JP2005032784A

JP2005032784A - 希土類フレキシブルシート磁石およびその製造方法

Info

Publication number: JP2005032784A
Application number: JP2003193291A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kawakami; 義雄川上; Tsutomu Kozu; 力神津; Kazunori Oi; 和典大井; Yuzo Sato; 裕三佐藤; Hideki Sasaki; 英樹佐々木; Yutaka Terada; 裕寺田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】広範囲な環境において安定に錆の発生が防止された希土類フレキシブルシート磁石の提供。
【解決手段】１９０℃以上の融点または昇華点を有する芳香族ジカルボン酸で表面処理された希土類磁性材粉と結合樹脂とを混練して希土類フレキシブルシート磁石を製造する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は希土類ボンド磁石に関し、主にＩＴ関連機器等に使用されるマイクロモーターに組み込まれる永久磁石、レーザープリンター等に組み込まれるマグネットロール用永久磁石等として好適に使用できる希土類フレキシブルシート磁石、特にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類フレキシブルシート磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴ関連機器等の高速化および小型化に伴い、それらに組み込まれるモーターはより小型で強力であることが必要とされ、それに使用される永久磁石は磁気特性に優れると共により薄いシート状であることが要求されるようになってきている。
【０００３】
今日、これらの永久磁石は、例えば、磁性粉と結合樹脂またはゴムとの混合材料を押出成形、さらに必要に応じてロール圧延成形により製造されている（特許文献１）。このようにして製造されたフレキシブルシート磁石の磁性粉の表面は基本的には結合樹脂またはゴムで被覆されているが、フレキシブルシート磁石はその使用環境範囲が広く、あらゆる環境で安定でなければならいために樹脂等の被覆だけでは磁性材の防錆は不十分である。
【０００４】
そこで、磁性材の防錆を目的として、磁性材の表面を金属アルコキシドで処理する方法（特許文献２）；有機燐酸エステル系化合物またはシリルイソシアネート系化合物で被覆する方法（特許文献３）；磁性紛体表面にバインダー樹脂を均一に付着させた後、カルボン酸金属塩または鉄より酸価電位が卑な金属紛体を吸着或いは付着させる方法（特許文献４）；あるいは、カルボン酸、金属セッケン、アンモニウム塩、スルホン酸塩、アミン類、エステル、チオリン酸塩の１種もしくは２種以上の防錆剤を含む有機皮膜が形成された焼結金属からなる希土類鉄系磁石（特許文献５）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−１９７３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７６７１１号公報
【特許文献３】
特開２００２−９３６１１号公報
【特許文献４】
特開平１−１４７８０６号公報
【特許文献５】
特開昭６２−２８６２０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
希土類磁性材の内でＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性材は比較的安価で軽量でありかつ磁気特性に優れているという特性を有する反面、錆び易いという欠点が特に顕著であり、あらゆる環境における磁性材の防錆に関して十分に満足のいく手段はまだ存在しない。
【０００７】
したがって、本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ＩＴ機器類の高速化・小型化の要請に十分対応できる厚さおよび磁気特性を有すると共に広範囲な環境において安定に錆の発生が防止された希土類フレキシブルシート磁石、特にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系フレキシブルシート磁石およびその製造方法を提供することを目的とする。
【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の本発明の一つの態様は、希土類磁性材粉と結合材とを含む希土類フレキシブルシート磁石であって、該希土類磁性材粉の表面が芳香族ジカルボン酸によって被覆されていることを特徴とする磁石である。
【０００９】
また、本発明のもう一つの態様は、希土類フレキシブルシート磁石の製造方法であって、下記工程を含む製造方法である：
（ａ）結合材を溶剤に溶解してラッカーを調製し、
（ｂ）磁性材粉と表面被覆剤とを混合・撹拌して、磁性材粉の表面処理を行い、
（ｃ）表面処理された該磁性材粉に工程（ａ）で調製されたラッカーと架橋剤を加え、混練して磁性材塗料を調製し、
（ｄ）該磁性材塗料を、表面に離型剤が塗布されたフィルム上に塗布し、乾燥し、フィルムから剥離して磁性材シートを作成し、そして
（ｅ）任意の順序で圧延および加熱架橋を行い、所望のサイズに裁断する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の希土類フレキシブルシート磁石に含まれる希土類磁性材粉は少なくとも１種の希土類元素および鉄元素を含む磁性材粉であるが、主としてロール急冷法またはガスアトマイズ法で作成されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性材粉であり、特に、ガスアトマイズ法で作成されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性材粉が好ましい。ガスアトマイズ法で作成された磁性材料は、球状粉であるため等方性磁石を作成できると共に、針状紛と比較すると磁性粉の比表面積が小さく、混練する結合樹脂を少なく出来るため磁力の大きい磁石とすることができる。
【００１１】
本発明の希土類フレキシブルシート磁石の結合材として、種々なゴムおよび樹脂を単独またはブレンドの形において使用することができるが、マイクロモーター用シート磁石である場合には、柔軟性、反発性、残留応力緩和性が少ないこと等を総合的に考慮したときに、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタンまたはこれらの混合物、特に、ポリカーボネートポリウレタンが好ましい。
【００１２】
磁性材の防錆を目的とした表面被覆（吸着）剤は、磁性材の表面に強く緻密に吸着しかつ過剰または遊離の状態で存在しても吸湿性が少ないことが好ましい。したがって、緻密に吸着するためには、比較的小さい分子量を有するものであることが望まれる。また、フレキシブルシート磁石が広範囲な環境で使用されることを考慮すると、溶融温度が高く（約１９０℃以上）、溶融しても、シート内での物質移動がないことが望まれる。
【００１３】
本発明において、希土類磁性材粉の表面を被覆するために使用される表面被覆剤は芳香族ジカルボン酸である。この芳香族ジカルボン酸としては、例えば，ｏ−およびｍ−フタル酸、ナフタリンジカルボン酸等を挙げることができ、これらはそれぞれ単独または組み合わせにおいて使用することができる。Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性材粉に対しては、ｏ−およびｍ−フタル酸を使用して特に好ましい結果が得られる。
【００１４】
以下に、本発明の希土類フレキシブルシート磁石の製造方法を説明する。
図１は、本発明の希土類フレキシブルシート磁石の製造工程の一例を示すフローチャートである。図１に従って、各工程を順次説明する。
【００１５】
（ａ）結合材を溶剤に溶解してラッカーを調製する。
結合材としては、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタンまたはこれらの混合物が使用され、溶剤としては、トルエン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の有機溶媒およびこれらの混合溶媒を使用することができる。
【００１６】
例えば、ポリカーボネートポリウレタンを結合材として使用する場合には、通常、ＭＥＫとトルエンとの重量比が１：１の混合溶媒を使用することができる。有機溶媒は、得られたラッカー中の樹脂濃度が約２０重量％となるような量において使用するのが好ましい。
【００１７】
（ｂ）磁性材粉と表面被覆剤とを混合・撹拌して、磁性材粉の表面処理を行う。
例えば、アトマイズ法によって作成したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性材粉に、該磁性材粉に対して０．１ｗｔ％以上（一般的に約０．２ｗｔ％）のｏ−またはｍ−フタル酸またはこれらの混合物を加え、自動乳鉢を使用して約３０分間よく混合撹拌し、表面被覆剤を磁性材粉の表面に十分に吸着させる。
【００１８】
（ｃ）表面処理された該磁性材粉に工程（ａ）で調製されたラッカーと架橋剤を加え、混練して磁性材塗料を調製する。
【００１９】
（ｄ）該磁性材塗料を、表面に離型剤が塗布されたフィルム上に塗布し、乾燥し、フィルムから剥離して磁性材シートを作成する。
（ｅ）任意の順序で圧延および加熱架橋を行い、所望のサイズに裁断する。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。これらの実施例は本発明を具体的に例示するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２１】
（実施例１）
ポリカーボネートポリウレタンをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）とトルエンの１：１混合溶剤に溶解し、樹脂濃度２０ｗｔ％のラッカーを調製した。ガスアトマイズ法で作成したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性材粉（平均粒径４５μｍ）に、表面被覆剤としてのｏ−フタル酸０．２ｗｔ％（磁性材粉に対して）を加え、自動乳鉢（愛知電機工作所製ＡＮＭ１０００型）を使用して３０分間よく混合することによって表面処理を行った。このようにして表面処理した磁性材粉と上記で調製したラッカーとを、ラッカー中の樹脂分と磁性材の重量比が１：２０になるように計量して混合し、自動乳鉢（愛知電機工作所製ＡＮＭ１０００型）を使用して３０分間混練した。この時の磁性材の投入量は１００ｇとした。更に、この混練物のラッカー濃度が１２ｗｔ％になるように混合溶剤を追加し、樹脂重量の１０ｗｔ％のイソシアネート化合物を加えて更に１０分間混練し、磁性材塗料を作成した。
【００２２】
この磁性材塗料を、シリコン樹脂が表面に塗布されているＰＥＴフィルム（東洋メタライジング社製セラピール７５μｍ）の上にアプリケーターコーターを使用して塗布し、乾燥し、ＰＥＴフィルムを剥離除去して厚さが０．５ｍｍの磁気シートを作製した。この磁気シートを２５２ｋｇ／ｃｍの線圧でロール圧延し、更に１００℃２４時間の条件で樹脂の架橋処理を行った後、裁断して１２０ｍｍ×６００ｍｍ×０．５ｍｍのフレキシブルシート磁石を得た。
【００２３】
さらに、上記で得られたフレキシブルシート磁石を裁断し、１０ｍｍ×６００ｍｍの大きさの錆評価用サンプルを作成した。
【００２４】
上記によって得られた錆評価用サンプルを、温度６０℃で湿度９０％の環境下に３００時間放置した後、錆の発生状態を目視検査で評価した。
【００２５】
得られた評価結果は、下記の表１に示したとおり、錆の発生はほとんど見られず、極めて良好であった。
【００２６】
（実施例２〜３）
表１に示した表面被覆剤を表１に示した添加量で使用した以外は実施例１と同様にしてフレキシブルシート磁石の作製および錆の発生状態の評価を行った。
【００２７】
評価結果は、下記の表１に示すとおり極めて良好であった。
（比較例１）
表面被覆剤を使用しなかった以外は実施例１と同様にしてフレキシブルシート磁石の作製および錆の発生状態の評価を行った。
評価結果は、下記の表１に示すとおりであった。
【００２８】
（比較例２〜６）
表１に示した表面被覆剤を表１に示した添加量で使用した以外は実施例１と同様にしてフレキシブルシート磁石の作製および錆の発生状態の評価を行った。
【００２９】
評価結果は、下記の表１に示すとおりであった。
表１において、錆発生の評価基準は以下のとおりである。
××：錆の発生が１ｃｍ^２当り１０個以上
×：錆の発生が１ｃｍ^２当り３個以上
△：錆の発生が１ｃｍ^２当り０．２個以上
○：錆の発生が１ｃｍ^２当り０．０５個以上
◎：錆の発生が１ｃｍ^２当り０．０５個未満
（ただし、０．５ｍｍφ以上の錆は３を乗じて個数とした）
【００３０】
【表１】

【００３１】
【発明の効果】
本発明の希土類フレキシブルシート磁石は、高温多湿の環境下に長時間放置しても錆の発生は見られない。したがって、ＩＴ関連機器用のマイクロモーターに組み込まれる永久磁石としても、広範囲な環境下で錆の発生なく安定した状態で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の希土類フレキシブルシート磁石の製造工程の一例を示すフローチャートである。

Claims

希土類磁性材粉と結合材とを含む希土類フレキシブルシート磁石であって、該希土類磁性材粉の表面が、１９０℃以上の融点または昇華点を有する芳香族ジカルボン酸によって被覆されていることを特徴とする磁石。
前記芳香族ジカルボン酸がｏ−フタル酸またはｍ−フタル酸またはそれらの混合物である請求項１に記載の磁石。
前記結合材がポリカーボネートポリウレタンである請求項１または２に記載の磁石。
前記磁性材粉が、ガスアトマイズ法により作成されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性材である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁石。
請求項１に記載の希土類フレキシブルシート磁石の製造方法であって、下記工程を含む製造方法：
（ａ）結合材を溶剤に溶解してラッカーを調製し、
（ｂ）磁性材粉と表面被覆剤とを混合・撹拌して、磁性材粉の表面処理を行い、
（ｃ）表面処理された該磁性材粉に工程（ａ）で調製されたラッカーと架橋剤を加え、混練して磁性材塗料を調製し、
（ｄ）該磁性材塗料を、表面に離型剤が塗布されたフィルム上に塗布し、乾燥し、フィルムから剥離して磁性材シートを作成し、そして
（ｅ）任意の順序で圧延および加熱架橋を行い、所望のサイズに裁断する。
前記工程（ｃ）において、混練の前または間に追加の溶剤を加え、磁性材塗料の粘度調整を行う、請求項５に記載の方法。