JP2000021615A - ボンド磁石用組成物、およびボンド磁石 - Google Patents

ボンド磁石用組成物、およびボンド磁石

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JP2000021615A
JP2000021615A JP10190723A JP19072398A JP2000021615A JP 2000021615 A JP2000021615 A JP 2000021615A JP 10190723 A JP10190723 A JP 10190723A JP 19072398 A JP19072398 A JP 19072398A JP 2000021615 A JP2000021615 A JP 2000021615A
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magnet
rare earth
magnet powder
powder
ferrite
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JP10190723A
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Joji Nishimoto
丈治 西本
Takashi Ishikawa
尚 石川
Yukinobu Yoneyama
幸伸 米山
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/09Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials mixtures of metallic and non-metallic particles; metallic particles having oxide skin

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】フェライトボンド磁石の安価さを生かし、かつ
小型化の要求に応えうるボンド磁石用組成物およびボン
ド磁石の提供。 【解決手段】フエライト磁石粉として、主としてバリウ
ムフェライト磁石及び/またはストロンチウムフェライ
ト磁石粉を用い、希土類磁石粉末としてR(ただし、R
はYを含む希土類元素のうち少なくとも少なくとも1
種)と鉄を主とする遷移金属と、ホウ素または窒素のい
ずれかを基本成分とするものを用い、樹脂として熱可塑
性樹脂、天然ゴム、合成ゴムの少なくとも1種を用い
る。また、より好ましくは希土類磁石粉をサマリウム鉄
窒素で、樹脂がポリアミド樹脂、天然ゴム、合成ゴムの
少なくとも1種とする。そして、これらのボンド磁石組
成物を用いて圧縮成形法、押し出し成形法、射出成形法
等のいずれかによりボンド磁石を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフェライト磁石粉を
主とする高磁力で安価なボンド磁石やゴム磁石に関す
る。
【0002】
【従来の技術】フェライトボンド磁石とは、フェライト
磁石粉末と有機バインダーとの混合物であるコンパウン
ドを所望の磁石形状に圧縮成形、射出成形、押し出し成
形等により加圧成形して製造されている。
【0003】圧縮成型法は、前記コンパウンドをプレス
金型中に充填し、これを圧縮成形して成形体を得、その
後加熱して結合樹脂である熱硬化性樹脂を硬化させて磁
石を製造するものである。この方法は、結合樹脂が少な
くても成形可能であり、成形体中の磁石粉の比率を大き
くすることが可能であり、磁気特性の向上にとっては有
利であるが、磁石形状に対する自由度は小さい。
【0004】圧縮成形法は、前記コンパウンドを押し出
し成形機の金型から押し出すとともに冷却固化し、所望
の長さに切断して磁石とするものであり、磁石形状に対
する自由度が大きく、薄肉なものや長尺のものを容易に
製造できるという特徴がある。しかし、成形時の溶融物
の流動性を確保するために、有機バインダーの比率を圧
縮成形法より大きくしなければならず、従って得られる
磁石の磁気特性が低下するという欠点がある。
【0005】射出成形法は、前記コンパウンドを加熱溶
融し、十分に流動性を持たせた状態で溶融物を金型無い
に注入し、所定の磁石形状に成形するものであり、得ら
れる磁石の形状に対する自由度は上記二法に比較して最
も大きい。特に、異形状の磁石を容易に得ることができ
るという特徴がある。しかし、成形時における溶融物の
流動性は上記二法よりさらに必要とされるため、有機バ
インダーの比率はさらに高くすることが必要であり、従
って、得られる磁石の磁気特性はさらに低下するという
欠点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子機器の小型
化とともにこれらに使用されるフェライトボンド磁石も
小型化が要求されてきている。また、その形状も一律で
はなく種々の形状が要求されるようになってきている。
その結果、例えば射出成形で磁石を製造したとしても従
来の圧縮成形法で製造したフェライトボンド磁石並、あ
るいはさらに高い磁気特性を持つボンド磁石が要求され
るようになってきている。
【0007】これらの要求に応える一つの手段が希土類
ボンド磁石の提供であるが、この場合磁石が高価なもの
となり汎用性に耐えないという欠点がある。フェライト
ボンド磁石の安価さを生かし、かつ上記要求に応えるも
のとして、フェライト磁石粉にサマリウムコバルト磁石
粉やネオジウム鉄ボロン磁石粉を混入し、これを用いて
コンパウンドを形成し、このコンパウンドを用いて磁石
を得ることが検討されている。しかし、この方法では、
確かに磁気特性は高められるものの、得られる磁石の強
度が著しく低下する。
【0008】本発明は、上記状況を鑑みてなされたもの
であり、フェライトボンド磁石の安価という特長を生か
し、磁気特性を改善すると同時に得られるボンド磁石の
強度を低下させないボンド磁石用組成物およびボンド磁
石の提供を課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のボンド磁石用組成物は、フェライト磁石粉末と希土
類磁石粉末と樹脂とを含むボンド磁石用組成物において
フェライト磁石粉と希土類磁石粉末の平均粒径が共に5
μm以下であることを特徴とし、フエライト磁石粉が、
主としてバリウムフェライト磁石及び/またはストロン
チウムフェライト磁石粉であり、希土類磁石粉末がR
(ただし、RはYを含む希土類元素のうち少なくとも少
なくとも1種)と鉄を主とする遷移金属と、ホウ素また
は窒素のいずれかを基本成分とするものであり、樹脂が
熱可塑性樹脂、天然ゴム、合成ゴムの少なくとも1種で
あるものであり、より好ましくは希土類磁石粉がサマリ
ウム鉄窒素で、樹脂がポリアミド樹脂、天然ゴム、合成
ゴムの少なくとも1種のものである。
【0010】また、本発明のボンド磁石は上記本発明の
ボンド磁石組成物を用いて圧縮成形法、押し出し成形
法、射出成形法等のいずれかにより得られたものであ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明においてフェライト磁石粉
と希土類磁石粉の粒径を5μm以下とするのは、樹脂と
の混合分散を良好にし、得られる磁石の強度を向上させ
るためばかりか、希土類磁石粉本来の性質を有効に利用
するものである。すなわち、希土類磁石はその性質より
粉砕し、微粒子にすれば磁石としての性能が高くなるか
らである。また、5μm以下にすることにより樹脂との
混合分散性が良好になるため組成物中の樹脂比率を極端
に低下させて圧縮成形しても、従来のように得られる磁
石の強度は低下しない。なお、あまり粒径を小さくする
ことは粉砕コストの上昇を招き、結果的に低コスト化を
困難にする。この点より0.5μm以上とすることが好
ましい。
【0012】本発明においてフェライト磁石粉と希土類
磁石粉の比率は特に限定しない。すなわち、求めるボン
ド磁石の磁気特性に応じて比率は選定することになるか
らである。
【0013】フェライト磁石粉の中でバリウムフェライ
ト磁石粉やストロンチウムフェライト粉、あるいはこの
混合物を用いると、ベースとして比較的高い磁気特性が
確保できる。よって、求められるボンド磁石の磁気特性
に応じてこれらフェライト磁石材料も適宜選定される。
【0014】本発明において使用可能な希土類磁石は、
(ただし、RはYを含む希土類元素のうち少なくとも少
なくとも1種)と鉄を主とする遷移金属と、ホウ素また
は窒素のいずれかを基本成分とするものである。具体例
としては以下のものがある。
【0015】R−Fe−B系磁石としては、Nd−Fe
−B,Pr−Fe−B,Nd−Pr−Fe−B,Ce−
Nd−Fe−B,Ce−Pr−Nd−Fe−B,これら
におけるFeの一部をCo,Ni等の他の遷移金属で置
換した磁石があり、Nを含むものとしてはSm−Fe−
N系磁石がある。
【0016】本発明においてRとしては、Y,La,C
e,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,D
y,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,ミッシュメタルが
あげられ、これらの少なくとも1種を用いることができ
る。また、遷移金属としてはFe,Co,Ni等があげ
られ、これらの少なくとも1種を用いることができる。
また、磁気特性を調整するために磁石粉中に、必要に応
じてB,Al,Mo,Cu,Ga,Si,Ti,Ta,
Zr,Hf,Ag,Zn等を添加することができる。
【0017】使用しうる熱可塑性樹脂としては、例えば
ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリイミド、液晶ポリマー、
ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオレフィ
ン、ポリエーテル、ポリアセタール等、またはこれらを
主とする共重合体、プレンド体、ポリマーアロイ等の少
なくとも1種があげられる。さらに具体的には、上記の
熱可塑性樹脂で融点が400℃以下のもの、好ましくは
300℃以下のものである。融点が400℃を超えると
成形時の温度が上昇し、磁石粉等の酸化が発生するから
である。
【0018】なお、ボンド磁石組成物を混練り時や成形
時などの工程で発生しやすい希土類磁石粉の酸化、劣
化、変質や樹脂の酸化を防止するために酸化防止剤をボ
ンド磁石組成物に添加することができる。この酸化防止
剤は希土類磁石粉の酸化を防止、または抑制できるもの
であればよく、特に限定されない。
【0019】本発明の磁石は上記本発明のボンド磁石組
成物を用いて圧縮成形法、押し出し成形法、射出成形法
のいずれかにより得られたものである。当然のことなが
ら、磁石形状、寸法等には限定されない。成型方法も圧
縮成形法、押し出し成形法、射出成形法等を採用するた
めに、例えば形状に関して円柱状、角柱状、円筒状、円
弧状、平板状、湾曲板状、異形形状等のいずれの形状も
可能であり、大小さまざまのものが可能である。また、
天然ゴム、合成ゴム等と混練りし、成形することにより
柔軟性に富む高磁気特性のゴム磁石も製造可能である。
【0020】次に本発明のボンド磁石の製造方法例につ
いて説明する。まず平均粒径5μm以下のフェライト磁
石粉末と希土類磁石粉末と熱可塑性樹脂と、要すれば酸
化防止剤との混合物(ボンド磁石組成物)を十分に混練
りする。得られた混練り物を押し出し成形機のシリンダ
内で、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱し、溶融し、この
溶融物を磁場中、または無磁場中で押し出し成形機のダ
イから押し出す。
【0021】成形体は、ダイから押し出される際に冷却
され、固化する。押し出された長尺の成形体を適宜切断
して所望の形状、寸法のボンド磁石を得ることが可能と
なる。
【0022】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
【0023】(実施例1)戸田工業株式会社製ストロン
チウムフェライト磁石粉(商品名 MA−951平均粒
径 1.53μm、Br 4350 G、iHc 34
00 Oe)51.5重量%、住友金属鉱山株式会社製
サマリウム鉄窒素磁石粉(平均粒径 1.7μm、Br
13500 G、iHc 10500 Oe)39.
5重量%、宇部興産製ナイロン樹脂(商品名 P−30
14U)7.5重量%、パラフィンワックス0.6重量
%、エチレンビスステアリルアミド0.9重量%を混合
し、混練りしてコンパウンドを製造した後、金型に入
れ、250℃、圧力1t/cm2で射出成形した。得ら
れた成型品の特性を測ったところ以下のようであった。
【0024】 曲げ強度 91.8 N/mm2 Br 4300 G iHc 4600 Oe (実施例2)希土類磁石粉をMQI社製ネオジウム鉄ボ
ロン磁石粉を粉砕して得た磁石粉(平均粒径 4.8μ
m、Br 7500 G、iHc 9170 Oe)と
した以外は実施例1と同様にして射出成型し、成型品を
得た。得られた成型品の特性を測ったところ以下のよう
であった。
【0025】 曲げ強度 90.4 N/mm2 Br 3420 G iHc 4380 Oe (比較例1)希土類磁石粉をMQI社製ネオジウム鉄ボ
ロン磁石粉(平均粒径 200μm、Br 8300
G、iHc 9350 Oe)とした以外は実施例1と
同様にして射出成型し、成型品を得た。得られた成型品
の特性を測ったところ以下のようであった。
【0026】 曲げ強度 52 N/mm2 Br 3700 G iHc 4500 Oe (比較例2)希土類磁石粉をMQI社製ネオジウム鉄ボ
ロン磁石粉を粉砕して得た磁石粉(平均粒径 10μ
m、Br 7800 G、iHc 9200 Oe)と
した以外は実施例1と同様にして射出成型し、成型品を
得た。得られた成型品の特性を測ったところ以下のよう
であった。
【0027】 曲げ強度 57.5 N/mm2 Br 3500 G iHc 4400 Oe
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のコンパウ
ンドは平均粒径が5μm以下となるように粉砕したフェ
ライト磁石粉と希土類磁石粉とを混合して作製されたも
のであるので、該コンパウンドを用いてボンド磁石を作
製すると、充分な強度と磁気特性を備えたボンド磁石を
安価に得ることができる。
【0029】また、本発明のゴム磁石は従来のフェライ
ト磁石粉のみを用いたものと比較してはるかに高い磁気
特性を持つ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 1/08 H01F 1/08 A 1/11 1/11 B Fターム(参考) 4G018 AA01 AA09 AA10 AA11 AA27 AC03 AC05 AC06 4K018 AA27 AA40 AB01 AD09 AD10 BA11 BA18 BB04 CA09 CA11 CA29 CA31 KA46 5E040 AA03 AA04 AA19 AB04 AB05 AB09 BB04 CA01 HB01 HB05 HB07 NN06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェライト磁石粉末と希土類磁石粉末
    と樹脂とを含むボンド磁石用組成物においてフェライト
    磁石粉と希土類磁石粉末の平均粒径が共に5μm以下で
    あることを特徴とするボンド磁石用組成物。
  2. 【請求項2】 フエライト磁石粉が、主としてバリウ
    ムフェライト磁石及び/またはストロンチウムフェライ
    ト磁石粉であり、希土類磁石粉末がR(ただし、RはY
    を含む希土類元素のうち少なくとも少なくとも1種)と
    鉄を主とする遷移金属と、ホウ素または窒素のいずれか
    を基本成分とするものであり、樹脂が熱可塑性樹脂、天
    然ゴム、合成ゴムの少なくとも1種である請求項1記載
    のボンド磁石用組成物。
  3. 【請求項3】 希土類磁石粉がサマリウム鉄窒素で、
    樹脂がポリアミド樹脂、天然ゴム、合成ゴムの少なくと
    も1種のものである請求項1または2記載のボンド磁石
    用組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3記載のいずれかのボンド
    磁石組成物を用いて圧縮成形法、押し出し成形法、射出
    成形法等のいずれかの手段により得られたボンド磁石。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6421519B1 (en) 2000-03-24 2002-07-16 Hitachi Metals Ltd. Magnet roll having an anisotropic bonded magnet portion containing rare earth-iron-nitrogen magnet powder
US6652767B2 (en) * 2001-04-09 2003-11-25 Enplas Corporation Composition for plastic magnet

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US6421519B1 (en) 2000-03-24 2002-07-16 Hitachi Metals Ltd. Magnet roll having an anisotropic bonded magnet portion containing rare earth-iron-nitrogen magnet powder
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