JPS63262802A - Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系プラスチツク磁石 - 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、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系プラスチック磁石の改良に
関する。

［従来の技術］ プラスチック磁石は、一般に１〜５００μ乳の範囲の磁
性粉末と樹脂とを混練し、圧縮成形、射出成形、押出成
形等の方法により製造されているが、近年耐久消費材等
について軽薄短小が指向される気運にあり、これに伴っ
て電機業界においても高エネルギー積を有したプラスチ
ックｆａ６の開発が望まれている。高エネルギー積を有
する希土類プラスチック磁石にはＲ−Ｃｏ系（Ｒは希土
類元素）及びＲ−Ｆｅ系があるが、資源面やコスト而か
ら、最近は特にＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系プラスヂツり１１５が
注目をあびている。しかし、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系Ｆｉｉ石
は、非常に酸化され易く、プラスチック磁石製造後にお
いてもなお表面が錆び易いという欠点を有している。

そして、このような欠点を克服するための手段として、
リン化合物で処理する方法（例えば、特開昭８０−２４
０．１０５号及び特開昭６１−９．５０１号の各公報）
が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来のＦｅ−Ｎｄ−Ｂ１性粉
末をリン化合物で処理する方法においては、リン化合物
処理によりＦｅ−Ｎｄ−Ｂｒｌｌ１性粉末の酸化が防止
されてその防錆効果は向上するが、プラスチック磁石と
しての最大エネルギー積等の磁気特性が低下するという
別の問題が生じた。

本発明はかかる観点に鑑みて創案されたもので、その目
的とするところは、磁気特性を損うことなく、高い防錆
性能を有するＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系プラスチック磁石を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は、上記の問題点を解決するために鋭意検討
をした結果、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系プラスチック磁石組成物
にクロム化合物を含ませることにより、上記問題点を一
挙に解決できるという全く新たな知見を得て本発明に到
達したものである。

すなわち、本発明は、Ｆｅ＝Ｎｄ−Ｂ系又はＦｅ−Ｎｄ
−Ｐｒ−Ｂ系合金とバインダーからなるプラスチック磁
石組成物にクロム化合物が含まれているＦｅ−Ｎｄ−Ｂ
系プラスチック磁石でおる。

本発明で使用する磁性合金は、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系又はＦ
ｅ−Ｎｄ−Ｐｒ−Ｂ系であって、さらにその保磁力、磁
束密度、キュリ一点等の磁石としての諸特性向上のため
、３ｉ又はＳｉ＋１＞を添加したものである。そして、
この磁性合金の望ましい組成については、下記の範囲 Ｎｄ又はＮｄ＋Ｐｒ合計が　１０〜１５ａｔ％Ｂ　　　
　　　　　　　　　　　が　　　４〜１０ａｔ％３ｉ　
　　　　　　　　　が０．４〜３ａｔ％Ａ１　　　　　
　　　が０．１〜３ａｔ％Ｓ　ｉ　＋Ａｆ２　　　　　
　　が０．５〜３．５ａｔ％Ｆｅ　　　　　　　　　　
が残部 （但し、２０ａｔ％までのＦｅをＣＯと置換させてもよ
い）である。Ｎｄ又はＮｄ十Ｐｒはその磁化特性が特に
優れているものであるが、その含有量が１０８ｔ％未満
であると充分な保磁力Ｈｃが得られず、また、１５ａｔ
％を越えて添加してもその効果が飽和し、反対に耐酸化
特性が低下する。また、Ｂは主相である正方晶Ｒ２Ｆｅ
１４Ｂ相の相生酸を安定化させるものであるが、その含
有量が４ａｔ％未満であると相生酸が安定せず、反対に
１０８ｔ％を越えると飽和磁化特性が低下する。さらに
、本発明において、Ｓｉ又はＳ　ｉ　＋１）の添加を行
う場合、これら３ｉ又はｓ　ｉ＋１＞の含有量が上記範
囲を外れるといずれの場合も磁気特性が低下する。そし
て、この磁性合金の組成において、残部はＦｅであるが
、Ｃｏはキュリ一点を上昇させ温度特性を向上させるの
で、２０ａｔ％まではＦｅと置換させてもよいが、この
２０ａｔ％を越えるとかえって磁気特性が低下し好まし
くない。このような組成を有する磁性合金の磁粉の粒度
については、１〜５００μｍが一般的である。

なお、プラスチック磁石組成物中のＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系又
はＦｅ−Ｎｄ−Ｐｒ−Ｂ系合金の量は用途により種々異
なり、５０〜９８重量％が一般的である。

次に、本Ｍで用いるバインダーは、プラスチック磁石と
しての磁気特性を損わないものであれば、無機バインダ
ーあるいは有機バインダーのいずれでもよい。無機バイ
ンダーとしては、例えば水ガラス、セメント等の１種以
上を、必要により後述の有機バインダーの１種以上と共
に用いることができる。また、有機バインダーとしては
、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース
、メチルセルロース、エチルセルロース、メトキシセル
ロース、エトキシセルロース、カゼイン、グルテン、ア
ラビアゴム、澱粉等の１種以上を適宜選択して用いるこ
とができるが、特にプラスチック磁石に通常用いられる
ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂のほか
、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリエステル、ポ
リカーボネート、ポリイミド、フェノール樹脂、フッ素
樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂等を使用するのが好ま
しい。

次に、本発明における最大の特徴は、プラスチック磁石
組成物中にクロム化合物が含まれていることにある。

すなわち、本発明においては、単にクロム化合物の溶液
で磁粉の表面処理を施すにとどまらず、同形粉末状のク
ロム化合物を磁粉及びバインダーと混練してバインダー
マトリックス中に磁粉及びクロム化合物粉が夫々独立し
て分散しているような場合でも磁気特性を損わずに防錆
効果を付与することが可能であり、このような効果は、
従来例を見ないものでおる。なお、かかる効果を奏する
理由は、今のところ明らかではないが、おそらくプラス
チック磁石製造後に固形粉末状のクロム化合物が徐々に
拡散して磁粉のまわりにクロム酸イオンが付着し、不動
態被膜が形成されて防錆効果が発揮されるものと考えら
れる。このような場合には、磁粉の酸化が伴わないため
にその磁気特性が損われないことになる。

本発明に用いられるクロム化合物としては、クロム酸及
びそのアンモニウム塩又は金属塩がある。

このり［１ム酸のアン−［ニウム塩又は金属塩としては
、例えばクロム酸アンモニウム、クロム酸ナトリウム、
クロム酸カリウム、クロム酸亜鉛、クロム酸バリウム、
クロム酸カルシウム、クロム酸ストロンヂウム、クロム
＠鉛、単クロム酸アンモニウム、重クロム酸ナトリウム
、単クロム酸カリウム等が挙げられる。

クロム化合物の使用量については、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系又
はＦｅ−Ｎｄ−Ｐｒ−［３系合金１００１♀部に対して
、通常０．００１〜１０重串部であり、好ましくは０．
０１〜５重量部である。０゜００１重量部未満の場合に
は防錆効果が極めて小さくなり、一方、１０重量部を超
えて添加しても、その効果が飽和するので、それより多
くの添加は必要としない。

クロム化合物をＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系プラスチック磁石に含
有させる手段としては、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系又はＦｅ−Ｎ
ｄ−Ｐｒ−Ｂ基磁性粉末自体にクロム化合物を被着させ
る粉末被着方法及びＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系又はＦｅ−Ｎｄ−
Ｐｒ−Ｂ基磁性粉末と樹脂を混練する際にクロム化合物
を粉状、液状等で添加する混線添加方法があり、いずれ
も有効な手段であるが、両者を併用することによってよ
り優れた防錆効果を付与することができる。そして、前
者の粉末被着方法としては、その粉末にクロム化合物の
水溶液又は有機溶媒の溶液を噴霧又は浸漬させる方法が
あり、いずれも効果を奏するが、均一に被着させる上で
浸漬させる方法がより効果的でおる。また、後者の混線
添加方法においては、粉末状等のクロム化合物を直接添
加してもよく、また、クロム化合物の水溶液又は有機溶
媒の溶液を添加してもよい。

ところで、以上述べた粉末被着方法あるいは混練添加方
法のいずれの場合においても、水溶液あるいは有機溶液
を使用するに際し、添加されるクロム化合物と併せて、
有機高分子、無機高分子、無機リン酸、有機リン化合物
、あるいはそのアンモニウム塩又は金属塩を適宜選択し
て添加することにより防錆効果のより一層の向上を図る
ことができる。

先ず、ここでいう有機高分子及び無機高分子とは、クロ
ム化合物と混合して安定に存在するものであり、有機高
分子としてはポリビニルアルコール、ポリアクリル酸エ
ステル、メタクリル酸エステル、ポリビニルアセタール
、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、エポ
キシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂
、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等が挙げられ、ま
た、無機高分子としては重リン酸マグネシウム、重リン
酸アルミニウム、ポリリン酸塩、水ガラス、ポリケイ酸
塩、金属アルコラードの部分加水分解物、シリカゾル、
ヂタニアゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル等が挙げ
られる。これらの高分子の使用量は、クロム化合物１０
０ｆｆｌ量部当り５〜５０．０００重量部であり、好ま
しくは２０〜３゜０００重量部である。５重量部未満の
場合にはクロム化合物のＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系又はＦｅ−Ｎ
ｄ−Ｐｒ−Ｂ系合金に対する付着が不十分となって防錆
効果が小さくなり、５０．０００重量部を超える場合に
はＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系又はＦｅ−Ｎｄ−Ｐｒ−Ｂ系合金に
付着しているクロム化合物の密度が小さくなって防錆効
果が小さくなる。

また、ここでいう無機リン酸あるいはこれらのアンモニ
ウム塩又は金属塩としては、リン酸、曲リン酸、次亜リ
ン酸、第一リン酸ナトリウム、第ニリン酸ナトリウム、
第三リン酸ナトリウム、第一リン酸カリウム、第ニリン
酸カリウム、第三リン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム
、次亜リン酸ナトリウム、亜リン酸カリウム、次亜リン
酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸ナ
トリウム、酸性メタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸
ナトリウム、ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カリ
ウム、酸性メタリン酸カリウム、トリポリリン酸カリウ
ム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸カ
リウム、リン酸水素亜鉛、リン酸水素マンガン、リン酸
水素カルシウム、リーン酸水索第−アンモニウム、リン
酸水素第三アンモニウム、リン酸水素第三アンモニウム
等が例示され、また、有機リン化合物としては、フィチ
ン酸、フィチン酸ナトリウム、フィチン酸カリウム、モ
ノ有機リン酸エステル、ビス有機リン酸エステル及びこ
れらのナトリウム、カリウム、亜鉛等の金属塩又はアン
モニウム塩、アミノトリスメチレンホスホン酸、１−ヒ
ドロキシエチリデン−１゜１−ジホスホン酸及びこれら
の金属塩又はアンモニウム塩等を挙げることができる。

これらの無機リン酸又は有機リン化合物あるいはこれら
のアンモニウム塩又は金属塩の使用量は、クロム化合物
１００重量部当り１〜１０，０００重量部であり、好ま
しくは１０〜１，０００重量部である。１重量部未満の
場合には防錆効果が小さく、また、１０．０００重量部
を超えて添加しても、その効果は飽和するので、それよ
り多くの添加は必要としない。

［実施例］ 以下、実施例及び比較例に基いて、本発明を具体的に説
明する。

実施例１ Ｃｒ０３５重量部を含んだ１００重但部の水溶液中に、
組成（ａｔ％）がＦｅニア９．５、Ｎｄ：１３．０．Ｂ
：６．０１Ｓｉ：１．Ｏ及びＡｌ１：０．５の合金を単
ロール法にてメルト・スピニングされた粉末１００重量
部を６０℃で３０分間浸漬し、１２０℃で１時間乾燥し
た。

このように処理して得られた磁性粉末９７重量部とエポ
キシ樹脂（油化シェルエポキシ■製商品名：エピコート
８２８）２．６２重量部及び硬化剤としてのテトラエチ
レンペンタミン０．３８重量部とを混練し、１７０℃で
３０分間８ｔ／ＣＩＦｉの圧力で圧縮成形し、直径１２
ｒＩａＸ厚さ１０ｍの大きさのプラスチック磁石を製造
した。

得られた上記プラスチック磁石を５テスラーで着磁した
後、フラッグスメーターで磁気特性（ＢＨｌｎａＸ）を
調べ、また、恒温恒湿槽を使用し温度６０℃及び湿度９
０％の条件で２４０時間耐蝕試験を行った後のプラスチ
ック磁石の錆発生度合及び磁気特性の低下率を調べた。

結果を第１表に示す。なお、錆発生度合の評価は１：全
面が錆で覆われる、２：全体的にスポットで錆びる、３
ニ一部分が錆びる、４：エツジ部のみ錆びる、及び、５
：錆びない、の五段階評価で行った。

実施例２ ８５％−リン酸０．５重量部及びＣｒ０３５重量部を含
んだ１００重最重母水溶液中に上記実施例１と同じ磁性
粉末１００単ｌｉ部を６０℃で３０分間浸漬し、１５０
℃で３０分間乾燥した。

このように処理してｊｎられた磁性粉末を使用して実施
例１と同様にプラスチック磁石を製造し、実施例１と同
様にその磁気特性の測定及び耐蝕試験を行った。結果を
第１表に示す。

実施例３ 無機高分子としてコロイダルシリカ（日産化学工業■製
商品名：スノーデツクスＮ＞５ｆｆ１１部及びＣｒ０３
５重最部を含んだ１００重量部の水溶液中に上記実施例
１と同じ磁性粉末１００ｆｆｌｆｆｉ部を６０℃で３０
分間浸漬し、１５０℃で３０分間乾燥した。

このように処理して得られた磁性粉末を使用して実施例
１と同様にプラスチック磁石を製造し、その磁気特性の
測定及び耐蝕試験を行った。結果を第１表に示す。

実施例４ ＺｎＣｒ０４５重量部、有機高分子としてエポキシ樹脂
（三井東圧化学■製商品名：エポキ−８１３）３５重量
部及びセロソルブアセテート２４Φ量部、キジロール２
４重量部、ブタノール１２Ｉｆｉ部をそれぞれ含んだ溶
液中に上記実施例１と同じ磁性粉末１００重量部を４０
℃で１０分間浸漬させた後、８０℃で３０分間乾燥した
。

このように処理して得られた磁性粉末を使用し、実施例
１と同様にしてプラスチック磁石を製造し、その磁気特
性の測定及び耐蝕試験を行った。結果を第１表に示す。

実施例５ Ｃｒ０３１重量部、有機高分子としてポリビニルブチラ
ール１１重量部、８５％−リン１１重量部、水２重量部
、アセトン２０重量部、エタノール１３５重量部及びブ
タノール３０重用部をそれぞれ含んだ溶液中に上記実施
例１と同じ磁性粉末１００重量部を４０℃で１０分間浸
漬させた後、８０℃で３０分間乾燥した。

このように処理して得られた磁性粉末を使用し、実施例
１と同様にしてプラスチック磁石を製造し、その磁気特
性の測定及び耐蝕試験を行った。結果を第１表に示す。

実施例６ 上記実施例１と同じ未処理の磁性粉末９７重量部、５ｒ
Ｃｒ０４　　（菊池色素工業＠製）０．３重量部、エポ
キシ樹脂（エピコート８２８）２．３６重量部及びテト
ラエチレンペンタミン０．３４Φ量部を混練し、１７０
℃で３０分間８ｔ／ｃｉの圧力で圧縮成形し、プラスチ
ック磁石を製造した。

得られたプラスチック磁石について、実施例１と同様に
その磁気特性の測定及び耐蝕試験を行つた。結果を第１
表に示す。

実施例７ 上記実施例１と同じ未処理の磁性粉末９７重量部、Ｂａ
ＣｒＯ４（菊池色素工業＠製）０．１１量部、リン酸水
素亜鉛０．４重量部、エポキシ樹脂（エピコート８２８
）２．１９Φ量部及びテトラエチレンペンタミン０．３
１重量部を混練し、１７０’Ｃで３０分間Ｆ３ｔ／ｃｉ
の圧力で圧縮成形し、プラスチック！１石を製造した。

得られたプラスチック磁石について、実施例１と同様に
その磁気特性の測定及び耐蝕試験を行った。結果を第１
表に示す。

実施例８ Ｃｒ０３，５重量部を含んだ１００重量部の水溶液中に
上記実施例１と同じ磁性粉末１００００Φ量６０℃で３
０分間浸漬し、１２０℃で１時間乾燥した。

このように処理して（ｑられだ磁性粉末９７Φ量部と、
５ｒＣｒ０４　ｏ、３重量部と、エポキシ樹脂２．３６
重１部及びテトラエチレンペンタミン０．３４重量部と
を混練し、１７０’Ｃで３０分間８ｔ／ｃｆｆｌの圧力
で圧縮成形し、プラスチック磁石を製造した。

得られたプラスチック磁石について、実施例１と同様に
その磁気特性の測定及び耐蝕試験を行った。結果を第１
表に示す。

比較例１ 上記実施例１と同じ未処理の磁性粉末９７重量部とエポ
キシ樹脂３重量部とを混練し、１７０℃で３０分間８ｔ
／ＣＩｉの圧力で圧縮成形し、プラスチック磁石を製造
した。

得られたプラスチック磁石について、実施例１と同様に
その磁気特性の測定及び耐蝕試験を行った。結果を第１
表に示す。

比較例２ 上記実施例１と同じ磁性粉末１００重量部を０．５％−
リン酸水溶液１００重量部中に２０’Ｃで１０分間浸漬
し、１１０℃で３０分間乾燥した。

このように処理して１ｑられた磁性粉末を使用し、実施
例１と同様にしてプラスチック磁石を製造し、その磁気
特性の測定及び耐蝕試験を行った。結果を第１表に示す
。

実施例９ 無機高分子としてコロイダルシリカ５重量部及びＣｒ０
３２５重吊部を含重量５００手量部の水溶液中に組成（
ａｔ％）がＦｅニア９．７、Ｎｄ：１２．５、Ｐｒ：０
．３、Ｂ：５．５、Ｓｉ　：１゜５及び／ｌ：０．５の
合金を単ロール法にてメルト・スピニングされた粉末５
００重量部を６０℃で３０分間浸漬し、１５０’Ｃで１
時間乾燥した。

このように処理して得られた磁性粉末４６０重量部とポ
リプロピレン４０重Ｔ部とをニーダ−を使用して１８０
℃で混練し、ペレットを製造した。

得られたペレットを射出成形機により射出成形し、実施
例１と同様のプラスチック磁石を製造した。この時の成
形条件は、シリンダ一温度及びノズル温度が２３０℃で
あり、金型温度が９０℃であった。

このようにして製造されたプラスチック磁石について、
実施例１と同様にその磁気特性の測定及び耐蝕試験を行
った。結果を第１表に示す。

実施例１０ Ｃｒ０３５重最部、型組高分子としてポリビニルブチラ
ール１１巾量部、８５トリン酸５重量部、水５重量部、
アセトン１００重量部、エタノール６７５重量部及びブ
タノール１５０手量部をそれぞれ含んだ溶液中に上記実
施例９と同じ磁性粉末５００手量部を４０℃で１０分ｉ
？ｌ漬し、８０’Ｃ３０分間乾燥した。

このように処理して得られた磁性粉末４６０重量部とポ
リプロピレン４０重量部とを使用し、実施例９と同様に
してプラスチック磁石を製造し、その磁気特性の測定及
び耐蝕試験を行った。結果を第１表に示す。

実施例１１ Ｃｒ０３５重量部を含んだ５００重硲部の水溶液中に実
施例９と同じ磁性粉末５００手量部を６０℃で３０分間
浸漬し、１２０℃で１時間乾燥した。

このように処理して得られた磁性粉末４６０重量部と、
ポリプロピレン３７．５重量部と、５ｒＣｒＯ４２，５
型組部とを使用し、実施例９と同様にしてプラスチック
磁石を製造し、その磁気特性の測定及び耐蝕試験を行っ
た。結果を第１表に示す。

比較例３ 上記実施例９と同じ未処理の磁性粉末４６０重量部とポ
リプロピレン４０重量部とを使用し、実施例９と同様に
してプラスチック磁石を製造し、その磁気特性の測定及
び耐蝕試験を行った。結果を第１表に示す。

第１表 （注）＊１：ＫＧ、　傘２：ＫＯｅ及び＊３：ＭＧＯｅ
、ＢＨｍａｘ低下率：％ ［発明の効果］ 本発明のＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系プラスチック磁石（よ、優れ
た磁気特性を有すると同時に、優れた耐錆性能を併せて
有するものであり、その産業上の効果は極めて顕箸であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系又はＦｅ−Ｎｄ−Ｐｒ−Ｂ系合
   金とバインダーからなるプラスチック磁石組成物にクロ
   ム化合物が含まれていることを特徴とするＦｅ−Ｎｄ−
   Ｂ系プラスチック磁石。
2. （２）クロム化合物の使用量がＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系又はＦ
   ｅ−Ｎｄ−Ｐｒ−Ｂ系合金１００重量部に対して０．０
   ０１〜１０重量部である特許請求の範囲第１項記載のＦ
   ｅ−Ｎｄ−Ｂ系プラスチック磁石。
3. （３）Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系又はＦｅ−Ｎｄ−Ｐｒ−Ｂ系合
   金がＳｉ又はＳｉ＋Ａｌを含有し、かつ、それらの組成
   が下記の範囲 Ｎｄ又はＮｄ＋Ｐｒ合計が１０〜１５ａｔ％Ｂ　　　　
   　　　　　　が４〜１０ａｔ％ Ｓｉ　　　　　　　　　が０．４〜３ａｔ％Ａｌ　　　
   　　　　　　が０．１〜３ａｔ％Ｓｉ＋Ａｌ　　　　　
   　が０．５〜３．５ａｔ％Ｆｅ　　　　　　　　　が残
   部 （但し、２０ａｔ％までのＦｅをＣｏと置換させてもよ
   い）である特許請求の範囲第１項又は第２項記載のＦｅ
   −Ｎｄ−Ｂ系プラスチック磁石。