JP2003217915A - 高耐候性磁石粉末、その製造方法及びそれを用いたボンド磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンド磁石の耐候性を向上でき、８０℃、湿
度９０％という高湿度条件に曝した場合にも保磁力の劣
化が少ない高耐候性磁石粉末、その製造方法及びそれを
用いたボンド磁石の提供。 【解決手段】 希土類元素を含む鉄系磁石合金粉からな
る磁石粉末（Ａ）の表面上に、平均膜厚が５〜１０ｎｍ
のリン酸塩被膜（Ｂ１）と、平均膜厚が５〜１００ｎｍ
のリン酸塩被膜（Ｂ２）とを形成した高耐候性磁石粉末
であって、リン酸塩被膜（Ｂ１）の鉄／希土類元素比が
５以上８未満、かつリン酸塩被膜（Ｂ２）の鉄／希土類
元素比が８以上であることを特徴とする高耐候性磁石粉
末などによって提供。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高耐候性磁石粉
末、その製造方法及びそれを用いたボンド磁石に関し、
さらに詳しくは、ボンド磁石の耐候性を向上でき、８０
℃、湿度９０％という高湿度条件に曝した場合にも保磁
力の劣化が少ない高耐候性磁石粉末、その製造方法及び
それを用いたボンド磁石に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、フェライト磁石、アルニコ磁石、
希土類磁石などが、一般家電製品、通信・音響機器、医
療機器、一般産業機器をはじめとする種々の製品にモー
ターなどとして組込まれ、使用されている。これら磁石
は、主に焼結法で製造されるが、脆く、薄肉化しにくい
ため複雑形状への成形は困難であり、また焼結時に１５
〜２０％も収縮するため寸法精度を高められず、研磨等
の後加工が必要で、用途面において大きな制約を受けて
いる。

【０００３】これに対し、ボンド磁石（樹脂結合型磁
石）は、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいは、エポキシ樹脂、ビ
ス・マレイミドトリアジン樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂をバインダ
ーとし、これに磁石粉末を充填して容易に製造できるた
め、新しい用途展開が繰り広げられている。しかし、そ
の製造工程で激しい剪断を受けるため、磁石粉末に新生
面が現れやすく、特に鉄元素を含む希土類磁石材料の場
合、高湿度環境下での磁気特性の低下が大きいとされて
いる。

【０００４】希土類元素を含む遷移金属系の磁石合金粉
末を、樹脂バインダーと混練してボンド磁石を製造する
場合、磁石合金粉末を数μｍ程度に粉砕する必要があ
る。粉砕は不活性ガスまたは有機溶媒中で行うが、粉砕
後の磁石合金粉末は極めて活性であり、大気に触れると
急激に酸化が進み磁気特性を劣化させるので、微粉砕後
に、僅かな酸素を不活性雰囲気に導入して徐酸化する方
法が採られている。

【０００５】しかしながら、こうして得た磁石合金粉末
からボンド磁石を作製すると、その保磁力は、粉末だけ
の場合より３０％も劣化を起こす場合があった。これ
は、ボンド磁石の作製工程において、樹脂バインダーと
磁石合金粉末との混練物を２００〜３００℃で射出成形
するので、粉末が高温雰囲気に曝されるためであるが、
粉末だけ加熱した場合でも同様な劣化を避けることはで
きない。

【０００６】一方、磁石合金粉末へのリン酸塩被膜が耐
熱性を高めるとされ、特許第２６０２９７９号公報に
は、磁石合金粉末を有機溶媒中で粉砕した後、水の不存
在下でオルトリン酸を添加して表面にリン酸塩被膜を形
成することで、磁石合金粉末の耐熱性を高める技術が提
案されている。

【０００７】このような処理によれば磁石合金粉末の耐
熱性を改善できるが、６０〜８０℃、８０〜９５％ＲＨ
の高温高湿度中に２４時間曝した後の保磁力低下率は、
未処理の粉末と同程度の４０％以上であって満足できる
ものではなかった。

【０００８】この理由は、磁石合金粉末を粉砕した後、
リン酸を添加すると、磁石合金粉末表面に水に不溶性の
リン酸塩被膜が形成されるが、反応が２分以内という短
時間なので、単分子層に近いリン酸系金属化合物の極め
て薄い膜であり、磁石粉末が凝集すると、必ずしも粉末
の全表面を完全に保護できないためと考えられる。

【０００９】従って、従来の方法で得られたリン酸塩被
膜をもつ磁石粉末を用いてボンド磁石を成形すると、磁
石粉末の凝集が解かれて、リン酸塩で被覆されていない
金属面が露出したり、粉末の擦れ合いによって、磁石粉
末の表面に形成されていた被膜が損傷を受ける可能性が
ある。

【００１０】このようなボンド磁石は、実用上重要な高
湿度環境下でリン酸塩被膜の欠陥部から容易に酸化の影
響を受けてしまう。特に、サマリウム鉄窒素系合金磁石
のような核発生型の保磁力発現機構を示す磁石合金粉末
では、一部にこのような領域が生じると著しく保磁力が
低下してしまうという問題があった。

【００１１】近年、小型モーター、音響機器、ＯＡ機器
向けのボンド磁石には、機器の小型化に伴なって、磁気
特性に優れ、かつ高い形状自由度のある磁石用組成物が
強く要請されているが、従来のボンド磁石には、これら
条件を共に満たすものはなく、耐候性に優れ、かつ錆び
にくい希土類元素を含む鉄系の磁石粉末、及びそれを用
いたボンド磁石の出現が切望されていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
した従来技術の問題点に鑑み、ボンド磁石の耐候性を向
上でき、８０℃、湿度９０％という高湿度条件に曝した
場合にも保磁力の劣化が少ない高耐候性磁石粉末、その
製造方法及びそれを用いたボンド磁石を提供することに
ある。

【００１３】

【問題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、リン酸を水と
有機溶媒に溶解して、希土類元素を含む鉄系の磁石合金
粉末の表面にリン酸塩被膜を形成すると、この被膜は、
鉄含有率の少ない内側と、鉄含有率の多い外側から構成
されており、このうち外側のリン酸塩被膜は、水に対す
る抵抗力が弱くその一部が溶解するが、内側のリン酸塩
被膜は、水にほとんど溶けないため、最表面の膜を通っ
て浸入した水は、この界面にとどまり磁石合金部まで到
達しないために、高耐候性をもつ磁石合金粉末が得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１４】即ち、本発明の第１の発明によれば、希土
類元素を含む鉄系磁石合金粉からなる磁石粉末（Ａ）の
表面上に、平均膜厚が５〜１０ｎｍのリン酸塩被膜（Ｂ
１）と、平均膜厚が５〜１００ｎｍのリン酸塩被膜（Ｂ
２）とを形成した高耐候性磁石粉末であって、リン酸塩
被膜（Ｂ１）の鉄／希土類元素比が５以上８未満、かつ
リン酸塩被膜（Ｂ２）の鉄／希土類元素比が８以上であ
ることを特徴とする高耐候性磁石粉末が提供される。

【００１５】また、本発明の第２の発明によれば、第１
の発明において、磁石粉末（Ａ）は、平均粒径５μｍ以
下である高耐候性磁石粉末が提供される。

【００１６】さらに、本発明の第３の発明によれば、第
１の発明において、高耐候性磁石粉末の保磁力が、８０
℃、湿度９０％の恒温恒湿槽中に３００時間暴露した後
に、９ｋＯｅ以上である高耐候性磁石粉末が提供され
る。

【００１７】一方、本発明の第４の発明によれば、第１
〜３のいずれかの発明において、平均粒径２０μｍを超
える希土類元素を含む鉄系磁石合金の粉末に、該粉末１
００重量部に対してリン酸を１〜５重量部、水を０．１
〜１０重量部含む有機溶媒中で、該粉末が平均粒径３μ
ｍ以下になるまで粉砕、攪拌し、鉄／希土類元素比が５
以上８未満であるリン酸塩被膜（Ｂ１）、鉄／希土類元
素比が８以上であるリン酸塩被膜（Ｂ２）を表面に形成
させることを特徴とする高耐候性磁石合金粉末の製造方
法が提供される。

【００１８】一方、本発明の第５の発明によれば、第１
〜３のいずれかの高耐候性磁石粉末に、少なくとも樹脂
バインダーを加えた組成物を、射出成形法、圧縮成形
法、押出成形法又は圧延成形法から選ばれるいずれかの
成形法により成形したボンド磁石が提供される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の高耐候性磁石粉
末、その製造方法及びそれを用いたボンド磁石について
詳細に説明する。

【００２０】１．高耐候性磁石粉末 本発明の高耐候性磁石粉末は、希土類元素を含む鉄系磁
石合金粉からなる磁石粉末（Ａ）の表面上に、平均膜厚
が５〜１０ｎｍのリン酸塩被膜（Ｂ１）と、平均膜厚が
５〜１００ｎｍのリン酸塩被膜（Ｂ２）とを形成した高
耐候性磁石粉末であって、リン酸塩被膜（Ｂ１）の鉄／
希土類元素比が５以上８未満、かつリン酸塩被膜（Ｂ
２）の鉄／希土類元素比が８以上であることを特徴とす
る高耐候性磁石粉末である。

【００２１】Ａ 磁石粉末 磁石粉末は、希土類元素を含む鉄系磁石合金の粉末であ
れば、特に制限されない。例えば、希土類−鉄−ほう素
系、希土類−鉄−窒素系の各種磁石粉末などを使用で
き、中でも希土類−鉄−窒素系の磁石粉末が好適であ
る。希土類元素としては、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｙ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、またはＧｄ等が挙げられ、単独若しくは混合
物として使用できる。これらの中では、特にＳｍ又はＮ
ｄを５〜４０ａｔ．％、Ｆｅを５０〜９０ａｔ．％含有
するものが好ましい。

【００２２】希土類−鉄系磁石には、フェライト、アル
ニコなど通常、ボンド磁石の原料となる各種の磁石粉末
を混合してもよく、異方性磁石粉末だけでなく、等方性
磁石粉末も対象となるが、異方性磁場（ＨＡ）が、５０
ｋＯｅ以上の磁石粉末が好ましい。

【００２３】また、ボンド磁石の原料とすることから、
磁石粉末の平均粒径は、５μｍ以下、特に３μｍ以下で
あることが望ましい。平均粒径が５μｍを超えると、成
形性が悪化するので好ましくない。

【００２４】本発明は、希土類元素を含む鉄系磁石合金
粉末の表面に、平均膜厚が５〜１０ｎｍのリン酸塩被膜
（Ｂ１）と、平均膜厚が５〜１００ｎｍのリン酸塩被膜
（Ｂ２）からなる二層のリン酸塩被膜を形成した高耐候
性磁石粉末であって、この被膜のうちどちらか一方だけ
では、十分な耐湿性は得られない。

【００２５】Ｂ１ リン酸塩被膜（内側） リン酸塩被膜（Ｂ１）は、希土類元素を含む鉄系磁石合
金粉末の成分である鉄と、リン酸系化合物が短時間のう
ちに反応して生ずる金属塩であって、最終的に磁石粉末
の表面に形成される二層のリン酸塩被膜のうち、内側に
位置する鉄含有率の少ないリン酸塩被膜である。水にほ
とんど溶けないため、本発明において磁石合金粉末の耐
候性を高める重要な役割を担っている。

【００２６】リン酸塩被膜の成分は、例えば、リン酸
鉄、リン酸サマリウム又はこれらの複合金属塩などが挙
げられる。主要な成分はリン酸鉄であって、鉄／希土類
元素比は５以上８未満である。

【００２７】リン酸塩被膜の原料としては、オルトリン
酸をはじめ、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、直鎖
状のポリリン酸、環状のメタリン酸などのリン酸系化合
物が挙げられ、水、有機溶媒とともに使用する。

【００２８】また、リン酸アンモニウム、リン酸アンモ
ニウムマグネシウムなど、更には磁石粉末表面でホパイ
ト、フォスフォフェライト等を形成するリン酸亜鉛系、
ショルツァイト、フォスフォフィライト、ホパイト等を
形成するリン酸亜鉛カルシウム系、マンガンヒューリオ
ライト、鉄ヒューリオライト等を形成するリン酸マンガ
ン系、ストレンナイト、ヘマタイト等からなるリン酸鉄
系などの被膜を形成する化合物も使用できる。これらリ
ン酸系化合物は、単独でも複数種を組合せてもよく、通
常、キレート剤、中和剤などと混合して処理剤とされ
る。

【００２９】これらのうち、オルトリン酸が好ましい性
能を発揮するが、その理由は、希土類系金属、鉄との反
応性が大きく、磁石粉末の表面にリン酸塩被膜を形成し
やすいためである。

【００３０】リン酸塩被膜（Ｂ１）の平均膜厚は、５〜
１０ｎｍであり、平均膜厚が５ｎｍ未満では水の浸入を
遮断する効果がなく、一方、膜厚が１０ｎｍを超えて
も、その効果は顕著には増大しない。

【００３１】Ｂ２ リン酸塩被膜 このリン酸塩被膜は、リン酸系化合物の存在下、長時間
にわたる磁石合金の粉砕、攪拌の後、磁石粉末の成分で
ある鉄とリン酸系化合物が反応若しくは相互に作用して
生ずる金属塩のうち、鉄含有率の多いリン酸塩被膜（Ｂ
２）部分であり、上記リン酸塩被膜（Ｂ１）の外側、す
なわち磁石粉末の最表面に位置している。この部分は鉄
／希土類元素比が８以上であって、水をある程度遮断す
るとともに、樹脂バインダーとの結合力を高め、ボンド
磁石の成形性を高める被膜成分である。

【００３２】リン酸塩被膜（Ｂ２）の平均膜厚は、リン
酸塩被膜（Ｂ１）よりも厚く、５〜１００ｎｍであり、
特に５〜８０ｎｍが好ましい。平均膜厚が５ｎｍ未満で
は、水を全く遮断できないだけでなく、樹脂バインダー
との結合効果が小さく、一方、１００ｎｍを超えると、
磁気特性が低下するので好ましくない。

【００３３】高湿度環境下では、希土類元素を含む鉄系
磁石合金粉末の最表面にあるリン酸塩被膜（Ｂ２）の一
部が溶解し、水に対する抵抗力が弱まるが、鉄含有量が
少ない内側のリン酸塩被膜（Ｂ１）によって水は完全に
遮断される。しかしながら、この被膜がいずれか一層で
は、厚さが十分でないためか、あるいは二層界面へ水を
トラップする効果が得られないためか十分な耐候性が発
揮されない。

【００３４】２．高耐候性磁石粉末の製造方法 本発明の高耐候性磁石粉末は、平均粒径２０μｍを超え
る希土類元素を含む鉄系磁石合金の粉末に、該粉末１０
０重量部に対してリン酸を１〜５重量部、水を０．１〜
１０重量部含む有機溶媒中で、該粉末が平均粒径３μｍ
以下になるまで粉砕、攪拌して製造され、この一度の操
作で、鉄含有量が少ない内側のリン酸塩被膜（Ｂ１）、
鉄含有量が多い外側のリン酸塩被膜（Ｂ２）の二層が磁
石粉末の表面に形成される。

【００３５】本発明では、平均粒径２０μｍを超える希
土類元素を含む鉄系磁石合金の粉末に、特定量のリン酸
系化合物、水を、有機溶媒とともに加えることが重要で
あり、この溶液は、磁石粉末が平均粒径３μｍ以下にな
るまで粉砕、攪拌する必要がある。

【００３６】リン酸塩被膜の原料としては、オルトリン
酸をはじめ、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、直鎖
状のポリリン酸、環状のメタリン酸などのリン酸系化合
物が挙げられ、水、有機溶媒とともに使用する。

【００３７】リン酸系化合物としては、リン酸の他、亜
鉛などとの金属塩であってもよい。リン酸としては、オ
ルトリン酸が好ましいが、これに水を磁石粉末１００重
量部当たり０．１〜１０重量部だけ添加することによ
り、５〜９９％リン酸水溶液（例えば、８５％リン酸水
溶液、７５％リン酸水溶液）として使用できる。

【００３８】リン酸系化合物は、その種類などにもよる
が、磁石粉末に対し、その１００重量部当たり１〜５重
量部を添加する。１重量部未満であると、微粉末表面を
被覆するのに十分なリン酸塩被膜が得らず、高温での保
磁力の劣化が大きくなり、一方、５重量部を超えると磁
石粉末の磁気特性、機械的強度が低下するので好ましく
ない。

【００３９】水は、磁石粉末に対し、その１００重量部
当たり０．１〜１０重量部を添加する。水が０．１重量
部未満であると、十分なリン酸塩被膜（Ｂ２）が得られ
ず、一方、１０重量部を超えると十分なリン酸塩被膜
（Ｂ１）が得られず、高湿度環境下での保磁力の劣化が
大きくなり、磁石粉末の磁気特性、機械的強度が低下す
るので好ましくない。

【００４０】有機溶媒としては、特に制限はなく、イソ
プロピルアルコール、エタノール、トルエン、メタノー
ル、ヘキサン等が用いられる。

【００４１】リン酸系化合物を添加する時期は、磁石粉
末の粉砕中で有れば、いつでも良く、粉砕前に水、有機
溶媒に溶かしておき、粉砕途中に一度に添加する方法、
粉砕中、徐々に添加する方法などが用いられる。これに
よって、粉砕中に溶けだした希土類元素、鉄など磁石を
構成する元素とリン酸が反応することにより、リン酸塩
が磁石粉末上に被覆される。リン酸塩被膜（Ｂ１）は短
時間で形成されるが、この反応が完結し、充分な膜厚の
リン酸塩被膜（Ｂ２）を形成するには、リン酸系化合物
の種類などにもよるが、３０〜１８０分間、好ましくは
６０〜１５０分間の攪拌（粉砕）、保持時間が必要であ
る。

【００４２】リン酸系化合物は、上記の湿式処理法で磁
石粉末に被覆処理され、その後、加熱して乾燥させるこ
とで磁石粉末に定着される。すなわち、処理溶液と磁石
粉末は、プラネタリーミキサーなどにより、十分に混合
撹拌（例えば４０ｒｐｍ、２０℃）し、最後に、１００
〜１５０℃の真空オーブン中で１０〜３０時間乾燥させ
る。

【００４３】このようにして得られた希土類鉄系磁石合
金粉末は、粉末表面が水を遮断するリン酸塩の二層被膜
で均一に被覆されているため、粉末としての耐候性が良
好であるばかりでなく、これを樹脂と混合してボンド磁
石を作製すれば、極めて高い保磁力を示す。

【００４４】希土類−鉄−窒素系の合金粉末は、樹脂バ
インダー中に９０重量％以上もの割合で高充填化でき、
特に耐候性に優れたボンド磁石が期待される。

【００４５】本発明の高耐候性磁石粉末は、リン酸塩被
膜が形成されていることで十分な性能を有するが、必要
に応じて、さらにシラン系、アルミネート系、チタネー
ト系など各種のカップリング剤やアビエチン酸系化合物
などから選択された１種以上を被覆してもよい。

【００４６】３．ボンド磁石 本発明のボンド磁石は、上記のリン酸塩被膜二層をもつ
高耐候性磁石粉末に、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を樹
脂バインダーとして配合することで容易に製造できる。

【００４７】樹脂バインダーは、磁石粉末の結合材とし
て働く成分であり、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサ
ルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいは、エポキ
シ樹脂、ビス・マレイミドトリアジン樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ビニルエステル樹脂、硬化反応型シリコ
ーンゴムなどの熱硬化性樹脂が使用できる。

【００４８】熱硬化性樹脂であれば、その取扱い性、ポ
ットライフの面から２液型が有利であり、２液を混合後
は、常温から２００℃までの温度で硬化しうるものが好
ましい。その反応機構は、一般的な付加重合型でも縮重
合型であってもよい。また、必要に応じて過酸化物等の
架橋反応型モノマーやオリゴマーを添加しても差し支え
ない。

【００４９】これらは、反応可能な状態にあれば、重合
度や分子量に制約されないが、硬化剤や他の添加剤等と
の最終混合状態で、ＡＳＴＭ１００型レオメーターで測
定した１５０℃における動的粘度が５００Ｐａ・ｓ以
下、好ましくは４００Ｐａ・ｓ以下、特に好ましくは、
１００〜３００Ｐａ・ｓである。動的粘度が５００Ｐａ
・ｓを超えると、成形時に著しい混練トルクの上昇、流
動性の低下を招き、成形困難になるので好ましくない。
一方、動的粘度が小さくなりすぎると、磁石粉末と樹脂
バインダーが成形時に分離しやすくなるため、０．５Ｐ
ａ・ｓ以上であることが望ましい。

【００５０】形状は、液状、パウダー、ビーズ、ペレッ
ト等、特に限定されないが、磁石粉末との均一混合性や
成形性の観点から、常温で液状であることが望ましい。
また、これら樹脂には、異なる分子量、性状の樹脂を２
種以上組合わせることができ、混合後の動的粘度を前記
範囲として使用できる。

【００５１】樹脂バインダーは、磁石粉末１００重量部
に対して、３〜５０重量部の割合で添加される。添加量
は７〜３０重量部、さらには、１０〜２０重量部がより
好ましい。３重量部未満では、著しい混練トルクの上
昇、流動性の低下を招いて、成形困難になり、一方、５
０重量部を超えると、所望の磁気特性が得られないので
好ましくない。

【００５２】本発明における樹脂バインダーには、熱硬
化性樹脂の場合、その硬化剤、硬化触媒（反応促進剤や
反応開始剤等）、反応性希釈剤、未反応性希釈剤、各種
変性剤、増粘剤、滑剤、離型剤、紫外線吸収剤、難燃剤
や種々の熱安定剤等を添加できる。

【００５３】硬化剤としては、一般に有機過酸化物が用
いられ、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド等
のケトンパーオキサイド類；３，３，５−トリメチルシ
クロヘキサン等のパーオキシケタール類；ｔ−ブチルハ
イドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類；
ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド等のジアルキルパーオキ
サイド類；アセチルパーオキサイド等のジアシルパーオ
キサイド類；ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネー
ト等のパーオキシジカーボネート類；クミルペロキシネ
オヘキサノエート等のパーオキシエステル類やアセチル
シクロヘキシルスルフォニルペロキサイド、ｔ−ブチル
ペロキシアリルカーボネート等が挙げられる。

【００５４】有機過酸化物は、炭化水素溶液類、フタル
酸エステル類に希釈し、若しくは固形粉末に吸収させて
使用してもよい。半減期が１０時間となる分解温度が１
２０℃以下である過酸化物、特に、この分解温度が４０
〜１００℃の過酸化物が好ましい。有機過酸化物は、希
釈率や活性酸素量にもよるが、不飽和ポリエステル樹脂
に対して、０．０１〜５重量％添加すればよい。

【００５５】反応性希釈剤としては、スチレン、脂肪酸
ジグリシジルエーテル、エチレングリコールグリシジル
エーテル、フェニルグリシジルエーテル、グリセリンポ
リグリシジルエーテルなどが挙げられる。未反応性希釈
剤としては、エタノール、イソプロパノールなどのアル
コールなどが挙げられる。変性剤としては、液状ポリサ
ルファイドポリマー、フェノール変性芳香族重合体など
が挙げられる。増粘剤としては、酸化ベリリウム、酸化
マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
水酸化カルシウム、酸化亜鉛などが挙げられる。

【００５６】滑剤としては、例えばパラフィンワックス
等のワックス類；ステアリン酸などの脂肪酸類；ステア
リン酸カルシウム等の脂肪酸塩（金属石鹸類）；ステア
リン酸アミド等の脂肪酸アミド類；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等のアルコー
ル類；ポリエチレングリコールや、それら変性物からな
るポリエーテル類；ジメチルポリシロキサン等のポリシ
ロキサン類；弗素系オイルなど弗素化合物、窒化珪素な
どの無機化合物粉体が挙げられる。

【００５７】離型剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステ
アリン酸金属塩とステアリン酸亜鉛との混合系などが挙
げられる。紫外線吸収剤としては、フェニルサリシレー
ト等のベンゾフェノン系；２−（２’−ヒドロキシ−
５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾ
トリアゾール系；蓚酸アニリド誘導体などが挙げられ
る。

【００５８】難燃剤としては、三酸化アンチモン、アン
チモン酸ソーダ、有機臭素化合物、塩素化パラフィン、
塩素化ポリエチレンなどが挙げられる。熱安定剤として
は、例えば、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４
−ピペリジル）セバケート等のヒンダードアミン系、フ
ェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系熱安定剤
などが挙げられる。

【００５９】混合方法は、特に限定されず、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、プラネタリーミキサ
ー等の混合機、或いはバンバリーミキサー、ニーダー、
ロール、ニーダールーダー、単軸押出機、二軸押出機等
の混練機が使用できる。

【００６０】上記の磁石粉末、樹脂バインダー、添加剤
との組成物は、射出成形、圧縮成形法、押出成形法、圧
延成形法、或いはトランスファー成形法などによって成
形され、磁気特性、形状自由度のみならず、耐錆特性、
機械的強度、柔軟性、耐熱性などに優れたボンド磁石を
容易に製造できる。

【００６１】熱硬化性樹脂は、混合時の剪断発熱などに
よって硬化が進まないよう、剪断力が弱く、かつ冷却機
能を有する混合機を使用することが好ましい。混合によ
り組成物が塊状化するので、これを射出成形法、圧縮成
形法、押出成形法、圧延成形法、或いはトランスファー
成形法などにより成形する。

【００６２】本発明では、特に射出成形法が好ましく、
この場合、最高履歴温度が２００℃以下、好ましくは１
５０℃以下となる条件で成形する。最高履歴温度が２０
０℃を超えると、磁気特性が低下するという問題が生じ
るので好ましくない。

【００６３】磁石粉末として希土類−鉄−窒素系の合金
粉末を用い、これに二層のリン酸塩被膜を形成すれば、
磁石粉末を樹脂バインダー中に９０重量％以上もの高い
割合で充填でき、特に優れた耐熱性と磁気特性を有する
ボンド磁石が得られる。

【００６４】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて具体的に説
明するが、本発明は、これら実施例によって何ら限定さ
れるものではない。

【００６５】実験で得られた磁石合金粉末は、次に示す
方法により、その特性、性能を測定、評価した。 ・被膜の観察、被膜組成の分析 得られた磁石粉末の表面に生成したリン酸塩被膜は、Ｆ
Ｅ−ＴＥＭ（電界放出型透過電子顕微鏡）で観察し、被
膜組成はＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光分析装置）
を用いて分析した。

【００６６】・粉末の耐候性 磁石粉末を８０℃、湿度９０％の恒温恒湿槽中に３００
時間暴露し、その後、粉末の磁気特性（保磁力）を測定
し、耐候性を評価した。

【００６７】・磁気特性評価 チオフィー型自記磁束計により、試料の磁気特性（保磁
力）を常温で測定した。

【００６８】（実施例１）実質的にＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３
の磁石合金粉（平均粒径３０μｍ、住友金属鉱山（株）
製、異方性磁場：２１０ｋＯｅ（１６．８ＭＡ／ｍ）、
粒径１００μｍ以下の粒径を９９％含有）を還元拡散法
により作製し、これを用いて試料を作製した。容器内部
を窒素で置換したアトライタ（三井鉱山社製）を用い、
この磁石合金粉末１ｋｇを、リン酸（磁石粉末１００重
量部当たり１．５重量部）及び水（磁石粉末１００重量
部当たり５重量部）を含む１．５ｋｇのイソプロパノー
ル中で２時間粉砕し、平均粒径３μｍの磁石合金粉を作
製した。アトライタの回転数は２００ｒｐｍとした。粉
砕終了後、このスラリーをろ過し、得られたケーキを真
空中１５０℃、２時間乾燥した。得られた磁石粉末の被
膜厚さ、初期保磁力などを測定し、表１に結果を示し
た。磁石粉末の表面に二層のリン酸塩被膜が形成され、
内側の層は鉄／希土類元素比が５〜８、厚さ平均５〜１
０ｎｍであり、外側の層は鉄／希土類元素比が８以上、
厚さ平均５〜１００ｎｍであった。また、３００時間後
の保磁力も測定し、結果を表１に併記した。

【００６９】

【表１】

【００７０】（実施例２〜５）リン酸と水の添加量を変
えた以外は、上記の実施例１と同様にして、磁石粉末に
リン酸塩被膜を形成し、得られた磁石粉末の被膜厚さ、
初期保磁力などを測定し、表１に結果を示した。

【００７１】これら実施例によって得られた磁石粉末の
初期保磁力は、いずれも１０ｋＯｅ（７９６ｋＡ／ｍ）
以上であり、３００時間後も保磁力変化が少なく、最低
でも９ｋＯｅ（７１６ｋＡ／ｍ）以上の保磁力を示し
た。また、これらの粉末を用いてボンド磁石を作製した
が、その保磁力も粉末とほぼ同等の保磁力を示し、耐候
性が大きく改善されていた。

【００７２】（比較例１〜４）リン酸と水の添加量を変
えた以外は、上記の実施例と同様にして、磁石粉末を被
覆処理し、得られた磁石粉末の被膜厚さ、初期保磁力な
どを測定し、表１に結果を示した。また、３００時間後
の保磁力も測定し、結果を表１に併記した。リン酸の添
加量が少ないと（比較例１）、粉末を取り出した時に粉
末は既に焼失しており、大気に曝すとすぐに磁石粉末は
酸化してしまうと考えられる。水の添加量が少ないと
（比較例３）、被膜は、鉄／希土類元素比が５〜８、厚
さ平均５〜１０ｎｍのリン酸塩被膜一層しか形成されな
かった。また、リン酸又は水の添加量が多すぎると（比
較例２，４）、リン酸被膜の作製時に磁石粉末が腐食さ
れてしまうため、初期保磁力が低いと考えられる。

【００７３】これら実施例の結果から、磁石合金を粉砕
する際、溶媒中にリン酸系化合物と水を所定量含有させ
ると、磁石粉末にリン酸塩の二層被膜を付与でき、磁石
粉末の耐候性が大きく改善したことが分かる。一方、比
較例の結果から、リン酸系化合物、水の濃度が所定の範
囲から外れると、磁石合金粉末上にリン酸塩被膜が所定
の膜厚に形成されないので、磁石粉末の耐候性が改善さ
れないことが分かる。

【００７４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、平均膜
厚が特定なリン酸塩被膜の二層で被覆された高耐候性磁
石合金粉末が得られるので、高湿度中に保持した場合に
保磁力の劣化が少なく、耐錆特性、機械強度、柔軟性、
耐熱性などが改良されたボンド磁石を提供できる。この
ボンド磁石は、一般家電製品から、通信・音響機器、医
療機器、一般産業機器に至る幅広い分野で活用でき、そ
の工業的価値は極めて大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K018 AA27 BA18 BC28 GA04 KA46 4K026 AA02 AA23 BA03 CA23 CA24 CA25 CA26 DA03 DA11 5E040 AA03 BC01 BC08 CA01 HB17 NN01 NN05 NN06 NN12 NN18 5E062 CC05 CD05 CE02 CE03 CE04 CE05 CG03 CG07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 希土類元素を含む鉄系磁石合金粉からな
   る磁石粉末（Ａ）の表面上に、平均膜厚が５〜１０ｎｍ
   のリン酸塩被膜（Ｂ１）と、平均膜厚が５〜１００ｎｍ
   のリン酸塩被膜（Ｂ２）とを形成した高耐候性磁石粉末
   であって、リン酸塩被膜（Ｂ１）の鉄／希土類元素比が
   ５以上８未満、かつリン酸塩被膜（Ｂ２）の鉄／希土類
   元素比が８以上であることを特徴とする高耐候性磁石粉
   末。
2. 【請求項２】 磁石粉末（Ａ）は、平均粒径５μｍ以下
   であることを特徴とする請求項１に記載の高耐候性磁石
   粉末。
3. 【請求項３】 高耐候性磁石粉末の保磁力が、８０℃、
   湿度９０％の恒温恒湿槽中に３００時間暴露した後に、
   ９ｋＯｅ以上であることを特徴とする請求項１に記載の
   高耐候性磁石粉末。
4. 【請求項４】 平均粒径２０μｍを超える希土類元素を
   含む鉄系磁石合金の粉末に、該粉末１００重量部に対し
   てリン酸を１〜５重量部、水を０．１〜１０重量部含む
   有機溶媒中で、該粉末が平均粒径３μｍ以下になるまで
   粉砕、攪拌し、鉄／希土類元素比が５以上８未満である
   リン酸塩被膜（Ｂ１）、鉄／希土類元素比が８以上であ
   るリン酸塩被膜（Ｂ２）を表面に形成させることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の高耐候性磁石合
   金粉末の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載の高耐候
   性磁石粉末に、少なくとも樹脂バインダーを加えた組成
   物を、射出成形法、圧縮成形法、押出成形法又は圧延成
   形法から選ばれるいずれかの成形法により成形したボン
   ド磁石。