JP4552090B2 - 希土類ボンド磁石、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、希土類磁石粉末を主成分とし、該粉末と結合樹脂との組み合わせによって得られる希土類ボンド磁石に関する。さらに詳細には、本発明は、圧縮成形により作製されるものであって、高温下等の厳しい環境下で、耐熱性、耐久性、耐候性等が求められる、自動車を代表とする車載用モータ等の回転機器に用いられる、希土類ボンド磁石及びその製造方法に関する。

近年、希土類永久磁石が、優れた磁気特性を有することから、モータなどの回転機器若しくは回転素子への使用を代表とし、一般家電製品、音響機器、医療機器、又は一般産業機器など、幅広い分野で応用されている。そのうち、粉末からなる希土類磁石材料と、結合を担う樹脂（結合樹脂）との組み合わせによる希土類ボンド磁石が、形状自由度が高い特徴を活かし、上記のような応用例において、小型化や高性能化などに貢献している。

希土類ボンド磁石の成形プロセスは、圧縮成形と射出成形に大別され、用途に応じて使い分けられるのが一般的である。なかでも、そして、圧縮成形によって作製される希土類ボンド磁石は、射出成形の場合に比べて形状自由度が低いものの、磁石粉末の含有量を多くすることができ、より高い、優れた磁気特性を発揮する磁石を得ることができる。

さらに、上記に挙げた応用分野のほかに、自動車用を代表とする車載（以下単に「車載用」とする。）用分野での使用が挙げられる。従来から、車載用永久磁石材料に、優れた耐熱性、耐久性、耐候性を持つフェライト永久磁石粉末がボンド磁石用に使用されてきた。しかしながら、フェライト永久磁石は、自発磁化若しくは磁力が比較的弱いため、必要な磁束を得るためには、いきおいそれを用いた磁石体積が大きくなってしまう。よって、高出力化かつ小型化などの要請から、フェライト永久磁石材料に代わって、小型でも高い自発磁化を持つ希土類磁石材料の使用が増え、その一例として、希土類ボンド磁石へ移行することが年々増加している状況にある。

このような車載用の永久磁石は、自動車等の車輌が様々な環境において駆動されることから、幅広い温度環境に対して、十分な磁気特性を有することが要求される。即ち、車載用の永久磁石には、温度変化に対して少ない減磁特性を持ち、耐熱性、耐久性、耐候性を有することが必要とされる。

ところで、上記両材料にはそれぞれ一長一短の特徴がある。すなわち、フェライト永久磁石材料は、高温状態において、基本的に減磁しにくく、常温より低い状態では減磁が発生する一方、希土類永久磁石材料は、低温での減磁が発生しないものの、高温状態では減磁、いわゆる熱減磁が大きいのである。それゆえに、希土類永久磁石材料を使用する場合には、熱減磁の抑制が必要である。

この希土類永久磁石材料の熱減磁は、熱ゆらぎによる磁気余効と、磁石材料そのものにおける酸化による劣化と、によるものと考えられている。例えば、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、硼素（Ｂ）などを主成分とするＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類永久磁石では、主相であるＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂや、主相結晶粒の周辺に存在する粒界相（Ｎｄリッチ相やＢリッチ相）が酸化しやすい。これらの相が酸化劣化することにより、残留磁化Ｂｒや固有保磁力Ｈｃｊといった基本的な磁気特性が低下し、ひいてはモータなどの回転機器の特性（例えば、回転トルク）の低下に大きな影響を及ぼす。そのため、希土類永久磁石材料における酸化劣化防止の技術が、磁石特性、さらにはモータなどの回転機器の特性を決定する重要な要素となる。

上記酸化劣化防止の要請に答えるべく、磁石本体そのものの表面をコーティングする方法が採用されており、例えば、当該コーティング方法にエポキシ樹脂によるものがある。すなわち、希土類永久磁石本体（希土類ボンド磁石）の表面をエポキシ樹脂でコーティングすることにより、外気に含まれる酸素または水が、基本的に、希土類永久磁石材料の表面と接触することを防ぎ、希土類永久磁石材料の表面や内部への侵入を防ぐことができる。しかしながら、エポキシ樹脂によるコーティング層を僅かに酸素が透過するため、長期間使用すると、希土類永久磁石材料が酸化する可能性が高くなる。また、希土類永久磁石材料の内部にも、空孔が含まれる場合があり、その中に存在する酸素を含んだ空気などが希土類永久磁石材料と接触するおそれがある。特に、圧縮成形によって作製される希土類永久磁石材料を含む希土類ボンド磁石は、その内部において、磁石材料の粉末および結合樹脂以外に、空孔が１０％以上存在する場合が多く、磁石材料の粉末と酸素とが接触する可能性は無視できない。

このことから、希土類ボンド磁石内部における磁石材料の粉末と酸素との接触を防ぐのに際して、従来の方法と異なり、個々の、希土類永久磁石材料の粉末（粉粒）を、別途、樹脂などでコーティングあるいは表面処理を行う方法がさらに必要とされる。

例えば、このような希土類永久磁石粉末（粉粒）をコーティングあるいは表面処理する方法として、特許文献１に、表面処理された希土類系磁性粉及びその表面処理方法に関するものが提案されている。ここでは、有機ホスホン酸の塩によって希土類磁石粉末（粉粒）の表面に酸化防止被膜を有する表面処理を行うことにより、錆防止効果もしくは酸化防止効果を有する磁性粉の表面処理方法が記載されている。また、この表面処理した磁性粉を樹脂と混合して射出成形機または圧縮成形機を用いて、希土類ボンド磁石を作製することが提示されている。

また、特許文献２には、樹脂バインダに有機リン化合物を選択的に混合し、結合樹脂中に酸化劣化を抑制する効果をもたせることで、耐蝕性、機械的強度に優れ、長期にわたって高い信頼性を維持する希土類ボンド磁石が提案されている。

さらにまた、特許文献３には、希土類−鉄−窒素系材料を用いた磁気特性及び耐酸化性に優れた希土類ボンド磁石として、希土類−鉄−窒素系磁性粉体と酸化防止剤と熱硬化性樹脂を混合し、酸化防止剤の一つが有機リン系化合物であることを特徴とした、高温下でも耐酸化性を得ることができる希土類ボンド磁石が提案されている。
特開２００１−２４４１０６号公報 特開平６−３４９６１７号公報 特許第３１３９８２６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された表面処理を行った磁性粉の使用は、主に射出成形による希土類ボンド磁石における手法である。圧縮成形プロセスの開示もあるが、圧縮成形による希土類ボンド磁石では、圧縮成形中において、希土類磁石粉末の破砕が発生し、表面処理されていない面、即ち、新生面が磁石内部に露出しがちであるが、樹脂バインダである熱硬化性樹脂の硬化によって露出した新生面に対して被覆することができる。しかしながら、上述のように、熱硬化性樹脂によるコーティング層を僅かに酸素が透過するため、長期間使用すると表面処理を行った面より、露出した新生面における、主相や粒界相の酸化劣化が発生しやすく、磁気特性の劣化が生ずるおそれがあるといった課題がある。

また、特許文献２に記載された希土類ボンド磁石は、樹脂バインダに有機リン化合物を、選択的に混合し、さらに希土類磁石材料と混合することにより得られるものであって、耐蝕性、機械的強度に優れたものである。しかし、特許文献２では、高温環境での使用中における希土類ボンド磁石の熱減磁に着目した解決手段を示していない。また、特許文献２では、腐食の原因が、エポキシ樹脂に含まれるハロゲンイオン、特に塩素イオンが空気中の水分と反応することで生成された塩素であるとしており、高温環境下での使用における、当該永久磁石の熱減磁に着目した解決手段を示していない。

また、特許文献３に記載された希土類ボンド磁石は、希土類−鉄−窒素系磁性粉体と、酸化防止剤と、熱硬化性樹脂を混合し、酸化防止剤の一つが有機リン系化合物であることを特徴とし、高温環境でも耐酸化性を得ることができるものである。しかし、特許文献３の希土類ボンド磁石材料は、希土類−鉄−窒素系磁性材料を用いた樹脂複合材料に関するものであって、任意の希土類ボンド磁石材料、特に、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、硼素（Ｂ）などを主成分とする、希土類磁石材料における耐熱性向上に着目した解決手段を示していない。また、特許文献３は、工程処理中の磁粉の酸化劣化への解決手法には言及しているが、高温環境での使用中における当該永久磁石の熱減磁防止に着目した解決手段を提示しておらず、１８０℃といった、さらに高い温度環境（車載環境等）における耐酸化性についての効果は得られていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、高温環境下においても、耐熱性に優れるために、酸化劣化や熱減磁に起因する磁石の磁気特性の低下を抑制できる希土類ボンド磁石を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明者等は、希土類磁石粉末に、熱硬化性樹脂と、有機リン系化合物を混合し、さらに必要に応じてカップリング剤によりコンパウンドを作製し、このコンパウンドを圧縮成形工程によって成形し、加熱工程によって熱硬化させ、さらに、必要に応じて表面処理することで得られる、上記課題を解決する下記の希土類ボンド磁石およびその製造方法の発明に想到したのである。

第１に、本発明の希土類ボンド磁石は、粉粒の粒径範囲が３０μｍから５００μｍの希土類磁石粉末と、熱硬化性樹脂からなる樹脂バインダと、有機リン系化合物を含むコンパウンドを作製し、該コンパウンドを圧縮成形して加熱、硬化してなる希土類ボンド磁石であって、前記樹脂バインダ中に前記有機リン系化合物が均一に分散されていることを特徴とするものである。

第２に、本発明の希土類ボンド磁石の製造方法は、有機溶剤に、樹脂バインダである熱硬化性樹脂と、硬化剤と、有機リン系化合物とを溶解させ、前記有機リン系化合物を均一に分散させた溶液を作製する工程と、前記溶液を、粉粒の粒径範囲が３０μｍから５００μｍの希土類磁石粉末に混合し、混合物を作製する工程と、前記有機溶剤を揮発し、前記混合物を乾燥させる工程と、前記乾燥させた混合物を解砕し、解砕された混合物に潤滑剤を添加して混練し、コンパウンドを作製する工程と、前記コンパウンドを、所定の圧力にて圧縮成形して成形物を作製する工程と、前記成形物を、所定温度に加熱、硬化し、希土類ボンド磁石を得る工程とを含み、該希土類ボンド磁石のうち、前記樹脂バインダ中に前記有機リン系化合物が均一に分散されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、高温環境下においても、耐熱性に優れ、さらには、均一に分散された有機リン化合物を含む樹脂バインダが、圧縮成形によって磁粉（磁石粉末の粉粒）が破砕することで露出する新生面を、熱硬化中において覆い、酸化劣化や熱減磁に起因する磁石の磁気特性の低下を抑制できる、希土類ボンド磁石及びその製造方法を提供できる。

本発明に係る希土類ボンド磁石の好ましい実施形態は、粉粒の粒径範囲が３０μｍから５００μｍの希土類磁石粉末と、熱硬化性樹脂からなる樹脂バインダと、有機リン系化合物とを含むコンパウンドを作製し、該コンパウンドを圧縮成形して加熱、硬化した希土類ボンド磁石であって、前記樹脂バインダ中に前記有機リン系化合物が均一に分散されていることを特徴とするものである。以下、各構成要素について説明する。

１.希土類磁石粉末； 希土類磁石粉末の粉粒の粒径範囲が３０μｍから５００μｍであることが好ましく、当該粒径範囲が５０μｍから２５０μｍであることがさらに好ましい。磁石粉末の粉粒の粒径が３０μｍ未満であれば、磁石粉末の比表面積が大きくなるため、磁石そのものが酸化される確率が高くなり、耐熱性に優れた磁石を得ることが困難になる。また、磁石粉末の粉粒の粒径が５００μｍより大であれば、比表面積が少なくなるものの、肉厚が１ｍｍを下回るリング磁石を圧縮成形するには大きすぎるサイズであり、圧縮成形により作製される希土類ボンド磁石には適さない。また、後述する少量の樹脂バインダ（結合樹脂）で成形時の良好な成形性を得るために、希土類磁石粉末の粒度分布は、ある程度分散されているのが望ましい。例えば、当該磁石粉末の粉粒の平均粒径が７５μｍから１２５μｍであり、該粒径をもつ磁石粉末が全体の５０重量％であることが望ましい。磁石粉末の粉粒の平均粒径が、７５μｍ未満若しくは１２５μｍより大であれば、コンパウンドの流動性が低下し、良好な成形性が得られないためである。

そして、希土類磁石粉末は、希土類元素と、遷移金属とを含む合金からなることが好ましい。例えば、ＳｍＣｏ₅、Ｓｍ₂ＴＭ₁₇（ただしＴＭは、遷移金属）などのＳｍ−Ｃｏ系合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎｄ−Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金などのＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金（ただし、ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種）、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃などのＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金などが挙げられる。上記組成のうち、少なくとも１種以上からなり、各磁石粉末の利点を併有することができ、より優れた磁気特性を得てもよい。前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金のうち、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉなどの他の遷移金属で置換したものでもよい。磁石粉末における前記希土類元素として、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕが挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができる。また、前記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどが挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができる。また、磁気特性を向上させるために、磁石粉末中には、必要に応じて、Ｂ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｚｎなどを含有することもできる。また、希土類磁石粉末の製造方法は、特に限定されない。

２．樹脂バインダ（熱硬化性樹脂）； 本実施形態において使用される、樹脂バインダ（結合樹脂）としては、熱硬化性樹脂が用いられる。使用し得る熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタンなどが挙げられる。これらのうちでも、圧縮成形による希土類ボンド磁石において、耐熱性に優れるという点から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が最も好ましい。使用される熱硬化性樹脂化合物は、室温で固形（粉末状）、液状のいずれのものでも良い。

本発明で使用されるエポキシ樹脂の種類は、分子中に少なくとも1個のエポキシ基を有するものであれば、特に限定されるものではない。例えば、基本的な化学構造において、ビスフェノールＡのグリシジルエーテル、ビスフェノールＡのグリシジルエステル、芳香族のグリシジルエーテル、ノボラック樹脂のエポキシ化物、環状オレフィンのエポキシ化合物などが挙げられる。

また、本発明で適宜使用可能な、主に、熱硬化性樹脂のための、硬化剤または／および促進剤の種類は、特に限定されるものではない。例えば、アミン系硬化剤、ジシアンジアミドとその誘導体、フェノールとその誘導体、イソシアネート、ブロックイソシアネート、イミダゾールとその誘導体などが挙げられる。

熱硬化性樹脂の、希土類ボンド磁石中での含有量は、形成する磁石粉末の重量に対して０．５から５重量％程度であるのが好ましく、１から３重量％程度であるのがより好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が少なすぎると、本発明による希土類ボンド磁石として圧縮成形することが困難になり、一方、熱硬化性樹脂の含有量が多すぎると、希土類ボンド磁石の磁気特性が低下してしまうからである。

３．有機リン系化合物； 本実施形態の希土類ボンド磁石において、前記有機リン系化合物が、亜リン酸エステル類またはリン酸エステル類であって、前記有機リン系化合物の重量が、前記希土類磁石粉末の重量に対して０．０５から２重量％であることが好ましい。

有機リン系化合物は、分子中に少なくとも１個のリン原子を有する有機物であれば、特に限定されるものではない。なかでも、亜リン酸エステル類、リン酸エステル類が好ましい。亜リン酸エステル類としては、例えばトリオクチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、ビス−２−エチルヘキシルホスファイト、トリデシルホスファイト、ジエチルハイドロゲンホスファイト、ジブチルハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト、トリラウリルトリチオホスファイト、ジフェニルハイドロゲンホスファイトなどを挙げることができる。また、リン酸エステル類としては、例えば、トリフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリデシルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリステアリルホスフェート、ジブチルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、モノブチルホスフェート、ブチルピロホスフェートなどを挙げることができる。

これらの有機リン系化合物は、形成する磁石粉末の重量に対して、０．０１から２重量％程度であるのが好ましく、また、０．０５から１重量％程度であるのがより好ましい。有機リン系化合物の含有量が少なすぎると、本発明で目的とする耐熱性、耐久性、耐候性を得ることができず、一方、有機リン系化合物の含有量が多すぎると、希土類ボンド磁石の磁気特性が低下するからである。

４．コンパウンド； 上述した、１.希土類磁石粉末、２．樹脂バインダ（熱硬化性樹脂）及び３．有機リン系化合物を含むことによってなるコンパウンドを作製する。このコンパウンドの製造方法は後述する。

・カップリング剤； さらに、本実施形態において、上記希土類希土類ボンド磁石において、上記前記熱硬化性樹脂と、前記有機リン系化合物と、カップリング剤と、の合計重量が０．５６〜１０重量％となるように、必要に応じてカップリング剤を含むことが好ましい。

そして、本発明において使用されるカップリング剤には、下記の一般式（１）で示されるものであれば、いずれのものでもよい。
Ｒ_(m-n)−Ｍ−Ｘ_(n) …（１）
（式中、Ｒは炭化水素基を有する１種又は２種以上の有機基、Ｘは加水分解性基、ＭはＳｉ、Ａｌ、ＴｉまたはＺｒから選ばれるいずれかの金属元素である。Ｒが２種以上の有機基を含む場合、有機基は同一でも異なっていても良い。ｍはＭの結合手の数であって２から４の整数、またｎは１から４の整数を示す。）。ここで、炭化水素基とは、炭素数１〜１５のアルキル基、アリル基、アリール基であり、これらは直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。一方、加水分解性基とは、炭素数１から５のアルコキシ基、グリコール基などである。

カップリング剤は、Ｓｉ、Ａｌ、ＴｉまたはＺｒの金属元素のいずれかを必須成分として含み、その金属元素の結合手の少なくとも1個が加水分解性基を有するものでなければならない。例えば、シラン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤などを挙げることができる。これらのカップリング剤は、形成する磁石粉末の重量に対して０．０１から３重量％程度であるのが好ましく、また０．０５から１．５重量％程度であるのがより好ましい。これらのカップリング剤は、必要に応じて希土類ボンド磁石に添加するが、含有量が多すぎると、希土類ボンド磁石の機械強度が低下するおそれがある。

従って、本発明のコンパウンドにおける熱硬化性樹脂と有機リン系化合物とカップリング剤との合計添加量は、０．５６から１０重量％であるのが好ましく、また１から５重量％であるのがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、優れた耐熱性、耐久性、耐候性を有する希土類ボンド磁石が得られる。

次に、本発明に係る希土類ボンド磁石の製造方法の好ましい実施形態について説明する（なお、既に記載した希土類ボンド磁石（構成要素）に関して重複する内容の説明については適宜省略する）。

該希土類ボンド磁石の製造方法は、
有機溶剤に、樹脂バインダである熱硬化性樹脂と、硬化剤と、有機リン系化合物とを溶解させ、前記有機リン系化合物を均一に分散させた溶液を作製する工程（以下「工程Ａ」とする。）と、
前記溶液を、粉粒の粒径範囲が３０μｍから５００μｍの希土類磁石粉末に混合し、混合物を作製する工程（以下「工程Ｂ」とする。）と、
前記有機溶剤を揮発し、前記混合物を乾燥させる工程（以下「工程Ｃ」とする。）と、
前記乾燥させた混合物を解砕し、解砕された混合物に潤滑剤を添加して混練し、コンパウンドを作製する工程（以下「工程Ｄ」とする。）と、
前記コンパウンドを、所定の圧力にて圧縮成形して成形物を作製する工程（以下「工程Ｅ」とする。）と、及び、
前記成形物を、所定温度に加熱、硬化し、希土類ボンド磁石を得る工程と（以下「工程Ｆ」とする。）を含み、
前記希土類ボンド磁石のうちの該樹脂バインダ中に該有機リン系化合物が均一に分散されていることを特徴とする。
以下、当該製造法を、工程Ａから工程Ｆを、各工程に分けて説明することとする。

１.工程Ａ；この工程Ａは、「有機溶剤に、樹脂バインダである熱硬化性樹脂と、硬化剤と、有機リン系化合物とを溶解させ、前記有機リン系化合物を均一に分散させた溶液を作製する工程」である。ここで、工程Ａにおいて、熱硬化性樹脂の量が、下記工程Ｂで述べる希土類磁石粉末の重量に対して、０．５から５重量％であることが好ましい。また、工程Ａにおいて、前記有機リン系化合物が、亜リン酸エステル類またはリン酸エステル類であって、前記有機リン系化合物の量が、前記希土類磁石粉末の重量に対して０．０５から２重量％であることが好ましい。

２.工程Ｂ；この工程Ｂは、「前記溶液を、粉粒の粒径範囲が３０μｍから５００μｍの希土類磁石粉末に混合し、混合物を作製する工程」である。ここで、工程Ｂにおいて、前記有機溶剤の量が、前記希土類磁石粉末の重量に対して５０から２００重量％であることが好ましい。

ここで使用される熱硬化性樹脂が、室温で固形（粉末状）である場合、有機溶剤によって混合することが最も好ましい。使用する有機溶剤は、前記の熱硬化性樹脂と、有機リン系化合物と、必要に応じて添加されるカップリング剤に対して、易溶性のものであれば、いずれのものでもよい。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。コンパウンドの混合（混合物）を有機溶剤によって行うことで、湿式状態において混合することができ、使用する有機溶剤は、前記の熱硬化性樹脂と、有機リン系化合物と、必要に応じて添加されるカップリング剤とが均一に混合された混合物が得られる。

コンパウンドの混合に使用する有機溶剤の混合量は、磁石粉末の重量に対して５０から２００重量％程度であるのが好ましく、また８０から１２０重量％程度であるのがより好ましい。有機溶剤の混合量が少なすぎると、前記の熱硬化性樹脂と、有機リン系化合物と、必要に応じて添加されるカップリング剤を均一に混合することができず、本発明で得られる耐熱性、耐久性の効果は得られにくい。また、混合量が多すぎると、有機溶剤の揮発に時間がかかる。

３.工程Ｃ；この工程Ｃは、「前記有機溶剤を揮発し、前記混合物を乾燥させる工程」である。上記工程Ｂにおける混合処理で、均一な混合状態が確認された後、添加した有機溶剤を揮発させる。有機溶剤の揮発は、室温から沸点（例えば、アセトンでは約５６℃）の範囲で行うことが好ましく、さらに、使用する熱硬化性樹脂の硬化温度以下で行うことがより好ましい。

４.工程Ｄ；この工程Ｄは、「前記乾燥させた混合物を解砕し、解砕された混合物に潤滑剤を添加して混練し、コンパウンドを作製する工程」である。この工程Ｄにおける、コンパウンドの作製方法について以下説明する。

上記工程Ａ、Ｂに使用する有機溶剤が揮発するとき、希土類磁石粉末と、熱硬化性樹脂と、有機リン系化合物と、必要に応じて添加されるカップリング剤等の添加剤との混合物が凝集し、固体化（ケーキ状）になりやすい。そのため、必要に応じて解砕を行う。解砕は、希土類磁石粉末を破砕させることなく、固着した未硬化状態の結合樹脂の混合物を分断させる程度に行うことが必要である。この工程は、カッターミルなどといった一般的な解砕装置によって十分になされ、必要に応じて解砕を行うことで、コンパウンドにすることができる。

解砕されたコンパウンドには、必要に応じ、例えば、可塑剤（例えば、ステアリン酸塩、脂肪酸）、潤滑剤（例えば、ステアリン酸塩、脂肪酸、アルミナ、シリカ、チタニア）、その他の成形助剤等の各種添加剤を添加することができる。可塑剤の添加は、成形時の流動性を向上させるので、より少ない結合樹脂の添加量で同様の特性を得ることができ、また、より低い成形圧力で圧縮成形することができる。潤滑剤についても同様である。可塑剤の添加量は、０．０１から０．２重量％程度が好ましく、潤滑剤の添加量は、０．０５から０．３重量％程度であるのが望ましい。また、希土類磁石粉末と、熱硬化性樹脂と、有機リン系化合物と、必要に応じて添加されるカップリング剤等の添加剤とを混合した後に、添加することが好ましい。

５.工程Ｅ；この工程Ｅは、「前記コンパウンドを、所定の圧力にて圧縮成形して成形物を作製する工程」である。ここで、工程Ｅにおいて製造されたコンパウンドが、圧縮プレス機（成形加工機）の金型内に充填され、圧縮成形における成形圧を、好適には０．１から１．５ＧＰａと設定することで、圧縮成形される。この圧縮成形は、常温付近での成形、温間成形のいずれでもよい。とくに、常温（さらに好適には低湿度）付近での成形は、コンパウンドを金型に充填するとき、均一に充填することができるためより好ましい。

６.工程Ｆ；この工程Ｆは、「前記成形物を、所定温度に加熱、硬化し、希土類ボンド磁石を得る工程」である。この工程Ｆでは、上記の工程Ｅで成形された成形体を、熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度に加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させる。このとき、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、その硬化は、例えば、１５０から１９０℃、１０から１００ｍｉｎ程度の条件で行われる。以上の工程ＡからＦにより、希土類ボンド磁石が完成する。

なお、この次に、上記実施形態に基づく、実施例１、２、比較例１、２、及び３を説明する。

実施例１及び２では、上記Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末に、有機リン系化合物を添加してコンパウンドを作製し、コンパウンドを圧縮成形して加熱、硬化して希土類ボンド磁石を得た。なお実施例１と実施例２は、実施例１ではカップリング剤を添加したが、実施例２ではカップリング剤を添加しなかった点において相違する。（表２参照）。

比較例１、２及び３では、実施例１、２と同じＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末を使用し、いずれも有機リン系化合物を添加しないでコンパウンドを作製し、コンパウンドを圧縮成形して加熱、硬化して希土類ボンド磁石を得た（表３参照）。

さらに、表１に示した等方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末を用いた、実施例１及び２、並びに、比較例１、２及び３について順次説明する。

＜実施例１＞ 実施例１では、上記等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末を使用し、表２の実施例１の欄に示す構成要素によってコンパウンドを製造した。樹脂バインダであるエポキシ樹脂と硬化剤が粉末状であるため、コンパウンドの混合には、有機溶剤としてメチルエチルケトンを５ｇ用意した。メチルエチルケトンに、表２に示すように、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂、硬化剤としてアミン系硬化剤、硬化促進剤としてイミダゾール誘導体、カップリング剤として２−エチルヘキサノイルオキシトリ（２−プロポキシ）チタン、有機リン系化合物としてジブチルハイドロゲンホスファイトを加え、溶解させた後、等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末（表１）に混合した。均一に混合されたのを確認した後、メチルエチルケトンを室温中にて揮発させながら乾燥させた。その後、解砕した混合物に、潤滑剤としてステアリン酸カルシウムを加え、コンパウンド（圧縮成形用希土類ボンド磁石材料）を作製した。

作製したコンパウンドは、圧縮プレス機を用いて、直径：φ１０ｍｍ、長さ：７ｍｍの円柱形状と、外径：２０ｍｍ、内径：１８ｍｍ、長さ：４ｍｍのリング形状に成形し、１９０℃、３０ｍｉｎの熱硬化をもって、希土類ボンド磁石として作製した。希土類ボンド磁石の成形密度は、それぞれ５．９ｇ／ｃｍ³とした。

＜実施例２＞ 実施例２では、実施例１と同じ、上記等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末を使用し、表２の実施例２に示す組成によって、コンパウンドを製造した。樹脂バインダであるエポキシ樹脂と硬化剤が粉末状であるため、コンパウンドの混合には、有機溶剤としてメチルエチルケトンを５ｇ用意した。メチルエチルケトンに、表２に示す組成のうち、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂、硬化剤としてアミン系硬化剤、硬化促進剤としてイミダゾール誘導体、有機リン系化合物としてジブチルハイドロゲンホスファイトを加え、溶解させた後、等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末（表１）に混合した。均一に混合されたのを確認した後、メチルエチルケトンを室温中にて揮発させながら乾燥させた。その後、解砕した混合物に、潤滑剤としてステアリン酸カルシウムを加え、コンパウンド（圧縮成形用希土類ボンド磁石材料）を作製した。作製したコンパウンドは、圧縮プレス機を用いて、直径：φ１０ｍｍ、長さ：７ｍｍの円柱形状と、外径：２０ｍｍ、内径：１８ｍｍ、長さ：４ｍｍのリング形状に成形し、１９０℃、３０ｍｉｎの熱硬化をもって、希土類ボンド磁石として作製した。希土類ボンド磁石の成形密度は、それぞれ５．９ｇ／ｃｍ³とした。

以下、実施例１及び２で用いた構成材料、それらの重量（ｇ）、及び全体を１００％としたときの重量％、並びに、総フラックス減少率（％）及び圧環強さからなる実用性を尺度とした各データをまとめた表２を示す。なお後述する、比較例１から３についての表３のデータも同様のデータをまとめた。

ここで、総フラックス減少率（％）及び圧環強さについて、簡単に付記する。
実施例１、２のそれぞれの耐熱性を確認するため、得られた円柱形状の希土類ボンド磁石を着磁した後、高温環境（１８０℃、１２０時間）に放置し加熱試験を行い、試験の前後における総フラックスの減少率（％）を測定した（測定結果は、表２及び３の下から二つ目の欄参照）。

また、それぞれの実施例の機械強度を確認するため、得られたリング形状の希土類ボンド磁石を径方向に対して圧縮する、圧環強さ試験（ＪＩＳ Ｚ２５０７）を行った。また機械強度に関しては、圧環強さの高いものから、◎、○、×の３段階で評価した（測定結果は、表２及び３の最下欄参照）。

実施例１および実施例２では、希土類ボンド磁石を成形するコンパウンドに有機リン系化合物を添加したことによって、加熱試験後の総フラックスの減少率が少なく、耐熱性、耐久性が高い、希土類ボンド磁石が得られたことが確認される。また、圧環強さをパラメータとする機械強度は、いずれも、自動車に搭載できるような車載用のモータに使用するに十分な強さが得られていることがわかった。

次に、下記の表３を参照して、比較例１、２及び３について、以下説明する。

＜比較例１＞ この比較例１では、実施例１及び実施例２で添加した、有機リン系化合物は使用せずに、希土類ボンド磁石を成形するコンパウンドに、チタネートカップリング剤（イソプロピルトリイソステアロイルチタネート）を添加した。この点以外は、実施例及び実施例２と同様の組成物を使用した。この比較例１では、表３の総フラックスの減少率（％）及び圧環強さ（相対比較）の欄から分るように、加熱試験後の総フラックスの減少率（％）が、−３０．２（％）と、大変大きく、耐熱性、耐久性はきわめて低い。また、圧環強さをパラメータとする機械強度は、実施例１及び２よりも低く、高温環境下で使用されるモータ（特に、自動車への搭載を代表とする車載用）に応用することは不可能である。

＜比較例２＞ この比較例２では、実施例１及び実施例２で添加した、有機リン系化合物は使用せずに、リン酸基を含んだチタネートカップリング剤（ネオペンチル（ジアリル）オキシートリ（ジオクチル）ピロホスファトチタネート）をコンパウンドに添加した。この点以外は、実施例及び実施例２と同様の組成物を使用した。この比較例２では、表３の総フラックスの減少率（％）及び圧環強さ（相対比較）の欄から分るように、比較的高い耐熱性、耐久性が得られたものの、実施例１、２には及ばず、かつ圧環強さをパラメータとする機械強度は低いものであった。これは、カップリング剤を多量に添加したことに伴い、同機械強度が減少したものと考えられる。

＜比較例３＞ この比較例３では、実施例１及び実施例２で添加した有機リン系化合物、及びカップリング剤を添加しないものである。この点以外は、実施例及び実施例２と同様の組成物を使用した。この比較例３では、表３から分るように、圧環強さをパラメータとする機械強度は高い反面、加熱試験後の総フラックスの減少率が大きく、耐熱性、耐久性は、実施例１、２よりも低い。

実施例１、２の希土類ボンド磁石よりも比較例１、２及び３の希土類ボンド磁石の方が、総フラックスの減少率（％）及び圧環強さ（相対比較）のパラメータを比較すると、総合的に優れており、もって、本発明に係る希土類ボンド磁石が、優れた耐熱性、耐久性、耐候性が持ち、従来に比して、幅広い温度環境において使用することができることが確認された。さらに、必要に応じて表面処理を施すことでさらに優れた上記諸特性を持つことができることはいうまでもない。

Claims (9)

1. 
   粉粒の粒径範囲が３０μｍから５００μｍの希土類磁石粉末と、熱硬化性樹脂からなる樹脂バインダと、前記希土類磁石粉末の重量に対して０．０５から２重量％である亜リン酸エステル類の有機リン系化合物と、を含むコンパウンドを作製し、該コンパウンドを圧縮成形して加熱、硬化してなる希土類ボンド磁石であって、前記樹脂バインダ中に前記亜リン酸エステル類の前記有機リン系化合物が均一に分散されていることを特徴とする希土類ボンド磁石。
2. 前記熱硬化性樹脂の量は、前記希土類磁石粉末の重量に対して、０．５から５重量％であることを特徴とする請求項１に記載の希土類ボンド磁石。
3. 前記熱硬化性樹脂と、前記亜リン酸エステル類の有機リン系化合物と、カップリング剤と、の合計重量が０．５６から１０重量％となるように、さらにカップリング剤を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の希土類ボンド磁石。
4. 前記希土類ボンド磁石が、車載用モータに用いられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の希土類ボンド磁石。
5. 有機溶剤に、樹脂バインダである熱硬化性樹脂と、硬化剤と、亜リン酸エステル類の有機リン系化合物と、を溶解させ、該亜リン酸エステル類の有機リン系化合物を均一に分散させた溶液を作製する工程と、
   前記溶液を、粉粒の粒径範囲が３０μｍから５００μｍの希土類磁石粉末に混合し、混合物を作製する工程と、
   前記有機溶剤を揮発し、前記混合物を乾燥させる工程と、
   前記乾燥させた混合物を解砕し、解砕された混合物に潤滑剤を添加して混練し、コンパウンドを作製する工程と、
   前記コンパウンドを、所定の圧力にて圧縮成形して成形物を作製する工程と、及び、
   前記成形物を、所定温度に加熱、硬化し、希土類ボンド磁石を得る工程と、
   を含むことを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法。
6. 前記熱硬化性樹脂の量が、前記希土類磁石粉末の重量に対して、０．５から５重量％であることを特徴とする請求項５に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。
7. 前記有機溶剤の量が、前記希土類磁石粉末の重量に対して、５０から２００重量％であることを特徴とする請求項６に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。
8. 前記亜リン酸エステル類の有機リン系化合物の量が、前記希土類磁石粉末の重量に対して０．０５から２重量％であることを特徴とする請求項６又は７に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。
9. 前記圧縮成形における所定の圧力が、０．１ＧＰａから１．５ＧＰａであることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。