JPH05315111A - 希土類ボンド磁石用組成物 - Google Patents

希土類ボンド磁石用組成物

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JPH05315111A
JPH05315111A JP4119107A JP11910792A JPH05315111A JP H05315111 A JPH05315111 A JP H05315111A JP 4119107 A JP4119107 A JP 4119107A JP 11910792 A JP11910792 A JP 11910792A JP H05315111 A JPH05315111 A JP H05315111A
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rare earth
composition
magnet powder
magnet
powder
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JP4119107A
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Takeshi Ikuma
健 井熊
Toshiyuki Ishibashi
利之 石橋
Koji Akioka
宏治 秋岡
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Seiko Epson Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高性能な希土類ボンド磁石を安定に生産性よ
く、低コストで製造する。 【構成】 R−Fe−B系ボンド磁石用組成物におい
て、平均粒径5〜50μmの磁石粉末表面に表面改質を
施し、この粉末とポリアミド樹脂もしくは液晶ポリマー
からなる希土類ボンド磁石用組成物とすることにより、
成形中の樹脂成分の変質を防ぐ。この時、磁石粉末体積
率を50〜80%とする。 【効果】 希土類樹脂結合型磁石を高性能で生産性よ
く、低コストで製造することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は希土類ボンド磁石の組成
物に関する。
【0002】
【従来の技術】希土類ボンド磁石の成形方法としては以
下に示したような成形方法が挙げられる。
【0003】1.圧縮成形法 2.射出成形法 3.押出成形法 これらの成形法で使用される樹脂としては圧縮成形法の
場合は一般的には熱硬化性樹脂、即ちエポキシ樹脂等が
使用される。一方、射出成形法や押出成形法で一般的に
使用される樹脂は熱可塑性樹脂で多くはポリアミド樹
脂、耐熱用途ではPPS、液晶ポリマー等が使用され
る。後者の成形法の場合、樹脂成分を溶融状態にして成
形を行なうために200℃以上の温度で成形を行なう必
要がある。
【0004】希土類磁石粉末としては大別するとR−C
o系磁石粉末(RはYを含む希土類元素)とR−Fe−
B系磁石粉末がある。このうち、後者の磁石粉末は磁気
性能が高く、また磁石粉末のコストが低いことからここ
数年その需要は急激に拡大している。このR−Fe−B
系磁石粉末の欠点としては耐熱性が低く、また酸化し易
いことから耐食性、耐酸化性が低いことが挙げられる。
これを解決する手段として、磁石粉末表面を燐酸化合物
で被覆する特開昭57−26104や磁石粉末表面を染
料で処理を行なう特開昭59−179638、特開昭6
0−242604、カップリング処理を行なう特開平2
−65103、有機皮膜、キレート皮膜、化成皮膜を被
覆する特開平2−54504、メッキ処理を施す特開平
1−225103等の表面改質技術が開示されている。
【0005】これら上記の表面改質技術はその効果とし
て主に磁石粉末の耐食性、耐酸化性を向上させるために
施された処理であり、組成物中の樹脂に対しての影響を
考慮したものではなく、基本的には磁石粉末を外的環境
から保護するために行なわれた処理であった。従って、
樹脂に対する影響を十分に考慮されておらず、エポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂や各種の熱可塑性樹脂が組成物中
の樹脂として使用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、射出成形や押
出成形を行なう場合、以下のような問題点を有してい
る。ポリアミド樹脂もしくは液晶ポリマーと未処理のN
d−Fe−B系磁石粉末からなる組成物を使用すると成
形機中で樹脂成分の変質、特に増粘が生じ、成形を連続
して安定に行なうことが困難となる現象が生じる。この
現象は組成物中の磁石粉末の体積率が多くなるとより顕
著に生じ、また磁石粉末の平均粒径が小さくなるとより
起こり易くなる。即ち、組成物中の磁石粉末の表面積が
多くなるにつれて、樹脂成分の変質が起こり易くなる。
これによって、長時間にわたる安定成形が困難となり、
また組成物を再使用することが難しくなることからコス
トアップにつながる。更に磁石粉末が高体積率化すると
上記の現象が生じ易くなることから、成形磁石の高性能
化が困難となる。
【0007】そこで本発明はこのような課題を解決する
もので、その目的とするところは、高性能な希土類樹ボ
ンド磁石の長時間安定成形を可能にし、また原料ロスを
減らすことにより低コストの磁石を提供するところにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の希土類ボンド磁
石用組成物は基本組成が希土類元素(Yを含む)、Fe
を主体とする遷移金属元素、及びほう素からなるR−F
e−B系希土類磁石粉末とポリアミド樹脂(添加剤を含
む)からなる希土類ボンド磁石用組成物において、希土
類磁石粉末の体積率が50〜80%であり、かつ希土類
磁石粉末表面に樹脂成分の変質を抑える表面改質を施す
ことを特徴とする。
【0009】また、基本組成が希土類元素(Yを含
む)、Feを主体とする遷移金属元素、及びほう素から
なるR−Fe−B系希土類磁石粉末と液晶ポリマー(添
加剤を含む)からなる希土類ボンド磁石用組成物におい
て、希土類磁石粉末の体積率が50〜80%であり、か
つ希土類磁石粉末表面に樹脂成分の変質を抑える表面改
質を施すことを特徴とする。
【0010】また、上記希土類磁石粉末の平均粒径が5
〜50μmである。
【0011】
【作用】本発明の構成よれば、R−Fe−B系磁石粉末
とポリアミド樹脂、もしくは液晶ポリマーからなる希土
類ボンド磁石用組成物中の磁石粉末が平均粒径5〜50
μmであり、その体積率が50〜80%であり、かつそ
の磁石粉末表面に表面改質処理を施すことにより、組成
物中の樹脂成分の変質特に増粘を抑え、長時間の安定成
形が可能となる。
【0012】未処理のR−Fe−B系磁石粉末とポリア
ミド樹脂もしくは液晶ポリマーからなる組成物を射出成
形もしくは押出成形すると成形機中で樹脂成分の変質特
に増粘が生じる。この現象はR−Fe−B系磁石粉末表
面と樹脂成分が射出成形機や押出成形機中の200℃以
上の温度領域で接するとR−Fe−B系磁石粉末表面が
触媒的な作用を示し、樹脂成分に反応が生じ高分子量化
等の変化が起こることによって生じるものである。この
現象は磁石粉末表面と樹脂成分の接触が多くなればなる
ほど起こり易くなる。
【0013】磁石粉末としてSm−Co系磁石粉末を使
用した場合には上記の現象は殆ど見られないが磁石粉末
の磁気特性としてはR−Fe−B系磁石粉末の方が高
く、また磁石原料がFeやNdを使用しているため粉末
価格が安いことから、R−Fe−B系磁石粉末を使用可
能とする方法が必要となる。
【0014】使用する樹脂としてポリアミド樹脂と液晶
ポリマーに限定したのは上記の現象が生じ易い樹脂であ
るものの、溶融時の流動性が良好であるため成形性がよ
く、耐薬品性、吸水性、耐熱性等が良好であることから
通常の射出成形磁石や押出成形磁石に使用されているた
めである。
【0015】上記の樹脂成分の変質を抑える手段として
は以下の方法が挙げられる。 1)樹脂の変質を抑えることが可能な添加剤の添加。
【0016】2)磁石粉末表面と樹脂成分の接触を避け
るための磁石粉末表面の改質このうち1の方法について
は「日本応用磁気学会誌 Vol.16,No.2,1992」で開示さ
れている。この方法の場合、添加剤を加えるだけでよい
ため、処理工程に変更がないため作業性が良好である。
しかし、添加剤の場合、使用する樹脂によって選定が必
要になり、また樹脂成分の耐薬品性や機械的強度に悪影
響を与える可能性があるため、その選定作業が困難とな
る。一方、2の方法の場合には樹脂毎の選定が必ずしも
必要でなく、また樹脂成分の特性に影響を与えることが
少ない等の利点を有する。そこで本発明では2の方法を
採用した。この時、表面改質の目的は磁石粉末と樹脂成
分との接触を減らすところにあり、接触量が減れば変質
を抑えられることから必ずしも完全に表面改質を行なう
必要はなく、また方法としては前記の目的が達成できれ
ば良いことからどの様な方法でも構わない。
【0017】上記の現象は磁石粉末表面と樹脂成分の接
触量が大きく影響する事から、組成物中の磁石粉末の全
表面積量、即ち磁石粉末の体積率及び磁石粉末の平均粒
径が影響を与える。そこで本発明では磁石粉末の体積率
と磁石粉末の平均粒径に数値限定を行なった。
【0018】まず、組成物中の磁石粉末の体積率を50
〜80%としたのは磁石粉末の体積率が50%よりも低
いときには樹脂成分の変質特に増粘はわずかであるため
に未処理の磁石粉末を使用しても成形を行なうことが可
能であることから限定範囲外とした。一方、上限を80
%としたのはこれ以上磁石粉末量を加えたときには組成
物中の樹脂量が少ないために溶融時に成形に必要な流動
性が得られないためである。
【0019】次に磁石粉末の平均粒径を5〜50μmと
したのは5μm以下の時には組成物中の表面改質量が大
きな割合を占めるため磁石粉末の高体積率化が困難とな
るためであり、上限を50μm以上したのはこれ以上の
時には組成物の溶融時の流動性が低下するため磁石粉末
の高体積率化を行なうことが困難であるためである。
【0020】以下、実施例に従い詳細に説明を行う。
【0021】
【実施例】
(実施例1)表1に示した各種の表面処理を施したNd
−Fe−B系磁石粉末(GM社製MQP−B粉末、平均
粒径25μm)とポリアミド樹脂(ナイロン12)及び
滑剤等の添加剤を磁石粉末の体積率が65%となるよう
に秤量した後にこれらを混合し、この混合物を2軸混練
機に投入して230℃で混練を行ない、各種組成物を作
製した。これらの組成物をラボプラストミル(東洋精機
製作所製)に設置したローラミキサーに投入し、250
℃、30rpmの条件でミキシングを行い、ミキシング
開始1分後の混練トルク(t1)及び10分後の混練ト
ルク(t2)を測定した。この時の結果を表2に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】ここで混練トルク値は組成物の溶融時の物
性を示すものであり、この値の変化を見ることによって
組成物中の樹脂成分の変質を評価することが可能とな
る。表2から明らかなように未処理磁石粉末を使用した
組成物No.5は10分後のトルク値が1分後のものに
比べ大きく増加しており、組成物中の樹脂成分の変質を
示している。一方、磁石表面を改質したものを使用した
組成物はトルク値の変化がみられず、安定であることが
明らかである。これらの結果から磁石粉末表面を改質す
る事により、安定成形可能なポリアミド系組成物を得る
ことが可能となった。
【0025】(実施例2)表1に示した各種の表面処理
を施したNd−Fe−B系磁石粉末(GM社製MQP−
B粉末)と液晶ポリマー及び滑剤等の添加剤を磁石粉末
の体積率が60%となるように秤量した後にこれらを混
合し、この混合物を2軸混練機に投入して290℃で混
練を行ない、各種組成物を作製した。これらの組成物を
ラボプラストミル(東洋精機製作所製)に設置したロー
ラミキサーに投入し、320℃、30rpmの条件でミ
キシングを行い、ミキシング開始1分後の混練トルク
(t1)及び10分後の混練トルク(t2)を測定した。
この時の結果を表3に示す。
【0026】
【表3】
【0027】表3から明らかなように未処理粉末を使用
した場合にはトルクの変動がみられ、組成物に安定性が
無いことがわかり、一方、表面改質処理を行なった粉末
を使用した組成物の場合にはトルク値の変動はほとんど
見られず安定な組成物を得ることが可能であった。
【0028】(実施例3)次に表1に示した各種磁石粉
末とナイロン12及び滑剤を磁石粉末体積率が所望の量
比になるように秤量し、2軸の押出混練機を使用して2
30℃で混練を行ない、組成物を作製した。これらの組
成物を1軸の押出機で安定性評価実験を行なった。評価
方法としては押出機で成形を行ない、成形物を粉砕して
再投入して成形を行ない、どの程度再使用可能かで判断
を行なった。その結果を表4に示す。
【0029】
【表4】
【0030】表4中で数値を示していないのは成形を行
なうことが出来なかったためである。表4で明らかなよ
うに磁石粉末表面を表面改質する事により高体積率組成
物でも成形を行なうことが可能となりまた安定な組成物
を得ることが可能である。磁石粉末体積率が50%より
も低いときには未処理粉末の場合でも成形可能であり、
また安定性も得られていることから、表面改質の効果は
殆どない。
【0031】以上の事から、表面改質の効果が得られる
のは磁石粉末の体積率で50〜80%の範囲である。
【0032】(実施例4)次に表1に示した各種磁石粉
末と液晶ポリマー及び滑剤を磁石粉末体積率が所望の量
比になるように秤量し、2軸の押出混練機を使用して2
90℃で混練を行ない、組成物を作製した。これらの組
成物を1軸の押出機で安定性評価実験を行なった。評価
方法としては押出機で成形を行ない、成形物を粉砕して
再投入して成形を行ない、どの程度再使用可能かで判断
を行なった。その結果を表5に示す。
【0033】
【表5】
【0034】表5中で数値を示していないのは成形を行
なうことが出来なかったためである。表5で明らかなよ
うに磁石粉末表面を表面改質する事により高体積率組成
物でも成形を行なうことが可能となりまた安定な組成物
を得ることが可能である。但しポリアミド系に比べ混練
・成形温度が高いため安定性はポリアミド系に比べわず
かに低いが実用上には問題はない。磁石粉末体積率が5
0%よりも低いときには未処理粉末の場合でも成形可能
であり、また安定性も得られていることから、表面改質
の効果は殆どない。
【0035】以上の事から、表面改質の効果が得られる
のは磁石粉末の体積率で50〜80%の範囲である。
【0036】(実施例5)Nd−Fe−B系磁石粉末を
粒度調製した後に表1に示した処理を行なった磁石粉末
とナイロン12及び滑剤を磁石粉末体積率が70%とな
るように秤量した後に2軸混練機に投入して、230℃
で混練を行ない組成物を作製した。これらの組成物を射
出成形して、組成物の評価を行なった。その結果を表6
に示す。評価は成形の可否及びリサイクル可能回数で評
価した。
【0037】
【表6】
【0038】表6で数値を示していないのは流動性に問
題があり成形が出来なかったためである。表6で明らか
なように磁石粉末の平均粒径が小さくなると組成物の安
定性に問題が生じ、射出成形の場合リサイクル成形を行
なうことが不可能となる。
【0039】従って、成形可能でかつ安定性のある組成
物を得るためには磁石粉末の平均粒径は5〜50μmが
良好である。
【0040】(実施例6)Nd−Fe−B系磁石粉末を
粒度調製した後に表1に示した処理を行なった磁石粉末
と液晶ポリマー及び滑剤を磁石粉末体積率が65%とな
るように秤量した後に2軸混練機に投入して、290℃
で混練を行ない組成物を作製した。これらの組成物を射
出成形して、組成物の評価を行なった。その結果を表7
に示す。評価は成形の可否及びリサイクル可能回数で評
価した。
【0041】
【表7】
【0042】表7で数値を示していないのは流動性に問
題があり成形が出来なかったためである。表7で明らか
なように磁石粉末の平均粒径が小さくなると組成物の安
定性に問題が生じ、射出成形の場合リサイクル成形を行
なうことが不可能となる。
【0043】従って、成形可能でかつ安定性のある組成
物を得るためには磁石粉末の平均粒径は5〜50μmが
良好である。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の希土類ボ
ンド磁石用組成物を用いることにより、組成物中の磁石
粉末体積率の高い高性能な希土類ボンド磁石を安定に提
供することが可能となる。また、成形時に組成物のロス
を低減させることが可能となり低コストで希土類ボンド
磁石を提供することが可能となる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基本組成が希土類元素(Yを含む)、F
    eを主体とする遷移金属元素、及びほう素からなるR−
    Fe−B系希土類磁石粉末とポリアミド樹脂(添加剤を
    含む)からなる希土類ボンド磁石用組成物において、希
    土類磁石粉末の体積率が50〜80%であり、かつ希土
    類磁石粉末表面に樹脂成分の変質を抑える表面改質を施
    すことを特徴とする希土類ボンド磁石用組成物。
  2. 【請求項2】 基本組成が希土類元素(Yを含む)、F
    eを主体とする遷移金属元素、及びほう素からなるR−
    Fe−B系希土類磁石粉末と液晶ポリマ−(添加剤を含
    む)からなる希土類ボンド磁石用組成物において、希土
    類磁石粉末の体積率が50〜80%であり、かつ希土類
    磁石粉末表面に樹脂成分の変質を抑える表面改質を施す
    ことを特徴とする希土類ボンド磁石用組成物。
  3. 【請求項3】 上記希土類磁石粉末の平均粒径が5〜5
    0μmである請求項1及び2記載の希土類ボンド磁石用
    組成物。
JP4119107A 1992-05-12 1992-05-12 希土類ボンド磁石用組成物 Pending JPH05315111A (ja)

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