JPH0793207B2 - 樹脂結合型永久磁石 - Google Patents
樹脂結合型永久磁石Info
- Publication number
- JPH0793207B2 JPH0793207B2 JP5157329A JP15732993A JPH0793207B2 JP H0793207 B2 JPH0793207 B2 JP H0793207B2 JP 5157329 A JP5157329 A JP 5157329A JP 15732993 A JP15732993 A JP 15732993A JP H0793207 B2 JPH0793207 B2 JP H0793207B2
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- JP
- Japan
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- resin
- curing agent
- magnet
- imidazole
- epoxy resin
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- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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。
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。
【０００２】
【従来の技術】樹脂結合型永久磁石は、焼結磁石にくら
べて （１）成形品の寸法精度が良い。 （２）欠け・割れの発生が少ない。 （３）複雑形状が可能。
べて （１）成形品の寸法精度が良い。 （２）欠け・割れの発生が少ない。 （３）複雑形状が可能。
【０００３】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
れない。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。
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
れない。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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】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
くの混合物をつくって置くことが出来ない等の欠点を持
っている。
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
くの混合物をつくって置くことが出来ない等の欠点を持
っている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】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。
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。
【０００６】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。
びその誘導体の構造式を次に示す。
【０００７】
【化１】
【０００８】（式中のＲ１，Ｒ２，および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、そして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、シクロアルキル基およびアニール基を表わ
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
シ樹脂の混合物を大量に製造・保存することが可能にな
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。
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、そして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、シクロアルキル基およびアニール基を表わ
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
シ樹脂の混合物を大量に製造・保存することが可能にな
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。
【０００９】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たしている。
使用する希土類磁石粉末にはＲ ２ ＴＭ １７ 系（ＲはＹを
含むランタン系金属元素Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐ
ｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
ｍ，Ｙｂ，Ｌｕの一種または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Ｒ ２ ＴＭ １７
系粉末は、ＳｍＣｏ ５ 磁石粉末やアルニコ及びフエライ
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。
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たしている。
使用する希土類磁石粉末にはＲ ２ ＴＭ １７ 系（ＲはＹを
含むランタン系金属元素Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐ
ｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
ｍ，Ｙｂ，Ｌｕの一種または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Ｒ ２ ＴＭ １７
系粉末は、ＳｍＣｏ ５ 磁石粉末やアルニコ及びフエライ
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。
【００１０】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。
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。
【００１１】
【実施例】つぎに、実施例を用いて本発明を詳細に説明
する。
する。
【００１２】（実施例１） Ｓｍ（Ｃｏ ｂａｌ Ｃｕ ０．０７ Ｆｅ ０．３ Ｚｒ
０．０１６ ） 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う。その後にこのインゴ
ットをジェットミルで２〜８０μｍ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
の中に挿入して、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、３ｔｏｎ／ｃｍ ２ 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。
０．０１６ ） 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う。その後にこのインゴ
ットをジェットミルで２〜８０μｍ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
の中に挿入して、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、３ｔｏｎ／ｃｍ ２ 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。
【００１３】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。
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。
【００１４】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
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。表
１は耐熱性を表わし、表２は耐薬品性を表わしている。
２−エチル−４−メチルイミダゾールを用いた樹脂結合
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。表
１は耐熱性を表わし、表２は耐薬品性を表わしている。
【００１５】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。表１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わしたものである。
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。表１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わしたものである。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１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。
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。
【００１８】表１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表２に示す。
耐薬品性を調べた結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】表２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。耐熱性実験は次の要領で行った。つまりφ
１０×７ｍｍ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、図１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。
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。耐熱性実験は次の要領で行った。つまりφ
１０×７ｍｍ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、図１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。
【００２１】（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。図２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
揮発性が低く皮膚に対する刺激毒性が低いことからも大
量に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。図２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
揮発性が低く皮膚に対する刺激毒性が低いことからも大
量に扱うことが可能と言える。
【００２２】
【発明の効果】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。
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。
【図１】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。
置を示した図。
【図２】混練物の可使時間を表わしたグラフ。（−○
−）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、０日は混練当日を示す。
−）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、０日は混練当日を示す。
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
Claims (1)
- 【請求項１】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、プレス成形して得られることを特徴とする樹脂結合
型永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5157329A JPH0793207B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 樹脂結合型永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5157329A JPH0793207B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 樹脂結合型永久磁石 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145321A Division JPH0618133B2 (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 樹脂結合型永久磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215935A JPH06215935A (ja) | 1994-08-05 |
| JPH0793207B2 true JPH0793207B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=15647321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5157329A Expired - Lifetime JPH0793207B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 樹脂結合型永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793207B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5623711A (en) * | 1979-08-02 | 1981-03-06 | Seiko Epson Corp | Production of intermetallic compound magnet |
| JPS6046523B2 (ja) * | 1980-07-21 | 1985-10-16 | サンリツ工業株式会社 | プラスチック磁石の製造方法 |
| JPS58122705A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-21 | Toshiba Chem Corp | 成形用磁性複合材料 |
| JPS6011578B2 (ja) * | 1982-02-22 | 1985-03-27 | 株式会社阪村機械製作所 | ホ−マ−における連続圧造転造方法及び装置 |
| JPH0618133B2 (ja) * | 1983-08-09 | 1994-03-09 | セイコーエプソン株式会社 | 樹脂結合型永久磁石 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP5157329A patent/JPH0793207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06215935A (ja) | 1994-08-05 |
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