JPH0618133B2 - 樹脂結合型永久磁石 - Google Patents
樹脂結合型永久磁石Info
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- JPH0618133B2 JPH0618133B2 JP58145321A JP14532183A JPH0618133B2 JP H0618133 B2 JPH0618133 B2 JP H0618133B2 JP 58145321 A JP58145321 A JP 58145321A JP 14532183 A JP14532183 A JP 14532183A JP H0618133 B2 JPH0618133 B2 JP H0618133B2
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、硬化剤にイミダゾールおよびその誘導体を用
いたエポキシ樹脂と、希土類磁石粉末からなる混合物
を、磁場中でプレス成形することによって得られる樹脂
結合型永久磁石に関するものである。
いたエポキシ樹脂と、希土類磁石粉末からなる混合物
を、磁場中でプレス成形することによって得られる樹脂
結合型永久磁石に関するものである。
樹脂結合型永久磁石は、焼結磁石にくらべて 成形品の寸法精度が良い。
欠け・割れの発生が少ない。
複雑形状が可能 などの利点があり、現在注目されている。しかし樹脂結
合型磁石の場合、含んでいる樹脂の割合だけ焼結磁石に
比べて性能が下がり、また配向性も低下するので一般に
焼結型磁石の1/2〜1/3程度の性能しか示さない。そのた
め性能を向上させるにはできるだけ樹脂の量を少なくす
る必要がある。また樹脂の量は少なくてしかも、(1)強
い接着力を有す、(2)耐熱性が良い、(3)耐薬品性があ
る、等の条件を満たす必要が永久磁石に使用される樹脂
にはある。永久磁石に使用されている樹脂には、熱硬化
性、熱可塑性、そしてゴム系などがあるが、熱可塑性樹
脂やゴム系の場合樹脂の充填量が多くなるため大巾な性
能低下を生じ、永久磁石として価値の乏しいものになっ
てしまう。残った熱硬化性樹脂の中でも前述の条件を満
たすものは、エポキシ樹脂に限られると言える。
合型磁石の場合、含んでいる樹脂の割合だけ焼結磁石に
比べて性能が下がり、また配向性も低下するので一般に
焼結型磁石の1/2〜1/3程度の性能しか示さない。そのた
め性能を向上させるにはできるだけ樹脂の量を少なくす
る必要がある。また樹脂の量は少なくてしかも、(1)強
い接着力を有す、(2)耐熱性が良い、(3)耐薬品性があ
る、等の条件を満たす必要が永久磁石に使用される樹脂
にはある。永久磁石に使用されている樹脂には、熱硬化
性、熱可塑性、そしてゴム系などがあるが、熱可塑性樹
脂やゴム系の場合樹脂の充填量が多くなるため大巾な性
能低下を生じ、永久磁石として価値の乏しいものになっ
てしまう。残った熱硬化性樹脂の中でも前述の条件を満
たすものは、エポキシ樹脂に限られると言える。
エポキシ樹脂は主に二液（主剤と硬化剤）からなり、加
熱すると硬化剤が主剤中に含まれるエポキシ基と反応を
起こし重合が行われ、その結果強固な硬化物が得られ
る。この硬化剤には色々な種類があるが、最も多く使わ
れている硬化剤は脂肪族アミン系硬化剤であり、強い接
着力および良好な機械的特性がその特徴である。このた
め従来より永久磁石に使用されてきたエポキシ樹脂の硬
化剤もこの脂肪族アミン系であった。しかし、脂肪族ア
ミン硬化エポキシ樹脂は、耐熱性に問題があり、永久磁
石に使用した時その永久磁石の限界使用温度は１００℃
にすぎなかった。また耐溶剤性にも問題があり、このた
め高い信頼性が要求される用途には樹脂結合型磁石が使
用されることはなかった。さらに脂肪族アミンは毒性が
強いため使用に際して十分な注意を必要としたり、可使
時間が短いため一度に多くの混合物を作って置くことが
出来ない等の欠点を持っている。
熱すると硬化剤が主剤中に含まれるエポキシ基と反応を
起こし重合が行われ、その結果強固な硬化物が得られ
る。この硬化剤には色々な種類があるが、最も多く使わ
れている硬化剤は脂肪族アミン系硬化剤であり、強い接
着力および良好な機械的特性がその特徴である。このた
め従来より永久磁石に使用されてきたエポキシ樹脂の硬
化剤もこの脂肪族アミン系であった。しかし、脂肪族ア
ミン硬化エポキシ樹脂は、耐熱性に問題があり、永久磁
石に使用した時その永久磁石の限界使用温度は１００℃
にすぎなかった。また耐溶剤性にも問題があり、このた
め高い信頼性が要求される用途には樹脂結合型磁石が使
用されることはなかった。さらに脂肪族アミンは毒性が
強いため使用に際して十分な注意を必要としたり、可使
時間が短いため一度に多くの混合物を作って置くことが
出来ない等の欠点を持っている。
本発明はこの様な欠点を解消するために、エポキシ樹脂
の硬化剤にイミダゾールおよびその誘導体を使用するも
のである。
の硬化剤にイミダゾールおよびその誘導体を使用するも
のである。
本発明において使用するイミダゾールおよびその誘導体
の構造式を次に示す。
の構造式を次に示す。
（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ４及びＲ５は、水素原子、ハロ
ゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基
又は分子中の水素原子の少なくとも１つ以上がシアノ基
あるいはヒドロキシル基で置換されたアルキル基、シク
ロアルキル基若しくはアリール基のうちいずれかの基を
表わす。） イミダゾール系硬化剤によるエポキシ樹脂の硬化は低温
で反応が遅く、高温で激しく反応する。このためエポキ
シ樹脂の可使時間が長くなり、磁石粉末とエポキシ樹脂
の混練物を大量に製造・保存することが可能になる。可
使時間とは、磁石粉末と樹脂を混練した場合に、樹脂が
硬化せずに混練時の状態がそのまま保存されている時間
を言う。結合剤として用いられる樹脂は、エポキシ樹脂
等の熱硬化性樹脂であるため、硬化剤を混合すると室温
においても、硬化が促進される。一度硬化してしまうと
配向磁場を印加しても、ほとんど配向されない。
ゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基
又は分子中の水素原子の少なくとも１つ以上がシアノ基
あるいはヒドロキシル基で置換されたアルキル基、シク
ロアルキル基若しくはアリール基のうちいずれかの基を
表わす。） イミダゾール系硬化剤によるエポキシ樹脂の硬化は低温
で反応が遅く、高温で激しく反応する。このためエポキ
シ樹脂の可使時間が長くなり、磁石粉末とエポキシ樹脂
の混練物を大量に製造・保存することが可能になる。可
使時間とは、磁石粉末と樹脂を混練した場合に、樹脂が
硬化せずに混練時の状態がそのまま保存されている時間
を言う。結合剤として用いられる樹脂は、エポキシ樹脂
等の熱硬化性樹脂であるため、硬化剤を混合すると室温
においても、硬化が促進される。一度硬化してしまうと
配向磁場を印加しても、ほとんど配向されない。
また、混練後、工程の都合上長時間放置しなければなら
ない場合が生じるため、可使時間を長くする必要があ
る。またイミダゾール硬化エポキシ樹脂は一般に良好な
耐熱性および耐薬品性を有することが知られており、こ
れが樹脂結合型磁石の耐熱性および耐薬品性の向上に大
きく寄与している。イミダゾールは脂肪族アミンに比べ
て揮発性が低くまた毒性も低いため作業時の安全性は高
くなった。
ない場合が生じるため、可使時間を長くする必要があ
る。またイミダゾール硬化エポキシ樹脂は一般に良好な
耐熱性および耐薬品性を有することが知られており、こ
れが樹脂結合型磁石の耐熱性および耐薬品性の向上に大
きく寄与している。イミダゾールは脂肪族アミンに比べ
て揮発性が低くまた毒性も低いため作業時の安全性は高
くなった。
この様に硬化剤にイミダゾールを使ったエポキシ樹脂
は、樹脂結合型磁石に最も適しており、従来からの弱点
であった磁石の温度特性、信頼性を改善し、また低コス
ト化にとっても大きな役割を果している。使用する希土
類磁石粉末にはR2TM17系（ＲはＹを含むランタン系金属
元素Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇ
ｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕの１種
または２種以上の組合せ、ＴＭは遷移金属を表わす。）
粉末を用いる。このR2TM17系粉末は、SmCo5磁石粉末や
アルニコ及びフェライト磁石粉末に比べて非常に高い磁
気性能を有するため、樹脂結合型磁石に使用しても高性
能を保持しうることができる。エポキシ樹脂の添加量
は、磁石粉末に対し１〜６wt％が適当であり、これより
多いと密度の低下およびプレス成形時の樹脂の浸みだし
等の問題が生じてくる。
は、樹脂結合型磁石に最も適しており、従来からの弱点
であった磁石の温度特性、信頼性を改善し、また低コス
ト化にとっても大きな役割を果している。使用する希土
類磁石粉末にはR2TM17系（ＲはＹを含むランタン系金属
元素Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇ
ｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕの１種
または２種以上の組合せ、ＴＭは遷移金属を表わす。）
粉末を用いる。このR2TM17系粉末は、SmCo5磁石粉末や
アルニコ及びフェライト磁石粉末に比べて非常に高い磁
気性能を有するため、樹脂結合型磁石に使用しても高性
能を保持しうることができる。エポキシ樹脂の添加量
は、磁石粉末に対し１〜６wt％が適当であり、これより
多いと密度の低下およびプレス成形時の樹脂の浸みだし
等の問題が生じてくる。
以上の通り、本発明における永久磁石およびその製造方
法は、イミダゾールを硬化剤としたエポキシ樹脂と希土
類磁石粉末からなる混合物をプレス成形して造るため、
耐熱性や耐薬品性の優れた永久磁石が安価で造れるので
ある。
法は、イミダゾールを硬化剤としたエポキシ樹脂と希土
類磁石粉末からなる混合物をプレス成形して造るため、
耐熱性や耐薬品性の優れた永久磁石が安価で造れるので
ある。
つぎに、実施例を用いて本発明の詳細に説明する。
＜実施例１＞ Ｓｍ（Cobal Cu0.07Fe0.3Zr0.016）７．８の組成の合金
を高周波溶解炉で溶解しインゴットをつくる。このイン
ゴットに溶体化処理そして時効処理などの熱処理を行な
う。その後このインゴットをジェットミルで２〜８０μ
ｍ程度まで粉砕する。得られた粉末にエポキシ樹脂を混
合し、この混合物を型の中に装入して、電磁石と油圧プ
レスを用いて、印加磁場１６（ＫＧ）をかけながら、３
ton／cm2加圧し、脱磁後、型内から試料を抜き出す。こ
の磁石成型体は、その後恒温槽中で加熱硬化される。
を高周波溶解炉で溶解しインゴットをつくる。このイン
ゴットに溶体化処理そして時効処理などの熱処理を行な
う。その後このインゴットをジェットミルで２〜８０μ
ｍ程度まで粉砕する。得られた粉末にエポキシ樹脂を混
合し、この混合物を型の中に装入して、電磁石と油圧プ
レスを用いて、印加磁場１６（ＫＧ）をかけながら、３
ton／cm2加圧し、脱磁後、型内から試料を抜き出す。こ
の磁石成型体は、その後恒温槽中で加熱硬化される。
使用されるエポキシ樹脂は、主剤に対し、硬化剤をイミ
ダゾール類の場合２〜５重量部、脂肪族アミン類の場合
１０〜２０重量部加えてよく撹拌して、均一になったら
磁石粉末に対し２重量％を添加する。
ダゾール類の場合２〜５重量部、脂肪族アミン類の場合
１０〜２０重量部加えてよく撹拌して、均一になったら
磁石粉末に対し２重量％を添加する。
イミダゾール系硬化剤１−シアノエチル−２−エチル−
４−メチルイミダゾールを用いた樹脂結合型磁石（試料
−１）と、脂肪族アミン系硬化剤を使用した磁石（試料
２，３）の耐熱性と耐薬品性を比較した。第１表は耐熱
性を表わし、第２表は耐薬品を表している。
４−メチルイミダゾールを用いた樹脂結合型磁石（試料
−１）と、脂肪族アミン系硬化剤を使用した磁石（試料
２，３）の耐熱性と耐薬品性を比較した。第１表は耐熱
性を表わし、第２表は耐薬品を表している。
磁石を着磁後加熱すると減磁が生じる。減磁の中には、
(1)可逆減磁と(2)不可逆減磁があり、樹脂結合型磁石の
不可逆減磁は焼結磁石にくらべて相当大きな値を持つ。
第１表は、硬化剤を変えた樹脂結合型磁石を着磁し、そ
の後恒温槽中に1000時間放置した時の不可逆減磁率を表
したものである。
(1)可逆減磁と(2)不可逆減磁があり、樹脂結合型磁石の
不可逆減磁は焼結磁石にくらべて相当大きな値を持つ。
第１表は、硬化剤を変えた樹脂結合型磁石を着磁し、そ
の後恒温槽中に1000時間放置した時の不可逆減磁率を表
したものである。
第１表より、脂肪族アミン系硬化剤を使用した試料２と
試料３にくらべてイミダゾールを使用した試料１は不可
逆減磁率が大幅に低下していることが判る。不可逆減磁
の原因となる樹脂の熱劣化や樹脂と磁石粉末間の接着力
の低下などがイミダゾールによって改善されたためであ
ると言える。
試料３にくらべてイミダゾールを使用した試料１は不可
逆減磁率が大幅に低下していることが判る。不可逆減磁
の原因となる樹脂の熱劣化や樹脂と磁石粉末間の接着力
の低下などがイミダゾールによって改善されたためであ
ると言える。
第１表と同じ硬化剤を使用した試料について耐薬品性を
調べた結果を第２表に示す。
調べた結果を第２表に示す。
第２表よりイミダゾール硬化エポキシ樹脂を使用した場
合、耐溶剤性が著しく改善されているのが判る。この実
施例から判るように、イミダゾールを使用すれば樹脂結
合型磁石の信頼性が大きく改善されることは確実であ
る。耐熱性の実験は次の要領で行った。つまりφ１０×
７mmの円柱形状をした、異方性方向が７mm長軸方向にあ
る試料をパルス法で着磁し、第１図に示された測定装置
中のプラスチックでできた測定台(3)にセットする。次
に(4)の円筒の先端につけられたコイル(2)を上へ引き上
げることによって得られた信号を(5)のデジタル磁束計
で読む。(1)の試料は１２０℃および１５０℃の恒温槽
中に１０００時間放置する。耐薬品性実験は次の要領で
行った。５×５×５mmの立方体の試料を作り各薬品に室
温中で１２０時間放置する。その後試料を取り出し試料
の表面を乾いたガーゼでふき、直ちにその重量を計り重
量変化率を調べる。
合、耐溶剤性が著しく改善されているのが判る。この実
施例から判るように、イミダゾールを使用すれば樹脂結
合型磁石の信頼性が大きく改善されることは確実であ
る。耐熱性の実験は次の要領で行った。つまりφ１０×
７mmの円柱形状をした、異方性方向が７mm長軸方向にあ
る試料をパルス法で着磁し、第１図に示された測定装置
中のプラスチックでできた測定台(3)にセットする。次
に(4)の円筒の先端につけられたコイル(2)を上へ引き上
げることによって得られた信号を(5)のデジタル磁束計
で読む。(1)の試料は１２０℃および１５０℃の恒温槽
中に１０００時間放置する。耐薬品性実験は次の要領で
行った。５×５×５mmの立方体の試料を作り各薬品に室
温中で１２０時間放置する。その後試料を取り出し試料
の表面を乾いたガーゼでふき、直ちにその重量を計り重
量変化率を調べる。
＜実施例２＞ イミダゾールを使用した試料と脂肪族アミンを使用した
試料について、その混練物の可使時間を調べた。実験は
各硬化剤を含んだエポキシ樹脂と磁石粉末を混練し、こ
の混練物を室温中で放置後成形し磁気性能の劣化を見
る。第２図よりイミダゾール系硬化剤（１−シアノエチ
ル−２−エチル−４−メチルイミダゾール）を使用した
場合と脂肪族炭化水素系硬化剤（ジエチルアミノプロピ
ルアミン）を使用した場合を比較するとイミダゾール系
の可使時間の長いことがはっきりと判る。可使時間が長
いと混練物を１度に大量に生産し保存することができる
ため、コストの低減化が可能となる。またイミダゾール
は輝発性が低く皮フに対する刺激毒性が低いことからも
大量に取扱うことが可能と言える。
試料について、その混練物の可使時間を調べた。実験は
各硬化剤を含んだエポキシ樹脂と磁石粉末を混練し、こ
の混練物を室温中で放置後成形し磁気性能の劣化を見
る。第２図よりイミダゾール系硬化剤（１−シアノエチ
ル−２−エチル−４−メチルイミダゾール）を使用した
場合と脂肪族炭化水素系硬化剤（ジエチルアミノプロピ
ルアミン）を使用した場合を比較するとイミダゾール系
の可使時間の長いことがはっきりと判る。可使時間が長
いと混練物を１度に大量に生産し保存することができる
ため、コストの低減化が可能となる。またイミダゾール
は輝発性が低く皮フに対する刺激毒性が低いことからも
大量に取扱うことが可能と言える。
以上のように本発明磁石は、従来の樹脂結合型永久磁石
にくらべて耐熱性，耐薬品性などの信頼性が格段にすぐ
れておりまた低コスト化も可能なことから今後産業用モ
ーターなどの新しい分野への応用も考えられ、本発明の
持つ工業的意義は大きいと言える。
にくらべて耐熱性，耐薬品性などの信頼性が格段にすぐ
れておりまた低コスト化も可能なことから今後産業用モ
ーターなどの新しい分野への応用も考えられ、本発明の
持つ工業的意義は大きいと言える。
第１図は本発明で用いた熱減磁試験における磁束検出装
置を示した図。 (1)……磁石 (2)……コイル (3)……測定用ケース(A) (4)……測定用ケース(B) (5)……デジタル磁束計 第２図は混練物の可使時間を表したグラフである。（−
○−）イミダゾール硬化剤使用、（…●…）脂肪族アミ
ン硬化剤使用を表わす。縦軸は残留磁束密度Ｂｒ、横軸
は混練後経過日数を表わし、０日は混練当日を示す。
置を示した図。 (1)……磁石 (2)……コイル (3)……測定用ケース(A) (4)……測定用ケース(B) (5)……デジタル磁束計 第２図は混練物の可使時間を表したグラフである。（−
○−）イミダゾール硬化剤使用、（…●…）脂肪族アミ
ン硬化剤使用を表わす。縦軸は残留磁束密度Ｂｒ、横軸
は混練後経過日数を表わし、０日は混練当日を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−120400（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−125497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−57425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−23711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−24504（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−17880（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】硬化剤として一般式 （式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ４及びＲ５は水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又
は分子中の水素原子の少なくとも１つ以上がシアノ基あ
るいはヒドロキシル基で置換されたアルキル基、シクロ
アルキル基若しくはアリール基のうちいずれかの基を表
わす。）で表されるイミダゾール又はその誘導体、１〜
６重量％のエポキシ樹脂及び希土類磁石粉末とからなる
混合物を加圧成形することを特徴とする樹脂結合型永久
磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145321A JPH0618133B2 (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 樹脂結合型永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145321A JPH0618133B2 (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 樹脂結合型永久磁石 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5157329A Division JPH0793207B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 樹脂結合型永久磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037106A JPS6037106A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0618133B2 true JPH0618133B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=15382452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145321A Expired - Lifetime JPH0618133B2 (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 樹脂結合型永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618133B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0793207B2 (ja) * | 1993-06-28 | 1995-10-09 | セイコーエプソン株式会社 | 樹脂結合型永久磁石 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4829400U (ja) * | 1971-07-31 | 1973-04-11 | ||
| JPS5651481A (en) * | 1979-10-05 | 1981-05-09 | Sagami Chem Res Center | 6-cyano-2-oxo-3-methyl-2,3-dihydropurine |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP58145321A patent/JPH0618133B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6037106A (ja) | 1985-02-26 |
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