、シリコーン樹脂又はその変成樹脂の混合樹脂
   を主成分とするバインダー中に、エポキシ樹脂とシリコ
   ーン樹脂のカップリング剤を全バインダー量に対して１
   ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下含むことを特徴とする希土類
   ボンド磁石。