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【特集】レアアース代替材料と回収技術
Alternative Materials and Recycling Techniques for Saving Rare Earth Resources
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特集にあたって
Introduction
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町田憲一(大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授)
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希土類磁石の研究開発動向 ―ジスプロシウム使用量の低減を目指して―
Trends of Research and Development on Rare Earth Magnets ―For the Purpose to reduce Dy content of Rare Earth Magnets―
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徳永雅亮(明治大学 理工学部 兼任講師)
HEV,EVなどの回転機応用において小型・高効率化を可能とするNd.Fe.B系焼結磁石は地球温暖化対策のキー・マテリアルとしての地位を確保したが,Ndの一部を置換するDy資源の枯渇が懸念されている。Dy使用量の低減を目指した希土類磁石の研究開発動向を概観する。
【目次】
1. はじめに
2. Nd.Fe.B系焼結磁石の省Dy 化
2.1 粒界拡散
2.2 結晶粒径微細化
2.3 H.HAL法
3. 異方性ボンド磁石用HDDR粉のDyフリー化
4. HDDR粉によるナノコンポジットバルク磁石
5.超急冷材の省Dy化
6.薄膜磁石
7.保磁力機構の解明による省Dy化
8.脱希土類・新磁石の動向
9.おわりに
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粒界拡散法によるジスプロシウム低減ネオジム磁石の開発動向
Recent Trend of the Development in Dy-reduced Nd Magnets by the Grain Boundary Diff usion Process
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中村 元(信越化学工業(株) 磁性材料研究所 第2部 部長)
廣田晃一(信越化学工業(株) 磁性材料研究所 研究員)
美濃輪武久(信越化学工業(株) 磁性材料研究所 所長)
レアアースを用いた代表的な素材の一つであるネオジム磁石はハードディスクドライブからエアコン,産業用モータ,ハイブリッド自動車や電気自動車の発電機・駆動モータなどへとその応用範囲を拡大し続けている。ネオジム磁石の耐熱性を向上させるためにはジスプロシウム(Dyの添加が必須である一方,昨今の資源問題の観点からはいかにしてDyを低減させるかが重要な課題となっている。本稿で紹介する粒界拡散法はネオジム―鉄―ホウ素系焼結磁石における高特性化のプロセスであると同時にDy低減に関しても非常に大きな効果があり,資源問題に対してはこのようなDy低減技術を発展させていくことが重要である。
【目次】
1. はじめに
2.粒界拡散法の原理
3.磁気特性
4.ジスプロシウム削減効果
5.保磁力分布磁石
6.おわりに
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熱間加工法によるジスプロシウムフリー磁石の開発動向
Development Trend of Hot.Formed Nd.Fe.B Magnet without Dy Addition
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入山恭彦(大同特殊鋼(株) 研究開発本部 電磁材料研究所 所長)
熱間加工により製造されるNd.Fe.B系磁石(MQ3)は,焼結磁石に比べ微細な結晶組織からなるため高い保磁力を発現しやすいという特徴をもつ。希土類資源問題に対応するため,Dy含有量を極力減らした材料において,耐熱性を有しつつ,かつ高い最大エネルギー積をもつ新材料を開発した。
【目次】
1. はじめに
2.熱間加工Nd.Fe.B 系磁石(MQ3)の特徴
2.1 製造方法
2.2 形状コントロールについて
3.ジスプロシウム低減をめざした熱間加工磁石の開発動向
4.まとめ
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蛍光体における希土類使用量の低減・代替・再利用の研究開発動向
Recent R&D for Material Technology of Reducing or Replacing Rare Earth Elements in Phosphor and Recycling
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赤井智子((独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 高機能ガラスグループ グループ長)
最近の蛍光体の希土類,特に発光元素であるTb,Euの低減・代替技術について,蛍光体の低減・代替技術の開発,蛍光体の再利用技術について研究開発の動向をまとめ,今後の課題を抽出した。
【目次】
1. はじめに
2. Tb,Eu低減・代替蛍光体の開発
2.1 蛍光体組成の理論設計について
2.2 蛍光体のコンビケム合成
2.3 蛍光ランプ用蛍光体
2.4 LED用蛍光体
3. 再利用技術の開発
4. 今後の課題と展望
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ガラス研磨用酸化セリウム低減化技術の動向
Development of the CeO2 Reduction Technology for Glass Polishing
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谷 泰弘(立命館大学 理工学部 機械工学科 教授)
村田順二(立命館大学 理工学部 機械工学科 助教)
ガラス研磨に用いられる酸化セリウムは,レアアースの一つでありその生産を一国が占める供給リスクの高い材料である。近年のレアアース輸出制限を受け,酸化セリウムの使用量を低減する技術の開発が急務である。本稿では新規に開発した高機能研磨材および研磨工具による酸化セリウム低減化技術について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化セリウムの特異性と研究戦略
3. 有機無機複合砥粒による使用量削減
4. エポキシ樹脂研磨パッドによる使用量削減
5.おわりに
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希土類磁石材の工程内廃材のリサイクルの動向
Current Status of Recycling for Rare Earth Magnet Scrap in the Process of Manufacture
-------------------------------------------------------------------------
中村英次((株)三徳 技術部 部長)
希土類磁石材の製造工程中に生じる固形屑,研磨屑などの廃材のリサイクル(“工程内リサイクル”)は市中廃棄物からのリサイクルとは異なり広く実施されている。本稿では,研磨屑などに通常用いられる湿式法,また一部の固形屑に用いられる乾式法について,その現状と公開された特許から技術の動向をまとめる。
【目次】
1. はじめに
2. 希土類の応用
3. 希土類リサイクルの歴史と現状
4. 磁石材の工程内リサイクル
4.1 Sm.Co磁石
4.2 Nd.Fe.B磁石
4.2.1 湿式法
(1) 燃焼法
(2) 酸化剤法
(3) アルカリ法
4.2.2 乾式法
5.今後
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市中廃棄物からのレアアース元素リサイクルの試み
Trail of Rare Earth Elements from Used Scrap
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中村 崇(東北大学 多元物質科学研究所 サステナブル理工学研究センター 教授)
レアアース資源の状況を簡単に示し,また,金属鉱物資源の基本的な考え方を示した。さらに国内で発生する廃棄物やスクラップからのリサイクルを支えるため基本概念としての都市鉱山,さらにその概念を実際に進めるために人工鉱床の考え方を説明した。それを基に開始された環境省・経済産業省の小型廃電気・電子機器の回収に対する複数の自治体の試みについて紹介した。最後にリサイクル技術について簡単にまとめた。
【目次】
1. はじめに
2. 大量生産システムにおける資源
3. リサイクルの社会システム
4. リサイクルのシステムと技術
4.1 収集システム
4.2 リサイクル技術
4.2.1 物理選別
4.2.2 化学反応処理
5. おわりに
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レアアースフリーモータの研究開発動向
Trends in Research and Development of Rare Earth Free Electric Motors
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森本茂雄(大阪府立大学 大学院 工学研究科 電気・情報系専攻 教授)
省エネ家電やEV/HEVなどに用いられている高性能モータには,レアアースを使用した希土類永久磁石が使用されているが,省・脱レアアースモータの開発が求められている。本稿では希土類磁石を使用せずに希土類モータと同等の性能を目指したレアアースフリーモータについて,試作機により検討・評価されている事例を中心に最新の研究開発動向を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. モータの分類とレアアースフリーモータ
2.1 モータの分類と特徴
2.2 レアアースフリーモータ
2.3 省・脱レアアースモータ開発プロジェクト
3. フェライト磁石補助形同期リラクタンスモータ
3.1 高トルク化と耐減磁設計
3.2 試作機と試験結果
4.レアアースフリーモータの研究事例
4.1 スイッチトリラクタンスモータ
4.2 アキシャルギャップモータ
4.3 積層磁極型クローポールモータ
5. まとめ
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SERIES 先進国型情報化社会に貢献するヒューマンシグナルインターフェース
安心,安全,健康生活のためのセンサ開発(4)
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光ファイバ型防犯センサの研究開発
Development of Optical Fiber Type Security Sensor
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三田地成幸(東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 大学院バイオ・情報メディア研究科 教授)
三田地研では安心,安全,健康生活のための各種センサの開発(ヒューマンシグナルインターフェースの研究開発)を行っている。今回は,家庭での安心・安全の確保を目的とした光ファイバ型防犯センサの研究開発を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 光ファイバの側圧による特性変化
2.1 プラスチック光ファイバにおけるマイクロベンド損失特性
3.「光ファイバ型防犯センサ」の原理
4.「光ファイバ型防犯センサ」の性能評価
5.「光ファイバ型防犯センサ」の改良
5.1 太陽電池を用いた電源独立化の検討
5.2 太陽電池の最適化について
5.3 定電圧供給電源を利用した駆動確認について
5.4 マイコンを利用した無線について
6.まとめ
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海外‘Niche’ビジネスレポート
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ドイツの鍼灸針市場
Market Report on Acupuncture needle in Germany
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Global IBIS 編集部
【目次】
1. 鍼灸治療の変遷
2. 鍼灸針
3. ドイツ鍼灸針市場への参入企業
(1) セイリン(株)
(2) Moxom Acupuncture GmbH
(3) HWATO Deutschland GmbH
4.ドイツにおける鍼灸針市場
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機能材料マーケットデータ
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レアアースの市場動向
Market Trend of Rare Earth
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【目次】
1. 概要
2. 用途
3. 市場規模
3.1 レアアースの国別埋蔵量および生産量
3.2 国内需給動向
(1) 出荷推移(国内精錬品)
(2) 輸入実績
4. 企業動向
4.1 大手商社
(1) 双日
(2) 住友商事
(3) 豊田通商
4.2 メーカー
(1) 日立金属
(2) TDK
(3) 信越化学工業
(4) 日立製作所
(5) インターメタリックス
(6) 昭和電工
Alternative Materials and Recycling Techniques for Saving Rare Earth Resources
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特集にあたって
Introduction
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町田憲一(大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授)
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希土類磁石の研究開発動向 ―ジスプロシウム使用量の低減を目指して―
Trends of Research and Development on Rare Earth Magnets ―For the Purpose to reduce Dy content of Rare Earth Magnets―
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徳永雅亮(明治大学 理工学部 兼任講師)
HEV,EVなどの回転機応用において小型・高効率化を可能とするNd.Fe.B系焼結磁石は地球温暖化対策のキー・マテリアルとしての地位を確保したが,Ndの一部を置換するDy資源の枯渇が懸念されている。Dy使用量の低減を目指した希土類磁石の研究開発動向を概観する。
【目次】
1. はじめに
2. Nd.Fe.B系焼結磁石の省Dy 化
2.1 粒界拡散
2.2 結晶粒径微細化
2.3 H.HAL法
3. 異方性ボンド磁石用HDDR粉のDyフリー化
4. HDDR粉によるナノコンポジットバルク磁石
5.超急冷材の省Dy化
6.薄膜磁石
7.保磁力機構の解明による省Dy化
8.脱希土類・新磁石の動向
9.おわりに
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粒界拡散法によるジスプロシウム低減ネオジム磁石の開発動向
Recent Trend of the Development in Dy-reduced Nd Magnets by the Grain Boundary Diff usion Process
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中村 元(信越化学工業(株) 磁性材料研究所 第2部 部長)
廣田晃一(信越化学工業(株) 磁性材料研究所 研究員)
美濃輪武久(信越化学工業(株) 磁性材料研究所 所長)
レアアースを用いた代表的な素材の一つであるネオジム磁石はハードディスクドライブからエアコン,産業用モータ,ハイブリッド自動車や電気自動車の発電機・駆動モータなどへとその応用範囲を拡大し続けている。ネオジム磁石の耐熱性を向上させるためにはジスプロシウム(Dyの添加が必須である一方,昨今の資源問題の観点からはいかにしてDyを低減させるかが重要な課題となっている。本稿で紹介する粒界拡散法はネオジム―鉄―ホウ素系焼結磁石における高特性化のプロセスであると同時にDy低減に関しても非常に大きな効果があり,資源問題に対してはこのようなDy低減技術を発展させていくことが重要である。
【目次】
1. はじめに
2.粒界拡散法の原理
3.磁気特性
4.ジスプロシウム削減効果
5.保磁力分布磁石
6.おわりに
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熱間加工法によるジスプロシウムフリー磁石の開発動向
Development Trend of Hot.Formed Nd.Fe.B Magnet without Dy Addition
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入山恭彦(大同特殊鋼(株) 研究開発本部 電磁材料研究所 所長)
熱間加工により製造されるNd.Fe.B系磁石(MQ3)は,焼結磁石に比べ微細な結晶組織からなるため高い保磁力を発現しやすいという特徴をもつ。希土類資源問題に対応するため,Dy含有量を極力減らした材料において,耐熱性を有しつつ,かつ高い最大エネルギー積をもつ新材料を開発した。
【目次】
1. はじめに
2.熱間加工Nd.Fe.B 系磁石(MQ3)の特徴
2.1 製造方法
2.2 形状コントロールについて
3.ジスプロシウム低減をめざした熱間加工磁石の開発動向
4.まとめ
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蛍光体における希土類使用量の低減・代替・再利用の研究開発動向
Recent R&D for Material Technology of Reducing or Replacing Rare Earth Elements in Phosphor and Recycling
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赤井智子((独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 高機能ガラスグループ グループ長)
最近の蛍光体の希土類,特に発光元素であるTb,Euの低減・代替技術について,蛍光体の低減・代替技術の開発,蛍光体の再利用技術について研究開発の動向をまとめ,今後の課題を抽出した。
【目次】
1. はじめに
2. Tb,Eu低減・代替蛍光体の開発
2.1 蛍光体組成の理論設計について
2.2 蛍光体のコンビケム合成
2.3 蛍光ランプ用蛍光体
2.4 LED用蛍光体
3. 再利用技術の開発
4. 今後の課題と展望
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ガラス研磨用酸化セリウム低減化技術の動向
Development of the CeO2 Reduction Technology for Glass Polishing
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谷 泰弘(立命館大学 理工学部 機械工学科 教授)
村田順二(立命館大学 理工学部 機械工学科 助教)
ガラス研磨に用いられる酸化セリウムは,レアアースの一つでありその生産を一国が占める供給リスクの高い材料である。近年のレアアース輸出制限を受け,酸化セリウムの使用量を低減する技術の開発が急務である。本稿では新規に開発した高機能研磨材および研磨工具による酸化セリウム低減化技術について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化セリウムの特異性と研究戦略
3. 有機無機複合砥粒による使用量削減
4. エポキシ樹脂研磨パッドによる使用量削減
5.おわりに
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希土類磁石材の工程内廃材のリサイクルの動向
Current Status of Recycling for Rare Earth Magnet Scrap in the Process of Manufacture
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中村英次((株)三徳 技術部 部長)
希土類磁石材の製造工程中に生じる固形屑,研磨屑などの廃材のリサイクル(“工程内リサイクル”)は市中廃棄物からのリサイクルとは異なり広く実施されている。本稿では,研磨屑などに通常用いられる湿式法,また一部の固形屑に用いられる乾式法について,その現状と公開された特許から技術の動向をまとめる。
【目次】
1. はじめに
2. 希土類の応用
3. 希土類リサイクルの歴史と現状
4. 磁石材の工程内リサイクル
4.1 Sm.Co磁石
4.2 Nd.Fe.B磁石
4.2.1 湿式法
(1) 燃焼法
(2) 酸化剤法
(3) アルカリ法
4.2.2 乾式法
5.今後
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市中廃棄物からのレアアース元素リサイクルの試み
Trail of Rare Earth Elements from Used Scrap
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中村 崇(東北大学 多元物質科学研究所 サステナブル理工学研究センター 教授)
レアアース資源の状況を簡単に示し,また,金属鉱物資源の基本的な考え方を示した。さらに国内で発生する廃棄物やスクラップからのリサイクルを支えるため基本概念としての都市鉱山,さらにその概念を実際に進めるために人工鉱床の考え方を説明した。それを基に開始された環境省・経済産業省の小型廃電気・電子機器の回収に対する複数の自治体の試みについて紹介した。最後にリサイクル技術について簡単にまとめた。
【目次】
1. はじめに
2. 大量生産システムにおける資源
3. リサイクルの社会システム
4. リサイクルのシステムと技術
4.1 収集システム
4.2 リサイクル技術
4.2.1 物理選別
4.2.2 化学反応処理
5. おわりに
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レアアースフリーモータの研究開発動向
Trends in Research and Development of Rare Earth Free Electric Motors
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森本茂雄(大阪府立大学 大学院 工学研究科 電気・情報系専攻 教授)
省エネ家電やEV/HEVなどに用いられている高性能モータには,レアアースを使用した希土類永久磁石が使用されているが,省・脱レアアースモータの開発が求められている。本稿では希土類磁石を使用せずに希土類モータと同等の性能を目指したレアアースフリーモータについて,試作機により検討・評価されている事例を中心に最新の研究開発動向を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. モータの分類とレアアースフリーモータ
2.1 モータの分類と特徴
2.2 レアアースフリーモータ
2.3 省・脱レアアースモータ開発プロジェクト
3. フェライト磁石補助形同期リラクタンスモータ
3.1 高トルク化と耐減磁設計
3.2 試作機と試験結果
4.レアアースフリーモータの研究事例
4.1 スイッチトリラクタンスモータ
4.2 アキシャルギャップモータ
4.3 積層磁極型クローポールモータ
5. まとめ
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SERIES 先進国型情報化社会に貢献するヒューマンシグナルインターフェース
安心,安全,健康生活のためのセンサ開発(4)
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光ファイバ型防犯センサの研究開発
Development of Optical Fiber Type Security Sensor
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三田地成幸(東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 大学院バイオ・情報メディア研究科 教授)
三田地研では安心,安全,健康生活のための各種センサの開発(ヒューマンシグナルインターフェースの研究開発)を行っている。今回は,家庭での安心・安全の確保を目的とした光ファイバ型防犯センサの研究開発を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 光ファイバの側圧による特性変化
2.1 プラスチック光ファイバにおけるマイクロベンド損失特性
3.「光ファイバ型防犯センサ」の原理
4.「光ファイバ型防犯センサ」の性能評価
5.「光ファイバ型防犯センサ」の改良
5.1 太陽電池を用いた電源独立化の検討
5.2 太陽電池の最適化について
5.3 定電圧供給電源を利用した駆動確認について
5.4 マイコンを利用した無線について
6.まとめ
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海外‘Niche’ビジネスレポート
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ドイツの鍼灸針市場
Market Report on Acupuncture needle in Germany
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Global IBIS 編集部
【目次】
1. 鍼灸治療の変遷
2. 鍼灸針
3. ドイツ鍼灸針市場への参入企業
(1) セイリン(株)
(2) Moxom Acupuncture GmbH
(3) HWATO Deutschland GmbH
4.ドイツにおける鍼灸針市場
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機能材料マーケットデータ
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レアアースの市場動向
Market Trend of Rare Earth
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【目次】
1. 概要
2. 用途
3. 市場規模
3.1 レアアースの国別埋蔵量および生産量
3.2 国内需給動向
(1) 出荷推移(国内精錬品)
(2) 輸入実績
4. 企業動向
4.1 大手商社
(1) 双日
(2) 住友商事
(3) 豊田通商
4.2 メーカー
(1) 日立金属
(2) TDK
(3) 信越化学工業
(4) 日立製作所
(5) インターメタリックス
(6) 昭和電工
