(57)【要約】      （修正有）【課題】残留空隙が低減されているだけでなく、薄肉で高い寸法精度を実現可能な希土類−鉄系ボンド磁石を提供する。【解決手段】希土類−鉄系磁石薄片と不飽和ポリエステル樹脂と有機過酸化物とシリカとを含みてなり、前記シリカは親水性シリカ粉末である。上記親水性シリカ粉末は、前記希土類−鉄系ボンド磁石の総質量に対して０．１ｗｔ％以上かつ０．４ｗｔ％以下の量で配合されていることが好ましく、０．２ｗｔ％以上かつ０．４ｗｔ％以下の量で配合されていることがより好ましい。また上記親水性シリカ粉末は、６３μｍ以下の平均粒度を有することが好ましく、目開き６３μｍの篩い網を用いて分級されたものであることがより好ましい。【選択図】図２
2015029016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類−鉄系磁石薄片と不飽和ポリエステル樹脂と有機過酸化物とシリカとを含みてなり、前記シリカは親水性シリカ粉末であることを特徴とする希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項２】
前記親水性シリカ粉末は、前記希土類−鉄系ボンド磁石の総質量に対して０．１ｗｔ％以上かつ０．４ｗｔ％以下の量で配合されていることを特徴とする、請求項１に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項３】
前記親水性シリカ粉末は、前記希土類−鉄系ボンド磁石の総質量に対して０．２ｗｔ％以上かつ０．４ｗｔ％以下の量で配合されていることを特徴とする、請求項１に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項４】
前記親水性シリカ粉末は、６３μｍ以下の平均粒度を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項５】
前記親水性シリカ粉末は、目開き６３μｍの篩い網を用いて分級された親水性シリカ粉末であることを特徴とする、請求項４に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石粉末を樹脂で結合したボンド磁石に関し、より詳しくは、希土類−鉄系磁石薄片を樹脂で結合し圧縮成形法で製造した希土類−鉄系ボンド磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類−鉄系永久磁石は、優れた磁気特性を有することから、モータなどの回転機器を代表とした一般家電製品や音響機器、医療機器、一般産業機器など、幅広い分野で利用されている。これら永久磁石の中でも、希土類−鉄系磁石薄片とそれらの結合を担う樹脂組成物との組み合わせからなる希土類−鉄系ボンド磁石は、形状自由度が高い特徴を活かし、上記のような利用例において、機器の小型化や高性能化などに貢献している。
希土類−鉄系ボンド磁石の成形プロセスは、圧縮成形、射出成形、押出成形などに分類され、これら成形プロセスに応じて使用する樹脂組成物は異なるものとなる。例えば圧縮成形では熱硬化性樹脂組成物が、射出成形及び押出成形では熱可塑性樹脂組成物が用いられ、永久磁石の用途に応じてこれらが使い分けられるのが一般である。中でも、熱硬化性樹脂組成物を用いて圧縮成形プロセスによって作製される希土類−鉄系ボンド磁石は、他の成形プロセスによるものと比べて永久磁石内部における磁石薄片の含有量を多くすることができ、より高い磁気特性を発揮する永久磁石を得ることができる。
【０００３】
一方、希土類−鉄系ボンド磁石は、長期間高温暴露し、その後常温に戻して再着磁しても回復しない磁束損失があることが知られている。これは一般に永久減磁と呼ばれるものである。希土類−鉄系ボンド磁石は、射出成形、圧縮成形などの作製法に拘らず、該磁石の残留空隙の体積分率と永久減磁との関係に一次相関があり、残留空隙が減少すれば永久減磁率も減少することが知られている。さらに、永久減磁の主要因として、希土類−鉄系ボンド磁石の内部に存在する空隙に取り込まれた水分や酸素が、磁石内部の磁石薄片の酸化、腐食などの組織変化を促進することが知られている。加えて、磁石薄片の体積分率が８０ｖｏｌ％を超えるような希土類−鉄系ボンド磁石において、圧縮成形による磁石の緻密化過渡で起こる磁石薄片の脆性破壊は、酸化、腐食を起こし易い磁石薄片新生面の生成を意味する。このように、磁石内部の残留空隙をできる限り減少させることは、希土類−鉄系ボンド磁石の永久減磁を抑制するのに効果的な手段とみなせる。
また、モータなどの回転機器では、永久磁石のさらなる小型化及び薄肉化が求められている。希土類−鉄系ボンド磁石を薄肉化するためには、その機械強度を高めることが必要である。
【０００４】
希土類−鉄系ボンド磁石内部の残留空隙の低減及び機械強度の向上という課題に対し、本発明者らは、圧縮成形法により得られる希土類−鉄系ボンド磁石において、常温で固体の不飽和ポリエステルアルキドとアリル系共重合単量体と有機過酸化物とからなる熱硬化性樹脂組成物を使用し、希土類−鉄系磁石薄片を該樹脂組成物で溶融混練したグラニュール状複合磁石材料とし、さらに該グラニュールの圧縮成形をおよそ常温にて実施することにより、磁石材料の体積分率を概ね８０ｖｏｌ％以上に維持し且つ残留空隙のみを体積分率でおよそ１ｖｏｌ％未満に減少させることが実現できることを見出した。さらに、該グラニュール状複合磁石材料を用い、１ＧＰａの圧縮成形圧力で外径８．０ｍｍ、内径５．５ｍｍ、長さ５．０ｍｍの円環状の圧縮成形体としたとき、その圧環強度は２１ＭＰａであり、比較として上記不飽和ポリエステル系樹脂組成物に代えてエポキシ樹脂組成物を用いて作成した希土類−鉄系ボンド磁石のおよそ２倍を超える水準であったことを見出した（以上、非特許文献１）。
【０００５】
また、特許文献１には、希土類−鉄系磁石粉末と樹脂組成物との混合物を圧縮成形した
圧縮成形体の表面に、室温硬化型熱硬化性樹脂であるエポキシアクリレート樹脂を塗布して常温硬化させた後に、樹脂組成物を加熱硬化させることで、希土類−鉄系ボンド磁石の機械的強度を得る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１８７３８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】F.Yamashita, T.Suzuki, H.Komura, M.Nakano, and H.Fukunaga, “Improvement of long-term flux stability in Nd-Fe-B bonded magnet fabricated from fully-dense powder compaction technique”, Proceedings of 22nd International Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications, Nagasaki, 2012, p.467-470
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された技術は、圧縮成形体の表面に常温硬化型樹脂を塗布する工程をさらに必要とする。また、圧縮成形体の表面に常温硬化型樹脂を塗布するためには、硬化前の樹脂組成物の圧縮成形体をハンドリングする必要があり、このとき、ハンドリングによる圧縮成形体の変形を防止するための措置が別途必要となる。
また非特許文献１の技術は、希土類−鉄系ボンド磁石の圧縮成形体の圧環強度を高めるために有効ではあるが、例えば円筒状磁石の径方向の厚さが１ｍｍ以下といったより薄肉の磁石であっても、成形直後に機械でハンドリング可能な強度（例えば７Ｎ以上の荷重によって崩れない程度の強度）を保有し得るなど、高い寸法精度が求められる希土類−鉄系ボンド磁石を得るには更なる改良が望まれる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、その解決しようとする課題は、残留空隙が低減されているだけでなく、薄肉で高い寸法精度を実現可能な希土類−鉄系ボンド磁石を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達するために鋭意検討を重ねた結果、ボンド磁石を構成する材料として、希土類−鉄系磁石薄片と不飽和ポリエステル樹脂と重合開始剤である有機過酸化物に加え、親水性シリカ粉末を採用し、これらを溶融混練し得たグラニュール状の希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドに圧縮成形を施すことにより、圧環強度を高めた圧縮成形体、並びに希土類−鉄系ボンド磁石となることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち本発明は、希土類−鉄系磁石薄片と不飽和ポリエステル樹脂と有機過酸化物とシリカとを含みてなり、前記シリカは親水性シリカ粉末であることを特徴とする希土類−鉄系ボンド磁石に関する。
上記親水性シリカ粉末は、前記希土類−鉄系ボンド磁石の総質量に対して０．１ｗｔ％以上かつ０．４ｗｔ％以下の量で配合されていることが好ましく、０．２ｗｔ％以上かつ０．４ｗｔ％以下の量で配合されていることがより好ましい。
また上記親水性シリカ粉末は、６３μｍ以下の平均粒度を有することが好ましく、目開き６３μｍの篩い網を用いて分級されたものであることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ボンド磁石材料として親水性シリカ粉末を添加することにより、希土類−鉄系ボンド磁石の圧環強度を損なうこと無く、該ボンド磁石の熱硬化前の形態である圧縮成形体自体の強度を向上できる。このため、製造工程における圧縮成形体のハンドリングが
容易となる。また圧縮成形体の強度の向上により、該圧縮成形体自体が変形し難くなるため、寸法精度が高いボンド磁石を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施例１並びに比較例１及び比較例２の希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドを用いて作製した圧縮成形体の、シリカ粉末の添加量（ｗｔ％）に対する圧環強度の結果（ＭＰａ）を示す図である。
【図２】図２は、実施例１並びに比較例１及び比較例２の希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドを用いて作製した圧縮成形体の、シリカ粉末の添加量（ｗｔ％）に対する圧環強度の結果（ＭＰａ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の希土類−鉄系ボンド磁石は、希土類−鉄系磁石薄片、不飽和ポリエステル樹脂、有機過酸化物及び親水性シリカ粉末を含みてなる。
以下、本発明の希土類−鉄系ボンド磁石を構成する各成分について詳述する。
【００１５】
〔希土類−鉄系磁石薄片〕
本発明にかかる希土類−鉄系磁石薄片は、例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石（但しＲはＹを含むＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ等の希土類元素）又は前記磁石においてＦｅの一部をＣｏで置換したＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ系磁石（但しＲは前述の意味を表す）、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｐ、Ｃの１種または２種以上の組み合わせを用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｍ系磁石又はＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ−Ｍ系磁石（但しＲは前述の意味を表し、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｐ、Ｃの１種または２種以上の組み合わせを表す）、不可避不純物からなる合金組成を有するＲ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｒ２Ｆｅ（Ｃｏ）１４Ｂナノ結晶組織（nanocrystalline）、またはαＦｅとＲ２Ｆｅ１４
Ｂ、Ｒ２Ｆｅ（Ｃｏ）１４Ｂとのナノ複合組織（nanocomposite）（前記Ｒは前述の意味
を表す）を含む、磁気的に等方性の希土類−鉄系急冷凝固薄片を用いることができる。
また希土類−鉄系磁石薄片として、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔi、Ｇａ、Ａｌ、ＴａおよびＣの１種または２種以上の組合せを用いたＳｍ−Ｆｅ−Ｍ
’−Ｎ系磁石（但しＭ’はＨｆ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔi、Ｇａ、Ａｌ、ＴａおよびＣの
１種または２種以上を表す）、不可避不純物からなる合金組成を有するＳｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ（ｘ≒３）ナノ結晶組織（nanocrystalline）、またはαＦｅとＳｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ（
ｘ≒３）とのナノ複合組織（nanocomposite）を含む、磁気的に等方性の希土類−鉄系急
冷凝固薄片を使用しても差し支えない。
【００１６】
〔不飽和ポリエステル樹脂〕
本発明に係る不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和ポリエステルアルキド（Ａ）と、アリル系共重合性単量体（Ｂ）からなる。
前記不飽和ポリエステルアルキド（Ａ）は、ジカルボン酸成分とグリコール（ジオール）成分からなる。
【００１７】
前記ジカルボン成分は、フタル酸とフマル酸とからなることが好ましく、フタル酸またはその誘導体と、フマル酸を原料として用いる。なお、以降の本明細書において、「フタル酸」なる記載には「フタル酸又はその誘導体」の意味が含まれる。
フタル酸／フマル酸の使用割合は５／５〜１／９、とくに４／６〜２／８（モル比）が好ましい。
【００１８】
前記グリコール成分は、１，４−ブタンジオール単独、もしくは１，４−ブタンジオールと他のグリコールとを併用することが好ましい。このとき、１，４−ブタンジオール／他のグリコールの割合は７／３〜１０／０、とくに８／２〜９．５／０．５（モル比）で
あることが好ましい。
１，４−ブタンジオールと併用される他のグリコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピオネート、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物を挙げることができる。ここで、他のグリコール成分として好ましくは、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジプロピレングリコールを用いることができる。
【００１９】
なお本発明にかかる不飽和ポリエステルアルキド（Ａ）の融点は８０〜１２０℃が好ましい。
【００２０】
本発明にかかるアリル系共重合性単量体（Ｂ）としては、例えばジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルオルソフタレートなどの２官能性単量体、あるいはトリアジン環化合物であるトリアリルイソシアヌレートなどの３官能性単量体などが挙げられる。これらは１種単独で使用され得、また２種以上を併用し得る。
【００２１】
なお一般に、共重合性単量体は、ビニル基（ＣＨ２＝ＣＨ−）を有する単量体と、アリル基（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−）を有する単量体に区分される。後者の単量体においてアリル基は、重合開始剤である過酸化物のラジカルにより活性化されても、共鳴構造によって安定化されて共鳴構造をとり（退化性連鎖移動反応〜Ｒ・＋ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｘ→  〜ＲＨ＋ＣＨ２＝ＣＨ−・ＣＨ−Ｘ⇔・ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−Ｘ）、重合反応の連鎖反応が阻害される。この共鳴作用により、アリル基を有する単量体は常温域で重合不活性であり、後に調製する圧縮成形体（硬化前のボンド磁石材料）の常温での保存安定性において有利となる。また、アリル系共重合性単量体は、何れも蒸気圧が高く、揮発し難い。こうした点からも、アリル系共重合性単量体（Ｂ）を使用することにより、常温で優れた保存安定性がある希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドが得られる。
【００２２】
前記不飽和ポリエステルアルキド（Ａ）と前記アリル系共重合性単量体（Ｂ）の割合（濃度）は、質量比で、好ましくはＢ／（Ａ＋Ｂ）＝５〜４０ｗｔ％である。
【００２３】
〔重合開始剤〕
本発明にかかる重合開始剤としては有機過酸化物を例示できる。有機過酸化物としてはメチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートなどを挙げることができる。
【００２４】
さらに、本発明において、重合禁止剤としてｐ−ベンゾキノン、ナフトキノン、ｐ−トルキノン、２，５−ジフェニル−ｐ−ベンゾキノン、２，５−アセトキシ−ｐ−ベンゾキノン、ハイドロキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ハイドロキノンモノメチルエーテルなどを挙げることができる。これらの重合禁止剤は２種以上を混合して使用することもできる。なお、重合禁止剤の使用量は、前記不飽和ポリエステルアルキド（Ａ）と前記アリル系共重合性単量体（Ｂ）の合計質量（すなわち不飽和ポリエステル樹脂の総質量）に対して０．５ｗｔ％以下である。
【００２５】
なお本明細書において、上記不飽和ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステルアルキドとアリル系共重合性単量体からなる樹脂）、重合開始剤（有機過酸化物）、並びに後述する親水性シリカ粉末を含む組成物を、熱硬化性樹脂組成物と称する。該熱硬化性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて重合禁止剤、あるいはカップリング剤、酸化防止剤、滑剤などを添加することができる。
【００２６】
〔親水性シリカ粉末〕
本発明にかかるシリカは、表面にシラノール基（−ＳｉＯＨ）を有し、疎水化処理によって該シラノール基が化学的に修飾されていない、粉末状の親水性シリカを用いる。該親水性シリカ粉末は、本発明において増粘剤としての役割を果たす。
親水性シリカ粉末は、合成シリカ（乾式法シリカ、湿式法シリカ）又は天然物シリカ（結晶性シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸など）のいずれであってもよい。
上記親水性シリカ粉末は１種を単独で使用してもよいし、２種以上併用しても構わない。
【００２７】
親水性シリカ粉末は、希土類−鉄系ボンド磁石を構成する各成分の総質量（すなわち、希土類−鉄系磁石薄片、不飽和ポリエステル樹脂、有機過酸化物、シリカの合計質量）に対して、０．１ｗｔ％以上かつ０．４ｗｔ％以下の量で配合されていることが好ましい。これは、０．１ｗｔ％未満の量では所望の効果（圧縮成形体の圧環強度の向上）を得ることができず、また０．４ｗｔ％を超える量を添加しても圧縮成形体の圧環強度のそれ以上の向上が認められないばかりか、かえって熱硬化後のボンド磁石の圧環強度の低下につながるためである。より好ましくは、親水性シリカ粉末を０．２ｗｔ％以上かつ０．４ｗｔ％以下の量で配合することが好ましい。
【００２８】
親水性シリカ粉末の大きさは、平均粒径が１ｎｍ以上であれば特に限定はされないが、あまりに粒径が大き過ぎると作業性や硬化物の機械物性等に悪影響を及ぼすため、平均粒度の最大径は１００ｎｍ程度、例えば平均粒度６３μｍ以下の親水性シリカ粉末を用いることが好ましい。該親水性シリカ粉末は、目開き６３μｍの篩い網を用いて分級されたシリカ粉末を用いることが好ましい。
【００２９】
〔希土類−鉄系ボンド磁石の製造〕
本発明の希土類−鉄系ボンド磁石は、前述の非特許文献１に開示される方法にて好適に製造可能であり、具体的な手順を以下に述べる。
まず前記不飽和ポリエステル樹脂と重合開始剤（液状または粉末状）、親水性シリカ粉末などを溶融混練して熱硬化性樹脂組成物を得る。次に該熱硬化性樹脂組成物を、例えば、ミキシングロールを用いて溶融状態として、ここに所定量の前記希土類−鉄系磁石薄片を加えて混練し、溶融混練物とし、常温で固体の混練物を得る。
尚、熱硬化性樹脂組成物は、溶融混練物に対して２．５ｗｔ％以上４．０ｗｔ％以下の割合とすることが望ましい。
あるいは、前記熱硬化性樹脂組成物を構成する不飽和ポリエステルアルキド（粉末状）、共重合性単量体（液状）、重合開始剤（液状または粉末状）、親水性シリカ粉末などと希土類−鉄系磁石薄片とを予め一括して混合し、例えば、ミキシングロールを用いて不飽和ポリエステルアルキドの融点付近の温度で該不飽和ポリエステルアルキドの共重合性単量体溶液である溶融不飽和ポリエステル樹脂の作製と同時に、該溶融樹脂と該親水性シリカ粉末と該磁石薄片との混練を行なっても差し支えない。
ここで、熱硬化性樹脂組成物の溶融状態下で該磁石薄片を混練することにより、溶融混練物、さらには後述する希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンド中の空隙を減少させることができ、こうした観点から本工程を無溶剤で行う、所謂、無溶剤型で実施することが望ましい。
溶融混練はミキシングロール、ロールミル、コニーダー、２軸押出機など、通常の熱硬化性樹脂成形材料で使用可能な混練機を用いた定法で行う。
【００３０】
次に、得られた溶融混練物を常温まで冷却し、解砕し、分級することにより、グラニュール状となった希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドを得る。なお、本発明にかかる溶融混練物は粘弾性的要素があるため、脆性を利用した衝撃力による解砕よりも剪断圧縮による解砕が望ましい。一般的に衝撃力による解砕と比較し、剪断力による解砕は粒径も比較的小さく分布幅も狭くなる場合が多い。具体的には原理的に剪断圧縮作用をもつ電動石臼のような解砕法を使用することが望ましい。その際、駆動盤と固定盤との間隙を調整することでグラニュール状の希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドの粒径を制御することができる。
本発明にかかる希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドの粒径範囲は、続く工程における金型等の成形型キャビティへの充填性を考慮すると、例えば５３〜５００μｍ程度とすることが望ましい。
また、分級した希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドの成形型キャビティへの充填性にかかる粉末流動性の向上、あるいは分級した希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドの圧縮の際の成形型キャビティ壁面との摩擦低減などを目的とし、当該希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドに高級脂肪酸金属石鹸など、一般的な外部滑剤を乾式混合しても差し支えない。なお、外部滑剤を添加する場合、その添加量は、希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドの総質量に対して０．５ｗｔ％以下が好ましい。
【００３１】
つぎに、前述の粒度調整した希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドを成形型キャビティに充填し、該グラニュールの融点以下の温度（例えば常温：２０℃±１５℃（５〜３５℃））にて、該グラニュールに前記熱硬化性樹脂組成物の降伏応力以上の圧力、例えば０．８ＧＰａ〜１．０ＧＰａ程度の一軸の圧力を加えて、特定形状の圧縮成形体とする。その後、圧力を開放し、成形型キャビティから圧縮成形体を離型する。
【００３２】
最後に、離型した圧縮成形体において、該成形体を構成する熱硬化性樹脂組成物（すなわち不飽和ポリエステル樹脂）を加熱硬化し、希土類−鉄系ボンド磁石とする。熱硬化処理は大気中で行っても差し支えない。
なお、例えば圧縮成形体を支持体で拘束しながら、当該圧縮成形体を構成する熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させることにより、支持体と一体化された希土類−鉄系ボンド磁石を製造することもできる。
本発明にかかる希土類−鉄系ボンド磁石、並びに該ボンド磁石の硬化前の圧縮成形体は、上述の工程を経て有利にそして好適に製造されるが、その製造方法はこれらの工程のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
＜コンパウンドの作成手順＞
［製造例１：不飽和ポリエステル樹脂の調製］
撹拌機、留出管、窒素ガス導入管および温度計を付した反応器に１，４−ブタンジオール１００ｍｏｌ％、テレフタル酸ジメチル４０ｍｏｌ％を仕込んだ。触媒として、全酸成分（フタル酸ジメチル及び後述のフマル酸）に対してチタン酸テトラ−ｎ−ブトキシドを０．０２ｍｏｌ％、三酸化アンチモン０．０３ｍｏｌ％を仕込んだ。１４０℃まで内温を上げ、さらに、２００℃まで１．５時間かけて昇温し、メタノールを留出させることによりエステル交換を行った。次いで１６０℃まで内温を下げ、フマル酸６０ｍｏｌ％およびハイドロキノン１５０ｐｐｍ（対フマル酸の仕込み量［質量］比）を仕込み、窒素ガスを
３００ｍＬ／分で流しながら１５５℃まで内温を上げ、２．０時間かけて内温を１６０℃に昇温し、さらに２．５時間かけて２１０℃まで昇温し、同温度で５．５時間反応を続行した。なお反応時間中、後半４．０時間は窒素流量を６８０ｍＬ／分に増加した。反応終了後、反応生成物を吐出し、冷却結晶化後ヘンシェルミキサーを用いて粉砕し、粒子状の不飽和ポリエステルアルキドを得た。
得られた不飽和ポリエステルアルキドにおいて、酸成分及びグリコール成分の使用量は以下のとおりである。酸成分：フタル酸／フマル酸＝４／６（モル比）、グリコール成分：１，４−ブタンジオール／他のグリコール＝１０／０（モル比）。
【００３５】
上記得られた不飽和ポリエステルアルキドは、酸価７．５ＫＯＨｍｇ／ｇ（不飽和ポリエステルアルキド１ｇをクロロホルム２５ｍＬに溶解し、１／１０規定水酸化カリウム−エタノール溶液で測定）、融点１０２℃、ＧＰＣで測定した数平均分子量（Ｍｎ）７，９００（測定温度４０℃、溶媒：テトラヒドロフラン）であった。
また、ヘンシェルミキサーでの破砕性は良好であり、かつ破砕物の粘着性やブロッキングはなかった。
【００３６】
得られた上記不飽和ポリエステルアルキド（Ａ）と、アリル系共重合性単量体として融点２３〜２７℃のトリアリルイソシアヌレート（Ｂ）とを、配合比：Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が２０ｗｔ％となるように配合して９０〜１００℃にて溶融混練し、不飽和ポリエステル樹脂とした。
【００３７】
［希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドの調製］
〔実施例１〕
製造例１で得た不飽和ポリエステル樹脂に対し、重合開始剤として有機化酸化物であるジクミルパーオキサイドを１ｗｔ％加え、さらに下記化学式１に示す親水性シリカ粉末［二酸化珪素（製品名：ＳＩＯ０９ＰＢ、（株）高純度化学研究所製）、純度９９．９％以上、粒子径６３μｍ以下（篩い網の目開き６３μｍでの分級）、ＣＡＳ登録番号：１４８０８−６０−７］を後述する希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドの総質量に対し０．２ｗｔ％、０．４ｗｔ％又は０．６ｗｔ％となるように加えて９０〜１００℃にて溶融混練し、熱硬化性樹脂組成物を調製した。
【化１】
2015029016.tif 000003
【００３８】
本実施例では、希土類−鉄系磁石薄片として、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ化学量論組成に近い合金組成を有するＮｄ１２Ｆｅ７７Ｃｏ５Ｂ６（atomic％）溶湯合金を急冷凝固した粒子径１５０μｍ以下（乾式篩法（ＪＩＳ  Ｚ  ８８１５）による測定）の磁石薄片を使用した。
上記希土類−鉄系磁石薄片と、前述の如く製造した熱硬化性樹脂組成物とを、無溶剤下で、表面温度を１００℃に設定した８インチ・ミキシングロールを用いて溶融混練し、溶融混練物とした。ここで不飽和ポリエステル樹脂の割合が、前記溶融混練物において３．５ｗｔ％となるように、磁石薄片と熱硬化性樹脂組成物とを配合した。
【００３９】
続いて、前記溶融混練物を、表面温度８０℃の等速ロールミルを用いて厚さ１ｍｍ以下
とし、ヘンシェルミキサーで粗粉砕した。その後電動石臼による解砕と篩により粒子径５３〜５００μｍに分級し、希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドとした。
【００４０】
〔比較例１〕
上記化学式１に示す親水性シリカ粉末に代えて、下記化学式２に示す疎水性シリカ粉末［製品名：ＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ９７２、日本アエロジル（株）製、平均粒子径１６ｎｍ、ＣＡＳ登録番号：６８６１１−４４−９］を用いた以外は、実施例１と同様の手順にて、希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドを製造した。
【化２】
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【００４１】
〔比較例２〕
上記化学式１に示す親水性シリカ粉末に代えて、下記化学式３に示す疎水性シリカ粉末［製品名：ＡＥＲＯＳＩＬ  ＲＹ２００、日本アエロジル（株）製、平均粒子径１２ｎｍ、ＣＡＳ登録番号：６７７６２−９０−７］とした以外は、実施例１と同様の手順にて、希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドを製造した。
【化３】
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【００４２】
〔参考例〕
なお比較の基準とするため、熱硬化性樹脂組成物として親水性シリカ粉末又は疎水性シリカ粉末を無添加とした組成物を用い、上述の手順にて希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドを製造した。
【００４３】
［圧縮成形体の作成］
実施例１、比較例１及び比較例２、参考例で製造した各希土類−鉄系磁石用コンパウンド０．９２ｇを、外径φ８ｍｍ、内径φ５．５ｍｍの環状の金型へ充填し、温度２５℃、成形圧力８８２ＭＰａで長さ６．０ｍｍに圧縮成形し、実施例１、比較例１及び比較例２、参考例の圧縮成形体を得た。
【００４４】
［希土類−鉄系ボンド磁石の作成（熱硬化）］
得られた前記圧縮成形体を金型から取出し、２００℃雰囲気で１５分間加熱することで熱硬化性樹脂組成物を硬化させ、希土類−鉄系ボンド磁石を得た。
【００４５】
＜圧環強度の測定＞
実施例１、比較例１及び比較例２、参考例の希土類−鉄系ボンド磁石用コンパウンドを用いて作成した圧縮成形体並びに該圧縮成形体を熱硬化させて得た希土類−鉄系ボンド磁石のそれぞれについて、焼結軸受−圧環強さ試験方法（ＪＩＳ  Ｚ  ２５０７）に準じて
圧環強度を測定した。
親水性シリカ粉末又は疎水性シリカ粉末の添加量に対する圧縮成形体の圧環強度の測定結果を図１に示す。また、親水性シリカ粉末又は疎水性シリカ粉末の添加量に対する希土類−鉄系ボンド磁石の圧環強度の測定結果を図２に示す。
【００４６】
図１に示すように、実施例１の圧縮成形体は、親水性シリカ粉末を添加することにより、シリカ粉末未添加（０ｗｔ％）の圧縮成形体に比べて圧環強度が高くなった。また、親水性シリカ粉末添加量が０．４ｗｔ％を超えると、圧環強度は飽和状態となった。
比較例１の圧縮成形体では、上記化学式２で表される疎水性シリカ粉末の添加により、シリカ粉末未添加（０ｗｔ％）の圧縮成形体に比べて圧環強度が高くなり、該疎水性シリカ粉末の添加量が０．４ｗｔ％を超えると、圧環強度は飽和状態となった。
一方、比較例２の圧縮成形体では、上記化学式３で表される疎水性シリカ粉末の添加量が０．４ｗｔ％程度であればシリカ粉末未添加（０ｗｔ％）の圧縮成形体と比べて圧環強度は高くなったが、該疎水性シリカ粉末の添加量が０．２ｗｔ％および０．６ｗｔ％の圧縮成形体ではシリカ粉末未添加の場合と比べ圧環強度が低下する結果となった。
【００４７】
図２に示すように、圧縮成形体の熱硬化後の希土類−鉄系ボンド磁石において、親水性シリカ粉末を添加した実施例１では、親水性シリカ粉末添加量が０．４ｗｔ％までは、シリカ粉末未添加と同等の圧環強度を得た。但し、親水性シリカ粉末添加量が０．４ｗｔ％を超えると希土類−鉄系ボンド磁石の圧環強度は低下し始め、親水性シリカ粉末添加量が０．６ｗｔ％の希土類−鉄系ボンド磁石では、シリカ粉末未添加の希土類−鉄系ボンド磁石に対して、圧環強度が１２．６ＭＰａ低い（−１４．５％）結果となった。
また比較例１の希土類−鉄系ボンド磁石において、上記化学式２で表される疎水性シリカ粉末の添加量が０．２ｗｔ％までは、シリカ粉末未添加と同等の圧環強度を得た。但し、該疎水性シリカ粉末の添加量が０．２ｗｔ％を超えると希土類−鉄系ボンド磁石の圧環強度は急激に低下し、該疎水性シリカ粉末の添加量が０．４ｗｔ％の希土類−鉄系ボンド磁石では、シリカ粉末未添加の希土類−鉄系ボンド磁石に対して、圧環強度が１５．５ＭＰａ低い（−１７．８％）結果となった。
さらに、比較例２の希土類−鉄系ボンド磁石において、上記化学式３で表される疎水性シリカ粉末の添加量が０．２ｗｔ％までは、シリカ粉末未添加と同等の圧環強度を得た。しかし、疎水性シリカ粉末の添加量が０．２ｗｔ％を超えると、希土類−鉄系ボンド磁石の圧環強度は大きく低下し、疎水性シリカ粉末添加量が０．４ｗｔ％の希土類−鉄系ボンド磁石では、シリカ粉末未添加の希土類−鉄系ボンド磁石に対して、圧環強度が２１．３ＭＰａ低い（−２４．４％）結果となった。
【００４８】
以上の通り、本発明の希土類−鉄系ボンド磁石を構成する磁石材料の一成分として親水性シリカ粉末を採用することにより、ボンド磁石を硬化する前の形態である圧縮成形体の圧環強度を高めることが可能となり、ひいては薄肉で高い寸法精度を実現できる希土類−鉄系ボンド磁石を提供することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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