JPH01125906A - 希土類系樹脂磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱性にすぐれ、かつ低磁場着磁性を有する
希土類系樹脂・磁石に関する。

〔従来の技術〕

樹脂磁石は、強磁性粉末を、熱可塑性または熱硬化性樹
脂と混合し、必要に応Ｂてこれに微量の助剤（滑剤、カ
ップリング剤等）が加えられた混練物（原料コンパウン
ド）をプレス成形、射出成形等に付して樹脂の加熱溶融
下に所定形状（リング形状、円弧形状等）に成形するこ
とにより製造される。その樹脂としては専らナイロン６
またはナイロン６６樹脂が使用されている。

また、近時、樹脂磁石の磁気特性改善の要請に応えるた
めに、そ−の強磁性粉末として、フェライト系粉末（Ｓ
ｒ０・６ＦｅｚＯｓ等）に代え、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系に代
表される希土類−遷移金属−ボロン系合金粉末が使用さ
れている。

この希土類系強磁性粉末は、所定の成分組成の合金溶湯
を単ロール法や双ロール法等の液体急冷処理に付してリ
ボン状ないしはフレーク状の急冷薄片となし、ついでそ
の急冷薄片を機械的に粉砕したもの力（使用されている
。しかし、液体急冷と機械粉砕工程を経て得られる希土
類系強磁性粉末はその保磁力発現機構が、液体急冷過程
で粉末粒子内に生じたアモルファス相の磁壁ピン止め作
用によるものであるため、初値化曲線の立ち上がりが悪
く、従ってこの粉末を用いた希土類系樹脂磁石の着磁に
は、フェライト系樹脂磁石に比べて、より強力な磁場の
印加を必要とする。

この難点を解消するために本出願人は、希土類系強磁性
粉末の製造法として、液体急冷と機械粉砕による従来法
に代えて、その合金溶湯流に不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ、
Ｎｔ等）の高圧噴射流を吹付けて急冷微粉末化する方法
を提案した（特願昭６２−２１８５４０号）、この方法
により得られる粉末は、保磁力発現機構が、従来の液体
急冷法により得られる粉末の磁壁ピン止め型と異なって
、逆磁区の核生成型であるので、初値化曲線の立ち上が
りがよく、低磁場においてすぐれた着磁性を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高圧不活性ガス噴射流の吹付けにより得られる希土類系
強磁性粉末は上記のように゛低磁場着磁性にすぐれ、ま
た微細なほど高い保磁力を示す有用な磁粉末であり、希
土類系樹脂磁石の工業的有用性を高めるものであるが、
その磁粉末を固結するための樹脂として使用されている
ナイロン６やナイロン６６等は、耐熱性に乏しいという
難点がある。

樹脂磁石の耐熱性評価試験法としては、ＡＳＴＭ　　Ｄ
６４８に規格化された熱変形試験（Ｈｅａｔ　Ｄｉｓ−
ｔｏｒｔｉｏｎ　Ｔｅ５ｔ）が使用されているが、その
熱変形試験によると、従来のナイロン６樹脂を用いた樹
脂磁石の熱変形温度は、約１７０℃程度にとどまってい
る（第１表参照）。

従って、例えば自動車の電装用モータ、発電気の回転機
器等、高温仕様の用途に適用する場合に大きな制約をう
ける。

本発明は、上記に鑑み、耐熱性にすぐれ、かつ低磁場着
磁性を有する新規希土類系樹脂磁石を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
希土類系強磁性粉末、樹脂および微量添加剤とからなる
希土類系樹脂磁石において、前記強磁性粉末が、希土類
元素−遷移金属元素−ボロン系合金の溶湯流を高圧不活
性ガスの吹付けにより急冷微粉末化して得られた低磁場
着磁性を有する粉末であり、前記樹脂がナイロン４６で
あって、その強磁性粉末と樹脂との割合が８０　：　２
０〜９５：５（重量比）であることを特徴としている。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明の樹脂磁石におけるバインダであるナイ・ロン４
６樹脂は、下記の構造式： ％式％ を有する熱可塑性樹脂（融点：約２９０℃、密度：約１
．１８　ｇ　／ａＪ）である。

本発明において、希土類系強磁性粉末を固結するための
樹脂としてナイロン４６を使用することとしたのは、希
土類系強磁性粉末の低磁場着磁性を損なわず、かつ比較
的良好な成形性のもとに、耐熱性にすぐれた樹脂磁石を
形成することができるからである。

他方、本発明の希土類系樹脂磁石の磁粉末は、その合金
溶湯に、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ、等の不活性ガスの高圧噴射流
（好ましくは、５０　ｋｇ　／　（ｊ以上）を吹付けて
得られた急冷微粉末である。その粉末は、微細である程
、樹脂磁石に高保磁力等、良好な磁気特性を与える。こ
のため、粒径９０μｍ以下の粉末が好ましく使用される
。更に好ましい粒径は２５μｍ以下である。その粉末粒
径は、合金溶湯流に対する不活性ガスの吹付は圧力によ
り、または不活性ガスの吹付けによる急冷微粉末化後の
篩い分けにより調整することができる。また、同じ粒径
の粉末であっても、急冷微粉末化後、温度４００〜８０
０℃、好ましくは５００〜７００℃に適当時間（例えば
、０．５〜２Ｈｒ）加熱保持する熱処理を施したうえで
使用することにより、樹脂磁石の磁気特性を更に高める
ことができる。

強磁性粉末とナイロン４６樹脂の配合割合を８０／２０
（重量比）以上とするのは、それより低いと、強磁性粉
末の占める割合が少な（、磁気特性の不足をきたすから
であり、９５／　５　（重量比）を上限としたのは、そ
れをこえると、原料コンパウンドを樹脂磁石に成形加工
する際の成形加工が困難となり、また得られる樹脂磁石
が脆弱となるか感である。

本発明の希土類系樹脂磁石は、その強磁性粉末として高
圧力不活性ガス噴射により合金溶湯流を急冷・微粉化し
て得られる粉末を用い、またそのバインダである樹脂と
してナイロン４６を使用する点を除いて公知の工程に従
って製造することができる。すなわち、まず強磁性粉末
にカップリング剤で表面処理を柳し、もしくは施すこと
なく、これをナイロン４６樹脂と所定の割合に混合し、
これに必要に応じて滑剤、安定化剤等の添加剤を加えて
混練することにより原料コンパウンドを得、ついでその
原料コンパウンドを、目的とする樹脂磁石の形状等に応
じて、プレス成形、押出成形、または射出成形等の適宜
の加圧成形に付し、磁界を印加し、もしくは印加しない
条件下に所定形状に成形することにより製造される。な
お、樹脂磁石の均質性を高めるために、上記混線物を一
旦加熱して樹脂を溶融したのち、冷却凝固させ、その凝
固物を適当な粒度に破廊して得られる粉末ないしは粒状
物を原料コンパウンドとして加圧成形に供する場合もあ
る。

（実施例〕 （Ｉ）原料コンパウンドの調製： 後記参考例における高圧力不活性ガス噴射流の吹付けに
より製りし、篩い分けして得た希土類系強磁性粉末（平
均粒径：２０μｍ）をシラン系カップリング剤〔日本ユ
ニカー−製ｒＡ−１１００Ｊ　）で表面処理し、これを
ナイロン４６樹脂ＣＤ５Ｍ社製、商品名「バイタロン」
〕と混合し、滑剤（ステアリン酸亜鉛）を加えて均一に
混練する（カンプリング剤：０．３重量％、滑剤：０．
３重量％）、その混線物を加熱して樹脂を溶融したの、
ち、冷却凝−させ、凝固物を破砕して、８メツシユアン
ダーの原料コンパウンドを得た。

（ｎ）樹脂磁石の′加圧成形： 上記原料コンパウンドを印加磁界（１０ＫＯｅ）中、２
８０℃で射出成形して樹脂磁石（１）および（２）を得
た。

他方、樹脂として、ナイロン４６樹脂に代えてナイロン
６樹脂を用いるほかは上記と同じ条件で樹脂磁石（１１
）および（１２）を、また強磁性粉末として、従来の液
体急冷−機械粉砕によ予粉末〈平均粒径：２０μｍ）を
使用するほかは上記と同じ条件で樹脂磁石（１３）を得
た。

各供試樹脂磁石（１）　（２）、（１１）〜（１３）の
原料配合を第１表に示ｉ０表中、ｒＮＹ４６Ｊはナイロ
ン４６樹脂、ｒＮＹ６Ｊはナイロン６樹脂である。

（ＩＩＩ）樹脂磁石の特性 （１）　　耐熱性： 各供試樹脂磁石について、ＡＳＴＭ　　Ｄ６４８に規定
された熱変形試験による熱変形温度を測定し、第１表に
示す結果を得た。

第１表に示したように、本発明の希土類系樹脂磁石は、
熱変形温度が２５０℃前後と極めて高く、従来のものに
比べて卓抜した耐熱性を宵している。

（２）　　磁気特性 各供試樹脂磁石について測定された飽和磁化に必要な着
磁々界の強さ、および固有保磁力を第１表に、また発明
例１１ｋ１．２の磁気履歴曲線を第１図に、比較例胤１
３（液体急冷−機械粉砕による粉末使用）のそれを第２
図に示す。

これらの測定結果から本発明の樹脂磁石は、永久磁石と
して望まれる高保磁力を存し、しかも低磁場での着磁性
、にすぐれていることがわかる。

（、の町 第３図に示す粉末製造装置により希土類系強磁性粉末を
製造する０図中、（２）は高周波溶解炉、（４）はその
炉底に取付けられている溶湯ノズル、（５）は溶湯ノズ
ル（４）の直下に配置された不活性ガス噴射ノズル（−
次ノズル）であり、そのノズルの下部には適当な距離を
隔てて、もう１つの不活性ガス噴射ノズル（６）が二次
ノズルとして配置されている。高周波溶解炉（２）およ
び−次ノズル（５）・二次ノズル（６）はチャンバ（１
）内に結膜されている。

（７）はチャンバ（１）の下部に連設された粉末回収用
サイクロンである。チャンバ（１）およびサイクロン（
７）内はアルゴンガス等の不活性ガスで置換されている
。

上記溶湯ノズル（４）のノズル孔径は、２〜７ｆｉであ
る。その直下の一次ノズル（５）は、溶湯ノズル（４）
から流下する強磁性合金の溶湯流のまわりを囲むように
円形配置された多孔ノズルであり、溶湯流に対して５０
ｋｇ／−以上の噴射圧力を以て不活性ガスを噴射する。

その噴射流量は、５０１／秒以上である。また、二次ノ
ズル（６）は、冷却効果を補強するために、−次ノズル
（５）の不活性ガス流で微細化されて落下する溶湯まわ
りを囲むように円形配置された多孔ノズルである。その
不活性ガス噴射圧力は、３〜１０ｋｇ／−であり、噴射
流量は、１０ｊ２７秒以上である。

高周波溶解炉（２）内で所定の成分組成を有する強磁性
合金溶湯（Ｍ）を溶製し、ストッパ（３）の操作により
溶湯を炉底の溶湯ノズル（４）から流出させ、その溶湯
流に、−次ノズル（５）から噴射される高圧力の不活性
ガスを吹付け、急冷・微粉末化し、更に二次ノズル（６
）から噴射される不活性ガス流により冷却しつつ落下さ
せて、下方のサイクロン（７）内に回収する。得られる
粉末は微細な球形状粉末であり、酸化・腐食、その他の
汚染のない清浄な表面状態を有している。

〔発明の効果〕

本発明の希土類系樹脂磁石は、従来の樹脂磁石を凌ぐ耐
熱性を備えており、また、高保磁力等永久磁石として望
まれる磁気特性有し、しかも低磁場着磁性にもすぐれて
いる。従って、本発明の希土類系樹脂磁石は、高温用途
、例えば自動車電装用モータ、発電機の回転機器等の磁
性材料として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は希土類系樹脂磁石の初値化曲線の
例を示すグラフ、第３図は本発明に使用される強磁性粉
末の製造装置の例を示す図である。 １：チャンバ、２：高周波溶解炉、３：ストッパ、４：
溶湯ノズル、５ニ一次ノズル、６：二次ノズル、７：粉
末回収用サイクロン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性粉末、樹脂および微量添加剤とからなる樹
   脂磁石において、前記強磁性粉末が、希土類元素−遷移
   金属元素−ボロン系合金の溶湯流を高圧不活性ガスの吹
   付けにより急冷微粉末化して得られた低磁場着磁性を有
   する粉末であり、前記樹脂がナイロン４６であって、そ
   の強磁性粉末と樹脂との割合が８０：２０〜９５：５（
   重量比）であることを特徴とする耐熱性および低磁場着
   磁性を有する希土類系樹脂磁石。