JP4265056B2

JP4265056B2 - 希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法

Info

Publication number: JP4265056B2
Application number: JP32259699A
Authority: JP
Inventors: 芳和山縣; 文敏山下
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: JP2001143916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁性粉と樹脂組成物とを複合化したコンパウンドを用いて成形した希土類ボンド磁石は、モータ、プラスチックマグネットシート、複写機などで用いられるマグネットローラ、磁気センサ、医療機器などの用途に用いられている。一般に磁性材料は、硬くて脆い材質が多く、鋳造および焼結磁石の場合、鋳造、焼結、熱処理などの工程を経て、所定の寸法に加工するため研削仕上げされる。そのため、複雑な形状や薄肉の製品を仕上げることが困難であり、割れや欠けなどの問題も出てくる。このような加工上の欠点を補うため、ボンド磁石が使用されはじめ、寸法精度の高さ、加工容易性、割れなどの問題もなく、軽いといった特徴を有している。
【０００３】
樹脂を１０〜５０体積％程度含んでいるため鋳造磁石や焼結磁石に比べて磁気特性が劣るが、近年、希土類磁石のような強力な磁石が得られるようになったため、その生産量は急激に増加している。使用される樹脂としては熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂ともに用いられているが、一般的に圧縮成形により磁石成形する場合には熱硬化性樹脂、射出成形や押出成形する場合には熱可塑性樹脂が多く用いられている。射出成形などに比べて圧縮成形する場合は一般的に磁性粉の充填量を大きくできるため、磁気特性は大きくなる。
【０００４】
磁性粉と樹脂とを複合化したコンパウンドを用いて成形した希土類ボンド磁石の再生に関する従来技術は、例えば特開昭５９−１３６９０７号公報がある。この従来技術は、
１．射出成形法による熱可塑性樹脂を用いたサマリウム−コバルト系磁石の製造方法において、サマリウム−コバルト系磁性粉としてＲ₂ＴＭ₁₇（Ｒはサマリウムなどの希土類元素、ＴＭはコバルトを中心とする遷移金属）を用いるとＲＣｏ₅に比べて、射出成形された磁石、或いはスプルーやランナーなど、希土類磁性粉と樹脂とのコンパウンドを粉砕して再び射出成形に供することができる。
２．射出成形した磁石、或いはスプルーやランナーを脱磁すると取扱いに有利である。
３．磁石、或いはスプルーやランナーより再生した原料を混練上がりの原料と混合すると磁気性能や機械的性質の低下が抑制できる。
を開示し、サマリウム−コバルト系ボンド磁石を射出成形で工業的規模で効率よく製造することを狙ったものである。
【０００５】
また、ボンド磁石を熱処理して、樹脂を熱分解させて回収するリサイクル方法が特開平１０−５５９０８号公報で示されているが、５００〜１２００℃という高温を必要とするため、処理のための消費エネルギーが大きく、磁性粉の酸化防止のために窒素やヘリウム、アルゴン雰囲気下での処理が望まれている。また、高温の熱処理によって磁石の特性が低下してしまうこともある。さらに、回収した磁性粉は、塊状であるため、再利用のためには粉砕、分級の必要がある。この方法でも熱可塑性樹脂を用いた射出成形または押出成形したボンド磁石成形体を対象にしている。
【０００６】
しかし、射出または押出成形では、マルチメディアＰＣ周辺機器を柱とした多様な駆動源に使用されるような数ｇ以下の小さな磁石の場合、成形体全体に占めるスプルーとランナーの割合が実に８０−９０％を占め、磁石よりも、スプルーやランナーなど磁性粉と熱可塑性樹脂との複合体の割合が増し、その結果、成形加工の消費エネルギーや材料劣化度が増し、省エネルギーや省資源の観点からも好ましくない。さらに、混練−可塑化した溶融ストランドを成形型キャビティに射出充填するには磁性粉の体積分率を、一般に６５体積％以下とする必要がある。このため、磁性粉自体の体積分率を高め、当該希土類磁性粉の磁気特性を、できる限り引き出す磁気性能追求面でも不利である。
【０００７】
上記磁性粉の体積分率を高め、当該希土類磁性粉の磁気特性をできる限り引き出すには、エポキシ樹脂など熱硬化性樹脂とともに希土類磁性粉を強圧縮する方が、スプルーやランナーを生成しない点、或いは磁気性能を高める点で有利である。
【０００８】
例えば、ネオジミウム系希土類磁性粉を用いた圧縮成形ボンド磁石は、バインダーとしてエポキシ樹脂が主に用いられており、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどのスピンドルモータ用磁石として広く使用されている。また、防錆などの点からスプレー塗装や電着塗装などによりエポキシ樹脂コーティングが施されていることが一般的である。このような熱硬化性樹脂を用いた希土類ボンド磁石は、再溶融させることはできず、上述した熱可塑性樹脂を用いたボンド磁石の再生・再利用技術などは適用できず、希土類磁性粉とエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とを複合化したコンパウンドを圧縮成形した希土類ボンド磁石の再生に関する技術の開示は見られない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
希土類ボンド磁石中の希土類元素は高価で、かつ資源の有効利用という観点からも、回収、リサイクルが強く望まれているが、従来技術は熱可塑性樹脂をバインダーとして用いたもののみである。
【００１０】
エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いた場合の再利用方法として、粉砕、微粉化して、比重分離などで、樹脂粉と磁性粉を分離する方法が考えられる。しかし、粉砕することによって、ボイドが小さくなり、磁石としての特性が消失したり、低下するなどの悪影響がある。また、粉砕・分離方法では、樹脂粉と磁性粉との完全な分離や、磁性粉の１００％回収は困難である。
【００１１】
本発明ではこのような課題に対し、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を用いた希土類ボンド磁石成形体から、磁気特性を殆ど低下させずに容易に磁性粉を回収して再利用する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、テトラリン、ナフタレン、１，４−ヒドロキシナフタレンからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含む分解液に、室温で固体のビスフェノール型エポキシ樹脂とイソシアネート再生体を含む樹脂組成物と磁性粉とを複合化したコンパウンドを用いて圧縮成形された空隙率２〜１０体積％の希土類ボンド磁石を浸漬して分解槽に仕込む、あるいはその気相中に仕込む工程と、２３０℃以上３２０℃以下で加温する工程と、その後、前記分解槽から回収した磁性粉を前記コンパウンド中の磁性粉の少なくとも一部、或いは全量置換して再利用する工程を有することを特徴とする。
【００１３】
なお、磁性粉の表面酸化劣化を防ぐために、分解槽に希土類ボンド磁石を仕込んだ後、分解槽内の空気を窒素、ヘリウム、アルゴンからなる群から選択される少なくとも１つの気体に置換するか、或いは１０^-2Ｔｏｒｒ以下に減圧する工程を付加することが好ましい。さらに、分解液に酸化防止剤または還元剤を添加することも同様の効果を促進させるために好ましい。
【００１４】
また、分解槽から回収した磁性粉を、コンパウンド中の磁性粉と置換する割合が２０重量％以下であることが、ボンド磁石の磁気特性維持の点から好ましい。
【００１５】
また、現在、等方性ネオジミウム系磁性粉が希土類磁性粉として広く用いられているため、磁性粉がＦｅ−Ｂ−Ｒ（但し、ＲはＮｄまたは／およびＰｒ）系磁性粉で、Ｎｄ、Ｆｅ（Ｃｏ）およびＢから成る合金の溶融物を急冷して得られる薄片から構成される、Ｎｄ₂Ｆｅ（Ｃｏ）₁₄Ｂの磁性相を有する磁気的に等方性の磁性粉である場合に、より大きな経済効果が得られる。
【００１６】
また、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系磁性粉が、Ｎｄ、Ｆｅ（Ｃｏ）およびＢから成る合金の溶融物を急冷して得られる薄片から構成される、少なくともα−Ｆｅおよび／またはＦｅ₃Ｂの磁性相とＮｄ₂Ｆｅ（Ｃｏ）₁₄Ｂの磁性相とを有する磁気的に等方性の磁性粉である場合は、耐酸化劣化性が大きく好適である。
【００１７】
さらに、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系磁性粉が、Ｎｄ₂Ｆｅ（Ｃｏ）₁₄Ｂの磁性相を有する磁気的に異方性の磁性粉である場合にも、本発明は有効である。
【００１８】
また、コンパウンドに滑剤、特にテアリン酸カルシウム粉末または／およびステアリン酸マグネシウムを添加した場合は、成形性が向上し、かつ本発明の分解を妨げないため、より有効である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明では、希土類ボンド磁石中で磁性粉のバインダーの役目をしているエポキシ樹脂を、テトラリン等の溶剤を含む分解液で、液相中或いは気相中で分解することにより、希土類ボンド磁石の形状を崩壊或いは崩壊しやすい状態にして、磁性粉と樹脂の一部或いは全部を分離して、磁性粉を回収し、成形前のコンパウンド中の磁性粉の一部或いは全てに置換して再利用する方法である。特に、本発明では、室温で固体のビスフェノール型エポキシ樹脂とイソシアネート再生体を含む樹脂組成物をバインダーとして使用しているため、コンパウンドの安定性が高く長期貯蔵した場合でも磁性粉の酸化劣化や樹脂の硬化などによる変質がない。さらに、加熱した場合にイソシアネート再生体の付加物が解離するため、速やかにエポキシ樹脂との硬化反応が起き、ボンド磁石を形成できる。なお、圧縮成形でボンド磁石を成形するため、磁石内に適度な空隙が生成して、分解工程で分解液がその空隙に浸透して分解時間を短縮でき、より有効である。
【００２０】
本発明に供される磁性粉は、一般に希土類ボンド磁石用に使用される希土類元素を含むあらゆる磁性粉を用いることができる。例えば、Ｓｍ−Ｃｏ系磁性粉、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉等の希土類磁性粉等があげられる。特に希土類元素は酸化劣化を受けやすく、磁気特性を低下させずに回収・再利用することがより困難な磁性粉である。また、α−Ｆｅおよび／またはＦｅ₃Ｂの磁性相とＮｄ₂Ｆｅ（Ｃｏ）₁₄Ｂの磁性相とを有する磁気的に等方性の磁性粉の場合、上述した通常の希土類磁性粉に比べて耐酸化劣化性が大きいため、より容易に本発明で回収・再利用できる。また、磁気的に異方性の磁性粉で構成されていても構わない。なお、これらの磁性粉は、シラン処理などの表面処理を施したものでも構わない。
【００２１】
本発明に供される樹脂組成物は、室温、例えば、１０〜３０℃で固体のビスフェノール型エポキシ樹脂とイソシアネート再生体を含む。エポキシ樹脂は、例えば、次の一般式：（化１）で示されるような、１分子中に２個以上のオキシラン環を有するものである。
【００２２】
【化１】

【００２３】
但し、（化１）中、Ｙはエポキシ樹脂分子の両末端のエポキシ基を除く部分であり、アルコール性水酸基を有する基である。この基は、例えばエピクロルヒドリンと多価フェノールの反応生成物残基である。この多価フェノールは、ビスフェノール類であり、フェノールとアルデヒドまたはケトンとの縮合によって得られるものである。ビスフェノール類の代表的なものとして、２、２'−ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパンであるビスフェノールＡ、４，４'−ジヒドロキシジフェニルメタン、２、２'−ジヒドロキシジフェニルオキサイド等がある。特にエピクロルヒドリンとビスフェノールＡとの縮合物のように、分子鎖内に少なくとも１つのアルコール性水酸基を有し、室温で固体であり、また、磁性粉表面に対する皮膜形成機能を持つ化合物が、本発明において使用できるエポキシ樹脂の代表として例示できる。
【００２４】
また、本発明の樹脂組成物は、このようなエポキシ樹脂に加えて、その樹脂を硬化（または重合）させる硬化剤であるイソシアネート再生体を含んでいる。イソシアネート再生体とは、例えば、芳香族または脂肪族ジイソシアネートの活性水素化合物との付加体であり、高温条件下で解離してイソシアネートを発生する化学種である。
【００２５】
ジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−ｐ'−ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−ｐ'−ジフェニルエーテルジイソシアネート、ｐ−ｐ'−ジフェニルスルホンジイソシアネートなどが例としてあげられる。このようなジイソシアネートの付加体を形成する活性水素化合物としては、アミン、酸性亜硫酸塩、３級アルコール、ε−カプロラクタム、メルカプタン、エノール、オキシムなどがある。イソシアネート再生体は、特に活性水素化合物の種類によって、その熱解離温度が異なるが、熱解離温度以下であれば、エポキシ樹脂の硬化（重合）を極めて起こしにくく、他方、熱解離温度以上に加熱すると、エポキシ樹脂を迅速に硬化するという特徴を有する。
【００２６】
図１に希土類ボンド磁石の製造工程、および磁性粉回収・再利用工程の一例を示す。
【００２７】
上述したようなエポキシ樹脂と硬化剤を含む樹脂組成物を、適当な有機溶剤、例えばアセトンのようなケトン類の溶剤に溶解して樹脂組成物溶液を得る。この溶液と予め適当な粒度に篩い分けしておいた磁性粉を例えば室温で湿式混合する。必要に応じて樹脂組成物が硬化する温度未満の温度に加熱してもよい。この混合はニーダなどの常套の混練手段を用いて実施する。次に、樹脂組成物が硬化しない温度条件下にて、必要に応じて加熱して、アセトンなどの有機溶媒を蒸発させて除去して樹脂組成物により緩く凝集した磁性粉と樹脂組成物のブロックが得られる。この場合、加熱した場合には、冷却した後に、そのようなブロックが得られる。次に、例えばカッターミルなどの粗粉砕機を用いて、このブロックを解砕した後、分級（例えば篩い分け）して、所定範囲の寸法（すなわち所定の粒度）を有するコンパウンドを得る。この時点で、磁性粉粒子は、樹脂組成物の皮膜形成機能により樹脂組成物によって被覆されている。このコンパウンドは、自体実質的に易流動性のものである。なお、有機溶剤を除去する過程において、磁性粉の凝集を防止するような機能（例えば、撹拌機能）を有する装置を用いた場合は、解砕を省略することができる場合がある。また、コンパウンドの流動性などをさらに改善して成形性を向上させるために滑剤を添加してもよい。
【００２８】
樹脂組成物は、室温で固体の少なくとも１種以上のビスフェノール型エポキシ樹脂および少なくとも１種のイソシアネート再生体を含むのが好ましく、その量は、目的とするボンド磁石の密度および性能、ならびに強度等を考慮して選択できる。一般には、コンパウンドは、その重量の１．０〜３．０重量％、好ましくは、例えば２．５重量％の量の樹脂組成物を含む。樹脂組成物の量が、１重量％未満ではボンド磁石の機械的強度の低下が著しい場合が多く、３重量％以上では磁性粉の高密度充填（すなわち、密度の高いボンド磁石を得ること）が困難になる場合がある。
【００２９】
上述したコンパウンドを、金型中に充填した後、メカニカルまたは油圧式の成形機により加圧することによって圧縮成形した希土類ボンド磁石のグリ−ン体を得る。このグリーン体を樹脂組成物の硬化温度以上に加熱して樹脂組成物を硬化させて希土類ボンド磁石を得る。この加熱の際に、イソシアネート再生体の活性水素化合物が解離して、イソシアネートとエポキシ樹脂が反応を開始して、ボンド磁石が形成される。
【００３０】
得られたボンド磁石から磁性粉を回収・再利用する工程は、ボンド磁石をテトラリン等の溶剤を含む分解液の液相或いは気相中に曝すことにより、エポキシ樹脂を分解し、希土類ボンド磁石の形状を崩壊させて、磁性粉と樹脂の一部或いは全部を分離する。回収した磁性粉をアセトンなどの溶剤で洗浄した後、所望の粒度に調整して、成形前のコンパウンドに添加して再利用する。
【００３１】
なお、圧縮成形によってボンド磁石を作成した場合は、磁性粉の粒度にもよるが、ボンド磁石内に数％程度の空隙ができる。分解工程時には、この空隙を通して、分解液やその蒸気が浸透して、分解を促進するため、短時間で分解処理が可能となる。なお、ボンド磁石内の空隙率は、２〜１０体積％が好ましい。２％未満では分解液の浸透性が低下して、分解処理に長時間を要する。また、１０％以上では、ボンド磁石の機械的強度が低下したり、磁性粉の密度も低下するため、磁気特性も低下する。
【００３２】
また、補強の目的等で希土類ボンド磁石中に他の充填材を添加しても構わない。充填材として、例えば、マイカやウイスカ、タルク、クレー、ガラスバルーン、モンモリロナイト、ケイ酸、カオリン、シリカ、珪燥土、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維等があげられる。
【００３３】
また、成形を容易にするため、滑剤や離型剤、ワックスなどを添加しても構わない。滑剤、離型剤としては、例えば、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムなどがあげられる。ワックスとしては、例えば、ヘキストワックス、カルナバワックス、パラフィンなどがあげられる。特に滑剤としては、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸マグネシウムがより好適である。滑剤の添加量は、ボンド磁石の密度、性能、強度などを考慮して選択できるが、一般的にはコンパウンド１００重量部に対して０．２〜０．６重量部添加することが好ましい。
【００３４】
また、例えばヒドラジン系酸化防止剤などの酸化防止剤を添加しても構わない。
【００３５】
本発明に供される分解液は、テトラリン、ナフタレン、メチルナフタレン、１，４−ヒドロキシナフタレン、ナフトール、ビフェニル、２−ヘキサノン、アセトニトリルアセトン、ホロン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノンからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含んでいる。
【００３６】
また、分解処理工程の温度は、大きな分解反応速度を得るためには高温である方が好ましく、特に２３０℃以上で反応速度は大いに加速されるためより好ましい。
【００３７】
また、溶剤あるいは磁性粉の酸化劣化を防ぐために、反応器内の空気を窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性気体で置換したり、真空ポンプなどを用いて反応器内の気圧を１０^-2Ｔｏｒｒ以下に減圧する等の操作を施した方が好ましい。
【００３８】
【実施例】
（実施例１）
（円柱状成形体の製造１）
粒径を１５０μｍ以下に調整した合金組成Ｎｄ_10.5Ｆｅ_83.5Ｃｏ_0.5Ｂ_5.5の磁性粉１００重量部に対して、アセトン１．５重量部、エポキシ樹脂（エピコート１００４（シェル化学））１．５重量部、ブロックイソシアネート樹脂（コロネート２５１６（日本ポリウレタン））１．３重量部を添加して、混練したコンパウンドを、８０℃雰囲気下に１時間放置して、アセトンを揮散させた。得られたものを粒径２５０μｍ以下に粉砕した。この粉砕粉１００重量部に対して、ステアリン酸カルシウムを０．０５重量部添加した後、金型に約０．５ｇ添加して、約８ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力を加えて、圧縮成型して、直径５ｍｍ、高さ５ｍｍの円柱状成形体を得た。この成形体を１５０℃で１時間硬化させて、サンプル１を得た。
【００３９】
また、磁性粉の粒度分布をいろいろ変化させて、他の条件は上記と同様にしてさらに４種類のサンプル２〜５を得た。
【００４０】
また、粒径を１５０μｍ以下に調整した合金組成Ｎｄ_10.5Ｆｅ_83.5Ｃｏ_0.5Ｂ_5.5の磁性粉９５重量部、ポリフェニレンスルフィド粉末５重量部、エチレンジアミン系ワックス０．３重量部を混ぜ合わせて、スクリュー径２０ｍｍの単軸エクストルーダを用いて、３３０℃にて溶融混練して、ダイスヘッドから吐出したプラスチックマグネット溶融ストランドをホットカットしてペレットを得た。得られたペレットを粉砕して、その粉砕粉を３１０℃に加温した金型に約０．５ｇ添加して、５００ｋｇ／ｃｍ²の圧力を加えて、圧縮成形して、直径５ｍｍ、高さ５ｍｍの円柱状成形体（サンプル６）を得た。
【００４１】
なお、作成したサンプルの空隙率を磁性粉、樹脂など各材料の比重から計算により求めた。各サンプルの空隙率を（表１）に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
これらのサンプルに５０ｋＯｅパルス着磁して、ＶＳＭにより残留磁化Ｊｒおよび、保磁力Ｈｃｊ、最大エネルギー積ＢＨｍａｘを測定した。
【００４４】
（分解処理）
これらのサンプルを２０個ずつ、耐圧容器に入れ、さらにテトラリン１００ｍｌを添加した。次に、耐圧容器に設けられたノズルに真空ポンプを接続して容器内の気体を排気して１０^-2Ｔｏｒｒ以下に減圧した。この耐圧容器を２５０℃まで加温して分解処理を開始した。１時間処理した後、室温まで冷却してサンプルを取り出し、そのサンプルをアセトンで洗浄、乾燥した。なお、サンプル６以外のサンプルは形状を保っていないものが多く、形状を保っているサンプルでもアセトンで洗浄中に崩壊した。回収したサンプルの重量を測定して、処理による重量減少率を求めた。その結果を（表２）に示す。
【００４５】
また、空隙率と重量減少率の関係を図２に示す。
【００４６】
【表２】

【００４７】
この結果より、空隙率の大きなサンプルほど重量減少率が大きく、より短時間で分解処理が可能であることが判る。
【００４８】
また、サンプル１については、全く同様にして１５０、２００、３００、３２０℃でも処理を行った。
【００４９】
各処理後のサンプルをアセトンで洗浄、乾燥して、サンプル重量を測定して、処理による重量減少率を求めた。
【００５０】
それらの結果を（表３）に示す。また、重量減少率と処理温度の関係を図３に示す。
【００５１】
【表３】

【００５２】
本発明によってサンプル１を、テトラリンからなる分解液を用いて２５０℃以上で処理した場合、サンプルは完全に崩壊した。すなわち、磁石成形体の結合材であるエポキシ樹脂が化学的に分解されるために、サンプルは構造を維持できず崩壊したといえる。重量減少率からも樹脂の大部分が分解されたことが判る。
【００５３】
なお、図３より、２００〜２５０℃の間の温度範囲で急激に分解が進むことが判る。そのため、分解処理温度は２３０℃以上、好ましくは２５０℃以上が良いと考えられる。
【００５４】
以上のように、エポキシ樹脂をバインダーとする希土類ボンド磁石成形体を、テトラリンからなる分解液に浸漬して２３０℃以上に加温することによって、速やかに分解処理することができる。
【００５５】
（再利用）
２５０℃で処理したサンプル１の回収磁性粉を、上記に示した円柱状成形体の製造１のコンパウンド中の磁性粉に対して１０、２０、４０重量％となるように置換して同様の条件で成形体を作成した。また、３００℃で処理したサンプル粉を円柱状成形体の製造１の磁性粉に１００％置換して、再利用した場合の成形体も作成した。
【００５６】
これらの希土類ボンド磁石成形体を、５０ｋＯｅパルス着磁して、ＶＳＭにより残留磁化Ｊｒおよび、保磁力Ｈｃｊ、最大エネルギー積ＢＨｍａｘを測定した。その結果をまとめて図４に示す。
【００５７】
この図より、回収したサンプル粉の再利用率２０％までなら、磁気特性を殆ど低下させずに再利用できることが判った。なお、４０、１００％の再利用率でも、最大エネルギー積が小さくなるものの保磁力は元の９０％以上を維持しているため、若干特性の小さな希土類ボンド磁石などには十分適用でき、再利用できる。
【００５８】
以上のことから、本発明による希土類ボンド磁石の処理で、磁気特性を殆ど低下させることなく、磁性粉の回収、再利用が可能であることが判る。
【００５９】
なお、本実施例で用いた分解液を、ナフタレンや１，４−ヒドロキシナフタレンに変えた場合も、ほぼ同様の処理温度、および処理時間で、完全にサンプルを崩壊させ、磁性粉として回収できた。
【００６０】
さらに、比較のために分解液として水を用いて、３００℃で２時間、サンプル１を処理した場合、サンプルに少しクラックは入ったが重量減少は全く見られず、樹脂の分解は起きなかった。
【００６１】
また、サンプルを空気中で３００℃、２時間処理した場合も、サンプル表面に幾つかの小さなクラックが生じ、鬆が見られるが、ほぼ円柱形状をそのまま維持しており、重量減少も殆ど見られない。すなわち３００℃に加熱しただけでは分解処理の効果は期待できない。
【００６２】
（実施例２）
テトラリン１００ｍｌを耐圧容器に添加した後、実施例１の円柱状成形体の製造１で作成したサンプル１を２０個を耐圧容器の槽内上部に吊した網目状籠の中に入れた。この際、サンプルはテトラリンに浸っていない状態である。次に、耐圧容器に設けられたノズルに真空ポンプを接続して容器内の気体を排気して１０^-2Ｔｏｒｒ以下に減圧した。この耐圧容器を３００℃まで加温して３時間分解処理した後、サンプルの状態変化を観察した。また、処理後のサンプルをアセトンで洗浄、乾燥して、サンプル重量を測定して、処理による重量減少率を求めた。
【００６３】
その結果、サンプルは形状をほぼ保っているが、ピンセットなどで容易に崩壊できる状態であり、アセトン洗浄中に自然に崩壊した。また、重量減少率は２．５３ｗｔ％であり、バインダーの大部分がテトラリン蒸気により分解・除去された。本実施例より、サンプルが分解液の溶剤に浸っていない状態、いわゆる気相中でも十分分解可能であることが判る。気相中で分解した方が、分解処理時間が若干長くなるが、分解処理後のアセトンによる洗浄などの工程が軽減できる特徴がある。
【００６４】
（再利用）
上記のように気相中で分解処理したサンプル粉を円柱状成形体の製造１の磁性粉に１００％置換して再利用した成形体を作成した。
【００６５】
この希土類ボンド磁石成形体を、５０ｋＯｅパルス着磁して、ＶＳＭにより残留磁化Ｊｒおよび、保磁力Ｈｃｊ、最大エネルギー積ＢＨｍａｘを測定した。その結果、各々６．６５ｋＧ、６．８０ｋＯｅ、８．０１ＭＧＯｅを得た。この特性は実施例１で１００％再利用した場合とほぼ同等の磁気特性であり、十分再利用可能な特性である。
【００６６】
なお、本実施例では分解液としてテトラリンを用いた例を示したが、上述した分解液からなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含んでいればよい。
【００６７】
また、分解処理における分解液の温度も、少なくとも２３０℃以上が好ましいが、もちろん本実施例の値に限定されるわけではない。
【００６８】
また、以上の実施例では、希土類磁性粉としてネオジミウム系磁性粉を用いているが、勿論これに限定されるものではない。
【００６９】
また、処理される希土類ボンド磁石成形体の形状も円柱状に限らず、リング状や馬蹄形状などどのような形状でも構わず、処理を容易にするために分解処理前に予め適当な大きさに破砕、粉砕したものでも構わない。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明による希土類ボンド磁石の分解処理方法を用いれば、テトラリン、ナフタレン、１，４−ヒドロキシナフタレンらなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含む分解液を仕込んでいる分解槽に、室温で固体のビスフェノール型エポキシ樹脂とイソシアネート再生体を含む樹脂組成物と磁性粉とを複合化したコンパウンドを用いて圧縮成形された空隙率２〜１０体積％の希土類ボンド磁石を分解液中に浸漬するか、或いは、その気相中に仕込む工程と、２３０℃以上３２０℃以下で加温する工程により、容易にバインダーを分解させて磁性粉を回収することができるため、廃棄物の低減、資源の有効利用が可能である。
【００７１】
特に、本発明では、熱や粉砕、酸化などによる磁気特性の劣化を殆ど生じることなく、磁性粉をほぼ１００％回収できるため、工業的、経済的に有効な磁性粉資源回収方法である。また、従来は再利用する技術のなかった熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂をバインダーとする希土類ボンド磁石成形体を容易に分解、磁性粉回収・再利用できるため、有効な資源回収方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】希土類ボンド磁石の製造工程、および磁性粉回収・再利用工程例を示す図
【図２】空隙率と重量減少率の関係を示す図
【図３】分解処理に及ぼす温度の影響を示す図
【図４】回収磁性粉のリサイクル率の磁気特性に及ぼす影響を示す図

Claims

テトラリン、ナフタレン、１，４−ヒドロキシナフタレンからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含む分解液に、室温で固体のビスフェノール型エポキシ樹脂とイソシアネート再生体を含む樹脂組成物と磁性粉とを複合化したコンパウンドを用いて圧縮成形された空隙率２〜１０体積％の希土類ボンド磁石を、浸漬して分解槽に仕込む工程と、２３０℃以上３２０℃以下で加温する工程と、その後、前記分解槽から回収した磁性粉を前記コンパウンド中の磁性粉の少なくとも一部、或いは全量置換して再利用する工程を有することを特徴とする希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
テトラリン、ナフタレン、１，４−ヒドロキシナフタレンからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含む分解液を仕込んでいる分解槽の気相中に、室温で固体のビスフェノール型エポキシ樹脂とイソシアネート再生体を含む樹脂組成物と磁性粉とを複合化したコンパウンドを用いて圧縮成形された空隙率２〜１０体積％の希土類ボンド磁石を仕込む工程と、２３０℃以上３２０℃以下で加温する工程と、その後、前記分解槽から回収した磁性粉を前記コンパウンド中の磁性粉の少なくとも一部、或いは全量置換して再利用する工程を有することを特徴とする希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
分解槽に希土類ボンド磁石を仕込んだ後、前記分解槽内の空気を窒素、ヘリウム、アルゴンからなる群から選択される少なくとも１つの気体に置換するか、或いは１０^-2Ｔｏｒｒ以下に減圧する工程を付加することを特徴とする請求項１または請求項２記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
分解液が、酸化防止剤または還元剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
分解槽から回収した磁性粉を、コンパウンド中の磁性粉と置換する割合が２０重量％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
磁性粉がＦｅ−Ｂ−Ｒ（但し、ＲはＮｄまたは／およびＰｒ）系磁性粉であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系磁性粉が、Ｎｄ、Ｆｅ（Ｃｏ）およびＢから成る合金の溶融物を急冷して得られる薄片から構成される、Ｎｄ₂Ｆｅ（Ｃｏ）₁₄Ｂの磁性相を有する磁気的に等方性の磁性粉であることを特徴とする請求項６記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系磁性粉が、Ｎｄ、Ｆｅ（Ｃｏ）およびＢから成る合金の溶融物を急冷して得られる薄片から構成される、少なくともα−Ｆｅおよび／またはＦｅ₃Ｂの磁性相とＮｄ₂Ｆｅ（Ｃｏ）₁₄Ｂの磁性相とを有する磁気的に等方性の磁性粉であることを特徴とする請求項６記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系磁性粉が、Ｎｄ₂Ｆｅ（Ｃｏ）₁₄Ｂの磁性相を有する磁気的に異方性の磁性粉であることを特徴とする請求項６記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
コンパウンドに滑剤を添加したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。
滑剤がステアリン酸カルシウム粉末または／およびステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項１０記載の希土類ボンド磁石からの磁性粉回収・再利用方法。