JP5880329B2 - Extrusion molding apparatus and bonded magnet extrusion molding method - Google Patents
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Description
本発明は、押出成形装置及びボンド磁石の押出成形方法に関する。 The present invention relates to an extrusion apparatus and a bonded magnet extrusion method.
磁性材料と、その磁性材料のバインダーとしての樹脂とから構成されたボンド磁石は、焼結磁石と比較して複雑な形状が造形可能であり、機械的強度が優れている。そのため、ボンド磁石はDCモータやステッピングモータといった永久磁石型同期モータや、レーザープリンター用のマグネットロール等の電子部品として数多く採用されている。 A bonded magnet composed of a magnetic material and a resin as a binder of the magnetic material can be formed in a complicated shape as compared with a sintered magnet, and has excellent mechanical strength. Therefore, many bonded magnets are employed as electronic parts such as permanent magnet type synchronous motors such as DC motors and stepping motors, and magnet rolls for laser printers.
ここで、磁性粉末には、磁気異方性をもった異方性材料と、磁気異方性がない等方性材料とがある。異方性材料は、磁石の製造時に、磁性材料の粒子の磁化方向を一定の向きに揃えて異方化させなければならない。このような操作を「配向」と呼ぶ。このようにして得られる磁気特性は比較的高い。等方性材料は、配向を行う必要はないものの、磁気特性は比較的低い。 Here, the magnetic powder includes an anisotropic material having magnetic anisotropy and an isotropic material having no magnetic anisotropy. Anisotropic materials must be anisotropicized by aligning the magnetization direction of the particles of the magnetic material in a certain direction when the magnet is manufactured. Such an operation is called “orientation”. The magnetic properties obtained in this way are relatively high. Isotropic materials do not need to be oriented but have relatively low magnetic properties.
異方性のボンド磁石を形成する方法の一つとして、磁性材料と樹脂材料から構成されたボンド磁石組成物を金型の内部で加熱溶融しつつ磁場配向させながら熱硬化して押出成形する方法が知られている(特許文献1)。 One method of forming an anisotropic bonded magnet is a method in which a bonded magnet composition composed of a magnetic material and a resin material is thermally cured while being melted in a mold while being magnetically oriented and extruded. Is known (Patent Document 1).
一方、熱硬化性樹脂の押出成形方法として、先端部分に平滑部を有するスクリューを備える押出機に熱硬化性樹脂を供給し、平滑部とシリンダーとの間隙において硬化反応させてシリンダー先端から直接外部に押し出すことが知られている(特許文献2)。 On the other hand, as a thermosetting resin extrusion molding method, the thermosetting resin is supplied to an extruder equipped with a screw having a smooth portion at the tip portion, and a curing reaction is carried out in the gap between the smooth portion and the cylinder so that the external portion is directly exposed from the tip of the cylinder. It is known to extrude into (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1の方法では成形性が安定しない。つまり、温度や圧力、熱硬化性樹脂組成物の組成などによって熱硬化反応が急激に進行したり、局部的に硬化反応が進行したり、硬化が不十分になったりすることにより、連続して安定な成形を行うことが困難であった。
However, the method of
図9はスクリュー方式ではなく、従来多く用いられているスパイダー方式の異方性ボンド磁石の押出成形装置を示す図であり、図10は図9におけるA−A線断面図である。スクリュー40は内ダイ50と連結されておらず、内ダイ50はスパイダー96により固定されている。内ダイの固定方法にはスパイダー方式やスパイラル方式があるが、いずれの方法においても、樹脂の流路は激しく変化する。このような狭い箇所では、温度や圧力の分布により局部的に硬化するという問題があった。
FIG. 9 is a diagram showing a spider type anisotropic bonded magnet extrusion molding apparatus that has been widely used instead of the screw type, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The
また、特許文献2にはスクリューを備える押出機で熱硬化性樹脂の押出成形をする方法が開示されており、この方法によれば成形性は改善されるが、従来、熱硬化性樹脂をレジンとした異方性のボンド磁石をスクリュー方式で押出成形するような技術は提案されていなかった。特許文献2では磁場配向について考慮されていないため、異方性ボンド磁石の成形に特許文献2の方法を適用しても、配向が乱れ、磁力の強いボンド磁石とはならないという問題があった。
そこで本発明は、スクリュー式押出機で熱硬化性樹脂を硬化させながら安定的に成形する一方で、配向が乱れることなく異方性ボンド磁石を得ることが可能なボンド磁石の押出成形装置および押出成形方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a bonded magnet extrusion molding apparatus and extrusion capable of stably forming a thermosetting resin with a screw extruder while obtaining an anisotropic bonded magnet without disturbing the orientation. An object is to provide a forming method.
本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。 According to the present invention, the above problem is solved by the following means.
本発明は、異方性磁性材料と熱硬化性樹脂とを有するボンド磁石組成物を押出成形する押出成形装置であって、円筒状ボンド磁石の外周を成形するための貫通孔を有する外ダイと、前記貫通孔内に配置され、前記ボンド磁石の内周を成形するための内ダイと、前記ボンド磁石の材料を押し出すためのスクリューと、を有し、前記内ダイは前記スクリューと連結されて回転可能とされており、前記内ダイに配向用磁石が埋設され、前記押出成形装置の押出方向において、前記配向用磁石は前記外ダイ端部まで配置されていることを特徴とする押出成形装置である。 The present invention is an extrusion molding apparatus for extruding a bonded magnet composition having an anisotropic magnetic material and a thermosetting resin, and an outer die having a through hole for molding the outer periphery of a cylindrical bonded magnet; An inner die that is disposed in the through hole and that molds the inner circumference of the bond magnet, and a screw that extrudes the material of the bond magnet, and the inner die is connected to the screw. An extrusion molding apparatus characterized in that it is rotatable, an orientation magnet is embedded in the inner die, and the orientation magnet is arranged up to an end of the outer die in the extrusion direction of the extrusion molding apparatus. It is.
また、本発明は、前記押出成形装置の押出方向において、前記配向用磁石端部と前記外ダイ端部とが面一に配置されていることを特徴とする上記した押出成形装置である。 Further, the present invention is the above-described extrusion molding apparatus, wherein the orientation magnet end and the outer die end are arranged flush with each other in the extrusion direction of the extrusion molding apparatus.
また、本発明は、前記押出成形装置の押出方向において、前記配向用磁石は前記外ダイ端部よりも突出して配置されていることを特徴とする上記した押出成形装置である。 Further, the present invention is the above-described extrusion molding apparatus, wherein the orientation magnet is arranged so as to protrude from the end portion of the outer die in the extrusion direction of the extrusion molding apparatus.
また、本発明は、前記配向用磁石は、前記内ダイから露出されていることを特徴とする上記した押出成形装置である。 The present invention is the above-described extrusion molding apparatus, wherein the orientation magnet is exposed from the inner die.
また、本発明は、前記押出成形装置の押出方向において、前記内ダイ最外部と前記外ダイ最外部とが面一に配置されていることを特徴とする上記した押出成形装置である。 Further, the present invention is the above-described extrusion molding apparatus, wherein the inner die outermost part and the outer die outermost part are arranged flush with each other in the extrusion direction of the extrusion molding apparatus.
また、本発明は、異方性磁性材料と熱硬化性樹脂とを混合した組成物をスクリュー式押出機で押出成形する方法であって、前記スクリューに連結して回転可能とされた内ダイに配向用磁石が埋設され、前記押出成形装置の押出方向において前記配向用磁石が前記外ダイ端部まで配置されている押出成形装置を用いて、前記内ダイと前記組成物とを一体回転させながら熱硬化させて成形することを特徴とする円筒状ボンド磁石の押出成形方法である。 Further, the present invention is a method of extruding a composition in which an anisotropic magnetic material and a thermosetting resin are mixed with a screw type extruder, and is connected to the screw so as to be rotatable. Using an extrusion molding apparatus in which an orientation magnet is embedded and the orientation magnet is arranged up to the end of the outer die in the extrusion direction of the extrusion molding apparatus, the inner die and the composition are rotated together. A method of extrusion molding a cylindrical bonded magnet, wherein the molding is performed by thermosetting.
また、本発明は、前記異方性磁性材料は、Sm−Fe−N系磁性粉末であることを特徴とする上記した円筒状ボンド磁石の押出成形方法である。 The present invention is also the above-described method for extruding a cylindrical bonded magnet, wherein the anisotropic magnetic material is Sm—Fe—N based magnetic powder.
また、本発明は、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする上記した円筒状ボンド磁石の押出成形方法である。 The present invention is also the above-described method for extruding a cylindrical bonded magnet, wherein the thermosetting resin is an epoxy resin.
本発明によれば、スクリュー式押出機で熱硬化性樹脂を硬化させながら安定的に成形する一方で、配向が乱れることなく異方性ボンド磁石を得ることが可能なボンド磁石の押出成形装置および押出成形方法を提供することができる。 According to the present invention, a bonded magnet extrusion molding apparatus capable of obtaining an anisotropic bonded magnet without disturbing orientation while stably molding a thermosetting resin with a screw type extruder, and An extrusion method can be provided.
以下、本発明に係る押出成形装置及び押出成形方法について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
以下、本発明について図面を参照しつつ詳細に説明する。
Hereinafter, an extrusion molding apparatus and an extrusion molding method according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Further, in the following description, the same name and reference sign indicate the same or the same members in principle, and the detailed description will be omitted as appropriate.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る押出成形装置の全体を示す説明図(断面図)である。押出成形装置は図1に示すように異方性磁性材料と熱硬化性樹脂とを有するボンド磁石組成物を前方に押し出すためのスクリュー部1と、スクリュー40に連結された内ダイ50と外ダイ60からなる金型部2とを有する。
外ダイ60は、円筒状ボンド磁石の外周を成形するための貫通孔を有しており、貫通孔内にはボンド磁石の内周を成形するための内ダイ50が配置されている。内ダイ50はスクリュー40と連結されることで回転可能とされており、内ダイ50の内部に配向用磁石70が埋設されている。
FIG. 1 is an explanatory view (cross-sectional view) showing an entire extrusion molding apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the extrusion molding apparatus includes a
The
スクリュー部1ではスクリュー40により、異方性磁性材料と熱硬化性樹脂とを混合したボンド磁石組成物を金型部2に送り込む。ボンド磁石組成物は、室温において塊状であっても、水あめ状であってもよい。ボンド磁石組成物はシリンダー30内に、ホッパー80から供給される。スクリュー40の外側の周囲にシリンダー30が設けられており、必要に応じてシリンダー30を加熱してボンド磁石組成物を送り易い状態にすることもできる。ただし、この加熱はボンド磁石組成物の架橋反応が開始しない程度に抑える必要がある。また、逆にスクリュー40とシリンダー30によるせん断力により発熱が大きくなる場合は、シリンダー30を冷却することもある。
In the
金型部2に送り込まれたボンド磁石組成物は、スクリュー40に連結された内ダイ50の外径と外ダイ60の内径が作り出す空間により円筒状に造形される。すなわち、成形された円筒状ボンド磁石の内周が内ダイ50の外径に、ボンド磁石の外周が外ダイ60の内径にそれぞれ対応する。ボンド磁石成形品の外周と内周は、内ダイ50の外径と外ダイ60の内径を変更することで自由に変更することができる。
The bonded magnet composition fed into the
さらにボンド磁石組成物が前方に進むと、内ダイ50には配向用磁石70が埋設されている。ここで言う「埋設」とは、少なくとも一部が内ダイ50に埋まっている状態のことをいい、ボンド磁石組成物が接しない部分においては一部が露出されていても良いものとする。
When the bonded magnet composition further advances forward, an
配向用磁石70の一例の拡大図を図2に示す。これは内周6極ボンド磁石を成形するための配向用磁石で、円柱状とされており、6個の磁石ピースから出来ている。ボンド磁石成形品の極数を変更したい場合は、磁石ピースの数と形状を変更することで対応することができる。また、配向用磁石と磁気回路を形成しない様に、外ダイ60は非磁性鋼とすることが好ましい。
An enlarged view of an example of the
ボンド磁石組成物が、配向用磁石70が埋設されている箇所に到達すると、配向用磁石が出す磁場に沿ってボンド磁石組成物中の磁性材料が配向する。更に前方に進むと、ヒーター(図示しない)によりボンド磁石組成物が加熱され、熱硬化性樹脂の架橋反応が進行し配向が固定される。
When the bond magnet composition reaches a position where the
ここで、配向用磁石70は外ダイ60の先端まで、内ダイ50に埋設する必要がある。言い換えると、前記押出成形装置の押出方向において、配向用磁石70は外ダイ60の端部まで配置されている。ここで外ダイ60の端部とは、吐出口側においてボンド磁石組成物と外ダイ60の内径が接する部分における端部のことをいう。例えば、図1、図5(c)の場合は、それぞれ、外ダイ端部90として図示される部分のことをいう。なお、図5(c)の場合吐出口側の最も外側に位置する部分のことを、外ダイ最外部92というものとする。図1の場合においては、外ダイ端部90は、外ダイ最外部と同じとなる。
Here, the
図3は、金型部2の押出成形装置の吐出口側における拡大図である。ここで、距離xとは、配向用磁石70の端部と外ダイ端部90との距離のことである。ここで、x=0であれば、配向用磁石70の端部と外ダイ端部90とが面一となるように配置されることとなる。
FIG. 3 is an enlarged view of the
ボンド磁石組成物は、スクリュー40と連結されて回転する内ダイ50と共に回転する。配向用磁石70がない場合、ボンド磁石組成物の回転は不規則になる。それに対して、配向用磁石70を内ダイ50に埋設した場合、配向用磁石70とボンド磁石組成物との磁気的吸着により、配向用磁石70を埋設した区間では内ダイ50とボンド磁石組成物は一体となり回転する。この一体回転を保持したまま、架橋反応を終了して熱硬化させ、吐出口に到達することが、異方性磁性材料の配向には重要な要素となる。
すなわち、内ダイ50とボンド磁石組成物が一体となり回転することで、長手方向にまっすぐに各磁極が配向した円筒状ボンド磁石を得ることが可能になる。
The bonded magnet composition rotates together with the
That is, by rotating the
図4は、ボンド磁石の配向について説明するための説明図であり、ボンド磁石成形品の内周側にマグネットビューアーを載せて観察した図である。磁極は黒く(図中薄墨で示す)、磁極と磁極の切り替わりが白く見える。長手方向にまっすぐに配向している場合、図4の配向角度θは0°となる。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the orientation of the bonded magnet, and is a view observed by placing a magnet viewer on the inner peripheral side of the bonded magnet molded product. The magnetic pole is black (indicated by light ink in the figure), and the switching between the magnetic poles appears white. When the film is oriented straight in the longitudinal direction, the orientation angle θ in FIG. 4 is 0 °.
本実施形態において、ボンド磁石組成物は外ダイ60からの抵抗を受けながら内ダイ50と共に回転している。配向用磁石70が外ダイ端部90よりも内側に位置する場合、例えば図3中のx=5mmの場合、ダイの吐出口付近では配向用磁石70が存在しないため、ボンド磁石組成物を吸着する効果が無くなり、ボンド磁石組成物は外ダイ60との抵抗により内ダイ50との一体回転が出来なくなり、成形品にねじれが生じる。この際に得られたボンド磁石成形品の図4中の配向角度θは、約30°となり、各磁極は長手方向に対してねじれた配向となってしまい、所望のボンド磁石成形品が得られなくなる。
In the present embodiment, the bonded magnet composition rotates with the
以上より、本実施形態においては、一体回転を保持したまま、架橋反応を終了して硬化させるために配向用磁石70が外ダイ端部90まで配置されることとなる。図5にこのような配置を満たすものを例示する。
As described above, in this embodiment, the
図5(a)は、吐出口側(押出方向)において、配向用磁石70の端部と外ダイ端部90とが面一に配置されている。図1の例と比較して、配向用磁石70が内ダイ50から露出せずに、完全に内ダイ50の内部に埋め込まれており、吐出側において内ダイ50の最外部が外ダイ60の最外部よりも突出するように形成されている。このように配向用磁石70を外部に露出させずに内ダイ50に埋め込むことにより、配向用磁石70の割れや欠けを防止することができる。
In FIG. 5A, the end portion of the
図5(b)は、吐出口側(押出方向)において、配向用磁石70の端部が外ダイ端部90よりも突出するように配置されている。このように配向用磁石70が突出されていても構わない。
In FIG. 5B, the end portion of the
図5(c)は、外ダイ60が吐出口側(押出方向)において段差を有しており、外ダイ端部90よりも吐出口側に外ダイ最外部92を有している。さらに、配向用磁石70の全体が内ダイ50に埋設されており、内ダイ最外部94と外ダイ最外部92とが面一となるように配置されている。
In FIG. 5C, the
図5(d)は、外ダイ60が吐出口側(押出方向)においてテーパー形状とされており、図5(c)の例と同様に外ダイ端部90よりも吐出口側に外ダイ最外部92を有している。さらに、配向用磁石70の全体が内ダイ50に埋設されており、内ダイ最外部94と外ダイ最外部92とが面一となるように配置されている。
In FIG. 5D, the
以上に例示したように、外ダイ端部90よりも配向用磁石70のほうが吐出口側に突出されていれば、ねじれが生じることがない。
As illustrated above, if the
本実施形態のような押出成形法は、一般的にボンド磁石の成形法として用いられるその他の成形方法である射出成形や圧縮成形のバッチ式に対して連続式となるため、生産性が非常に優れる。さらに、連続して成形することができるため、射出成形や圧縮成形では困難であった長尺品の成形が容易となる。 The extrusion molding method as in the present embodiment is a continuous type with respect to a batch type of injection molding or compression molding, which is another molding method generally used as a molding method for bonded magnets. Excellent. Furthermore, since it can shape | mold continuously, the shaping | molding of the long product which was difficult by injection molding and compression molding becomes easy.
以下、本実施形態に用いることのできる各構成について詳細に説明する。
(配向用磁石70)
配向用の永久磁石に使用する磁石の材料は、Brが1T以上のものが好ましく、例えばNd−Fe−B系焼結磁石やSm−Co系焼結磁石を用いることができる。磁力の大きい磁石を使うと、配向磁場が強くなり、ボンド磁石の表面磁束密度も高く出来る。
また、上述のように押出成形で得られたボンド磁石は、二次硬化を行うことが好ましい。
また、必要であれば着磁工程を行ってもよい。着磁を行うことで、表面磁束密度はより高くなる。
Hereafter, each structure which can be used for this embodiment is demonstrated in detail.
(Orientation magnet 70)
The material of the magnet used for the permanent magnet for orientation is preferably one with Br of 1T or more, and for example, an Nd—Fe—B based sintered magnet or an Sm—Co based sintered magnet can be used. When a magnet with a large magnetic force is used, the orientation magnetic field becomes stronger and the surface magnetic flux density of the bonded magnet can be increased.
In addition, the bonded magnet obtained by extrusion molding as described above is preferably subjected to secondary curing.
Further, if necessary, a magnetizing step may be performed. By performing the magnetization, the surface magnetic flux density becomes higher.
(異方性磁性材料)
本発明で用いられる異方性の磁性材料としては、フェライト系、Sm−Co系、Nd−Fe−B系、Sm−Fe−N系などが挙げられる。粉末状であることが好ましい。
フェライト系は、歴史が古く安価であることから最も普及しているが、希土類系よりも磁力が弱く、成形品が小さくなると磁力が不足することがある。そのため、磁力の強いボンド磁石を作製する必要がある場合には、Sm−Co系、Nd−Fe−B系、Sm−Fe−N系の希土類系磁性粉末を用いることが好ましい。これは、希土類系の異方性磁性粉末は、配向の際に印加される磁場によって、磁化の方向が非常に揃い易く、結果的にボンド磁石の磁力が強くなるためである。また、粒子径が約3μmで略球形であるため押出成形性が優れることから、Sm−Fe−N系であることが好ましい。
上記の磁性材料は1種類単独でも、2種類以上を混合物としても使用可能である。また必要に応じて、耐酸化処理やカップリング処理を施しても良い。
(Anisotropic magnetic material)
Examples of the anisotropic magnetic material used in the present invention include ferrite, Sm—Co, Nd—Fe—B, and Sm—Fe—N. It is preferably in powder form.
Ferrites are the most popular because they have a long history and are inexpensive, but they have a lower magnetic force than rare earths, and if the molded product is smaller, the magnetic force may be insufficient. Therefore, when it is necessary to produce a bond magnet having a strong magnetic force, it is preferable to use rare earth magnetic powders of Sm—Co, Nd—Fe—B, and Sm—Fe—N. This is because rare earth-based anisotropic magnetic powders are very easily aligned in magnetization direction by a magnetic field applied during orientation, and as a result, the magnetic force of the bond magnet is increased. Moreover, since the particle diameter is about 3 μm and it is a substantially spherical shape, the extrusion moldability is excellent, and therefore, the Sm—Fe—N system is preferable.
The above magnetic materials can be used alone or as a mixture of two or more. Moreover, you may perform an oxidation resistance process and a coupling process as needed.
(熱硬化性樹脂)
本発明においては、レジンとして熱硬化性樹脂を用いる。熱硬化性樹脂は架橋反応を伴う。成形前にはモノマーである熱硬化性樹脂は、成形中やその後の加熱、紫外線の照射等により、三次元的な架橋反応によりポリマーへと変化する。架橋反応した熱硬化性樹脂は、加熱時の樹脂の溶融による変形や、低分子成分の揮発が少ないため、高温での使用に適している。
(Thermosetting resin)
In the present invention, a thermosetting resin is used as the resin. Thermosetting resins are accompanied by a crosslinking reaction. Prior to molding, the thermosetting resin as a monomer is changed into a polymer by a three-dimensional crosslinking reaction during molding or subsequent heating, ultraviolet irradiation, or the like. The thermosetting resin that has undergone crosslinking reaction is suitable for use at high temperatures because it is less susceptible to deformation due to melting of the resin during heating and low molecular component volatilization.
本発明に使用可能な熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、種々の熱硬化性樹脂を使用することができ、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、アリル樹脂等を使用することができる。 The thermosetting resin that can be used in the present invention is not particularly limited, and various thermosetting resins can be used. For example, epoxy resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, urea resin, melamine resin, polyimide Resins, allyl resins and the like can be used.
本発明に使用可能なエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、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、アルコール型エポキシ樹脂といったグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、芳香族アミン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂といったグリシジルアミン型エポキシ樹脂や、ヒドロフタル酸型エポキシ樹脂、ダイマー酸型エポキシ樹脂といったグリシジルエステル型エポキシ樹脂、そして、脂環型エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂のほか、ゴム変性エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂などを挙げることができる。 The epoxy resin that can be used in the present invention is not particularly limited, for example, glycidyl ether type epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, alcohol type epoxy resin, Various epoxy resins such as glycidylamine type epoxy resins such as aromatic amine type epoxy resins and aminophenol type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins such as hydrophthalic acid type epoxy resins and dimer acid type epoxy resins, and alicyclic epoxy resins In addition, modified epoxy resins such as rubber-modified epoxy resins, brominated epoxy resins, and urethane-modified epoxy resins can be used.
上記エポキシ樹脂用の硬化剤としては、特に限定はされず従来公知のものを広く使用でき、例えば第1級アミン、第2級アミン、酸無水物、フェノール樹脂等が挙げられ、これらは一種単独で使用してもよいし、二種以上混合して使用してもよい。特に硬化剤としてフェノール樹脂を用いたものは耐熱性、耐水性に優れているため好ましい。 The curing agent for the epoxy resin is not particularly limited and conventionally known ones can be widely used, and examples thereof include primary amines, secondary amines, acid anhydrides, phenol resins, and the like. It may be used in a mixture of two or more. In particular, those using a phenolic resin as a curing agent are preferable because they are excellent in heat resistance and water resistance.
上記エポキシ樹脂用の硬化促進剤としては、特に限定されるものではなく、ホスフィン化合物、ホスホニウム塩、イミダゾール類、イミダゾリウム塩、アミン類、ジアザビシクロ化合物、ジアザビシクロ化合物のテトラフェニルボレート、フェノール塩、フェノールノボラック塩、2−エチルヘキサン酸塩などがあげられる。これらの硬化促進剤において、押出スクリュウ滞留中での硬化反応が抑えられ、安定成形性を高められる点から、イミダゾール類の硬化促進剤を用いることが好ましい。 The curing accelerator for the epoxy resin is not particularly limited, and phosphine compounds, phosphonium salts, imidazoles, imidazolium salts, amines, diazabicyclo compounds, diazabicyclo compounds tetraphenylborate, phenol salts, phenol novolacs. Salt, 2-ethylhexanoate and the like. In these curing accelerators, it is preferable to use an imidazole curing accelerator from the viewpoint that the curing reaction during the retention of the extrusion screw is suppressed and the stable moldability is improved.
本発明に使用可能なフェノール樹脂としては、特に限定されず従来公知のものが使用でき、例えばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、あるいはアニリン、ロジン、シジクロペンタジエン、不飽和脂肪酸等で変性した変性フェノール樹脂、フェノール変性メラミン樹脂などのフェノールで変性した他種材料との複合物等を挙げることができる。ノボラック型フェノール樹脂の硬化剤としては、特に限定されるものではないが、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン系硬化剤が好適に使用可能である。 The phenolic resin that can be used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known phenolic resins can be used. Examples thereof include composites with other materials modified with phenol, such as modified phenolic resins and phenol-modified melamine resins. Although it does not specifically limit as a hardening | curing agent of a novolak-type phenol resin, Amine-type hardening | curing agents, such as a hexamethylene tetramine, can be used conveniently.
不飽和ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、従来公知のものが広く使用可能であるが、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジビニルフタレートなどの不飽和結合を1分子あたり2個以上有するポリエステル樹脂を挙げることができる。 There is no restriction | limiting in particular as unsaturated polyester resin, Although a conventionally well-known thing can be used widely, The polyester resin which has 2 or more of unsaturated bonds per molecule, such as diallyl phthalate, diallyl malate, divinyl phthalate, is mentioned. be able to.
上記不飽和ポリエステル樹脂の架橋剤としては、重合性二重結合を有しているものであれば特に限定されず従来公知のものを広く使用可能であるが、例えばスチレン、ジアリルフタレート、メタクリル酸メチル、ジビニルベンゼン、アクリルアミド、ビニルトルエン、モノクロルスチレン、アクリロニトリル、トリアリルイソシアヌレート等のビニル系単量体、ジアリルフタレートプレポリマー等が挙げられる。 The crosslinking agent for the unsaturated polyester resin is not particularly limited as long as it has a polymerizable double bond, and conventionally known ones can be widely used. For example, styrene, diallyl phthalate, methyl methacrylate , Vinyl monomers such as divinylbenzene, acrylamide, vinyltoluene, monochlorostyrene, acrylonitrile, triallyl isocyanurate, diallyl phthalate prepolymer, and the like.
上記不飽和ポリエステル樹脂の硬化剤としては、通常過酸化物が使用可能であるが、t−ブチルパーオキシオクトエート、ベンゾイルパーオキサイド、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、2,5−ジメチルヘキサン、2,5−ジハイドロパーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド等が使用可能である。 As the curing agent for the unsaturated polyester resin, a peroxide can be usually used, but t-butyl peroxy octoate, benzoyl peroxide, 1,1-di-t-butyl peroxy-3, 3, 5-trimethylcyclohexane, t-butylperoxyisopropyl carbonate, t-butylperoxybenzoate, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, lauroyl peroxide, di-t-butylperoxyisophthalate, 2,5 -Dimethylhexane, 2,5-dihydroperoxide, cumene hydroperoxide, methyl ethyl ketone peroxide, etc. can be used.
ユリア樹脂としては、カチオン性、ノニオン性あるいはアニオン性の各種ユリア樹脂を挙げることができる。上記ユリア樹脂の硬化反応に用いられる硬化剤としては特に限定されず、例えば、無機酸、有機酸、酸性硫酸ナトリウムのような酸性塩からなる顕在性硬化剤;カルボン酸エステル、酸無水物、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム等の塩類のような潜在性硬化剤が挙げられる。なかでも、貯蔵寿命等から潜在性硬化剤が好ましい。 Examples of urea resins include various urea resins that are cationic, nonionic, or anionic. The curing agent used for the curing reaction of the urea resin is not particularly limited. For example, an apparent curing agent composed of an acidic salt such as an inorganic acid, an organic acid, or acidic sodium sulfate; a carboxylic acid ester, an acid anhydride, or a chloride. Examples include latent curing agents such as salts of ammonium and ammonium phosphate. Among these, a latent curing agent is preferable from the viewpoint of shelf life.
メラミン樹脂としては、メラミン樹脂単独のほかに、ユリア樹脂変性物であるユリア・メラミン樹脂などを挙げることができる。 Examples of the melamine resin include a urea-melamine resin which is a modified urea resin in addition to the melamine resin alone.
ポリイミド樹脂としては、テトラカルボン酸またはその無水物とジアミンとの反応によって得られるポリイミド樹脂のほかに、マレイミド変性エポキシ樹脂などを挙げることができる。 Examples of the polyimide resin include a maleimide-modified epoxy resin in addition to a polyimide resin obtained by a reaction of tetracarboxylic acid or its anhydride and diamine.
アリル樹脂としては、ジアリルフタレートモノマーの重合及び硬化反応によって得られるものである。上記ジアリルフタレートモノマーとしては、例えば、オルソ体、イソ体、テレ体が挙げられる。硬化促進剤としては特に限定されないが、例えば、t−ブチルパーベンゾエートとジ−t−ブチルパーオキシドとの併用が好適である。 The allyl resin is obtained by polymerization and curing reaction of diallyl phthalate monomer. Examples of the diallyl phthalate monomer include an ortho isomer, an iso isomer, and a tele isomer. Although it does not specifically limit as a hardening accelerator, For example, combined use of t-butyl perbenzoate and di-t-butyl peroxide is suitable.
これら熱硬化性樹脂は、単独で、あるいは2種以上混合して使用することができる。 These thermosetting resins can be used alone or in admixture of two or more.
磁性材料と樹脂の配合比率は、樹脂の種類にもよるが、ボンド磁石組成物全体に対する磁性材料の割合が45〜65Vol%とすることが望ましい。また、酸化防止剤、滑剤等をさらに混合することもできる。 Although the blending ratio of the magnetic material and the resin depends on the type of the resin, it is desirable that the ratio of the magnetic material to the entire bonded magnet composition is 45 to 65 Vol%. Further, an antioxidant, a lubricant and the like can be further mixed.
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。 Examples according to the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
<実施例1>
(磁性材料の準備)
磁性材料には、異方性のSm−Fe−N系磁性材料(平均粒子径3μm)を用いる。
<Example 1>
(Preparation of magnetic material)
An anisotropic Sm—Fe—N magnetic material (average particle diameter of 3 μm) is used as the magnetic material.
(磁石組成物の作製)
上記Sm−Fe−N系磁性材料に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂(主剤)と硬化剤、そして必要に応じて少量の硬化促進剤等添加剤を添加した後、ミキサーで充分混合した。得られた混合粉を、2軸混練機を用いて硬化反応がほとんど進行しない温度域で混練し、冷却後、適当な大きさに切断しボンド磁石組成物を得た。
(Preparation of magnet composition)
A thermosetting resin (main agent) such as an epoxy resin, a curing agent, and a small amount of additives such as a curing accelerator as necessary were added to the Sm-Fe-N magnetic material, and then mixed sufficiently with a mixer. The obtained mixed powder was kneaded in a temperature range where the curing reaction hardly progressed using a biaxial kneader, cooled, and then cut into an appropriate size to obtain a bonded magnet composition.
(押出成形)
図1は、本実施例1で使用した押出成形装置を示す図である。外ダイの内径は19mm、内ダイの外径は17mmである。図2に示すように配向用磁石70は、6個の磁石ピースを組み立てて円柱状とした。組み立てた配向用磁石は、外周側に6極の磁力を発している。これを内ダイに埋設した。この時、図3に示す配向用磁石と外ダイとの距離xは、0mmであり、配向用磁石70の端部と外ダイ端部90とが面一とされている。温度設定は、スクリュー部1を110℃、金型部2を180℃に設定した。この様にして、外径19mm、内径17mm、長さ1000mm、内周12極の異方性円筒状ボンド磁石を得た。切断機を用いて長さ20mmに切断した。
(Extrusion molding)
FIG. 1 is a diagram showing an extrusion molding apparatus used in the first embodiment. The inner diameter of the outer die is 19 mm, and the outer diameter of the inner die is 17 mm. As shown in FIG. 2, the magnet for
(着磁工程)
得られた成形品を着磁ヨークにより着磁を行う。着磁条件は、静電容量1000μF、電圧2.5KVであり、そのとき流れる電流は18.0KAである。
(Magnetization process)
The obtained molded product is magnetized by a magnetizing yoke. The magnetization conditions are a capacitance of 1000 μF and a voltage of 2.5 KV, and the current flowing at that time is 18.0 KA.
(評価)
配向角度の評価は、ボンド磁石成形品を半分に割って、マグネットビューアーをボンド磁石成形品の内周表面に載せて観察した。その様子を図6に示す。この時の配向角度θは0°であった。
表面磁束密度の評価は、マグネットアナライザーにより、円筒状ボンド磁石内周の表面磁束密度を測定した。測定は、マグネットアナライザーの360°回転ステージに円筒状ボンド磁石を固定し、プローブを円筒状ボンド磁石の内周側面に接触させ、ステージを360°回転させることで行った。この時の表面磁束密度は2300Gであった。
(Evaluation)
The orientation angle was evaluated by dividing the bonded magnet molded product in half and placing a magnet viewer on the inner peripheral surface of the bonded magnet molded product. This is shown in FIG. The orientation angle θ at this time was 0 °.
The surface magnetic flux density was evaluated by measuring the surface magnetic flux density on the inner periphery of the cylindrical bonded magnet with a magnet analyzer. The measurement was performed by fixing the cylindrical bonded magnet to the 360 ° rotation stage of the magnet analyzer, bringing the probe into contact with the inner peripheral side surface of the cylindrical bonded magnet, and rotating the stage by 360 °. The surface magnetic flux density at this time was 2300G.
<比較例1>
押出成形において、図3に示す距離xが5mmである金型、すなわち配向用磁石70の端部よりも、外ダイ端部90が5mm吐出口側(押出方向)に突出している金型を使用した以外は実施例1と同様の方法で異方性円筒状ボンド磁石を作製した。図7に示すように、配向角度評価において、配向角度θは30°であった。表面磁束密度は1700Gであった。
<Comparative Example 1>
In extrusion molding, a mold having a distance x shown in FIG. 3 of 5 mm, that is, a mold in which an
<比較例2>
押出成形において、図3に示す距離xが10mmである金型、すなわち配向用磁石70の端部よりも、外ダイ端部90が10mm吐出口側(押出方向)に突出している金型を使用した以外は実施例1と同様の方法で作製した。図8に示すように、配向角度評価において、配向角度θは70°であった。表面磁束密度は1300Gであった。
<Comparative Example 2>
In extrusion molding, a mold having a distance x of 10 mm shown in FIG. 3, that is, a mold in which an
表1に実施例及び比較例の配向角度及び表面磁束密度を示す。 Table 1 shows the orientation angle and surface magnetic flux density of Examples and Comparative Examples.
表1から判るように、実施例1では比較例のように配向が乱れておらず、また、表面磁束密度は比較例よりも強くなっているのが判る。 As can be seen from Table 1, in Example 1, the orientation is not disturbed as in the comparative example, and the surface magnetic flux density is stronger than in the comparative example.
本発明は、ハードディスクドライブや光メディアのスピンドルモータ等のアウターローターモータに利用可能である。 The present invention can be used for an outer rotor motor such as a hard disk drive or a spindle motor for optical media.
1 スクリュー部
2 金型部
30 シリンダー
40 スクリュー
50 内ダイ
60 外ダイ
70 配向用磁石
80 ホッパー
90 外ダイ端部
92 外ダイ最外部
94 内ダイ最外部
96 スパイダー
DESCRIPTION OF
Claims (8)
円筒状ボンド磁石の外周を成形するための貫通孔を有する外ダイと、
前記貫通孔内に配置され、前記ボンド磁石の内周を成形するための内ダイと、
前記ボンド磁石の材料を押し出すためのスクリューと、を有し、
前記内ダイは前記スクリューと連結されて回転可能とされており、
前記内ダイに配向用磁石が埋設され、
前記押出成形装置の押出方向において、前記配向用磁石は前記外ダイ端部まで配置されていることを特徴とする押出成形装置。 An extrusion apparatus for extruding a bonded magnet composition having an anisotropic magnetic material and a thermosetting resin,
An outer die having a through hole for molding the outer periphery of the cylindrical bonded magnet;
An inner die arranged in the through hole and for molding the inner periphery of the bond magnet;
A screw for extruding the material of the bond magnet,
The inner die is connected to the screw and is rotatable.
An orientation magnet is embedded in the inner die,
In the extrusion direction of the extrusion molding apparatus, the orientation magnet is disposed up to the end of the outer die.
前記スクリューに連結して回転可能とされた内ダイに配向用磁石が埋設され、前記押出成形装置の押出方向において前記配向用磁石が前記外ダイ端部まで配置されている押出成形装置を用いて、前記内ダイと前記組成物とを一体回転させながら熱硬化させて成形することを特徴とする円筒状ボンド磁石の押出成形方法。 A method of extruding a mixed composition of an anisotropic magnetic material and a thermosetting resin with a screw type extruder,
Using an extrusion molding apparatus in which an orientation magnet is embedded in an inner die that is connected to the screw and is rotatable, and the orientation magnet is arranged up to the end of the outer die in the extrusion direction of the extrusion molding apparatus. A method for extruding a cylindrical bonded magnet, wherein the inner die and the composition are molded by thermosetting while integrally rotating.
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