JPH026573A - 耐蝕性被膜材料 - 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、大気中で容易に酸化しやすい希土類−鉄−ボ
ロン系永久磁石などの表面被覆に用いて好適な耐蝕性被
膜材料に関する。

〔従来技術〕

従来より、化学的に活性であるために大気中で容易に酸
化しやすい性質を有する金属材料およびその加工品にお
いては、腐蝕、錆の発生に伴って種々の問題が生じてお
り、この問題を解決するために多大な技術努力がなされ
てきた。

例えば、希土類−鉄あるいは希土類−コバルトを主成分
とする金属間化合物からなる永久磁石においても、その
容易に酸化しやすい性質のために磁石体表面が発錆し、
この表面酸化物の生成によって磁気回路の出力を低下さ
せたり、表面酸化物の脱落によって周辺機器を汚染する
などの問題が生じていた。そのため、磁石体表面に各種
の耐蝕性防錆被膜を形成する技術が提案されている。具
体的には、燐酸塩、クロム酸塩などを用いて耐酸化性化
成被膜を形成するもの、蒸着あるいはイオンブレーティ
ングによりＺｎなどの金属被膜を形成するもの、アクリ
ル、エポキシなどの樹脂をコーティングして樹脂被膜を
形成するものなどが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した耐蝕性被膜を有する永久磁石を
用いて本発明者が試験を行ったところ、ある程度の防錆
効果はあるものの、その効果の程度は必ずしも十分とは
言えず、経時的には発錆を抑制することが出来ない。従
って、さらに優れた防錆効果を有する耐蝕性被膜を形成
することが望まれる。

また、燐酸塩、クロム酸塩などを用いて化成被膜を形成
するものにおいては、被膜される金属の物性を変質させ
て不具合を生じさせる危険性がある０例えば上述の磁石
の場合では、表面の不動態化処理により非磁性変質層が
出来るため磁気特性が劣化したり、磁粉合金中の成分を
エツチングして磁石体の強度を弱めるという問題点があ
る。

また、Ｚｎなどの金属被膜を形成するものは、被膜形成
装置が複雑で大きくなり操作性も低下するため量産化が
難しく、コストアップにつながるという問題点がある。

また、樹脂被膜を形成するものにおいては、樹脂をコー
ティングする際のポーラス部形成を考慮して厚膜に形成
することが必要で、そのため被膜物の用途によっては不
具合が生じる場合がある。

例えば上記永久磁石の場合では、モータのロータ磁石と
して用いるとき、必然的にステータとの間のエアーギャ
ップを大きく取らなければならず、モータトルクの低下
が避けられない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、極めて優れた防錆効果を有する耐蝕性
被膜材料を提供することである。

さらに、被膜される金属の特性を損なうことなく、低コ
ストで量産性があり、かつ薄膜化が可能な耐蝕性被膜材
料を提供する。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明者は種々の化合物の
防錆効果につき鋭意検討を重ねた結果、チオール基を有
するトリアジン誘導体とタンニン酸あるいはその誘導体
と樹脂材とを併用して被膜形成すると防錆効果が飛躍的
に向上するという新規な知見を得、本発明に到達した。

即ち、本発明は、耐蝕性被膜材料として、チオール基を
有するトリアジン誘導体とタンニン酸あるいはその誘導
体と樹脂材とを主構成成分とする混合材料を用いたこと
であり、さらに樹脂材として、ポリカルボン酸とポリオ
ールとのエステル化反応生成物およびこのエステル化反
応生成物と付加反応により架橋するエポキシ化合物を用
いたことを要旨とする。

上記チオール基を有するトリアジン誘導体としては、例
えば次の化学式で表されるものを使用することができる
。

なお上記化学式の−Ｒとしては、−３Ｈ。

−Ｎ（ＣＨ３）ｚ、−Ｎ　ＨＣｈ　Ｈｓ、−Ｎ（ＣａＨ
ＪｚＮ（ＣｓＨ＋、）ｚ、−Ｎ（Ｃ＋ｚＨｚ４）＊−Ｎ
　（ＣＨｚ　ＣＨ””　ＣＨｚ　）　ｔなどがある。

上記タンニン酸あるいはその誘導体としては、タンニン
酸、ポリタンニン酸、タンニン酸エーテル化物、タンニ
ン酸エステル化物などを使用することができる。（なお
、ポリタンニン酸は例えば次式のように表される。

上記ポリカルボン酸としては、マレイン酸、無水マレイ
ン酸、フマル酸、フタル酸、無水フタル酸、クエン酸、
イソクエン酸、アコニット酸、トリカルバリル酸、１，
２．３．４−ブタンテトラカルボン酸などの１種または
２種以上を使用できる。

上記ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、分子量６００以下のポリエチレングリ
コール、分子量６００以下のポリプロピレングリコール
、グリセリン、ジグリセン、ペンタエリスリトール、ジ
ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、トリメ
チロールプロパン、ブタンジオールなどの１種または２
種以上を使用することができる。

上記エポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ１ノボ
ラフク型フエノール樹脂、ハイドロキノン等とエピクロ
ルヒドリンとの反応により得られるジグリシジルエーテ
ル系、ジグリシジルフタル酸等のジグリシジルエステル
系エポキシ化合物、環式脂肪族系エポキシ化合物、複素
環式系エポキシ化合物などを用いる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。なお
、以下の実施例においては、防錆処理される対象物とし
て大気中で容易に酸化しやすい性質を有する希土類−鉄
一ボロン系永久磁石の例を採用し、この永久磁石表面へ
の耐蝕性被膜形成に関連させて本発明を説明する。

（実施例１） まず、本発明の耐蝕性被膜材料の調製を行う。

第１図にて示されるチオール基を有する１、３．５−　
トリアジンの誘導体（ジブチルアミノトリアジンジチオ
ール）の粉末２１ｇと、第２図にて示されるエポキシ化
合物、即ちハイドロキノンジグリシジルエーテル（１，
４−ビス（２，３−エポキシプロビルオキシ）ベンゼン
）（ナガセ化成工業服製）の粉末２゜５２ｇとを秤量し
て同一容器内に充填する。次に、アセトン３００ａ＋　
１並びにポリカルボン酸とポリオールとのエステル化反
応生成物（三井東圧化学区製：　ＣＥ−８００）のｎ−
ブタノール５０％溶液３゜３６ｇを上記容器内に添加し
、攪拌する。さらに、この混合溶液とほぼ同じ重量のポ
リタンニン酸３０％溶液（帝国化工■製：に一ポリマー
Ｌ２）２６０ｇを上記容器に添加した後よく攪拌し、こ
の混合液を被膜材料原液とする。なお、この被膜材料原
液は適切な濃度に希釈することによって、膜厚仕様およ
び処理方法などの条件に選択的に対応可能である０本実
施例においてはアセトンにて被膜材料原液を重量比で５
倍に希釈する。

次に、この５倍に希釈した被膜材料溶液を用いてバレル
法により希土類−鉄一ボロン系永久磁石表面に被膜を形
成する。このバレル法は、回転容器内に永久磁石を充填
し、この容器を回転させながら容器内に吐出される被膜
材料溶液と上記永久磁石とを接触させ、上記永久磁石に
上記被膜材料を均一厚に被覆させる方法である。

第３図は零バレル法を実施するための装置である。被膜
材料希釈溶液はタンクｌに装填され、さらに噴霧装置２
を介してバレル槽３内に供出される。そのとき、コンプ
レフサ４から送り込まれた圧縮空気と金いまって、スプ
レーガン５より噴霧状態でバレル槽内に吐出される。そ
の吐出量は、２．５〜１．９　ｇ／ｎ＋ｉｎに設定され
る。上記バレル槽３内には永久磁石６が装填されると共
にこのバレル槽は３０ｒｐｍ　／１ｌｉｎで自体が回転
する。槽内には内方にロット棒７が突出して設けられ、
バレル槽が回転するとき、槽内に装填された永久磁石が
このロット棒７によって所定回転量分だけ回り止め保持
される。またこのバレル槽３は、給気装置８により温風
が供給されると共に排気装置９によりこれが排気され、
常に槽内温度が約６０℃となるよう加熱循環されている
。従って、吐出された被膜材料の希釈溶液が永久磁石６
に接触し、さらにこの希釈溶液の溶媒であるアセトンな
どが揮発除去されて、上記永久磁石表面に被膜材料が均
一厚に付着する。

つぎにバレル槽の回転停止後約５分間の乾燥を施し、バ
レル槽からこの被膜材料にて被覆された永久磁石を取り
出す。そしてこの被膜材料にて被覆された永久磁石に２
００℃で２０分の加熱を施し、上記被膜材料を焼付は処
理する。これによって、膜厚５μｍの耐蝕性被膜が上記
永久磁石表面に形成される。

なお、本実施例では、ＮｄｚＦｅ＋４Ｂなる化学式で表
示される希土類金属間化合物を主剤とした磁性粉体（好
ましくは、粒径が４２０μｍ以上のものを０．１ｗｔ％
以下の範囲で、また、４４μｍ以下のものを１５ｗｔ％
以下の範囲で含有させた磁性粉体）自体を、上記耐蝕性
被膜材料中の一成分であるチオール基を有するトリアジ
ンの誘導体（ジブチルアミノトリアジンジチオール）に
て被覆し、これを結合材にて結合硬化した希土類−鉄一
ボロン系樹脂結合型永久磁石を用いた。すなわち、上記
ジブチルアミノトリアジンジチオールの１０％アセトン
溶液中に上記磁性粉体を浸漬し、液切り後風乾して溶媒
であるアセトンを揮散させ磁性粉体表面に均一に上記ジ
ブチルアミノトリアジンジチオールを被覆する（約３μ
ｌ厚）。そして、このジブチルアミノトリアジンジチオ
ールにて被覆された磁性粉体を結合材にて結合硬化し希
土類−鉄−ボロン系樹脂結合型永久磁石を得る。このと
き結合材としては、上記耐蝕性被膜材料中の樹脂成分、
即ちポリカルボン酸とポリオールとのエステル化反応生
成物およびこのエステル化反応生成物と付加反応により
架橋するエポキシ化合物を用いる。上記ジブチルアミノ
トリアジンジチオールにて被覆された磁性粉体にこの樹
脂材をさらに付着させた後、これをプレス圧９トン／ｃ
ｄにて圧縮成形し、２００℃で２０分加熱硬化して希土
類−鉄−ボロン系樹脂結合型永久磁石が製造される。

（実施例２） アセトンにて被膜材料原液を重量比で１５倍に希釈した
被膜材料溶液を用いた点のみ異ならせ、実施例１と同一
の希土類−鉄−ボロン系樹脂結合型磁石表面に実施例１
と同様に被膜形成した。このときの耐蝕性被膜の膜厚は
２μ涌に形成された。

（実施例３） アセトンにて被膜材料原液を重量比で３倍に希釈した被
膜材料溶液を用いた点のみ異ならせ、実施例１と同一の
希土類−鉄一ボロン系樹脂結合型磁石表面に実施例１と
同様に被膜形成した。このときの耐蝕性被膜の膜厚は７
μ鋼に形成された。

（実施例４） アセトンにて被膜材料原液を重量比で２倍に希釈した被
膜材料溶液を用いた点のみ異ならせ、実施例１と同一の
希土類−鉄一ボロン系樹脂結合型磁石表面に実施例１と
同様に被膜形成した。このときの耐蝕性被膜の膜厚は１
０μ−に形成された。

（実施例５） 耐蝕性被膜が形成されない磁性粉体を用いた点のみ異な
らせ、この磁性粉体を実施例１と同様にしてエポキシ化
合物で結合硬化させた希土類−鉄一ボロン系永久磁石の
表面に、実施例３と同じくして耐蝕性被膜（膜厚７μｍ
）を形成した。

（実施例６） 耐蝕性被膜が形成されない磁性粉体を用いた点のみ異な
らせ、この磁性粉体を実施例１と同様にしてエポキシ化
合物で結合硬化させた希土類−鉄一ボロン系永久磁石の
表面に、実施例４と同じくして耐蝕性被膜（膜厚１０μ
ｍ）を形成した。

（比較例） 希土類−鉄−ボロン系永久磁石の表面をエポキシ系樹脂
にて被覆（約１０μｍ厚）した。なお、被覆される永久
磁石は、ＮｄｚＦｅ＋４Ｂなる化学式で表示される希土
類金属間化合物を主剤とした磁性粉体を上記と同一のエ
ポキシ系樹脂にて結合硬化させた樹脂結合型磁石である
。

以上の試料を防錆試験により評価したのが第１表である
。尚、防錆試験は各試料を温度６０℃。

湿度９５％の環境下に放置し、その発錆度合を経時的に
観察した。また、完成された磁石を他装置などに組み込
む際に作業者が磁石に手を触れてしまうことを想定し、
故意に手で汚染した磁石の発錆度合も試験した。

ただし、第１表において、◎は発錆なしく顕微鏡×１０
０倍でなし）、Ｏは発錆なしく目視でなし）、へ目視で
５点以下、は目視で１５点以下、×は目視で全面錆、−
は原形を留めず崩壊したことを表す。

第１表で明らかなように、比較例による試料は短期間で
磁石表面に酸化被膜が生成する。これは形成された樹脂
被膜にポーラス部が存在することなどが要因であると考
えられ、時間の経過とともに酸化は内部に進行して磁気
特性が劣化し、最終的には崩壊する。しかしながら本発
明による試料では、耐蝕性が優れ、従って磁気特性も維
持される。また、被膜材料と永久磁石表面との密着性も
良好であり、従って機械的強度が向上される。さらに、
作業者が製造された永久磁石に手を触れてしまうことを
想定した仮想試験においても、本発明の耐蝕性被膜によ
れば充分な防錆効果が得られた。その上、永久磁石体表
面への耐蝕性被膜形成のみならず、この永久磁石を構成
する磁性粉体自体にも本耐蝕性被膜材料中の一成分であ
るチオール基を有するトリアジン誘導体を被覆しておけ
ば、より一層防錆効果が向上する。

さらに付は加えるならば、−船釣に行われている成形品
の樹脂コーティング（比較例試料）では、本発明の製造
方法と同等の防錆効果を得るためには２０〜３０μ−の
膜厚が必要とされている。これは本発明の耐蝕性被膜の
数μ翔と比較し、成形品の寸法管理上の大きな欠点でも
あり、例えばモータに比較例試料の磁石成形品を使用し
た場合には、必然的にエアーギャップは大きくしなけれ
ばならず、それに伴ってモータ特性は低下してしまう。

しかしながら本発明の耐蝕性被膜材料を用いれば、この
ような不具合が解消できる。

また、本発明の耐蝕性被膜材料は、その溶液濃度を変化
させることで、容易に所望の膜厚が精度よく得られる効
果もある。

このような本発明による耐蝕性被膜の防錆機構および本
発明による耐蝕性被膜材料の反応機構の詳細に関しては
、現在不明な点も多いがおおよそ第４図に示されるよう
なことが考えられる。

■永久磁石を構成する磁性粉の金属（Ｆ　ｅ、　Ｎｄ）
に、本発明の被膜材料中のトリアジン誘導体の構成要素
であるチオール基が吸着結合し、さらにこのトリアジン
誘導体の他方のチオール基にエポキシ基が開環・結合す
る。従って、上記磁石体表面にトリアジン誘導体および
エポキシ樹脂の強固な被膜が形成される。

■永久磁石を構成する磁性粉のＦｅイオンとタンニン酸
とが３ｏｒ２配位のキレートを形成し、上記磁石体表面
にタンニン酸の被膜が形成される。

■さらに、エポキシ樹脂とタンニン酸との相溶性により
両成分が架橋反応し、上記のおよび■による被膜形成欠
落部（磁石体に対する未反応部）をカバーするよう綿密
に被膜が形成される。

従って、耐蝕性被膜材料中の上記成分が磁石体の金属に
あるいは相互間において強固に結合し、かつ相乗的な作
用によってより緻密な被膜が形成される。

なお、本発明は、上記実施例に限られるものではない。

即ち、ＮｄｚＦｅ＋４Ｂなる化学式で表示される希土類
金属間化合物を主剤とした磁性粉体自体を上記耐蝕性被
膜材料にて被覆してもよい、この場合は、上記被膜材料
をアセトンにて所定倍希釈した希釈溶液中に上記磁性粉
体を浸漬し、液切り後風乾して溶媒であるアセトンを揮
散させ磁性粉体表面に均一に上記被膜材料を被覆しく例
えば３μｍ厚）、さらに、この被膜材料にて被覆された
磁性粉体を結合材にて結合硬化し希土類−鉄一ボロン系
樹脂結合型永久磁石を得る。このとき結合材としては、
上記耐蝕性被膜材料中の樹脂成分。

即ちポリカルボン酸とポリオールとのエステル化反応生
成物およびこのエステル化反応生成物と付加反応により
架橋するエポキシ化合物をそのまま結合材として作用さ
せる。従って、この被膜材料にて被覆された磁性粉体を
そのままプレス圧９トン／ｄにて圧縮成形し、２００℃
で２０分加熱硬化して希土類−鉄−ボロン系樹脂結合型
磁石が製造される。また、被膜対象物である金属および
その加工品は、上記希土類−鉄一ボロン系化合物に限ら
れず、サマリウム−コバルトなどの希土類−コバルト金
属間化合物でもよく、またさらに、永久磁石への被膜に
限られるものでもない。

また、本発明の被膜材料にて被膜形成する場合には、上
記実施例のようなバレル法に限らず、ディッピング法、
スプレー法など櫃々のコーティング方法が可能である。

これは、本発明の被膜材料溶液の濃度調整が容易でまた
粘度もきわめて低い（数ｃｐｓ）ためである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の耐蝕性被膜材を用いて形成される
耐蝕性被膜は、耐蝕性に優れ、被膜材料と被覆物との密
着性も強固であり、また被膜層の膜厚制御も容易に出来
るため、被覆物の寸法精度が要求される場合に適してお
り、従来の方法よりも機能的、コスト的にも優れた利点
を有している。

第１表 徹６０℃、激９５翰 以下余白 第１図 第２図

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるトリアジン誘導体の構
造を説明する図、第２図は本発明の実施例におけるエポ
キシ化合物の構造を説明する図、第３図は本発明の実施
例における永久磁石表面への被膜形成装置を説明する図
、第４図は本発明による耐蝕性被膜材料の反応機構を説
明する図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、チオール基を有するトリアジン誘導体とタンニン酸
   あるいはその誘導体と樹脂材とを主構成成分とする耐蝕
   性被膜材料。 ２、上記樹脂材が、ポリカルボン酸とポリオールとのエ
   ステル化反応生成物およびこのエステル化反応生成物と
   付加反応により架橋するエポキシ化合物を主構成成分と
   する特許請求の範囲第１項に記載の耐蝕性被膜材料。