(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類磁石粉末とバインダーで結合してなる希土類ボンド磁石において、エポキシ樹脂またはシリコーン基を含まない変性エポキシ樹脂と、シリコーン樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記シリコーン樹脂のカップリング剤としてのエポキシ変性シリコーン樹脂とを含み、全バインダー量に対する前記エポキシ変性シリコーン樹脂の含有率が１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることを特徴とする希土類ボンド磁石。
【請求項２】
全バインダー量に対する前記エポキシ樹脂またはシリコーン基を含まない変性エポキシ樹脂の含有率が２０ｗｔ％以上である請求項１に記載の希土類ボンド磁石。
【請求項３】
全バインダー量に対する前記シリコーン樹脂の含有率が１０ｗｔ％以上〜６０ｗｔ％以下である請求項１に記載の希土類ボンド磁石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性と機械的強度に優れた希土類ボンド磁石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
希土類ボンド磁石に用いられる樹脂は、熱硬化性、熱可塑性、ゴム系などがあるが、その中で熱硬化性樹脂を用いた圧縮成形磁石は、磁性粉末を高充填率化できるため、最も高い磁気特性が得られる。希土類ボンド磁石の圧縮成形用の樹脂は（１）強い接着力を有する、（２）磁石粉末の充填密度を高くする、（３）耐熱性が良い、（４）耐薬品性がある、等の条件を満たす必要がある。この条件を満たす熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂が広く使用されている。
【０００３】
エポキシ樹脂に耐熱性のある熱硬化性樹脂を混合することによって耐熱性を向上させた希土類ボンド磁石としては、例えば特開平６−３６９１２公報に記載されているようにエポキシ樹脂にトリアジン樹脂を添加することで１８０℃の使用に耐えられるもの、特開平８−２７３９１６公報に記載されているようにエポキシ樹脂にポリベンゾイミダゾールを添加することで２００℃の使用に耐えられるものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の希土類ボンド磁石用バインダーにおいては、以下の問題点を有する。
【０００５】
（１）シリコーン樹脂は、熱硬化性樹脂の中でも優れた耐熱性がありながら、希土類ボンド磁石の形状維持が困難であるほど、接着力や機械的強度が弱すぎるため、希土類ボンド磁石の形状維持が困難であるという問題点があった。
【０００６】
（２）エポキシ樹脂は、熱硬化性樹脂の中でも金属との接着力が強く、希土類ボンド磁石として優れた機械的強度が得られるものの耐熱温度が１２０℃〜１５０℃と低かった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決し、エポキシ樹脂のもつ優れた機械的強度を維持しながら、シリコーン樹脂のもつ優れた耐熱性を付与する配合比を明らかにし、機械的強度と耐熱性に優れた希土類ボンド磁石を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、希土類磁石粉末とバインダーで結合してなる希土類ボンド磁石において、エポキシ樹脂またはシリコーン基を含まない変性エポキシ樹脂と、シリコーン樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記シリコーン樹脂のカップリング剤としてのエポキシ変性シリコーン樹脂とを含み、全バインダー量に対する前記エポキシ変性シリコーン樹脂の含有率が１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、全バインダー量に対する前記エポキシ樹脂またはシリコーン基を含まない変性エポキシ樹脂の含有率が２０ｗｔ％以上である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、全バインダー量に対する前記シリコーン樹脂の含有率が１０ｗｔ％以上〜６０ｗｔ％以下である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の希土類ボンド磁石について説明する。
【００１２】
１．希土類ボンド磁石
まず、本発明の希土類ボンド磁石について説明する。
【００１３】
本発明の希土類ボンド磁石は、希土類磁石粉末とバインダーからなるものである。希土類磁石粉末は、ＳｍＣｏ５系やＳｍ２Ｃｏ１７系やＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ系やＳｍ２Ｆ１７Ｎ３系に代表される希土類磁石の粉末であり、これらの１種又は２種以上を混合したものである。バインダーは希土類磁石粉末を接着し成形体としての形状を維持するための樹脂の他に、樹脂の改質や成形性の改善等のための種々の添加剤、例えば可塑剤、潤滑剤、酸化防止剤、硬化剤、硬化促進剤、（例えば、脂肪酸、オイル、各種ワックス、有機酸）を添加することができる。希土類ボンド磁石中のバインダー含有量は３〜２０ｗｔ％程度であるのが好ましい。バインダー量が多く磁石粉末量が少なすぎると磁気特性（特に磁気エネルギー積）の向上が図れず、またバインダー量が少なく磁石粉末が多すぎると機械的強度が低下する。
【００１４】
ボンド磁石の耐熱性は希土類磁石合金によるものとバインダーによるものの２つに大きく分けられる。一般にボンド磁石は焼結磁石に比べて耐熱性に劣る。そのためボンド磁石のバインダーの改善によって焼結磁石並みに耐熱性を向上させることが必要となってくる。
【００１５】
本発明の希土類ボンド磁石は、希土類磁石粉末として耐熱性に優れた磁石粉末、例えばＳｍ２Ｃｏ１７系のＳｍ（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．０８Ｚｒ０．２２Ｃｕ０．０３）８．２磁石粉末、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ系磁石粉末（例えばＭＱＩ社製のＭＱＰ−Ｏ、ＭＱＰ−Ｃ、ＭＱＰ−Ｑ粉末）に本発明のバインダーを用いると、従来のエポキシ樹脂のボンド磁石よりもさらに優れた耐熱性を有するボンド磁石となる。また、希土類磁石粉末として、例えばＳｍ２Ｆ１７Ｎ３系磁石粉末、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ系磁石粉末（例えばＭＱＩ社製のＭＱＰ−Ｂ粉末）、異方性化したＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ系磁石粉末（例えばＭＱＩ社製のＭＱＡ−Ｔ粉末））に本発明のバインダーを用いると、従来のエポキシ樹脂のボンド磁石の耐熱性が改善された希土類ボンド磁石となる。
【００１６】
２．バインダーの組成
本発明の希土類ボンド磁石のバインダーの組成は好ましくは組成▲１▼、▲２▼、からなるものである。
【００１７】
〔組成▲１▼〕
エポキシ樹脂又はその変成樹脂と、シリコーン樹脂又はその変成樹脂の混合樹脂、又はエポキシ変成シリコーン樹脂をバインダーの主成分とする。そのうちシリコーン成分が全バインダー量に対して中１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下である。
【００１８】
ここでエポキシ樹脂とはエポキシド基を有する樹脂のことであり、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のことである。また、エポキシ樹脂の変性樹脂とは変性されたエポキシ樹脂であってシリコーン基を含まないもののことであり、例えばフェノール変性エポキシ樹脂、トリアジン変性エポキシ、イソシアヌル酸変性エポキシ樹脂やビニル変性エポキシ樹脂、脂環化合物変性エポキシ樹脂等のことである。
【００１９】
また、シリコーン樹脂とはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合と有機基を含む樹脂のことであり、例えばメチルシリコーン樹脂、メチルフェニルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂のことである。
【００２０】
エポキシ基とシリコーン樹脂の有するＯＨ基とは互いに反応するため、両樹脂の混合はシリコーン樹脂の機械的強度の弱さをエポキシ樹脂が補いやすくなる。そのため、機械的強度をあまり落とさずにエポキシ樹脂に耐熱性を付与することができる。樹脂は、エポキシ変性シリコーン樹脂ならばより好ましい。この場合シリコーン成分が全バインダーの１０ｗｔ％以上あるとシリコーン成分の持つ耐熱性の効果が現れ、シリコーン成分が全バインダーの８０ｗｔ％以下ならば、エポキシ樹脂の機械的強度の強さをある程度維持することができる。
【００２１】
〔組成▲２▼〕
エポキシ樹脂又はその変成樹脂と、シリコーン樹脂又はその変成樹脂の混合樹脂を主成分とするバインダー中に、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂のカップリング剤を全バインダー量に対して１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下含む。
【００２２】
ここでエポキシ樹脂とシリコーン樹脂のカップリング剤とは、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂の双方と反応するもの、又は双方と相溶性のあるもの、又は一方と反応しもう一方と相溶するもののことである。（相溶とは分子レベルで混合・溶解し合うことをいう。）エポキシ樹脂とシリコーン樹脂のカップリング剤としては、エポキシ変性シリコーン樹脂を用いる。
【００２３】
カップリング剤の添加はエポキシ樹脂とシリコーン樹脂を分子レベルでの結合や混合を促進させるため、よりエポキシ樹脂とシリコーン樹脂の長所が現れる。つまりエポキシ樹脂の長所である機械的強度や耐環境性を劣化させずにシリコーン樹脂のもつ耐熱性を付与することができる。カップリング剤の中でも特にエポキシ樹脂以上の耐熱性を示すもの、例えばフェノール樹脂や、エポキシ基とシロキサンを含む樹脂は、耐熱性と機械的強度の向上効果が大きい。
【００２４】
また、用いられるカップリング剤が、磁粉と反応する基を含むとボンド磁石の機械的強度がさらに向上する。
【００２５】
これらのカップリング剤の添加量にはカップリング効果を高めるための適当な量がある。カップリング剤量は全バインダーの１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下含むものが好ましく、特に１０ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下が好ましい。
【００２６】
３．磁石の耐熱性
希土類ボンド磁石の耐熱性には、▲１▼機械的な耐熱性（ガラス転移温度、軟化温度、等）と▲２▼磁気的な耐熱性（残留磁化Ｂｒの可逆温度係数α、保磁力ｉＨｃの可逆温度係数β、初期不可逆減磁率、長期高温保持後の不可逆減磁率、等）がある。機械的耐熱性と磁気的耐熱性は必ずしも相関があるわけではなく、磁石として実際に問題となるのは磁気的な耐熱性である。
【００２７】
磁気的な耐熱性の可逆温度係数α、βは磁石合金によって決まる値であり、係数が小さいほど優れている。さらに初期不可逆減磁率と長期高温保持後の不可逆減磁率は磁石合金本来の性能の他に磁石の劣化を示すものであり、これが悪いとその温度では長期間の使用に耐えられず使い物にならない。本発明は磁石としての実用上の耐熱性を重視し、磁気的な耐熱性、特に高温保持後の不可逆減磁率を向上させるものである。
【００２８】
本発明は磁石としての実用上の耐熱性を重視し、磁気的な耐熱性、特に高温保持後の不可逆減磁率を向上させるものである。
【００２９】
【実施例】
次に本発明の具体的実施例について説明する。
【００３０】
（実施例１）
フェノール変性エポキシ樹脂とメチルシリコーン樹脂を、ａ：（１００−ａ）の重量比率で混合した樹脂をメチルエチルケトン溶液に溶解しバインダー溶液とした。バインダー溶液と希土類磁石粉末を、全バインダー量と希土類磁石粉末の重量比を２：９８となるように混合し、攪拌しながらメチルエチルケトンを蒸発乾燥させ成形用粉末とした。成形粉末を金型に入れて成形し、金型から取り出して１８０℃１ｈ加熱硬化させて希土類ボンド磁石とした。ここで希土類磁石粉末は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ系磁石粉末の中でも耐熱性に優れたＭＱＰ−Ｏ粉末（ＭＱＩ社製）を用いた。
【００３１】
ここで耐熱性は１８０℃１０００ｈ後の不可逆減磁率で評価した。１８０℃の不可逆減磁率とはパーミアンス係数が１の形状のボンド磁石を１８０℃に加熱後２５℃に戻したときの表面磁束の減少率である。機械的強度の測定は日本電子材料工業会規格ＥＭＡＳ−７００６に従い打抜きせん断試験で行った。
【００３２】
表１に、シリコーン樹脂成分量とボンド磁石の不可逆減磁率と機械的強度の関係を示す。
【００３３】
【表１】
0003646486.tif 000002
【００３４】
ボンド磁石はシリコーン成分が全バインダーの１０ｗｔ％以上のとき不可逆減磁率が５％以下になり、耐熱性がある。また、シリコーン成分が全バインダーの８０ｗｔ％以下ならば、エポキシ樹脂の強度をある程度維持する。８０ｗｔ％を超えると機械的強度が１００Ｎ／ｍｍ２以下に急激に低下する。
【００３５】
（実施例２）
シリコーン成分が（ｂ）ｗｔ％のエポキシ変性シリコーン（シリコーン変性エポキシ）をメチルエチルケトン溶液に溶解しバインダー溶液とした。
【００３６】
バインダー溶液と希土類磁石粉末を、全バインダー量と希土類磁石粉末の重量比を２：９８となるように混合し、攪拌しながらメチルエチルケトンを蒸発乾燥させ成形用粉末とした。成形粉末を金型に入れて成形し、金型から取り出して１８０℃１ｈ加熱硬化させて希土類ボンド磁石とした。ここで希土類磁石粉末は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ系磁石粉末の中でも耐熱性に優れたＭＱＰ−Ｏ粉末（ＭＱＩ社製）を用いた。
【００３７】
ここで、耐熱性と機械的強度は、実施例１と同様に評価した。
【００３８】
表２に、シリコーン樹脂成分量（ｂ）とボンド磁石の不可逆減磁率と機械的強度の関係を示す。
【００３９】
【表２】
0003646486.tif 000003
【００４０】
ボンド磁石はシリコーン成分が全バインダーの１０ｗｔ％以上のとき不可逆減磁率が５％以下になり、耐熱性がある。また、シリコーン成分が全バインダーの８０ｗｔ％以下ならば、エポキシ樹脂の強度があまり低下しない。８０ｗｔ％を超えると機械的強度が１００Ｎ／ｍｍ２以下に急激に低下する。
【００４１】
エポキシ変性シリコーンはシリコーンとエポキシが分子レベルで結合しているため単純にシリコーン樹脂とエポキシ樹脂を混合させたときよりも両者の長所である耐熱性と機械的強度を満足させている。
【００４２】
（実施例３）
フェノール変性エポキシ樹脂とメチルシリコーン樹脂を、７０：３０の重量比率で混合した樹脂に、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂をカップリング剤としてエポキシ基とシロキサンを含む樹脂（ポリメチルグリシジロキシプロピルシロキサンとポリオキシエチレンとポリメチルシロキサンとポリメチルエトキシシロキサンの共重合体）を全バインダーの（ｃ）ｗｔ％加えたバインダーを、メチルエチルケトン溶液に溶解しバインダー溶液とした。バインダー溶液Ｄと希土類磁石粉末を混合し攪拌しながらメチルエチルケトンを蒸発乾燥させ成形用粉末とした。成形粉末を金型に入れて成形し、金型から取り出して１８０℃１ｈ加熱硬化させて希土類ボンド磁石とした。ここで希土類磁石粉末は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ系磁石粉末の中でも耐熱性に優れたＭＱＰ−Ｏ粉末（ＭＱＩ社製）を用いた。
【００４３】
ここで、耐熱性は、実施例１と同様に評価した。
【００４４】
表３に、カップリング剤の添加量（ｃ）とボンド磁石の不可逆減磁率の関係を示す。
【００４５】
【表３】
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【００４６】
ボンド磁石はカップリング剤の添加量が全バインダーの１ｗｔ％以上のとき不可逆減磁率が５％以下になり、耐熱性がある。しかし３０ｗｔ％を超えると耐熱性がおちてしまう。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べてきたように本発明によれば、圧縮成形用の希土類ボンド磁石のバインダーとして、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂の混合樹脂、またはエポキシ変性シリコーン樹脂を主成分とし、かつシリコーン成分を１０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下含む場合、エポキシ基とシリコーン樹脂の有する、耐熱性と機械的強度に優れた希土類ボンド磁石が得られる。さらにカップリング剤の添加がエポキシとシリコーンの分子レベルでの分散を促進させ、耐熱性と機械的強度に優れた希土類ボンド磁石が得られる。