JP2022017908A - ボンド磁石用コンパウンド及びボンド磁石用成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】機械強度により優れるボンド磁石用成形体を得ることのできるボンド磁石用コンパウンド提供すること。【解決手段】磁性粉末と、エポキシ樹脂、硬化剤、及びグリシジル基と反応可能な官能基を有するカップリング剤を含む樹脂組成物と、を含み、エポキシ樹脂及び硬化剤を、下記式（１）で表される硬化物１ｇ当たりの水酸基量が３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上となるように含む、ボンド磁石用コンパウンド。硬化物１ｇ当たりの水酸基量＝硬化剤含有量［ｇ］×１０００／（硬化剤の水酸基当量Ａ×（エポキシ樹脂含有量［ｇ］＋硬化剤含有量［ｇ］）） ・・・（１）【選択図】なし

Description

本発明は、ボンド磁石用コンパウンド及びボンド磁石用成形体に関する。

ボンド磁石とは、フェライト、アルニコ、希土類等の磁性を示す磁石用粉末と、樹脂等の結合材（バインダー）とを混合し、所定の形状に高圧成形した磁石をいう。ボンド磁石は、焼結磁石に比べて形状の自由度が大きく、薄肉リング状等の多様な成形が容易であること、寸法精度が高いこと、機械的特性に優れるため割れ欠けが生じにくいこと、他の部材との一体成形が可能であること、また、磁石粉末同士の間に絶縁体である樹脂が存在しているため、電気抵抗が高い磁石が得られること、などの特徴がある。そのため、応用製品は多岐にわたっており、自動車、一般家電製品、通信・音響機器、医療機器、一般産業機器等に広く利用されている。

このようなボンド磁石は、コンパウンドと呼ばれる、樹脂と磁石用粉末の混合物を圧縮成形することで製造される。コンパウンドは、磁石の密度を高めるために粒度調整した磁粉と、樹脂等の結合材とを混練することで製造される。耐熱性を求められる用途では、結合材として特に熱硬化性樹脂が広く検討されている。

耐熱性が問われる用途における技術課題は、樹脂の軟化による機械強度の低下であり、特に加熱時に機械強度が著しく低下することである。特許文献１には、希土類ボンド磁石用の結合材として、エポキシ樹脂とポリベンゾイミダゾールを一定比率で含むものを用いることによって、ボンド磁石の高温における機械強度を向上させることが示されている。また、特許文献２には、希土類系ボンド磁石の結合材として、ジヒドロベンズオキサジン化合物、及び、ジヒドロベンズオキサジン化合物とエポキシ樹脂又はフェノール樹脂の混合体を用いることによって、ボンド磁石の高温における機械強度を向上させられることが示されている。特許文献３には、ポリアミドイミドを用いることによる高温における機械強度向上について示されている。特許文献４には、樹脂量を低減させた原料粉末を高圧力下で成形しても、クラックの生じ難い圧粉体を得ることにより、密度の高いボンド磁石を得ることが示されている。

特開平８－２７３９１６号公報 特開２００１－２１４０５４号公報 特開２００４－３１７８６号公報 特開２０１２－２０９４８４号公報

機械強度向上のため種々の検討がなされているが、特に高温での機械強度にはさらなる改善が求められているのが現状である。

本発明は、機械強度により優れるボンド磁石用成形体を得ることのできるボンド磁石用コンパウンドを提供することを目的とする。本発明はまた、当該コンパウンドを成形してなるボンド磁石用成形体を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、樹脂組成物に含まれるカップリング剤の種類と、樹脂組成物の硬化物中の水酸基量（ＯＨ基量）とが、機械強度に及ぼす可能性に着目した。そして、所定のカップリング剤を用いた上で、硬化物（硬化後の樹脂組成物）中の水酸基量が３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上となるように、エポキシ樹脂及び硬化剤を配合することによって、ボンド磁石用成形体の室温での機械強度を向上し、さらには高温での機械強度低下を抑制できることを見出した。

本発明は、磁性粉末と、エポキシ樹脂、硬化剤、及びグリシジル基と反応可能な官能基を有するカップリング剤を含む樹脂組成物と、を含み、エポキシ樹脂及び硬化剤を、下記式（１）で表される硬化物１ｇ当たりの水酸基量が３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上となるように含む、ボンド磁石用コンパウンドを提供する。
硬化物１ｇ当たりの水酸基量＝硬化剤含有量［ｇ］×１０００／（硬化剤の水酸基当量Ａ×（エポキシ樹脂含有量［ｇ］＋硬化剤含有量［ｇ］）） ・・・（１）

一態様において、エポキシ樹脂は、ナフタレン型エポキシ樹脂を含んでよい。

一態様において、ナフタレン型エポキシ樹脂は、３官能又は４官能エポキシ樹脂を含んでよい。

一態様において、エポキシ樹脂のエポキシ当量に対する、硬化剤の水酸基当量の比率は１．０～１．４であってよい。

一態様において、グリシジル基と反応可能な官能基が無水コハク酸基を含んでよい。

本発明は、上記コンパウンドを成形してなる、ボンド磁石用成形体を提供する。

本発明によれば、機械強度により優れるボンド磁石用成形体を得ることのできるボンド磁石用コンパウンドを提供することができる。また、本発明によれば、当該コンパウンドを成形してなるボンド磁石用成形体を提供することができる。

本発明のボンド磁石用コンパウンドから得られるボンド磁石用成形体は、室温での機械強度に優れると共に、高温での機械強度低下が小さい。当該成形体は、機械強度として特に圧壊強度に優れる。したがって、高温に曝される用途へのボンド磁石の適用をより行い易くなるという格別の効果を有する。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

＜ボンド磁石用コンパウンド＞
ボンド磁石用コンパウンドは、磁性粉末と、エポキシ樹脂、硬化剤、及びグリシジル基と反応可能な官能基を有するカップリング剤を含む樹脂組成物と、を含む。

［樹脂組成物］
ボンド磁石用コンパウンド中の磁性粉末を除く有機成分、すなわち、エポキシ樹脂、硬化剤、グリシジル基と反応可能なカップリング剤等の混合成分を樹脂組成物と言う。樹脂組成物は、ボンド磁石を構成する磁性粉末の結合材（バインダー）としての機能を有し、機械的強度の源となる。ボンド磁石用コンパウンドを圧縮成形及び加熱して得られるボンド磁石用成形体において、硬化した樹脂組成物は磁性粉末間の強固なバインダーとしての機能を果たす。

（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば特に制限されない。エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ジフェニルメタン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂（ナフタレン構造を有するエポキシ樹脂）、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、βナフトール型エポキシ樹脂、ナフトール類とフェノール類との共重合型エポキシ樹脂、アラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、ビスフェノール型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂（例えば、アルコール類のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、パラキシリレン及び／又はメタキシリレン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂、多環芳香環変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂など）、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジル型またはメチルグリシジル型のエポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、ハロゲン化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。

上記エポキシ樹脂の中でも、高強度、耐熱性の観点からは、ナフタレン型エポキシ樹脂を用いることができ、特に常温で固体のナフタレン型エポキシ樹脂を用いることができる。同様の観点から、ナフタレン型エポキシ樹脂としては、３官能のナフタレン型エポキシ樹脂、４官能のナフタレン型エポキシ樹脂、βナフトール型エポキシ樹脂等を用いることができる。市販されているナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば、ＤＩＣ株式会社製のＨＰ－４７００、ＨＰ－４７１０、ＨＰ－４７７０、ＥＸＡ－５７４０、ＥＸＡ－７３１１－Ｇ４等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。また２官能型のナフタレン系エポキシ樹脂であるＨＰ－４０３２、ＨＰ－４０３２Ｄを上記のエポキシ樹脂に組み合わせて用いることもできる。

エポキシ樹脂のエポキシ当量は、２５０以下とすることができ、２３０以下であってよく、２２０以下であってよい。このようなエポキシ樹脂を用いることで、硬化剤との反応で生じる硬化物の単位重量当たりの水酸基が多くなり、強度が向上し易い。また、疎水性の油に対する耐性が高くなり易い。

（硬化剤）
硬化剤としては、耐熱性の観点からフェノール樹脂硬化剤が挙げられる。エポキシ樹脂の硬化剤は、脂肪族ポリアミンやポリアミノアミド、ポリメルカプタンのような低温～室温で硬化するタイプと、芳香族ポリアミンや酸無水物、フェノールノボラック樹脂、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）のように温度を上げないと硬化しない加熱硬化タイプに分類される。一般的には、低温～室温硬化タイプの硬化剤で硬化させたエポキシ樹脂は、ガラス転移点が低く、軟らかい硬化物となる。耐熱性の観点からは、加熱硬化タイプの硬化剤を用いることができ、フェノールノボラック樹脂を硬化剤として用いることができる。フェノールノボラック樹脂を硬化剤に用いることで、ガラス転移点が高い樹脂硬化物が得られるため、耐熱性や機械強度に優れたボンド磁石用成形体を製造することができる。

フェノール樹脂硬化剤としては、１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有する化合物であれば特に制限されない。フェノール樹脂の具体例としては、例えば、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、サリチルアルデヒド型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、ベンズアルデヒド型フェノールとアラルキル型フェノールとの共重合型フェノール樹脂、パラキシリレン及び／又はメタキシリレン変性フェノール樹脂、メラミン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトール樹脂、シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、多環芳香環変性フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、これらの２種以上を共重合して得たフェノール樹脂等が挙げられる。フェノール性水酸基を有する硬化剤としてビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、置換又は非置換のビフェノール、２官能型のジヒドロキシナフタレン等を用いることができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

フェノールノボラック樹脂は、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び／又はα－ナフトール、β－ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類と、を酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるものが挙げられる。

フェノール樹脂の中で市販されているものには、例えば、荒川化学工業株式会社製のタマノル７５８等、日立化成株式会社製のＨＰ－８５０Ｎ等、新日鉄住金化学株式会社製のＳＮ３９５等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

樹脂組成物において、エポキシ樹脂及び硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂の含有量と、硬化剤の水酸基当量（Ａ）及び含有量とを用い、下記式（１）で表される硬化物１ｇ当たりの水酸基量が３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上となるように調整する。
硬化物１ｇ当たりの水酸基量＝硬化剤含有量［ｇ］×１０００／（硬化剤の水酸基当量Ａ×（エポキシ樹脂含有量［ｇ］＋硬化剤含有量［ｇ］）） ・・・（１）

これにより、ボンド磁石用成形体の室温での機械強度を向上し、さらには高温での機械強度低下を抑制することができる。この観点から、当該水酸基量は３．１ｍｍｏｌ／ｇ以上であってよく、３．２ｍｍｏｌ／ｇ以上であってよく、３．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であってよい。当該水酸基量の上限は、硬化物の強度が低下し難い観点から４．５ｍｍｏｌ／ｇとすることができる。

上記式（１）における「硬化物」とは、後述のボンド磁石用成形体の製造方法の記載に従い樹脂組成物を熱硬化させて得られる物であり、より具体的には、樹脂組成物を例えば１５０～３００℃の温度で数分間～４時間熱処理して得られる物である。

樹脂組成物において、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対する、当該エポキシ基と反応する硬化剤中の活性基（例えばフェノール性水酸基）の比率、すなわちエポキシ樹脂のエポキシ当量に対する、硬化剤の水酸基当量の比率（水酸基当量／エポキシ当量）は、１．０～１．４とすることができ、１．０～１．２であってよい。当量比が１．０以上であることで、硬化物の単位重量当たりの水酸基量を確保し易く強度が低下し難い。また、樹脂組成物（エポキシ樹脂組成物）の硬化速度が速くなり易い、得られる硬化体のガラス転移温度が高くなり易い、充分な弾性率が得られ易い、耐油性が低下し難い等の傾向がある。一方、当量比が１．４以下であることで、硬化物の強度が低下し難い。

（カップリング剤）
グリシジル基と反応可能な官能基を有するカップリング剤を用いることで、樹脂組成物と磁性粉末表面との密着性を高めることができ、ボンド磁石成形体の機械強度を高めることが可能となる。グリシジル基と反応可能な官能基を有するカップリング剤としてはシランカップリング剤が挙げられ、例えばエポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、酸無水物系シラン等のシラン系化合物が挙げられる。これらの中でも、ポットライフの観点からは酸無水物系のシランカップリング剤を用いることができ、特にコハク酸無水物系のシランカップリング剤（すなわち、グリシジル基と反応可能な官能基として無水コハク酸基を含む官能基を有するカップリング剤）を用いることができる。これらは、単独で又は複数を混合して用いることができる。

カップリング剤の配合量は、１００質量部のエポキシ樹脂に対し、２５～３５質量部とすることができ、２８～３２質量部であってよい。カップリング剤の配合量が下限値以上であると、圧壊強度が向上し易く、また上限値以下であると、コンパウンドの流動性が向上し易い。硬化促進剤として、上述の化合物以外の周知の硬化促進剤をさらに用いてもよい。

（硬化促進剤）
樹脂組成物は硬化促進剤を含んでよい。硬化促進剤は、一般的なイミダゾール系の化合物であってよく、リン系の硬化促進剤であってよい。リン系硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィン－ベンゾキノン、トリス－４－ヒドロキシフェニルホスフィン－ベンゾキノン、テトラフェニルホスホニウム・テトラキス（４－メチルフェニル）ボレート、テトラ（ｎ－ブチル）ホスホニウムテトラフェニルボレート等が挙げられる。これらは、単独で又は複数を混合して用いることができる。

硬化促進剤を用いることで、より優れた機械的特性を有する成形体を得られ易い。また、ボンド磁石用コンパウンドが、高温・高湿な環境下においても長期保存安定性を示し易い。

硬化促進剤の配合量は、硬化促進効果が達成できれば特に制限はない。樹脂組成物の吸湿時の硬化性及び流動性改善の観点からは、１００質量部のエポキシ樹脂に対し、硬化促進剤の配合量は、０．１～３０質量部とすることができ、１～１５質量部であってよい。硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量１００質量部に対して０．００１～５質量部であってよい。硬化促進剤の配合量が上記下限値以上であると、期待する硬化促進効果が得られ易く、また上限値以下であると、得られた樹脂の保存安定性が低下し難い。硬化促進剤は、１種以上の上述の硬化促進剤を含むが、それらに加えて上記以外の周知の硬化促進剤を含んでもよい。

［磁性粉末］
磁性粉末（磁粉、あるいはボンド磁石用粉末）としては、樹脂組成物の硬化特性を低下させないものであれば特に制限されない。磁性粉末としては、例えば、サマリウム－コバルト系希土類ボンド磁石用粉末、ネオジム鉄ボロン系希土類ボンド磁石用粉末、鉄コバルト系ボンド磁石用粉末、サマリウム鉄窒化化合物系希土類ボンド磁石用粉末、フェライト粉末等が挙げられる。

磁性粉末の粒度は、２０～３００μｍとすることができ、４０～２５０μｍであってよい。磁性粉末の粒度は、ふるい分けによる重量測定やレーザー回折等を用いた粒度分布測定装置（機器分析）によって算出することができる。

磁性粉末は、磁性粉末及び樹脂組成物の総量（すなわち、ボンド磁石用コンパウンドの総量）を基準として、９５～９９．５質量％とすることができ、９６～９９質量％であってよい。これにより、磁石特性に優れ、高強度及び耐熱性を両立するボンド磁石用成形体が得られ易い。

［無機フィラー］
ボンド磁石用コンパウンドは無機フィラーを含んでよい。無機フィラーを用いることで、室温での機械強度に優れると共に、高温での機械強度低下が小さいボンド磁石用成形体を得易い。

無機フィラーは、１種の粒子から構成されていてよく、２種以上の粒子の組み合わせから構成されていてよい。無機フィラーの平均粒子径は１～１００μｍとすることができ、１～５０μｍであってよく、１～２０μｍであってよく、１．５～１０μｍであってよい。無機フィラーは、平均粒子径の異なる複数種のフィラーの混合物であってよい。これにより、無機フィラーによる空間充填率を高めることができる。

無機フィラーはシリカ粒子であってよい。シリカ粒子としては、例えば、ゾルゲル法により得られる球状シリカ、粉砕により微細化された破砕シリカ、乾式シリカ、湿式シリカ等が挙げられる。球状シリカの市販品としては、ＭＳＲ－２２１２、ＭＳＲ－ＳＣ３、ＭＳＲ－ＳＣ４、ＭＳＲ－３５１２、ＭＳＲ－ＦＣ２０８（株式会社龍森製、商品名）、エクセリカ（株式会社トクヤマ製、商品名）、ＳＯ－Ｅ１、ＳＯ－Ｅ２、ＳＯ－Ｅ３、ＳＯ－Ｅ５、ＳＯ－Ｅ６、ＳＯ－Ｃ１、ＳＯ－Ｃ２、ＳＯ－Ｃ３、ＳＯ－Ｃ５、ＳＯ－Ｃ６、（アドマテックス株式会社製、商品名）などが挙げられる。破砕シリカの市販品としては、クリスタライト３Ｋ－Ｓ、ＮＸ－７、ＭＣＣ－４、ＣＭＣ－１２、Ａ１、ＡＡ、ＣＭＣ－１、ＶＸ－Ｓ２、ＶＸ－ＳＲ（株式会社龍森製、商品名）、Ｆ０５、Ｆ０５－３０、Ｆ０５－１２（福島窯業株式会社製、商品名）などが挙げられる。レオロシール等の乾式シリカ、トクシール、ファインシール等の湿式シリカ（株式会社トクヤマ製、商品名）も利用できる。

シリカ粒子は、シランカップリング剤により表面処理されたものであってよい。これにより、シリカ粒子の沈降が抑制され、より分散安定性に優れる樹脂組成物を得ることができる。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ－スチリルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシランリエトキシシラン、ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－トリエトキシシリル－Ｎ－（１，３－ジメチル－ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（ビニルベンジル）－２－アミノエチル－３－アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、３－ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３－メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３－イソシアネ―トプロピルトリエトキシシラン、ジメチルシランの重縮合物、ジフェニルシランの重縮合物、ジメチルシランとジフェニルシランの共重縮合物等が挙げられる。シランカップリング剤は、アミノ基を有するシランカップリング剤であってよい。

無機フィラーの配合量は、ボンド磁石用コンパウンドの総量に対し、０．５～５質量％とすることができ、１～３質量％であってよい。無機フィラーの配合量が下限値以上であると、圧壊強度が高くなり易く、また上限値以下であると、吸水率を低下させ易くなる。

［脂肪族金属塩］
ボンド磁石用コンパウンドは脂肪酸金属塩を含んでよい。脂肪酸金属塩を用いることで、室温での機械強度に優れると共に、高温での機械強度低下が小さいボンド磁石用成形体を得易い。脂肪酸金属塩としては、一般式（２）で示される化合物を用いることができる。
Ｒ_２Ｍ ・・・（２）
式中、Ｒは炭素数８～２８である飽和脂肪酸基を示し、ＭはＣａ又はＢａを示す。

このような脂肪酸金属塩としては、カプリル酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、パルミチン酸カルシウム、ミリスチン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、モンタン酸カルシウム等のカルシウム塩、カプリル酸バリウム、ラウリン酸バリウム、パルミチン酸バリウム、ミリスチン酸バリウム、ステアリン酸バリウム、モンタン酸バリウム等のバリウム塩などが挙げられる。これらは、単独で又は複数を混合して用いることができる。

脂肪族金属塩の配合量は、ボンド磁石用コンパウンドの総量１００質量部に対し、０．０５～５質量部とすることができ、０．１～３質量部であってよい。脂肪族金属塩の配合量が下限値以上であると、成形体を金型から抜き出し易くなり、また上限値以下であると、成形体の強度が低下し難い。

＜ボンド磁石用コンパウンドの製造方法＞
エポキシ樹脂、硬化剤、グリシジル基と反応可能な官能基を有するカップリング剤を少なくとも含む原料を有機溶媒に溶解することで、ボンド磁石用樹脂組成物溶液を得る。これに磁性粉末を添加して分散させた後に、有機溶媒の減圧留去を行い、さらに乾燥させることでボンド磁石用コンパウンドを得ることができる。無機フィラーを添加する場合は磁性粉末と共に添加することができる。

［有機溶媒］
樹脂組成物を有機溶媒と混合することで、樹脂組成物を磁性粉末に均一にコーティングすることができる。これにより均一なコンパウンドを得ることができる。有機溶媒としては、有機成分の溶解と無機成分の分散とが可能であれば特に制限されない。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（２－ブタノン）、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。作業性を考慮した場合、常温では液体であるが、沸点が６０℃～１５０℃程度のものを用いることができ、アセトン、メチルエチルケトン等を用いることができる。

有機溶媒の配合量は、磁性粉末及び樹脂組成物の総量１００質量部に対し、５０～４００質量部とすることができ、１００～２００質量部であってよい。有機溶媒の配合量が下限値以上であると、樹脂組成物を均一に溶解し易くなり、また上限値以下であると、減圧留去を短時間で行い易くなる。

有機溶媒の減圧留去は、溶液を常温で撹拌しながらエバポレータを用いて行うことができる。これにより大部分の溶媒が除去される。その後、減圧乾燥機等を用いてさらに乾燥させて乾燥物を得、これを必要に応じ粉砕することで粒状のコンパウンドを得ることができる。有機溶媒は、ニーダ等で撹拌しながら常圧留去することもできる。乾燥温度は樹脂組成物の硬化反応の抑制の観点から常温とすることができるが、加熱をする場合は８０℃以下、又は６０℃以下とすることができる。

＜ボンド磁石用成形体の製造方法＞
得られたボンド磁石用コンパウンドは、成形工程及び熱処理工程を経てボンド磁石用成形体とすることができる。脂肪族金属塩を用いる場合は、成形工程前にボンド磁石用コンパウンドと混合しておく。

成形工程における成形圧力が高圧であるほど、高磁束密度・高強度が得られ易い。成形圧力は５００～２５００ＭＰａとすることができ、量産性や金型寿命も考慮した場合は１４００～２０００ＭＰａであってよい。圧縮成形体の密度は、磁性粉末の粒子の真密度（例えば、ネオジム鉄ボロン系ボンド磁石用粉末の合金真密度は７．６ｇ／ｃｍ^３）に対して、７５～８６％とすることができ、８０～８６％であってよい。圧縮成形体の密度がこの範囲であると、磁気特性が良好で、機械強度が高いボンド磁石用成形体が得られ易い。

熱処理工程は、圧縮成形体を熱処理することで樹脂組成物を硬化させる工程である。熱処理温度は、樹脂組成物が充分に硬化できる温度であればよく、例えば１５０～３００℃とすることができ、１７５～２５０℃であってよい。熱処理温度が３００℃以下であることで、製造上不可避の微量酸素によって磁性粉末の酸化が生じたり、樹脂硬化物の劣化が生じたりすることを抑制し易くなる。この観点から、熱処理温度での（最高温度での）保持時間は、数分間～４時間とすることができ、５分間～１時間であってよい。熱処理雰囲気は、磁性粉末の酸化を抑制する観点から不活性雰囲気とすることができる。

硬化後の樹脂組成物（硬化物）のガラス転移温度は、１５０℃以上とすることができ、２００℃以上であってよい。これにより、過酷な高温環境下においてもボンド磁石用成形体の機械強度の低下を抑制し易い。ガラス転移温度の上限は特に制限されないが、磁性粉末の磁気特性を低下させない温度での硬化処理の観点から２５０℃とすることができる。ガラス転移温度は、動的粘弾性測定において、ｔａｎδがピークになる温度のことを意味する。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

［各種原料の詳細］
（エポキシ樹脂）
ＨＰ－４７００（ＤＩＣ株式会社製、商品名）：ナフタレン型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６０、軟化点９０℃、官能数４）
ＨＰ－４７１０（ＤＩＣ株式会社製、商品名）：ナフタレン型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７０、軟化点９５℃、官能数４）
ＨＰ－４７７０（ＤＩＣ株式会社製、商品名）：低粘度ナフタレン型エポキシ樹脂（エポキシ当量２０５、軟化点７２℃、官能数４）
ＥＸＡ－７３１１－Ｇ４（ＤＩＣ株式会社製、商品名）：ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１８、軟化点５７℃、官能数２）
ＥＸＡ－９５４０－Ｐ０２（ＤＩＣ株式会社製、商品名）：βナフトールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２３９、軟化点８４℃）
Ｎ－５００Ｐ－１（ＤＩＣ株式会社製、商品名）：オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２０１、軟化点５９℃）
ＥＰＰＮ－５０２Ｈ（日本化薬株式会社製、商品名）：サリチルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６８、軟化点６７℃）
ＮＣ３０００Ｈ（日本化薬株式会社製、商品名）：ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂（エポキシ当量２９０、軟化点７０℃）
ＨＰ７２００（ＤＩＣ株式会社製、商品名）：ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（エポキシ当量２７８、軟化点６１℃）
（硬化剤）
ＨＰ－８５０Ｎ（日立化成株式会社製、商品名）：フェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０８）
ＳＮ３９５（新日鉄化学株式会社製、商品名）：ジヒドロキシナフタレン（水酸基当量１０４）
（硬化促進剤）
ＰＸ－４ＰＢ（日本化学工業株式会社製、商品名）：テトラ（ｎ－ブチル）ホスホニウムテトラフェニルボレート
（グリシジル基と反応可能な官能基を有するカップリング剤）
Ｘ－１２－９６７Ｃ（信越シリコーン株式会社製、商品名）：３－トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物
ＫＢＭ－５７３（信越シリコーン株式会社製、商品名）：Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン
ＫＢＭ－４０３（信越シリコーン株式会社製、商品名）：３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
（グリシジル基と反応可能な官能基を有しないカップリング剤）
ＫＢＭ－１００３（信越シリコーン株式会社製、商品名）：ビニルトリメトキシシラン
（有機溶媒）
２－ブタノン（メチルエチルケトン）
（磁性粉末）
ＭＱＰ－Ｂ（モリコープマグネクエンチ社製、商品名）：Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ粉末（粒度１００μｍ）

［実施例１］
表１に示す配合量（単位：質量部）でエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、及び有機溶媒をプラスチック製容器に投入し、ミックスローターを用いて回転数４０ｒｐｍにて６０分間攪拌し、樹脂組成物溶液を得た。エポキシ樹脂及び硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂の配合量（含有量）と、硬化剤の水酸基当量（Ａ）及び配合量（含有量）とを用い、下記式（１）で表される硬化物１ｇ当たりの水酸基量が表１に示す値となるよう調整した。
硬化物１ｇ当たりの水酸基量＝硬化剤含有量［ｇ］×１０００／（硬化剤の水酸基当量Ａ×（エポキシ樹脂含有量［ｇ］＋硬化剤含有量［ｇ］）） ・・・（１）

次に、樹脂組成物溶液と磁性粉末とを容積３００ｍＬのナス型フラスコに投入し、２５℃にてエバポレータ内で３０分間程度撹拌した。続いて、エバポレータ内を０．１ＭＰａ以下に減圧し、有機溶媒を留去した。途中、常圧に戻し、凝集状態の混合物をナス型フラスコ内でほぐして、再度減圧することを数回行い、混合物から有機溶媒を十分に除去した。その後、混合物を平皿に広げ、真空乾燥機にて常温で８時間乾燥後、凝集状態の乾燥物を粗粉砕し、１００メッシュのふるいで粗大粉を除去して、粒度を整えることで、ボンド磁石用コンパウンドを得た。

次に、１００質量部のボンド磁石用コンパウンドに対して、潤滑剤として０．３質量部のステアリン酸カルシウムを添加し、Ｖ型混合機で６０分間混合した。得られた潤滑剤含有のコンパウンドを、油圧プレス機を用いて２０００ＭＰａの成形圧力にて成形することで、７ｍｍ×７ｍｍ×７ｍｍの立方体形状の圧縮成形体を得た。得られた圧縮成形体を窒素雰囲気の恒温槽中で、２００℃の温度にて１０分間加熱することでボンド磁石用成形体を作製した。

［その他の実施例及び比較例］
使用原料及びその量を表１又は表２に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてボンド磁石用コンパウンドと、ボンド磁石用成形体を得た。

［ガラス転移温度の測定］
各例で得られた樹脂組成物溶液（磁性粉末添加無し）を容積３００ｍＬのナス型フラスコに投入し、２５℃にてエバポレータ内を０．１ＭＰａ以下に減圧し、有機溶媒を留去した。その後、樹脂組成物を真空乾燥機にて常温でさらに８時間乾燥して、有機溶媒が十分に除去された樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を粉砕し、金属の枠内に広げて１８０℃、２ＭＰａ、３０分間の条件で真空プレスをすることで、板状の樹脂板を作製した。得られた樹脂板を２ｍｍ×３ｍｍ×２５ｍｍに切り出して試験片とし、熱機械特性評価装置（ＴＡインスツルメント株式会社製、ＴＭＡ Ｑ４００）を用いて、１０℃／分の条件で線膨張を測定し、試験片のＴｇを求めた。α１とα２の変曲点をＴｇとした。

［機械強度評価］
各例で得られたボンド磁石用成形体を試験片として用いて、室温及び高温での圧壊強度を測定した。結果を表１及び表２に示す。
（室温圧壊強度）
万能圧縮試験機（株式会社島津製作所製、ＡＧ－１０ＴＢＲ）を使用して、２５℃環境下の試験片に高さ方向から圧縮圧力を印加し、圧縮圧力により試験片が破壊されたときの圧縮圧力の最大値から圧壊強度（ＭＰａ）を算出した。
（高温の圧壊強度）
恒温槽中で１５０℃にて１分間加温した試験片を用いたこと以外は、室温圧壊強度と同様にして、１５０℃の圧壊強度（ＭＰａ）を算出した。

（評価結果）
実施例の成形体は、いずれも室温の圧壊強度が高く、また１５０℃での圧壊強度の低下が小さかった。比較例の成形体は室温の圧壊強度が低く、また１５０℃での圧壊強度の低下が大きかった。

本発明に係るボンド磁石用コンパウンドにより、室温及び高温での圧壊強度に優れるボンド磁石用成形体を得ることができる。耐熱性に優れるボンド磁石用成形体の工業的価値は極めて高い。

Claims (6)

1. 磁性粉末と、エポキシ樹脂、硬化剤、及びグリシジル基と反応可能な官能基を有するカップリング剤を含む樹脂組成物と、を含み、
   前記エポキシ樹脂及び前記硬化剤を、下記式（１）で表される硬化物１ｇ当たりの水酸基量が３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上となるように含む、ボンド磁石用コンパウンド。
   硬化物１ｇ当たりの水酸基量＝硬化剤含有量［ｇ］×１０００／（硬化剤の水酸基当量Ａ×（エポキシ樹脂含有量［ｇ］＋硬化剤含有量［ｇ］）） ・・・（１）
2. 前記エポキシ樹脂が、ナフタレン型エポキシ樹脂を含む、請求項１に記載のコンパウンド。
3. 前記ナフタレン型エポキシ樹脂が、３官能又は４官能エポキシ樹脂を含む、請求項２に記載のコンパウンド。
4. 前記エポキシ樹脂のエポキシ当量に対する、前記硬化剤の水酸基当量の比率が１．０～１．４である、請求項１～３のいずれか一項に記載のコンパウンド。
5. 前記グリシジル基と反応可能な官能基が無水コハク酸基を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のコンパウンド。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載のコンパウンドを成形してなる、ボンド磁石用成形体。