JP2022146468A - 造粒粉末、及びボンド磁石の製造方法 - Google Patents
造粒粉末、及びボンド磁石の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022146468A JP2022146468A JP2021047445A JP2021047445A JP2022146468A JP 2022146468 A JP2022146468 A JP 2022146468A JP 2021047445 A JP2021047445 A JP 2021047445A JP 2021047445 A JP2021047445 A JP 2021047445A JP 2022146468 A JP2022146468 A JP 2022146468A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- powder
- granulated powder
- resin composition
- granulated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 253
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims abstract description 121
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 89
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 47
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 62
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 62
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 40
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 36
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 25
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 11
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 8
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 54
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 22
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 16
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- -1 polycyclic aromatic ring-modified phenol Chemical class 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 8
- FVCSARBUZVPSQF-UHFFFAOYSA-N 5-(2,4-dioxooxolan-3-yl)-7-methyl-3a,4,5,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C(C(OC2=O)=O)C2C(C)=CC1C1C(=O)COC1=O FVCSARBUZVPSQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 6
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N n-(3-trimethoxysilylpropyl)aniline Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC1=CC=CC=C1 KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 4
- KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 1-naphthol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=CC2=C1 KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BGDOLELXXPTPFX-UHFFFAOYSA-N 3,4-dihydro-2h-1,2-benzoxazine Chemical group C1=CC=C2ONCCC2=C1 BGDOLELXXPTPFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 3
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004780 naphthols Chemical class 0.000 description 3
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JWAZRIHNYRIHIV-UHFFFAOYSA-N 2-naphthol Chemical compound C1=CC=CC2=CC(O)=CC=C21 JWAZRIHNYRIHIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 2
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- KPLQYGBQNPPQGA-UHFFFAOYSA-N cobalt samarium Chemical compound [Co].[Sm] KPLQYGBQNPPQGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- VWBWQOUWDOULQN-UHFFFAOYSA-N nmp n-methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O.CN1CCCC1=O VWBWQOUWDOULQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N o-cresol Chemical compound CC1=CC=CC=C1O QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 2
- 229960001755 resorcinol Drugs 0.000 description 2
- SMQUZDBALVYZAC-UHFFFAOYSA-N salicylaldehyde Chemical compound OC1=CC=CC=C1C=O SMQUZDBALVYZAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 1
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MEVBAGCIOOTPLF-UHFFFAOYSA-N 2-[[5-(oxiran-2-ylmethoxy)naphthalen-2-yl]oxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(C=C1C=CC=2)=CC=C1C=2OCC1CO1 MEVBAGCIOOTPLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 2-aminophenol Chemical compound NC1=CC=CC=C1O CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVYYOKWPCQYKEY-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Co] Chemical compound [Fe].[Co] QVYYOKWPCQYKEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRQMIVBGRIUJHV-UHFFFAOYSA-N [N].[Fe].[Sm] Chemical compound [N].[Fe].[Sm] PRQMIVBGRIUJHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004844 aliphatic epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- LLEMOWNGBBNAJR-UHFFFAOYSA-N biphenyl-2-ol Chemical compound OC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 LLEMOWNGBBNAJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N butyric aldehyde Natural products CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- RGBIPJJZHWFFGE-UHFFFAOYSA-N cyclohexa-2,5-diene-1,4-dione;triphenylphosphane Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RGBIPJJZHWFFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000005007 epoxy-phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N n'-[3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCNCCN MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- NXPPAOGUKPJVDI-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-diol Chemical compound C1=CC=CC2=C(O)C(O)=CC=C21 NXPPAOGUKPJVDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N para-ethylbenzaldehyde Natural products CCC1=CC=C(C=O)C=C1 QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 125000000467 secondary amino group Chemical group [H]N([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 125000002256 xylenyl group Chemical class C1(C(C=CC=C1)C)(C)* 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
【課題】流動性に優れた造粒粉末の提供。【解決手段】造粒粉末10は、磁石粉末と樹脂組成物6とを含み、造粒粉末10を構成する一つの造粒粒子2が、磁石粉末を構成する複数の磁石粒子4と樹脂組成物6とを含み、樹脂組成物6が、熱硬化性樹脂を含み、造粒粉末10の示差走査熱量曲線が、100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有する。【選択図】図1
Description
本発明の一側面は、造粒粉末、及びボンド磁石の製造方法に関する。
ボンド磁石は、ボンド磁石用コンパウンドを高圧で所定の形状に成形し、コンパウンド中の樹脂を硬化することによって得られる磁石である。ボンド磁石用コンパウンドは、磁石粉末、熱硬化性樹脂(結着剤)、硬化剤及びカップリング剤などを含む混合物である。コンパウンドの圧縮成形により、ボンド磁石中の磁石粉末の充填率が増加し、ボンド磁石の重要な磁気特性の一つである残留磁束密度(Br)が増加する。コンパウンドは成形され易いため、ボンド磁石の形状及び寸法の自由度は、焼結磁石に比べて高い。つまり、コンパウンドの成形により、薄いリング状のボンド磁石のような多様な形状及び寸法を有するボンド磁石を容易に製造することができる。またボンド磁石は磁石粉末だけではなく結着剤を含むため、焼結磁石に比べて、ボンド磁石の割れ及び欠けは生じ難い。さらに、ボンド磁石用コンパウンドは、他の部材と一体的に成形することができる。また、ボンド磁石内では絶縁性の結着剤が磁性粒子の間に存在するため、ボンド磁石は高い電気抵抗を有することができる。以上の理由により、ボンド磁石の用途は多岐にわたる。例えば、ボンド磁石は、自動車、一般的な家電製品、通信機器、音響機器、医療機器、又は一般産業機器などに利用されている。
ボンド磁石の耐熱性を向上するために、様々な熱硬化性樹脂を用いることが検討されている。例えば、特許文献1は、希土類ボンド磁石の高温での機械的強度を高める樹脂として、エポキシ樹脂及びポリベンゾイミダゾール其々を一定比率で含む結着剤を開示している。また、特許文献2は、希土類ボンド磁石用の結着剤として、ジヒドロベンズオキサジン環を有する化合物、ジヒドロベンズオキサジン環を有する化合物とエポキシ樹脂との混合物、又はジヒドロベンズオキサジン環を有する化合物とフェノール樹脂との混合物を開示している。また、特許文献3は、希土類ボンド磁石用の結着剤として、ポリアミドイミド樹脂を開示している。特許文献4には、樹脂量が低減された原料粉末を高圧力下で成形してもクラックの生じ難い圧粉体を用いることにより、密度の高いボンド磁石を製造することが示されている。下記特許文献5~7は、代表的な希土類磁石としてNd-Fe-B系磁石を開示している。
磁石粉末の粒径の減少に伴い、ボンド磁石の保磁力(Hcj)は増加し易い。また磁石粉末の粒径の減少に伴い、ボンド磁石中の磁石粉末の充填率及びボンド磁石の密度が増加し易い。磁石粉末の充填率及びボンド磁石の密度の増加に伴い、ボンド磁石の残留磁束密度及び機械的強度が増加し易い。しかしながら、磁石粉末の粒径の減少に伴い、磁石粉末は凝集し易く、磁石粉末を含むコンパウンドの流動性は劣化する。コンパウンドの流動性の劣化に因り、ボンド磁石の製造過程におけるコンパウンドのハンドリングが困難になる。例えば、流動性に乏しいコンパウンドは金型の内部へ注入され難いので、流動性に乏しいコンパウンドの圧縮成型工程及びその自動化は容易ではない。また流動性に乏しいコンパウンドの射出成型工程及びその自動化も容易ではない。特に磁石粉末を構成する磁石粒子の形状が球状ではなく歪である場合(つまり、磁石粉末を構成する磁石粒子の形状が不均一である場合)、歪な磁石粒子同士は物理的に干渉し易いので、歪な磁石粒子は略球状の磁石粒子よりも回転し難い。その結果、コンパウンドの流動性が劣化し易く、各磁石粒子の磁化容易軸が磁場に沿って配向し難く、十分な残留磁束密度が得られ難い。また磁場下において磁石粉末を金型で成形する工程において、成形体を構成する磁石粉末と金型の内壁との間の摩擦により、成形体における磁石粉末の配向が乱れ、成形体から製造される異方性磁石の残留磁束密度が低下する。
本発明の一側面の目的は、流動性に優れた造粒粉末、及び当該造粒粉末を用いたボンド磁石の製造方法を提供することである。
本発明の一側面に係る造粒粉末は、磁石粉末と樹脂組成物とを含む造粒粉末(granulated pоwder)であって、造粒粉末を構成する一つの造粒粒子(granular particle)が、磁石粉末を構成する複数の磁石粒子と樹脂組成物とを含み、樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含み、造粒粉末の示差走査熱量(Differential Scanning Calorimetry; DSC)曲線が、100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有する。
磁石粉末が、Sm-Fe-N系磁石を含んでよい。
熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含んでよい。
樹脂組成物の100℃での粘度が、1Pa・秒以上50Pa・秒以下であってよく、100℃で30分間加熱された後の樹脂組成物の50℃での粘度が、Vfと表され、100℃で30分間加熱される前の樹脂組成物の50℃での粘度が、Viと表され、VfがViよりも高くてよく、樹脂組成物が、25℃で固体であってよい。
樹脂組成物が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びエポキシ基と反応する官能基を有する化合物を含んでよい。
エポキシ基と反応する官能基が、アミノ基であってよい。
本発明の一側面に係るボンド磁石の製造方法は、上記の造粒粉末を用いたボンド磁石の製造方法であり、磁場中で造粒粉末から成形体(cоmpact)を形成する工程を備える。
本発明の一側面によれば、流動性に優れた造粒粉末、及び当該造粒粉末を用いた及びボンド磁石の製造方法が提供される。
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態が説明される。図面において、同等の構成要素には同等の符号が付される。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
(造粒粉末、及びボンド磁石の製造方法)
図1及び図2に示されるように、本実施形態に係る造粒粉末10は、複数の磁石粒子4から構成される磁石粉末と、樹脂組成物6とを含む。造粒粉末10は、磁石粉末及び樹脂組成物6のみからなっていてよい。造粒粉末10は複数の造粒粒子2から構成される。つまり、造粒粉末10は複数の造粒粒子2の全体である。造粒粉末10を構成する一つの造粒粒子2は、複数の磁石粒子4と樹脂組成物6とを含む。つまり、一つの造粒粒子2は、複数の磁石粒子4及び樹脂組成物6の集合である。樹脂組成物6は、熱硬化性樹脂を含む。造粒粒子2は、複数の磁石粒子4及び樹脂組成物6のみからなっていてよい。一つの造粒粒子2は、顆粒(granule)又は二次粒子と言い換えられてよい。複数の磁石粒子4が、樹脂組成物6で覆われていてよい。複数の磁石粒子4が樹脂組成物6によって互いに結着されていてよい。一つの造粒粒子2内における各磁石粒子4の位置及び向きは樹脂組成物6によって固定されていてよい。
図1及び図2に示されるように、本実施形態に係る造粒粉末10は、複数の磁石粒子4から構成される磁石粉末と、樹脂組成物6とを含む。造粒粉末10は、磁石粉末及び樹脂組成物6のみからなっていてよい。造粒粉末10は複数の造粒粒子2から構成される。つまり、造粒粉末10は複数の造粒粒子2の全体である。造粒粉末10を構成する一つの造粒粒子2は、複数の磁石粒子4と樹脂組成物6とを含む。つまり、一つの造粒粒子2は、複数の磁石粒子4及び樹脂組成物6の集合である。樹脂組成物6は、熱硬化性樹脂を含む。造粒粒子2は、複数の磁石粒子4及び樹脂組成物6のみからなっていてよい。一つの造粒粒子2は、顆粒(granule)又は二次粒子と言い換えられてよい。複数の磁石粒子4が、樹脂組成物6で覆われていてよい。複数の磁石粒子4が樹脂組成物6によって互いに結着されていてよい。一つの造粒粒子2内における各磁石粒子4の位置及び向きは樹脂組成物6によって固定されていてよい。
造粒粉末10は、原料としてボンド磁石に用いられてよい。造粒粉末10を用いたボンド磁石(異方性磁石)の製造方法は、磁場中で加熱された造粒粉末から成形体を形成する工程(成形工程)を備えてよい。例えば成形工程では、磁場中で加熱された造粒粉末10の圧縮成形又は射出成形により、成形体が形成されてよい。成形工程では、造粒粉末10へ磁場を印加することにより、造粒粉末10を構成する各造粒粒子2が回転して、各造粒粒子2の磁化容易軸が磁場に沿って配向する。磁場は、静磁場、又は減衰する交番磁場であってよい。磁場は、直線的な磁場、又は曲がった磁場であってよい。成形工程における造粒粉末10の温度は、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であってよい。例えば、成形工程における造粒粉末10の温度は、50℃以上150℃以下、80℃以上120℃以下、又は90℃以上110℃以下であってよい。成形工程後、成形体を熱硬化性樹脂の硬化温度で更に加熱することより、成形体中の樹脂組成物6が硬化する。以上の工程を経てボンド磁石が製造される。
磁石粉末を構成する各磁石粒子4は単独で存在せず造粒粒子2に含まれているので、微細な磁石粉末自体の凝集性が抑制される。換言すれば、造粒粉末10の比表面積は磁石粉末の比表面積よりも小さいので、造粒粉末10は磁石粉末よりも凝集し難い。したがって、磁石粉末自体が凝集し易く磁石粉末自体が流動し難い場合であっても、磁石粉末の粒径及び形状に関わらず、磁石粉末を内包する造粒粉末10は優れた流動性を有することができる。つまり、本実施形態によれば、造粒粉末10の優れた流動性を維持しながら、磁石粉末の粒径の低減により、ボンド磁石の保磁力、ボンド磁石中の磁石粉末の充填率、ボンド磁石の密度、及びボンド磁石の残留磁束密度及び機械的強度を増加させることができる。
造粒粉末10は優れた流動性を有するので、ボンド磁石の製造過程における造粒粉末10のハンドリングが容易である。例えば、流動性に優れた造粒粉末10は圧縮成型用の型の内部へ注入され易いので、造粒粉末10の圧縮成型工程及びその自動化が容易である。また流動性に優れた造粒粉末10の射出成型工程及びその自動化も容易である。成形工程に用いる金型の内壁と磁石粒子4との間に樹脂組成物6が介在することにより、金型の内壁と磁石粒子4との間の摩擦が抑制され易い。その結果、成形体における造粒粉末10(又は磁石粉末)の配向の乱れが抑制され、成形体から製造される異方性磁石の残留磁束密度が増加する。
図1に示されるように、各磁石粒子4は略球状であってよい。図2に示されるように、各磁石粒子4は歪であってもよい。つまり、磁石粒子4の形状は不均一であってよい。磁石粒子4の形状が球状ではなく歪である場合であっても、磁石粒子4の間に樹脂組成物6が介在することに因り、歪な磁石粒子4同士の直接的な干渉(物理的干渉)が抑制される。また複数の歪な磁石粒子4から略球状の造粒粒子2を形成することが可能であり、略球状の造粒粒子2は互いに滑り易い。したがって、各磁石粒子4が歪である場合であっても、磁場下での成形工程において、複数の磁石粒子4を内包する各造粒粒子2は容易に回転し、磁場に沿って配向され易い。
図1及び図2に示された各磁石粒子4に重なる磁気ベクトルvは、各磁石粒子4の磁化容易軸の方向を示すベクトルである。磁気ベクトルvの方向は、各磁石粒子4のS極から各磁石粒子4のN極へ向かう方向であってよい。磁気ベクトルvは、各磁石粒子4の磁気双極子モーメントとみなされてもよい。図1及び図2に示されるように、各造粒粒子2に含まれる各磁石粒子4の磁化容易軸の方向は、ランダムであってよい。
図3は、造粒粉末10の示差走査熱量(DSC)曲線の一例を示す。DSC曲線は、造粒粉末10の昇温過程において測定される。DSC曲線の横軸は、造粒粉末10の温度(単位:℃)を示す。DSC曲線の縦軸は、造粒粉末10の単位質量当たりの熱流(単位:mW/mg)を示す。正の熱流は、造粒粉末10の発熱を意味する。負の熱流は、造粒粉末10の吸熱を意味する。
造粒粉末10のDSC曲線は、100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有する。造粒粉末10に含まれる樹脂組成物6自体のDSC曲線が、100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有してよい。100℃以上200℃以下である範囲におけるDSC曲線の発熱ピークは、造粒粉末10の加熱によって起こされる樹脂組成物6(熱硬化性樹脂)の熱硬化反応の反応熱に由来する。発熱ピークの温度は樹脂組成物6(熱硬化性樹脂)の硬化温度に略等しい。換言すれば、DSC曲線の上記発熱ピークを有する造粒粉末10に含まれる樹脂組成物6は、完全には硬化しておらず、半硬化物(Bステージの樹脂)であってよい。造粒粉末10に含まれる樹脂組成物6は完全には硬化していないため、成形工程における造粒粉末10の加熱に伴って樹脂組成物6が軟化する。そして、成形工程における造粒粉末10の加圧に伴って、軟化した余分な樹脂組成物6が隣り合う磁石粒子4の間から容易に除去され、成形体内の空隙は軟化した樹脂組成物6で満たされる。その結果、成形体中の磁石粉末の充填率及びボンド磁石の密度が増加する。また、造粒粉末10に含まれる樹脂組成物6は完全には硬化していないため、造粒粉末10の配向後に行われる成形体中の樹脂組成物6の熱硬化により、造粒粒子2同士(又は磁石粒子4同士)が樹脂組成物6の硬化物によって強固に結着され、造粒粒子2(又は各磁石粒子4)の配向方向が固定される。以上の理由より、造粒粉末10のDSC曲線が100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有する場合、ボンド磁石が高い残留磁束密度と高い機械的強度を有することができる。
樹脂組成物6の半硬化物の一部又は全部は、特定の溶剤に可溶であってよい。つまり、樹脂組成物6が浸漬された特定の溶剤中に溶解した成分として樹脂組成物6の構成成分を検出することにより、樹脂組成物6の半硬化状態を確認することができる。半硬化物は、特定の溶剤に溶解せずに残る成分(固形分残渣)を含んでもよい。樹脂組成物6の半硬化状態を確認するための特定の溶剤は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、トルエン、キシレン、N-メチルピロリジノン(N-メチル-2-ピロリドン)、γ-ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド及びジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも一種の有機溶媒であってよい。
DSC曲線の測定には、示差走査熱量計(Perkin-Elmer社製Pyris1)が用いられてよい。DSC曲線の測定には、密閉型のアルミパンが用いられてよい。DSC曲線は、窒素雰囲気下で測定されてよい。49~51mgの造粒粉末10が、DSC曲線の測定用のサンプルに用いられてよい。DSC曲線の測定における造粒粉末10の昇温速度は、10℃/分であってよい。DSC曲線が測定される温度範囲は、40~250℃であってよい。
樹脂組成物6の100℃での粘度(溶融粘度)は、1Pa・秒以上50Pa・秒以下であってよい。100℃で30分間加熱された後の樹脂組成物6の50℃での粘度(溶融粘度)が、Vfと表され、100℃で30分間加熱される前の樹脂組成物6の50℃での粘度(溶融粘度)が、Viと表され、VfがViよりも高くてよい。樹脂組成物6は、25℃で固体であってよい。樹脂組成物6の100℃での粘度が1Pa・秒以上50Pa・秒以下である場合、100℃近傍の温度範囲(例えば90~110℃)での成形工程において、樹脂組成物6が適度に流動し易い。その結果、造粒粉末10の加圧に伴って余分な樹脂組成物6が隣り合う磁石粒子4の間から容易に除去され、成形体内の空隙が樹脂組成物6で満たされ易く、成形体中の磁石粉末の充填率及びボンド磁石の密度が増加し易い。以上の理由より、樹脂組成物6の100℃での粘度が1Pa・秒以上50Pa・秒以下である場合、ボンド磁石の残留磁束密度及び機械的強度が増加し易い。VfがViよりも高い場合、成形体内における各造粒粒子2(又は各磁石粒子4)の動きが抑制され易く、成形体内における各造粒粒子2(又は各磁石粒子4)の配向方向が維持され易い。またVfがViよりも高い場合、成形体の形状が維持され易く、成形体の変形が抑制される。樹脂組成物6が25℃で固体である場合、常温において造粒粉末10の形状が維持され易く、常温での造粒粉末10の凝集が抑制され易く、常温での造粒粉末10のハンドリングが容易である。
以下に記載の「粘度特性」とは、樹脂組成物6の100℃での粘度が1Pa・秒以上50Pa・秒以下であり、VfがViよりも高く、樹脂組成物6が25℃で固体であることを意味する。
以下に記載の「粘度特性」とは、樹脂組成物6の100℃での粘度が1Pa・秒以上50Pa・秒以下であり、VfがViよりも高く、樹脂組成物6が25℃で固体であることを意味する。
造粒粉末10(各造粒粒子2)の形状は、例えば、略球又は扁平であってよい。造粒粒子2の形状が略球状である場合、隣り合う造粒粒子2は互いに滑り易い。したがって、略球状の造粒粉末10は優れた流動性を有し易い。同様の理由から、磁場下での成形工程において、略球状の造粒粒子2は回転し易く、各造粒粒子2の磁化容易軸が磁場に沿って配向し易い。また略球状の造粒粒子2は成形体内において緻密に充填され易い。これらの理由から、略球状の造粒粉末10から製造されるボンド磁石は、高い残留磁束密度及び高い機械的強度を有し易い。造粒粉末10(造粒粒子2)の粒径は、例えば、10μm以上500μm以下であってよい。造粒粉末10の粒径及び粒度は、レーザー回折式粒度分布測定装置によって測定されてよい。
Sm-Fe-N系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径は、10μm以上200μm以下、好ましくは30μm以上150μm以下、より好ましくは80μm以上120μm以下であってよい。Sm-Fe-N系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径が10μm以上である場合、造粒粉末10が十分な流動性を有し易く、成形工程の自動化が容易である。Sm-Fe-N系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径が200μm以下である場合、造粒粉末10が隙間なく金型へ充填され易く、造粒粉末10の微細な成形が容易である。
Nd-Fe-B系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径は、10μm以上500μm以下、好ましくは10μm以上200μm以下、より好ましくは10μm以上150μm以下であってよい。Nd-Fe-B系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径が10μm以上である場合、造粒粉末10が十分な流動性を有し易く、成形工程の自動化が容易である。Nd-Fe-B系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径が500μm以下である場合、造粒粉末10が隙間なく金型へ充填され易く、造粒粉末10の微細な成形が容易である。
Sm-Fe-N系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径は、10μm以上200μm以下、好ましくは30μm以上150μm以下、より好ましくは80μm以上120μm以下であってよい。Sm-Fe-N系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径が10μm以上である場合、造粒粉末10が十分な流動性を有し易く、成形工程の自動化が容易である。Sm-Fe-N系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径が200μm以下である場合、造粒粉末10が隙間なく金型へ充填され易く、造粒粉末10の微細な成形が容易である。
Nd-Fe-B系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径は、10μm以上500μm以下、好ましくは10μm以上200μm以下、より好ましくは10μm以上150μm以下であってよい。Nd-Fe-B系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径が10μm以上である場合、造粒粉末10が十分な流動性を有し易く、成形工程の自動化が容易である。Nd-Fe-B系磁石からなる磁石粉末を含む造粒粉末10の粒径が500μm以下である場合、造粒粉末10が隙間なく金型へ充填され易く、造粒粉末10の微細な成形が容易である。
造粒粉末10中の磁石粉末の含有量は、例えば、95質量%以上99.5質量%以下、又は96質量%以上99質量%以下であってよい。造粒粉末10中の樹脂組成物6の含有量は、例えば、0.5質量%以上5質量%以下、又は1質量%以上4質量%以下であってよい。
(磁石粉末)
磁石粉末は、例えば、サマリウム-鉄-窒素(Sm-Fe-N)系磁石、ネオジム-鉄-ホウ素(Nd-Fe-B)系磁石、サマリウム-コバルト(Sm-Co)系磁石、鉄-コバルト(Fe-Co)系磁石、アルニコ(Al-Ni-Co)合金系磁石、及びフェライト系磁石からなる群より選ばれる少なくとも一種の磁石(永久磁石)を含んでよい。Sm-Fe-N系磁石は、例えば、主相としてSm2Fe17N3を含む磁石であってよい。Nd-Fe-B系磁石は、例えば、主相としてNd2Fe14Bを含む磁石であってよい。磁石粉末は、磁石のみからなっていてよい。Sm-Fe-N系磁石は、比較的安価な原料から製造することが可能である。Sm-Fe-N系磁石は磁化容易軸を有し、Sm-Fe-N系磁石を含む磁石粉末から形成された異方性磁石は優れた磁気特性を有する。しかしSm-Fe-N系磁石は高温(500℃付近)で分解し易いため、Sm-Fe-N系磁石を含む磁石粉末を焼結することは困難である。したがって、Sm-Fe-N系磁石は、ボンド磁石としてモータ等の製品に適用され易い。
磁石粉末は、例えば、サマリウム-鉄-窒素(Sm-Fe-N)系磁石、ネオジム-鉄-ホウ素(Nd-Fe-B)系磁石、サマリウム-コバルト(Sm-Co)系磁石、鉄-コバルト(Fe-Co)系磁石、アルニコ(Al-Ni-Co)合金系磁石、及びフェライト系磁石からなる群より選ばれる少なくとも一種の磁石(永久磁石)を含んでよい。Sm-Fe-N系磁石は、例えば、主相としてSm2Fe17N3を含む磁石であってよい。Nd-Fe-B系磁石は、例えば、主相としてNd2Fe14Bを含む磁石であってよい。磁石粉末は、磁石のみからなっていてよい。Sm-Fe-N系磁石は、比較的安価な原料から製造することが可能である。Sm-Fe-N系磁石は磁化容易軸を有し、Sm-Fe-N系磁石を含む磁石粉末から形成された異方性磁石は優れた磁気特性を有する。しかしSm-Fe-N系磁石は高温(500℃付近)で分解し易いため、Sm-Fe-N系磁石を含む磁石粉末を焼結することは困難である。したがって、Sm-Fe-N系磁石は、ボンド磁石としてモータ等の製品に適用され易い。
磁石粉末(磁石粒子)の形状は、例えば、略球又は扁平であってよい。例えば、Sm-Fe-N系磁石からなる扁平な磁石粒子のアスペクト比(短径/長径)は、0.3以下であってよい。磁石粉末の形状は、歪(不均一)であってもよい。磁石粉末の形状が扁平である場合、造粒粉末の圧縮成形によって形成された成形体内において、複数の扁平な磁石粒子が互いに密着するように磁石粒子が整然と積層され易い。その結果、磁石粒子間の空隙及び樹脂溜まりが形成され難く、成形体及びボンド磁石における磁石粉末の充填率が増加し易い。
磁石粉末の平均粒径は、例えば、1~50μm、好ましくは2~10μmであってよい。磁石粉末の平均粒径が上記範囲内である場合、ボンド磁石における磁石粉末の充填率、ボンド磁石の密度、保磁力、残留磁束密度及び機械的強度が増加し易い。磁石粉末の平均粒径及び粒度は、レーザー回折式粒度分布測定装置によって測定されてよい。
磁石粉末の製造方法は限定されてない。例えば、Sm-Fe-N系磁石を含む磁石粉末の製造方法は、Sm及びFeの合金粉末をメカニカルアロイング法によって形成する工程と、Sm及びFeの合金粉末を窒素ガス中で加熱する工程を含んでよい。磁石粉末は、急冷凝固法により製造されてよい。急冷凝固法では、磁石合金の溶湯が回転する水冷ロールの表面へ供給される。その結果、磁石合金の溶湯が水冷ロールの表面において急冷され、凝固する。凝固した磁石合金を粉砕することにより、磁石粉末が得られる。また、HDDR(Hydrogenation Disproportionation Desorption Recombination)法により、磁石粉末が製造されてもよい。
Sm-Fe-N系磁石を含む磁石粉末としては、例えば、日亜化学工業株式会社のビルドアップ工法により得られる非粉砕粉(球状の磁石粉末)が用いられてよい。Sm-Fe-N系磁石を含む磁石粉末を構成する磁石粒子の表面処理により、磁石粒子の表面が無機物の皮膜で覆われてよい。例えば、無機物の皮膜は、リン酸塩又はシリカ系化合物を含んでよい。Nd-Fe-B系磁石を含む磁石粉末としては、例えば、国際公開第2006/064794号パンフレット及び国際公開第2006/101117号パンフレットに記載のTi含有ナノコンポジット、並びに米国特許第4802931号明細書に記載の磁石粉末が用いられてよい。
(樹脂組成物)
樹脂組成物は、造粒粒子に含まれる磁石粒子を互いに結着する結着材(バインダ)として機能し、各造粒粒子に機械的強度を付与する。また加熱を伴う造粒粉末の成形工程において、樹脂組成物は溶融して磁石粒子を互いに結着するバインダとして機能し、造粒粉末から形成される成形体に機械的強度を付与する。例えば、金型を用いて造粒粉末が高圧で成形される際に、樹脂組成物は磁石粒子の間に充填され、磁石粒子を互いに結着する。そして、成形体中の樹脂組成物を硬化させることにより、樹脂組成物の硬化物が磁石粒子同士を更に強固に結着して、成形体の機械的強度が増加する。
樹脂組成物は、造粒粒子に含まれる磁石粒子を互いに結着する結着材(バインダ)として機能し、各造粒粒子に機械的強度を付与する。また加熱を伴う造粒粉末の成形工程において、樹脂組成物は溶融して磁石粒子を互いに結着するバインダとして機能し、造粒粉末から形成される成形体に機械的強度を付与する。例えば、金型を用いて造粒粉末が高圧で成形される際に、樹脂組成物は磁石粒子の間に充填され、磁石粒子を互いに結着する。そして、成形体中の樹脂組成物を硬化させることにより、樹脂組成物の硬化物が磁石粒子同士を更に強固に結着して、成形体の機械的強度が増加する。
樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含んでよい。樹脂組成物が熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を含む場合、造粒粉末のDSC曲線が、100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有し易く、樹脂組成物が上述された所望の粘度特性を有し易い。
エポキシ樹脂は、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ジフェニルメタン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、ナフトール類とフェノール類との共重合型エポキシ樹脂、アラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、ビスフェノール型エポキシ樹脂、アルコール類のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、パラキシリレン及び/又はメタキシリレン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂、多環芳香環変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジル型又はメチルグリシジル型のエポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、ハロゲン化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、及びオレフィン結合を過酢酸などの過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。樹脂組成物は、上記のうち複数種のエポキシ樹脂を含んでもよい。
樹脂組成物は、硬化剤を含んでよい。硬化剤は、低温から室温の範囲でエポキシ樹脂を硬化させる硬化剤と、加熱に伴ってエポキシ樹脂を硬化させる加熱硬化型硬化剤と、に分類される。低温から室温の範囲でエポキシ樹脂を硬化させる硬化剤は、例えば、脂肪族ポリアミン(トリエチレンテトラミン等)、ポリアミノアミド、及びポリメルカプタンなどである。加熱硬化型硬化剤は、例えば、芳香族ポリアミン、酸無水物、フェノール樹脂(フェノールノボラック樹脂)、及びジシアンジアミド(DICY)などである。
低温から室温の範囲でエポキシ樹脂を硬化させる硬化剤を用いた場合、エポキシ樹脂の硬化物のガラス転移点は低く、エポキシ樹脂の硬化物は軟らかい傾向がある。その結果、造粒粉末から形成された成形体及びボンド磁石も軟らかくなり易い。したがって、ボンド磁石の耐熱性(高温での機械的強度)を向上させる観点から、硬化剤は、好ましくは加熱硬化型の硬化剤、より好ましくはフェノール樹脂、さらに好ましくはフェノールノボラック樹脂であってよい。特に硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を用いることで、ガラス転移点が高いエポキシ樹脂の硬化物が得られ易い。その結果、ボンド磁石の耐熱性が向上し易い。
一部又は全部の硬化剤は、フェノール樹脂であってよい。フェノール樹脂は、例えば、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、サリチルアルデヒド型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ベンズアルデヒド型フェノールとアラルキル型フェノールとの共重合型フェノール樹脂、パラキシリレン及び/又はメタキシリレン変性フェノール樹脂、メラミン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトール樹脂、シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、多環芳香環変性フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、及びトリフェニルメタン型フェノール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。フェノール樹脂は、二種以上の上記フェノール樹脂から構成される共重合体であってもよい。フェノール樹脂の市販品としては、例えば、荒川化学工業株式会社製のタマノル758、又は昭和電工マテリアルズ株式会社製のHP-850Nなどを用いてもよい。
フェノールノボラック樹脂は、例えば、フェノール類及び/又はナフトール類と、アルデヒド類と、を酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂であってよい。フェノールノボラック樹脂を構成するフェノール類は、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール及びアミノフェノールからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。フェノールノボラック樹脂を構成するナフトール類は、例えば、α-ナフトール、β-ナフトール及びジヒドロキシナフタレンからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。フェノールノボラック樹脂を構成するアルデヒド類は、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド及びサリチルアルデヒドからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。
硬化剤は、例えば、1分子中に2個のフェノール性水酸基を有する化合物であってよい。1分子中に2個のフェノール性水酸基を有する化合物は、例えば、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、及び置換又は非置換のビフェノールからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。
樹脂組成物は、硬化剤として、上記のうち一種のフェノール樹脂を含んでよい。樹脂組成物は、硬化剤として、上記のうち複数種のフェノール樹脂を含んでもよい。
エポキシ樹脂のエポキシ当量に対するフェノール樹脂の水酸基当量の比率は、0.5以上1.5以下、0.9以上1.4以下、1.0以上1.4以下、又は1.0以上1.2以下であってよい。つまり、エポキシ樹脂中のエポキシ基と反応するフェノール樹脂中の活性基(フェノール性OH基)の比率は、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、好ましくは0.5当量以上1.5当量以下、0.9当量以上1.4当量以下、1.0当量以上1.4当量以下、又は1.0当量以上1.2当量以下であってよい。フェノール樹脂中の活性基の比率が0.5当量未満である場合、硬化後のエポキシ樹脂の単位重量当たりのOH量が少なくなり、樹脂組成物(エポキシ樹脂)の硬化速度が低下する。またフェノール樹脂中の活性基の比率が0.5当量未満である場合、得られる硬化物のガラス転移温度が低下し易く、硬化物の充分な弾性率が得られ難く、ボンド磁石の耐油性が低下し易い。一方、フェノール樹脂中の活性基の比率が1.5当量を超える場合、コンパウンドから形成されたボンド磁石の機械的強度が低下する傾向がある。ただし、フェノール樹脂中の活性基の比率が上記範囲外である場合であっても、本発明に係る効果は得られる。
樹脂組成物は硬化促進剤を含んでよい。硬化促進剤は、例えば、エポキシ樹脂と反応してエポキシ樹脂の硬化を促進させる組成物であれば限定されない。硬化促進剤は、リン系の硬化促進剤であることが好ましい。リン系硬化促進剤は、トリフェニルホスフィン-ベンゾキノン、トリス-4-ヒドロキシフェニルホスフィン-ベンゾキノン、テトラフェニルホスホニウム・テトラキス(4-メチルフェニル)ボレート、及びテトラ(n-ブチル)ホスホニウムテトラフェニルボレートなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の硬化促進剤であってよい。上記硬化促進剤を含む造粒粉末から製造されたボンド磁石は、優れた機械的強度を有し易い。また上記硬化促進剤を含む造粒粉末は、高温及び高湿な環境下においても長期間にわたって安定的に保存し易い。硬化促進剤は、例えば、アルキル基置換イミダゾール、又はベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類であってもよい。樹脂組成物は、一種の硬化促進剤を含んでよい。樹脂組成物は、複数種の硬化促進剤を含んでもよい。
硬化促進剤の配合量は、硬化促進効果が得られる量であればよく、特に限定されない。ただし、樹脂組成物の吸湿時の硬化性及び流動性を改善する観点からは、硬化促進剤の配合量は、100質量部のエポキシ樹脂に対して、0.1質量部以上30質量部以下、又は1質量部以上15質量部以下であってよい。同様の理由から、硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂及び硬化剤(例えばフェノール樹脂)の質量の合計に対して0.001質量部以上5質量部以下であってよい。硬化促進剤の配合量が0.1質量部未満である場合、十分な硬化促進効果が得られ難い。硬化促進剤の配合量が30質量部を超える場合、造粒粉末の保存安定性が低下し易い。ただし、硬化促進剤の配合量及び含有量が上記範囲外である場合であっても、本発明に係る効果は得られる。
樹脂組成物が上述された所望の粘度特性を有し易く成形体の密度が増加し易い観点から、ICI粘度が0.5Pa・秒以下である固形エポキシ樹脂が樹脂組成物に含まれてよい。このようなエポキシ樹脂としては、NC-3000L、NC-3000、NC-3000H、NC-7300L、EPPN-502H、RE-3035-L、(以上、日本化薬株式会社製)、jER-YX-4000、jER-YX-4000H、jER-YL-6121、(以上、三菱ケミカル株式会社製)、エピクロンHP-7200L、及びエピクロンHP4770、(以上、DIC株式会社製)等が用いられてよい。
樹脂組成物は、半固形エポキシ樹脂が添加された固形エポキシ樹脂及び固形硬化剤を含んでよい。半固形エポキシ樹脂としては、RE-303S-L、RE-303S(以上、日本化薬株式会社製)、エピコート825、エピコート827、エピコート828、エピコート828EL、エピコート828US、エピコート828XA、エピコート1001、(以上、三菱ケミカル株式会社製)、エピクロン860、エピクロン1050、エピクロン1055、エピクロンHP-4032、及びエピクロンHP-4032D、(以上、DIC株式会社製)等が用いられてよい。
樹脂組成物は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂と共に、エポキシ基と反応する官能基を有する化合物を含んでよい。エポキシ基と反応する官能基は、アミノ基、フェノール性水酸基、カルボキシル基、及びチオール基からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。エポキシ基と反応する官能基を有する化合物は、カップリング剤と言い換えられてよい。100℃近傍での樹脂組成物の熱硬化反応が適度に進み易く、樹脂組成物の粘度を加熱により短時間で所定の粘度に上昇させ易い観点から、エポキシ基と反応する官能基が、アミノ基であってよい。つまり、樹脂組成物は、エポキシ基と反応する官能基を有する化合物として、アミノ基を有する化合物を含んでよい。樹脂組成物がアミノ基を有する化合物を含む場合、100℃近傍の温度範囲において造粒粉末から成形体を形成する過程において、磁場に沿った造粒粒子(又は磁石粒子)の配向と共に、樹脂組成物の硬化反応がある程度進行する。その結果、成形体内における造粒粒子(又は磁石粒子)の配向方向が固定され易い。
アミノ基を有する化合物は、一級アミノ基又は二級アミノ基を有する化合物であってよい。磁石粉末が造粒粉末中で安定的に分散し易く、ボンド磁石の機械的強度が増加し易い観点から、アミノ基を有する化合物は、シリコン化合物(いわゆるシランカップリング剤)であってよい。アミノ基を有するシリコン化合物としては、KBM-602(N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン)、KBM-603(N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)、KBM-903(3-アミノプロピルトリメトキシシラン)、KBE-903(3-アミノプロピルトリエトキシシラン)、KBE-9103P(3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチルブテリデン)プロピルアミン)、KBM-573(N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)、及びKBM-6803(N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)等の信越化学株式会社製の化合物が用いられてよい。樹脂組成物は、一種のシリコン化合物を含んでよい。樹脂組成物は、複数種のシリコン化合物を含んでもよい。
エポキシ基と反応する官能基を有する化合物の質量は、100質量部の樹脂組成物に対して、1~20質量部であってよい。エポキシ基と反応する官能基を有する化合物の質量は、100質量部のエポキシ樹脂に対して1~30質量部であってよい。
樹脂組成物は、反応性希釈剤を含んでよい。樹脂組成物は、エポキシ樹脂と反応性希釈剤とを含んでよい。エポキシ樹脂が反応性希釈剤で希釈されることで、樹脂組成物が上述された所望の粘度特性を有し易い。反応性希釈剤は、例えば、モノエポキシ化合物、及びジエポキシ化合物のうち少なくともいずれかであってよい。反応性希釈剤は、単官能のエポキシ樹脂であってよい。反応性希釈剤は、例えば、アルキルモノグリシジルエーテル、アルキルフェノールモノグリシジルエーテル、及びアルキルジグリシジルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。アルキルモノグリシジルエーテルの市販品としては、例えば、三菱ケミカル株式会社製のYED188又はYED111N等が用いられてよい。アルキルフェノールモノグリシジルエーテルの市販品としては、例えば、DIC株式会社製のEPICLON520、又は三菱ケミカル株式会社製のYED122等が用いられてよい。アルキルジグリシジルエーテルの市販品としては、例えば、三菱ケミカル株式会社製のYED216M又はYED216D等が用いられてよい。
樹脂組成物は、上述された成分の他、流動助剤、難燃剤、及び潤滑剤(例えば金属石鹸又はワックス)等の添加剤を含んでもよい。
(造粒粉末の製造方法)
造粒粉末の製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下の通りであってよい。
造粒粉末の製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下の通りであってよい。
未硬化の樹脂組成物(樹脂組成物の全構成成分)と有機溶媒を均一に撹拌及び混合することにより、樹脂組成物が溶解した樹脂溶液が調製される。有機溶媒は、樹脂組成物が溶解できる溶媒である限り、限定されない。例えば、有機溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、トルエン、キシレン、N-メチルピロリジノン(N-メチル-2-ピロリドン)、γ-ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド及びジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。作業性の観点から、有機溶媒は常温で液体であってよく、有機溶媒の沸点は60℃以上150℃以下であってよい。このような溶媒としては、例えば、アセトン又はメチルエチルケトンが用いられてよい。
造粒粉末の形成工程では、上記の樹脂溶液と磁石粉末を混合しながら、樹脂溶液を構成する有機溶媒を十分に除去することにより、均一な造粒粉末が得られる。例えば、磁石粉末を攪拌しながら、樹脂溶液が磁石粉末へ添加され、且つ有機溶媒が除去されてよい。有機溶媒の除去に伴って、樹脂組成物が各磁石粒子の表面に付着し、複数の磁石粒子が樹脂組成物を介して互いに結着され、造粒粒子が形成される。樹脂組成物は、各磁石粒子の表面全体を覆ってよく、各磁石粒子の表面の一部のみを覆ってもよい。造粒粉末の乾燥(有機溶媒の除去)のために、造粒粉末の形成工程が真空中で実施されてよい。磁石粉末の酸化を抑制するために、造粒粉末の形成工程が不活性ガス中で実施されてもよい。例えば、不活性ガスは、窒素ガス又は希ガス(アルゴン等)であってよい。造粒粉末の乾燥(有機溶媒の除去)のために、造粒粉末の形成工程において、磁石粉末及び樹脂溶液が、有機溶媒の沸点以上熱硬化性樹脂の硬化温度未満である温度で加熱されてもよい。造粒粉末の形成工程における磁石粉末の攪拌方法は、磁石粉末の容器の振動による攪拌、気流による攪拌、機械的撹拌、又は磁場による撹拌であってよい。造粒粉末の粒径は、磁石粉末の粒径、樹脂溶液の濃度及び粘度、有機溶媒の沸点、及び乾燥温度等により制御することができる。
造粒粉末の分級により、造粒粉末の粒径及び粒度分布が調整されてよい。分級手段は、篩であってよい。JIS Z8801-1に基づく篩の公称目開きは、25μm、32μm、38μm、45μm、53μm、63μm、75μm、90μm、106μm、125μm、150μm、212μm、250μm、300μm、355μm、425μm、500μm、600μm、710μm、1mm、1.18mm、1.4mm、及び1.7mm、2mm等である。これらの公称目開きを有する篩で造粒粉末を分級することができる。一種類の篩を用いた造粒粉末の分級より、所定の値(篩の目開き)以下の粒径を有する造粒粉末が得られてよい。目開きの異なる二種類の篩いを用いた造粒粉末の分級より、造粒粉末の粒径が所定の範囲内に調整されてもよい。
本発明は必ずしも上述された実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本発明の種々の変更が可能であり、これ等の変更例も本発明に含まれる。例えば、造粒粉末に磁場を印加することなく造粒粉末から成形体が形成されてよく、造粒粉末から製造されるボンド磁石は等方性磁石であってもよい。
以下の実施例及び比較例により、本発明が詳細に説明される。本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
(実施例1)
[造粒粉末の作製]
熱硬化性樹脂、硬化剤、カップリング剤(エポキシ基と反応する官能基を有する化合物)、硬化促進剤(硬化触媒)、及びアセトンを、ナス型フラスコ内で混合することにより、樹脂組成物の溶液(樹脂溶液)が調製された。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ当量が192であるビフェニル型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製のYX-4000H)が用いられた。
硬化剤としては、水酸基当量が108であるフェノールノボラック樹脂(昭和電工マテリアルズ株式会社製のHP-850N)が用いられた。
カップリング剤としては、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学株式会社製のKBM-573)が用いられた。
硬化促進剤としては、テトラ(n-ブチル)ホスホニウムテトラフェニルボレート(日本化学工業株式会社製のPX-4PB)が用いられた。
アセトンの体積は50mlであった。
ナス型フラスコの容積は、300mlであった。
熱硬化性樹脂、硬化剤、カップリング剤、及び硬化促進剤其々の質量は、下記表1に示される値であった。下記表1中のMKBMはカップリング剤の質量を表す。下記表1中のMBは、熱硬化性樹脂の質量と硬化剤の質量の合計を表す。下記表1中のMEは、熱硬化性樹脂の質量を表す。
[造粒粉末の作製]
熱硬化性樹脂、硬化剤、カップリング剤(エポキシ基と反応する官能基を有する化合物)、硬化促進剤(硬化触媒)、及びアセトンを、ナス型フラスコ内で混合することにより、樹脂組成物の溶液(樹脂溶液)が調製された。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ当量が192であるビフェニル型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製のYX-4000H)が用いられた。
硬化剤としては、水酸基当量が108であるフェノールノボラック樹脂(昭和電工マテリアルズ株式会社製のHP-850N)が用いられた。
カップリング剤としては、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学株式会社製のKBM-573)が用いられた。
硬化促進剤としては、テトラ(n-ブチル)ホスホニウムテトラフェニルボレート(日本化学工業株式会社製のPX-4PB)が用いられた。
アセトンの体積は50mlであった。
ナス型フラスコの容積は、300mlであった。
熱硬化性樹脂、硬化剤、カップリング剤、及び硬化促進剤其々の質量は、下記表1に示される値であった。下記表1中のMKBMはカップリング剤の質量を表す。下記表1中のMBは、熱硬化性樹脂の質量と硬化剤の質量の合計を表す。下記表1中のMEは、熱硬化性樹脂の質量を表す。
ポリテトラフルオロエチレン製のシャーレ内の磁石粉末を撹拌しながら、上記の樹脂溶液が磁石粉末へ添加された。磁石粉末の撹拌には、スリーワンモータに取り付けられたポリテトラフルオロエチレン製の撹拌羽根が用いられた。樹脂溶液が添加された磁石粉末を室温で1時間撹拌し、更に真空乾燥機で乾燥することにより、アセトンを蒸発させた。以上の方法によって作製された造粒粉末を篩で分級することにより、粒径が100μm以下である造粒粉末が得られた。磁石粉末としては、Sm-Fe-N系磁石からなる粉末(住友金属鉱山株式会社製の磁石粉末)が用いられた。実施例1の磁石粉末は、Sm-Fe-N系磁石の塊を粉砕することによって得られた粉末であり、磁石粉末の形状は歪(不均一)であった。実施例1の磁石粉末の平均粒径は、3.5μmであった。磁石粉末の質量は、下記表1に示される値であった。
[樹脂組成物の溶融粘度の測定]
上記と同じ樹脂溶液がナス型フラスコ内で調製された。樹脂組成物の各成分が溶液中で完全に溶解した後、エバポレータにより25℃でアセトンが樹脂溶液から留去された。ナス型フラスコ内に液体がほぼ見られなくなった時点で、フラスコを減圧乾燥機に入れ、フラスコの内容物が常温の真空中で1日間乾燥された。以上の方法により、樹脂組成物が回収された。
上記と同じ樹脂溶液がナス型フラスコ内で調製された。樹脂組成物の各成分が溶液中で完全に溶解した後、エバポレータにより25℃でアセトンが樹脂溶液から留去された。ナス型フラスコ内に液体がほぼ見られなくなった時点で、フラスコを減圧乾燥機に入れ、フラスコの内容物が常温の真空中で1日間乾燥された。以上の方法により、樹脂組成物が回収された。
樹脂組成物が、10℃/分の昇温速度で30℃から100℃まで加熱され、100℃で30分間保持され、10℃/分の降温速度で100℃から50℃まで冷却された。樹脂組成物の昇温過程(加熱過程)において、樹脂組成物の50℃での溶融粘度Viが測定された。樹脂組成物が100℃で保持されている状態において、樹脂組成物の最低溶融粘度Vminが測定された。樹脂組成物の降温過程(冷却過程)において、樹脂組成物の50℃での溶融粘度Vfが測定された。以上の溶融粘度の測定には、Anton Paar社製レオメータMCR301が用いられた。実施例1のVi、Vf及びVminは、下記表1に示される値であった。
[造粒粉末の観察]
走査型電子顕微鏡(SEM)で、造粒粉末が観察された。造粒粉末を構成する複数の造粒粒子其々が、複数の磁石粒子と樹脂組成物から構成されていた。
走査型電子顕微鏡(SEM)で、造粒粉末が観察された。造粒粉末を構成する複数の造粒粒子其々が、複数の磁石粒子と樹脂組成物から構成されていた。
[造粒粉末のDSC曲線の測定]
造粒粉末のDSC曲線が測定された。DSC曲線の測定には、示差走査熱量計(Perkin-Elmer社製Pyris1)が用いられた。DSC曲線の測定には、密閉型のアルミパンが用いられた。DSC曲線は、窒素雰囲気下で測定された。約50mgの造粒粉末が、DSC曲線の測定用のサンプルに用いられた。DSC曲線の測定における造粒粉末の昇温速度は、10℃/分であった。DSC曲線が測定される温度範囲は、40~250℃であった。造粒粉末のDSC曲線が、100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有する場合、下記表1中の「発熱ピーク」のコラムに「有り」と記載され、発熱ピークの温度が下記表1中の「ピーク温度」のコラムに記載される。
造粒粉末のDSC曲線が測定された。DSC曲線の測定には、示差走査熱量計(Perkin-Elmer社製Pyris1)が用いられた。DSC曲線の測定には、密閉型のアルミパンが用いられた。DSC曲線は、窒素雰囲気下で測定された。約50mgの造粒粉末が、DSC曲線の測定用のサンプルに用いられた。DSC曲線の測定における造粒粉末の昇温速度は、10℃/分であった。DSC曲線が測定される温度範囲は、40~250℃であった。造粒粉末のDSC曲線が、100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有する場合、下記表1中の「発熱ピーク」のコラムに「有り」と記載され、発熱ピークの温度が下記表1中の「ピーク温度」のコラムに記載される。
[造粒粉末の流動性の測定]
造粒粉末の流動性が、JIS-Z2502に基づく以下の方法によって測定された。50gの造粒粉末が、漏斗内に導入された。漏斗の内角は60°であり、漏斗の直径の最小値(漏斗の出口の口径)は0.23mmであった。漏斗内に導入された造粒粉末の全量が漏斗内を通過する時間(流動時間)が測定された。実施例1の流動時間(単位:秒)は、下記表1に示される。流動時間が短いほど、造粒粉末は流動性に優れている。
造粒粉末の流動性が、JIS-Z2502に基づく以下の方法によって測定された。50gの造粒粉末が、漏斗内に導入された。漏斗の内角は60°であり、漏斗の直径の最小値(漏斗の出口の口径)は0.23mmであった。漏斗内に導入された造粒粉末の全量が漏斗内を通過する時間(流動時間)が測定された。実施例1の流動時間(単位:秒)は、下記表1に示される。流動時間が短いほど、造粒粉末は流動性に優れている。
[成形体の作製]
金型内に充填された上記造粒粉末を100℃で加熱しながら上記造粒粉末を100MPaで圧縮するにより、直方体状の成形体が得られた。金型のキャビティーの寸法は、幅7mm×奥行き7mmであった。造粒粉末の圧縮には、油圧プレス機が用いられた。成形体は乾燥機内に設置され、5℃/分の昇温速度で常温から200℃まで加熱され、更に200℃で10分間保持された。乾燥機から取り出された成形体は常温まで冷却された。
金型内に充填された上記造粒粉末を100℃で加熱しながら上記造粒粉末を100MPaで圧縮するにより、直方体状の成形体が得られた。金型のキャビティーの寸法は、幅7mm×奥行き7mmであった。造粒粉末の圧縮には、油圧プレス機が用いられた。成形体は乾燥機内に設置され、5℃/分の昇温速度で常温から200℃まで加熱され、更に200℃で10分間保持された。乾燥機から取り出された成形体は常温まで冷却された。
[成形体の密度の測定]
上記の方法で得られた成形体の寸法(縦幅、横幅及び高さ)がマイクロメーターで測定された。測定された成形体の寸法から、成形体の体積が算出された。成形体の質量が電子天秤で測定された。成形体の質量を成形体の体積で割ることにより、実施例1の成形体の密度が算出された。実施例1の成形体の密度は、下記表1に示される値であった。
上記の方法で得られた成形体の寸法(縦幅、横幅及び高さ)がマイクロメーターで測定された。測定された成形体の寸法から、成形体の体積が算出された。成形体の質量が電子天秤で測定された。成形体の質量を成形体の体積で割ることにより、実施例1の成形体の密度が算出された。実施例1の成形体の密度は、下記表1に示される値であった。
[成形体の圧壊強度の測定]
万能圧縮試験機を用いて、圧縮圧力が成形体の端面に印加された。つまり、成形体の高さ方向において、圧縮圧力が成形体へ印加された。圧縮圧力を増加させて、成形体が破壊された時の圧縮圧力が測定された。成形体が破壊された時の圧縮圧力は、圧壊強度を意味する。万能圧縮試験機としては、株式会社島津製作所製のAG-10TBRが用いられた。圧壊強度の測定におけるクロスヘッドの速度は、0.5mm/分であった。圧壊強度の測定は、室温(25℃)の大気中で行われた。実施例1の成形体の圧壊強度は、下記表1に示される値であった。
万能圧縮試験機を用いて、圧縮圧力が成形体の端面に印加された。つまり、成形体の高さ方向において、圧縮圧力が成形体へ印加された。圧縮圧力を増加させて、成形体が破壊された時の圧縮圧力が測定された。成形体が破壊された時の圧縮圧力は、圧壊強度を意味する。万能圧縮試験機としては、株式会社島津製作所製のAG-10TBRが用いられた。圧壊強度の測定におけるクロスヘッドの速度は、0.5mm/分であった。圧壊強度の測定は、室温(25℃)の大気中で行われた。実施例1の成形体の圧壊強度は、下記表1に示される値であった。
(実施例2~6)
実施例2の熱硬化性樹脂として、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製のNC-3000L)が用いられた。
実施例3の熱硬化性樹脂として、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のHP-7200L)が用いられた。
実施例4の熱硬化性樹脂として、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のHP-4770)が用いられた。
実施例5の磁石粉末として、Sm-Fe-N系磁石からなる粉末(日亜化学株式会社製の磁石粉末)が用いられた。BET法によって測定される実施例5の磁石粉末の比表面積は、2.549m2/gであった。実施例5の磁石粉末は球状であった。実施例5の磁石粉末の平均粒径は、2.9μmであった。
実施例6の磁石粉末として、Nd-Fe-B系磁石からなる粉末(Magnequench International, LLC製の磁石粉末)が用いられた。実施例6の磁石粉末の平均粒子径は、100μmであった。
実施例1~6の場合、熱硬化性樹脂、硬化剤、カップリング剤、硬化促進剤及び磁石粉末其々の質量は、下記表1に示される値であった。
実施例2の熱硬化性樹脂として、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製のNC-3000L)が用いられた。
実施例3の熱硬化性樹脂として、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のHP-7200L)が用いられた。
実施例4の熱硬化性樹脂として、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のHP-4770)が用いられた。
実施例5の磁石粉末として、Sm-Fe-N系磁石からなる粉末(日亜化学株式会社製の磁石粉末)が用いられた。BET法によって測定される実施例5の磁石粉末の比表面積は、2.549m2/gであった。実施例5の磁石粉末は球状であった。実施例5の磁石粉末の平均粒径は、2.9μmであった。
実施例6の磁石粉末として、Nd-Fe-B系磁石からなる粉末(Magnequench International, LLC製の磁石粉末)が用いられた。実施例6の磁石粉末の平均粒子径は、100μmであった。
実施例1~6の場合、熱硬化性樹脂、硬化剤、カップリング剤、硬化促進剤及び磁石粉末其々の質量は、下記表1に示される値であった。
上記の事項を除いて実施例1と同様の方法で、実施例1~6其々の樹脂組成物、造粒粉末及び成形体が作製された。実施例1~6其々の造粒粉末がSEMで観察された。実施例1~6のいずれの場合も、造粒粉末を構成する複数の造粒粒子其々が、複数の磁石粒子と樹脂組成物から構成されていた。実施例1~6其々の樹脂組成物、造粒粉末及び成形体に関する測定が、実施例1と同様の方法で実施された。実施例1~6其々の測定結果は下記表1に示される。
(比較例1)
比較例1の磁石粉末として、実施例5と同じ磁石粉末が用いられた。比較例1の樹脂組成物の組成は、実施例1及び5其々の樹脂組成物の組成と同じであった。ただし、比較例1では、造粒粉末が作製されなかった。比較例1では、樹脂組成物のみからなる粉末が作製された。この樹脂組成物の粉末と磁石粉末を常温で撹拌及び混合することにより、比較例1のコンパウンド粉が作製された。比較例1のコンパウンド粉の粒径は、100μm以下の値に調整された。比較例1の成形体はコンパウンド粉から形成された。造粒粉末の代わりにコンパウンド粉が用いられたこと以外は実施例1と同様の方法で、比較例1に関する測定が実施された。比較例1の測定結果は下記表1に示される。
比較例1の磁石粉末として、実施例5と同じ磁石粉末が用いられた。比較例1の樹脂組成物の組成は、実施例1及び5其々の樹脂組成物の組成と同じであった。ただし、比較例1では、造粒粉末が作製されなかった。比較例1では、樹脂組成物のみからなる粉末が作製された。この樹脂組成物の粉末と磁石粉末を常温で撹拌及び混合することにより、比較例1のコンパウンド粉が作製された。比較例1のコンパウンド粉の粒径は、100μm以下の値に調整された。比較例1の成形体はコンパウンド粉から形成された。造粒粉末の代わりにコンパウンド粉が用いられたこと以外は実施例1と同様の方法で、比較例1に関する測定が実施された。比較例1の測定結果は下記表1に示される。
本発明の一側面に係る造粒粉末は、例えば、ボンド磁石の原料に用いられる。
2…造粒粒子、4…磁石粒子(磁石粉末)、6…樹脂組成物、10…造粒粉末。
Claims (7)
- 磁石粉末と樹脂組成物とを含む造粒粉末であって、
前記造粒粉末を構成する一つの造粒粒子が、前記磁石粉末を構成する複数の磁石粒子と前記樹脂組成物とを含み、
前記樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含み、
前記造粒粉末の示差走査熱量曲線が、100℃以上200℃以下である範囲において発熱ピークを有する、
造粒粉末。 - 前記磁石粉末が、Sm-Fe-N系磁石を含む、
請求項1に記載の造粒粉末。 - 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含む、
請求項1又は2に記載の造粒粉末。 - 前記樹脂組成物の100℃での粘度が、1Pa・秒以上50Pa・秒以下であり、
100℃で30分間加熱された後の前記樹脂組成物の50℃での粘度が、Vfと表され、
100℃で30分間加熱される前の前記樹脂組成物の50℃での粘度が、Viと表され、
VfがViよりも高く、
前記樹脂組成物が、25℃で固体である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の造粒粉末。 - 前記樹脂組成物が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びエポキシ基と反応する官能基を有する化合物を含む、
請求項1~4のいずれか一項に記載の造粒粉末。 - 前記エポキシ基と反応する前記官能基が、アミノ基である、
請求項5に記載の造粒粉末。 - 請求項1~6のいずれか一項に記載の造粒粉末を用いたボンド磁石の製造方法であって、
磁場中で前記造粒粉末から成形体を形成する工程を備える、
ボンド磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021047445A JP2022146468A (ja) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 造粒粉末、及びボンド磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021047445A JP2022146468A (ja) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 造粒粉末、及びボンド磁石の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022146468A true JP2022146468A (ja) | 2022-10-05 |
Family
ID=83461517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021047445A Pending JP2022146468A (ja) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 造粒粉末、及びボンド磁石の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022146468A (ja) |
-
2021
- 2021-03-22 JP JP2021047445A patent/JP2022146468A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7416124B2 (ja) | コンパウンド及びタブレット | |
JP2013522441A (ja) | 磁気若しくは磁化成形品を製造するための組成物、及びその組成物の製造方法 | |
WO2022220295A1 (ja) | 磁性粉末、コンパウンド、成形体、ボンド磁石、及び圧粉磁心 | |
JP2022109291A (ja) | コンパウンド粉 | |
JP7136121B2 (ja) | コンパウンド粉 | |
JP2022146469A (ja) | 造粒粉末、コンパウンド、成形体、及びボンド磁石 | |
WO2023157398A1 (ja) | コンパウンド粉、成形体、ボンド磁石、及び圧粉磁心 | |
JP2022146468A (ja) | 造粒粉末、及びボンド磁石の製造方法 | |
JP2022180555A (ja) | 樹脂組成物および成形品 | |
KR20230015941A (ko) | 콤파운드, 성형체 및 경화물 | |
KR20230017228A (ko) | 콤파운드, 성형체 및 경화물 | |
WO2023157139A1 (ja) | コンパウンド粉、成形体、ボンド磁石、及び圧粉磁心 | |
JP7020603B1 (ja) | ボンド磁石用コンパウンド、成形体、及びボンド磁石 | |
JP2021127515A (ja) | 樹脂組成物、コンパウンド粉及び希土類ボンド磁石の製造方法 | |
JP7231017B2 (ja) | コンパウンドの製造方法 | |
WO2023157138A1 (ja) | コンパウンド粉、成形体、ボンド磁石、及び圧粉磁心 | |
JP7298804B1 (ja) | 磁性成形体の製造方法、及び異方性ボンド磁石の製造方法 | |
JP7346985B2 (ja) | 希土類ボンド磁石用コンパウンドの製造方法、及び、希土類ボンド磁石の製造方法 | |
WO2021241513A1 (ja) | コンパウンド、成型体、及び硬化物 | |
JP2022017908A (ja) | ボンド磁石用コンパウンド及びボンド磁石用成形体 | |
JP2023108807A (ja) | 樹脂成形材料、成形品および当該成形品の製造方法 | |
CN117063248A (zh) | 磁性糊 | |
JPH07115011A (ja) | 樹脂結合型磁石用組成物及び樹脂結合型磁石 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240903 |