JPS6332903A - 難燃性ボンド磁石 - 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」 本発明は希土類コバルト系合金磁石粉末を用いたｊ１燃
性ボンド磁石に関し、更に詳しくは該合金磁石粉末を耐
酸化性無機物で被覆することにより、センサー界磁用磁
石、各種駆動用磁石、コンバーゼンス補正用磁石等電気
機器に広範に使用し得る難燃性に優れたボンド磁石を提
供するものである。

「従来技術と問題点」 希土類金属と遷移金属とを主成分とする合金磁石（以下
、希土類磁石という）は高エネルギー積を有し、且つ磁
束密度温度係数が小さいので高性能磁石として使用され
ているが、機械的強度が弱いという欠点があり、これを
補うためにボンド磁石が上型されている。しかし乍ら、
希土類磁石粉末は酸化され易く、それ故公知の希土類ボ
ンド磁石は易燃性である。特に一般弐ＲＭ、（但し、Ｒ
は希土類金属元素、Ｍは遷移金属元素を示す）で表され
る希±Ｍ６ｆｔ石粉末を用いる場合、該磁石粉末の保磁
力発生機構に起因して、高磁気特性を発現させるには平
均粒度が概ね１０μｍ以下の微粒子とすることが必要で
ある。従って、咳磁石粉末の表面積が極めて大きく、ボ
ンド磁石の耐酸化性即ち耐燃焼性は大幅に低下する。最
近、シランカップリング剤あるいは染料その他の無機物
に対して親和性を存する有機化合物で該磁石粉末表面を
被覆して耐酸化性を改良する方法が提案されているが、
耐燃焼性を改良する目的には全く不充分である。即ち、
難燃性を存する希土類ボンド磁石に関して有効な方策は
未だ提案されていないのが実情である。

「問題点を解決するための手段」 本発明前らはかかる実情に迄み鋭意研究を重ねた結果、
平均粒度が１０μｍ以下の希土類磁石粉末を用いても耐
燃焼性（難燃性）の優れたボンド磁石を実現し、本発明
に到った。

！！Ｉち、本発明は一般式ＲＭｓ　　（但し、Ｒは希土
類金属元素、Ｍは遷移金属元素を示す）で表され、表面
に耐酸化性無機物を被覆せしめた平均粒度１０μｍ以下
の合金磁石粉末と難燃剤及び：＃ｒｍバインダーとから
なることを特徴とする難燃性ボンド磁石を内容とするも
のである。

本発明に於いて使用する希土類磁石粉末は一般式ＲＭ、
で表される。ここに、Ｒはサマリウム、プラセオジウム
、セリウム、ネオジウム、イツトリウムその他の希土類
金属元素であり、Ｍはコバルトその他の遷移金属元素で
ある。工業的に特に有用なものはサマリウムとコバルト
との合金磁石粉末である。該希土類磁石粉末は磁気特性
を発揮せしめる為には、通常、平均粒度を１０μｍ以下
とすることが必要である。このために元来酸化し易い該
粉末の活性な表面面積が著しく増大し、結果として火炎
温度にて極めて燃焼し易くなる。それ故、かかる希土類
磁石粉末からのボンド磁石は易燃性で、これに多量の難
燃剤を加えても充分な難燃性を付与し得ない。従って、
難燃性に優れた希土類ポンド磁石を得るには、用いる希
土類磁石粉末自体を耐酸化性とすることが必要である。

このためには種々の方法が考えられる。

その第一は該磁石粉末表面と親和性を有する有機化合物
で粉末表面をコーティングする方法である。この方法は
前述した如く難燃性付与には効果が乏しい。第二の方法
は合金磁石粉末を高温状態で空気に曝し、粉末表面に酸
化層を形成させる方法である。この方法では得られるボ
ンド磁石の磁気特性が損われ、しかもバラツキが大であ
る故有利な方法とは言い難い。

第三の方法は本発明に係わるもので、該合金磁石粉末の
表面に耐酸化性を有する緻密な無機物を被着し被覆を形
成させる方法である。この方法によれば希土類磁石粉末
の固有の磁気特性を損わず、最終的に得られるボンド磁
石を難燃性とするに充分な酸化安定性を実現できる。以
下、上記した被覆層を有しない希土類磁石粉末を「磁粉
」、被覆層を有するものを「処理磁粉」という。

処理磁粉の被覆層としては種々の材料が使用できる０例
えば、クロム、ニッケル、銅、亜鉛、銀、スズ、金その
他の金属、ニッケルークロム合金、ニッケルー銅合金そ
の他の合金、ケイ酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、ホウケイ
酸塩その他の無機ガラスを代表とする無機物が列挙でき
る。更に具体的に例示するとケイ酸塩としてはケイ酸リ
チウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ア
ンモニウムを挙げ得る。

これらの被覆層物質を磁粉に被着せしめる方法も各種の
常法が必要に応じて採用できる。金属や合金で磁粉を被
覆するには、無電解メツキ、蒸着などの金属薄膜形成技
術を利用できる。かかる金属被覆層はその構造が特に緻
密で、比較的少量の被覆処理でも一定の効果があり好ま
しいものであるが、工業的には処理設備価格と必要処理
時間が相対的に大きく、製造費用が高価となる傾向にあ
る。一方、無機塩類を被着せしめる場合は、予め無機塩
類を溶解させである水系媒体中に磁粉を分散させつつ硬
化剤を加えて該無機塩類の緻密な被膜を磁粉表面に形成
せしめるという簡便な方法が採用できる。この方法は工
程が簡単で必要処理時間も短く、工業的には極めて好ま
しい。ここで用いる硬化剤としてはケイフッ化物、鉱酸
、亜鉛、マグネシウム、ジルコニウム、カルシウム、ア
ルミニウムその他の多価金属の酸化物もしくは塩類及び
有機溶剤その他が例示できる。最終的に目的とするボン
ド磁石の難燃性は磁粉の含を量や粒度、磁粉被覆層の材
質、バインダ一種、難燃剤の種類及び使用量にて変化す
る。従うて、処理磁粉中の被覆層の必要量は所望するボ
ンド磁石の難燃性水準、被覆層、バインダー及び難燃剤
の種類、磁粉の含有量や粒度にて変化するので一概には
規定できないが、−Ｃ的には処理磁粉中央なくとも０．
５体積％が必要である。０．５体積％未溝の場合、被覆
層の膜厚が過少であったり、被覆が不完全であったり、
更には、ボンド磁石中のを機バインダー材質や処理石粉
含有率によっては不充分な難燃性しか得られないことが
あるなどの不都合が生じる。

一方、処理磁粉中の被覆層の体積割合を多くし過ぎると
、ボンド磁石に求められる磁気特性にて決定される磁粉
量を実現するために必要とする処理磁重量が増加し、ボ
ンド磁石の成形性や機械的強度が損われてしまう。又、
必要量をこえて被覆層を形成せしめても難燃性改良の効
果は更には増大せず、有利ではない、従って、被覆層の
体積割合は所望の難燃性が得られる最小割合に止めるの
が好ましい。被覆層の好ましい体積含有率は処理磁粉中
１〜４０体積％であり、更に好適には２〜１５体積％で
ある。

本発明で用いる有機バインダーは汎用される熱可塑性樹
脂や熱硬化性樹脂あるいはゴムから適宜選択して使用す
る。但し、ポリオレフィンやポリアルキルメタクリレー
トを主体とする樹脂やジエン系合成ゴムは、難燃化を果
たすために極めて多量の難燃剤を必要とするので）ｌ奨
できない。本発明で使用する有機バインダーの例として
はポリ塩化ビニル、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、
ポリスチレン、アクリロニトリル／スチレン共重合体、
６−ポリアミド、１１−ポリアミド、１２−ポリアミド
、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスチレン変性
ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、ポリス
ルホン、ポリフェニレンオキサイド、ボリアリレート、
熱可塑性ポリイミド、塩素化ポリエチレン、クロロプレ
ンゴム、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂等を列挙できる。

本発明のボンド磁石では難燃剤を使用する。難燃剤を使
用しない場合、耐酸化性が良好となっている処理磁粉を
用いても通常易燃性であり不充分な難燃性しか得られな
い。その理由は一般にボンド磁石は比重が大きく且つ熱
伝導性が大きく、しかも比熱が小さい磁粉や処理磁粉を
大量に含むので初期着火燃焼時の燃焼熱により未燃焼部
分が有機バインダーの軟化分解温度以上に加熱され易く
、ボンド磁石が滴下して周囲の可燃物を発火させたり、
消炎後の赤熱状態（ブローイング）が継続したりするた
めである。従って、着火俊速やかに熱源である火炎を消
炎せしめることが必要であり、難燃剤が必須である０本
発明で用いる難燃剤としてはハロゲン含有ｔｉ燃剤と難
燃助剤及び必要に応じてブローイング防止側とを組合わ
せる。好適な難燃剤は芳香族臭素化合物あるいは塩素化
多環脂環式化合物と二酸化アンチモンの組合わせである
。

ボンド磁石の成形加工温度が低く、ハロゲン含有難燃剤
が分解しない場合には、当然ながら塩素化もしくは臭素
化脂肪族炭化水素化合物も用い得る。

好適なハロゲン含有難燃剤としてはデカブロムジフェニ
ルエーテル、ポリブロムスチレンテトラブロムビスフェ
ノールＡ１テトラブロムビスフエノールＳ、［デクロラ
ン６０４Ｊ、ｒデクロランプラス」（「デクロラン」は
フッカ−ケミカルの商標）その他が例示できる。難燃助
剤としては三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等を例
示できる。

又、ブローイング防止剤としてはホウ酸亜鉛、リン酸エ
ステル等が例示される。難燃剤の使用量はボンド磁石の
その他の成分種や成分割合で大きく変化し、−概には決
定出来ない。使用量の下限は用いる有機バインダーの難
燃化の難易度を主な指標として適宜設定する。使用量の
上限は更に増量しても一層の難燃性改良効果が大きくは
期待されず、従ってボンド磁石の成形性や機械的強度か
ら設定する。通常、本発明で使用する難燃剤量は有機バ
インダー１００重量部に対し２０〜２００重量部の範囲
でよいが、４０〜１７０重量部がより好適である。ハロ
ゲン含有難燃剤とＭ燃助剤の使用割合は３：２乃至４：
１が好適である。ブローイング防止剤は使用する処理磁
粉の量に応じて、通常上記難燃剤量のうち０〜５０重量
部を用いるが、５重量部以上用いると効果が顕著である
。

本発明のボンド磁石に於いては成形加工特性、機械的特
性あるいは熱安定性を改良する目的で難燃性を阻害せぬ
範囲で可塑剤、滑剤、処理磁粉の表面改質材、フィラー
、安定材、その他の改質用添加剤を併用してもよい。

本発明のボンド磁石の成形は有機バインダーの種類、処
理磁粉の含有率あるいは使用目的を考慮して、ポンド磁
石の成形に汎用される各種成形法から選択使用する。例
えば射出成形、押出成形、圧縮成形、圧延成形等である
。又、磁気異方性を有するポンド磁石を所望する場合に
は使用した磁粉の固有保磁力以上の磁場を印加しつつ成
形する。

かくして得られる本発明のボンド磁石は希土類／遷移金
属合金磁石の有する良好な磁気特性と難燃性を併有し、
電気電子機器の活電部周辺に用いる磁石部品としてその
価値が高い。

「実施例」 以下、本発明の好適な実施態様を実施例により説明する
が、本発明はこれらによって何ら制限されない。

参考例１　（処理磁粉の調製） 空気過通法にて測定した平均粒度が７μｍのＳｍＣｏ、
粉末１００ｇと０．４ｇのケイ酸ナトリウムを溶解せし
めた２０ｍ１の水とを混合し、不活性気体雰囲気で３０
分攪拌した０次いで攪拌しつつリン酸希薄水溶液を添加
し、ケイ酸ナトリウムを磁粉表面で硬化せしめた。処理
磁粉を濾別した後アルコールで洗浄し、真空乾燥機にて
６０℃で２４時間乾燥させて処理磁粉Ａを得た。

又、使用するケイ酸ナトリウムの蛍を２．２ｇ及び８．
５ｇとする以外は上記と同様にしてそれぞれ処理磁粉Ｂ
及び処理磁粉Ｃを得た。

原料とした磁粉を粒径７μｍの球形粒子とみなすと処理
磁粉Ａの場合、ケイ酸ソーダ被膜厚みは平均的に０．２
２μｍと評価される。

参考例２ 参考例１と同一の磁粉１００ｇを湯浴中で６０℃に保っ
たＬｏｇの硫酸ニッケルを含む１０ｆの無電解ニッケル
メッキ液を入れた槽に加えた。メツキ浴を攪拌しつつメ
ツキを行い、メツキ液が脱色されて無色透明になる迄反
応を行った。反応終了後、処理磁粉とノブキ残液とを濾
別し、得られた処理磁粉を水洗浄、次いでアルコール洗
浄した後６０℃の真空乾燥機で２４時間乾燥して処理磁
粉りを得た。

以上、参考例１及び２で得た処理磁粉Ａ−Ｄを走査電子
顕微鏡−Ｘ線マイクロアナライザーで分析したところ、
それぞれケイ酸ナトリウム及びニッケルが磁粉表面を被
覆していることが確認された。

実施例１〜７ 参考例１及び２で得た処理磁粉Ａ−Ｄと、第１表に示し
た成分割合の有機バインダー、難燃剤及び添加剤とを攪
拌混合した後、ニーグー型ミキサー中で加熱溶融せしめ
て１０分間混練した。塊状の混練物をニーダ−から取出
して粉砕した後、加熱プレス機で成形して０，８ｎ厚み
の板状成形体とした。この板状成形体から幅１２．７　
ｍｍ、長さ１２７關の試験片を作成し、ＵＬ規格（アン
ダーライターズラボラトリー規格）に準じて垂直燃焼試
験を実施し、第１表の下欄に示した結果を得た。いずれ
も難燃性ランクはＵＬ９４／Ｖ−２以上であり、良好な
難燃性を有していた。

比較例１ 参考例１の処理磁粉の調製に供したものと同一の磁粉を
そのまま用いる他は実施例１と全（同様にして試験片を
作成し、燃焼試験に供した。燃焼試験の第一接炎ですぐ
に試料の滴下が生じ、その後も滴下しつつ燃焼して下方
の綿を着火させた。

クランプ付近に残った残渣及び滴下物は消炎後も６００
秒以上ブローイング継続し、ブローイング領域が広がる
傾向であった。

本比較例により、多量の難燃剤が配合されていても充分
な難燃性の水準とならないことが明白である。

比較例２ 難燃剤を用いないこと以外は実施例１と全く同様にして
試験片を作成し、燃焼試験に供した。試験片は第−接炎
中にすでに激しく滴下し、バーナー上に落下してバーナ
ー炎を消火させ、燃焼試験を実施し得なかった。バーナ
ー上から素早（取除いた滴下物は６００秒以上ブローイ
ング継続した。

「作用・効果」 以上説明した様に、特定の処理磁粉を用い、且つ難燃剤
を用いた組成物から得られた本発明のポンド磁石は良好
な難燃性を有し、Ｕ　Ｌ規格の垂直燃焼試験に於いてＶ
−２以上の水準を有する。本発明の燃焼性ポンド磁石は
難燃性を要求する電気電子機器等の分野において広汎に
使用されるものである。

特許出願人　鐘淵化学工業株式会社 住友金属鉱山株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式ＲＭ＿５（但し、Ｒは希土類金属元素、Ｍは
   遷移金属元素を示す）で表され、表面に耐酸化性無機物
   を被覆せしめた平均粒度１０μｍ以下の合金磁石粉末と
   難燃剤及び有機バインダーとからなることを特徴とする
   難燃性ボンド磁石。 ２、耐酸化性無機物がケイ酸塩である特許請求の範囲第
   １項記載の難燃性ボンド磁石。