JP2000311811A - Ｗ型フェライトプラスチック磁石 - Google Patents
Ｗ型フェライトプラスチック磁石Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高い磁気特性を有するＷ型フェライト粉末を使
用し、従来のＭ型フェライトでは得られない優れた磁気
特性をもつ、Ｗ型フェライトプラスチック磁石の提供。 【構成】組成式がＡＯ・ｎ（ＢＯ）・ｍＦｅ２Ｏ３で表
されるＷ型フェライト粉末から成り、粉末の平均粉末粒
径が０．３〜３ミクロンの範囲にあり、且つ該Ｗ型フェ
ライト粉末と、成形体質量に対して６〜２５％の熱可塑
性樹脂とを混練後成形して成る、Ｗ型フェライトプラス
チック磁石。但し、ＡはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｐｂの一種
又は２種以上、ＢはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｒ、Ｃｕ、Ｚｎの一種又は２種以上、７．４≦ｍ≦８．
８、 １．２≦ｎ≦２．５、 8.8≦(ｍ＋ｎ)≦１０．
８である。
用し、従来のＭ型フェライトでは得られない優れた磁気
特性をもつ、Ｗ型フェライトプラスチック磁石の提供。 【構成】組成式がＡＯ・ｎ（ＢＯ）・ｍＦｅ２Ｏ３で表
されるＷ型フェライト粉末から成り、粉末の平均粉末粒
径が０．３〜３ミクロンの範囲にあり、且つ該Ｗ型フェ
ライト粉末と、成形体質量に対して６〜２５％の熱可塑
性樹脂とを混練後成形して成る、Ｗ型フェライトプラス
チック磁石。但し、ＡはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｐｂの一種
又は２種以上、ＢはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｒ、Ｃｕ、Ｚｎの一種又は２種以上、７．４≦ｍ≦８．
８、 １．２≦ｎ≦２．５、 8.8≦(ｍ＋ｎ)≦１０．
８である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、高い磁気特性を有す
るＷ型フェライト粉末から成り、優れた磁気特性をも
つ、Ｗ型フェライトプラスチック磁石に関する。
るＷ型フェライト粉末から成り、優れた磁気特性をも
つ、Ｗ型フェライトプラスチック磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】 基本組成式がＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３
で、マグネトプランバイト型六方晶の結晶構造をもつ、
いわゆるＭ型フェライトは、安価な焼結磁石や、プラス
チック磁石、或いはゴム磁石として現在様々な分野に多
用されている。近年、省エネルギーや環境保護の面にお
いて各種機器の小型化が求められており、従ってそれら
に使用される磁石の高性能化も益々必要となっている。
しかし、上記Ｍ型フェライトでは飽和磁化が小さく現状
以上の高性能化、例えば焼結磁石では３８ｋＪ／ｍ３
（４．８ＭＧＯｅ）以上、プラスチック磁石においては
１７．６ｋＪ／ｍ３（２．２ＭＧＯｅ）以上の最大磁気
エネルギー積を得ることが困難であった。
で、マグネトプランバイト型六方晶の結晶構造をもつ、
いわゆるＭ型フェライトは、安価な焼結磁石や、プラス
チック磁石、或いはゴム磁石として現在様々な分野に多
用されている。近年、省エネルギーや環境保護の面にお
いて各種機器の小型化が求められており、従ってそれら
に使用される磁石の高性能化も益々必要となっている。
しかし、上記Ｍ型フェライトでは飽和磁化が小さく現状
以上の高性能化、例えば焼結磁石では３８ｋＪ／ｍ３
（４．８ＭＧＯｅ）以上、プラスチック磁石においては
１７．６ｋＪ／ｍ３（２．２ＭＧＯｅ）以上の最大磁気
エネルギー積を得ることが困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 飽和磁化の大きい代
表的なフェライト材料として、例えば主成分がＢａＯ−
ＦｅＯ−Ｆｅ２Ｏ３の三元系から成る、４種類の六方晶
結晶構造のフェライト（Ｗ型、Ｘ型、Ｙ型、Ｚ型）が知
られている。その内、Ｗ型フェライトは従来のＭ型と類
似の構造をもち、Ｍ型に対して１０％大きい飽和磁化を
もっているが、実用化に至っていない。
表的なフェライト材料として、例えば主成分がＢａＯ−
ＦｅＯ−Ｆｅ２Ｏ３の三元系から成る、４種類の六方晶
結晶構造のフェライト（Ｗ型、Ｘ型、Ｙ型、Ｚ型）が知
られている。その内、Ｗ型フェライトは従来のＭ型と類
似の構造をもち、Ｍ型に対して１０％大きい飽和磁化を
もっているが、実用化に至っていない。
【０００４】例えば、Lotgering等（J. Appl. Phys. 51
(1980) 5913）は、ＢａＯ・２（ＦｅＯ）・８Ｆｅ２Ｏ
３で表されるＷ型フェライトを提案した。しかし、複雑
な焼成雰囲気の制御が必要とし、その最大磁気エネルギ
ー積は３４．４ｋＪ／ｍ３（４．３ＭＧＯｅ）であり、
従来のＭ型フェライトの特性に留まっている。また、豊
田（特開平９−２６０１２４号公報参照）は、還元剤と
してのカーボン添加と非酸化性雰囲気中焼成によって、
ＳｒＯ・２（ＦｅＯ）・ｎＦｅ２Ｏ３組成のＷ型フェラ
イト焼結磁石を製作した。その最大磁気エネルギー積は
４２．４ｋＪ／ｍ３（５．３ＭＧＯｅ）と優れたもので
あったが、保磁力は２００ｋＡ／ｍ（２．５ｋＯｅ）で
従来のＭ型フェライトの一般的水準である２４０〜３２
０ｋＡ／ｍ（３〜４ｋＯｅ）より低いものであった。
(1980) 5913）は、ＢａＯ・２（ＦｅＯ）・８Ｆｅ２Ｏ
３で表されるＷ型フェライトを提案した。しかし、複雑
な焼成雰囲気の制御が必要とし、その最大磁気エネルギ
ー積は３４．４ｋＪ／ｍ３（４．３ＭＧＯｅ）であり、
従来のＭ型フェライトの特性に留まっている。また、豊
田（特開平９−２６０１２４号公報参照）は、還元剤と
してのカーボン添加と非酸化性雰囲気中焼成によって、
ＳｒＯ・２（ＦｅＯ）・ｎＦｅ２Ｏ３組成のＷ型フェラ
イト焼結磁石を製作した。その最大磁気エネルギー積は
４２．４ｋＪ／ｍ３（５．３ＭＧＯｅ）と優れたもので
あったが、保磁力は２００ｋＡ／ｍ（２．５ｋＯｅ）で
従来のＭ型フェライトの一般的水準である２４０〜３２
０ｋＡ／ｍ（３〜４ｋＯｅ）より低いものであった。
【０００５】一方、プラスチックフェライト磁石やゴム
フェライト磁石において、高い磁気特性を得るためには
磁石成形体中の磁粉占積率を増やすか、或いは磁粉の配
向度を上げることが必要である。しかし、磁粉率を増や
すと磁石強度や生産性が低下する、或いは配向度が下が
るために、磁粉量の上限制約がある。従って、射出成形
法によるプラスチックフェライト磁石においての現状水
準、およそ１８ｋＪ／ｍ３（２．２ＭＧＯｅ）を超える
磁気特性を得るためには、高性能な磁粉が不可欠となっ
ている。現在のところ、Ｗ型フェライトの焼結磁石の知
見はあるが、実際にＷ型フェライトを用いたプラスチッ
クフェライト磁石やゴムフェライト磁石の磁気特性や具
体的な製造方法についての報告例はほとんどみられな
い。
フェライト磁石において、高い磁気特性を得るためには
磁石成形体中の磁粉占積率を増やすか、或いは磁粉の配
向度を上げることが必要である。しかし、磁粉率を増や
すと磁石強度や生産性が低下する、或いは配向度が下が
るために、磁粉量の上限制約がある。従って、射出成形
法によるプラスチックフェライト磁石においての現状水
準、およそ１８ｋＪ／ｍ３（２．２ＭＧＯｅ）を超える
磁気特性を得るためには、高性能な磁粉が不可欠となっ
ている。現在のところ、Ｗ型フェライトの焼結磁石の知
見はあるが、実際にＷ型フェライトを用いたプラスチッ
クフェライト磁石やゴムフェライト磁石の磁気特性や具
体的な製造方法についての報告例はほとんどみられな
い。
【０００６】本発明は、高い磁気特性を有するＷ型フェ
ライト粉末を使用し、従来のＭ型フェライトでは得られ
ない優れた磁気特性をもつ、Ｗ型フェライトプラスチッ
ク磁石の提供を目的とする。
ライト粉末を使用し、従来のＭ型フェライトでは得られ
ない優れた磁気特性をもつ、Ｗ型フェライトプラスチッ
ク磁石の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、本発明は、組成式がＡＯ・ｎ（ＢＯ）・ｍＦｅ２
Ｏ３で表されるＷ型フェライト粉末から成り、粉末の平
均粉末粒径が０．３〜３ミクロンの範囲にあり、且つ該
Ｗ型フェライト粉末と、成形体質量に対して６〜２５％
の熱可塑性樹脂とを混練後、成形して成る、Ｗ型フェラ
イトプラスチック磁石を提供する。但し、ＡはＢａ、Ｓ
ｒ、Ｃａ、Ｐｂの一種又は２種以上、ＢはＦｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎの一種又は２種以
上、７．４≦ｍ≦８．８、 １．２≦ｎ≦２．５、 8.
8≦(ｍ＋ｎ)≦１０．８である。また、外部から磁界を作
用させて成形を行う、或いはフェライト粉末と熱可塑性
樹脂との混練物に機械的な応力を加えることにより、磁
気的な異方性を付与せしめたＷ型フェライトプラスチッ
ク磁石を提供する。さらに、射出成形、押し出し成形、
圧延成形、カレンダロール成形のいずれかの成形方式に
よって製作されたＷ型フェライトプラスチック磁石を提
供する。
めに、本発明は、組成式がＡＯ・ｎ（ＢＯ）・ｍＦｅ２
Ｏ３で表されるＷ型フェライト粉末から成り、粉末の平
均粉末粒径が０．３〜３ミクロンの範囲にあり、且つ該
Ｗ型フェライト粉末と、成形体質量に対して６〜２５％
の熱可塑性樹脂とを混練後、成形して成る、Ｗ型フェラ
イトプラスチック磁石を提供する。但し、ＡはＢａ、Ｓ
ｒ、Ｃａ、Ｐｂの一種又は２種以上、ＢはＦｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎの一種又は２種以
上、７．４≦ｍ≦８．８、 １．２≦ｎ≦２．５、 8.
8≦(ｍ＋ｎ)≦１０．８である。また、外部から磁界を作
用させて成形を行う、或いはフェライト粉末と熱可塑性
樹脂との混練物に機械的な応力を加えることにより、磁
気的な異方性を付与せしめたＷ型フェライトプラスチッ
ク磁石を提供する。さらに、射出成形、押し出し成形、
圧延成形、カレンダロール成形のいずれかの成形方式に
よって製作されたＷ型フェライトプラスチック磁石を提
供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明における、フェライト粉末
の成分組成と粉末粒径、および熱可塑性樹脂との混合率
について以下に説明する。組成式ＡＯ・ｎ（ＢＯ）・ｍ
Ｆｅ２Ｏ３においてＷ型フェライト結晶を得るために
は、ＡをＢａ、Ｓｒ、Ｃａの２価アルカリ土類金属イオ
ン、或いはＰｂとし、ＢをＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍ
ｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎの２価金属イオンとする必要があ
り、他のイオン種ではＷ型結晶を得ることが極めてむつ
かしい。このことは、Ｗ型と類似の結晶構造をもつ従来
のＭ型フェライトの従前の研究実績から推察される。
の成分組成と粉末粒径、および熱可塑性樹脂との混合率
について以下に説明する。組成式ＡＯ・ｎ（ＢＯ）・ｍ
Ｆｅ２Ｏ３においてＷ型フェライト結晶を得るために
は、ＡをＢａ、Ｓｒ、Ｃａの２価アルカリ土類金属イオ
ン、或いはＰｂとし、ＢをＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍ
ｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎの２価金属イオンとする必要があ
り、他のイオン種ではＷ型結晶を得ることが極めてむつ
かしい。このことは、Ｗ型と類似の結晶構造をもつ従来
のＭ型フェライトの従前の研究実績から推察される。
【０００９】Ｗ型フェライト結晶構造においては従来の
M型フェライト構造とは異なり2価の金属イオンの存在が
必須であり、従って適正なｎ値が必要とされる。実験的
には、１．２≦ｎ≦２．５の範囲において良好なＷ型フ
ェライト相を得ることができ、ｎ＜１．２の場合、M型
フェライト相、ｎ＞２．５の場合B３Ｏ４の様な(B=Feの
場合、マグネタイト)Bの一部が２価である酸化物などが
安定生成してしまう。また所望の磁気特性を得るための
m値の適正範囲は７．４≦ｍ≦８．８であり、ｍ＜７．４
ではM型フェライト相が過剰に生成し、８．８＜ｍでは
ヘマタイト相が過剰に生成して、磁気特性が低下するこ
とが実験的に判明した。また（ｍ＋ｎ）値の適正範囲は
８．８≦(ｍ＋ｎ)≦１０．８であり、（ｍ＋ｎ）＜８．
８でＭ型フェライト相、(ｍ＋ｎ)＞１０．８でヘマタイ
ト及びB元素の酸化物が不純物として生成し、所望の磁
気特性を得ることができない。
M型フェライト構造とは異なり2価の金属イオンの存在が
必須であり、従って適正なｎ値が必要とされる。実験的
には、１．２≦ｎ≦２．５の範囲において良好なＷ型フ
ェライト相を得ることができ、ｎ＜１．２の場合、M型
フェライト相、ｎ＞２．５の場合B３Ｏ４の様な(B=Feの
場合、マグネタイト)Bの一部が２価である酸化物などが
安定生成してしまう。また所望の磁気特性を得るための
m値の適正範囲は７．４≦ｍ≦８．８であり、ｍ＜７．４
ではM型フェライト相が過剰に生成し、８．８＜ｍでは
ヘマタイト相が過剰に生成して、磁気特性が低下するこ
とが実験的に判明した。また（ｍ＋ｎ）値の適正範囲は
８．８≦(ｍ＋ｎ)≦１０．８であり、（ｍ＋ｎ）＜８．
８でＭ型フェライト相、(ｍ＋ｎ)＞１０．８でヘマタイ
ト及びB元素の酸化物が不純物として生成し、所望の磁
気特性を得ることができない。
【００１０】本発明のＷ型フェライト粉末を、プラスチ
ックおよびゴム磁石用磁粉として使用するためには充分
な保磁力を有することが必要である。フェライト磁石は
単磁区粒子型の保磁力発生機構をもつため、一般的には
単磁区粒子径に相当する１(ｍ前後に粉砕して用いられ
る。図１に、Ｓｒ系Ｗ型フェライトの平均粉末粒径と、
磁気特性の関係を示す。なお、試料はＳｒＣＯ３とＦｅ
２Ｏ３をモル比で１：９に配合した原料粉末を温度１２
５０℃で３時間、窒素ガスを流しながら酸素濃度１５０
ｐｐｍで仮焼し、得られたＳｒ系Ｗ型フェライト粉末を
時間を変えてアトライタ粉砕して作製した。
ックおよびゴム磁石用磁粉として使用するためには充分
な保磁力を有することが必要である。フェライト磁石は
単磁区粒子型の保磁力発生機構をもつため、一般的には
単磁区粒子径に相当する１(ｍ前後に粉砕して用いられ
る。図１に、Ｓｒ系Ｗ型フェライトの平均粉末粒径と、
磁気特性の関係を示す。なお、試料はＳｒＣＯ３とＦｅ
２Ｏ３をモル比で１：９に配合した原料粉末を温度１２
５０℃で３時間、窒素ガスを流しながら酸素濃度１５０
ｐｐｍで仮焼し、得られたＳｒ系Ｗ型フェライト粉末を
時間を変えてアトライタ粉砕して作製した。
【００１１】図１から、保磁力は粉末粒径の減少に従っ
て増加し、３(ｍ以下の場合に実用的に必要最小限な１
６０ｋＡ／ｍが、さらに２(ｍ以下では十分とされる２
００ｋＡ／ｍの値が得られた。また、最大磁気エネルギ
ー積は粒径の減少に従って増加するが、過度に粉砕する
と歪みの影響などによって残留磁化が低下するために、
約０．５(ｍを境にして減少に転ずる。従って、３８ｋ
Ｊ／ｍ３以上の優れた磁気特性を得るには、粉末粒径を
０．３〜３(ｍの範囲に設定する必要がある。
て増加し、３(ｍ以下の場合に実用的に必要最小限な１
６０ｋＡ／ｍが、さらに２(ｍ以下では十分とされる２
００ｋＡ／ｍの値が得られた。また、最大磁気エネルギ
ー積は粒径の減少に従って増加するが、過度に粉砕する
と歪みの影響などによって残留磁化が低下するために、
約０．５(ｍを境にして減少に転ずる。従って、３８ｋ
Ｊ／ｍ３以上の優れた磁気特性を得るには、粉末粒径を
０．３〜３(ｍの範囲に設定する必要がある。
【００１２】プラスチック磁石を構成する主成分であ
る、上記のＷ型フェライト粉末と熱可塑性樹脂との混合
比率は、得られる磁気特性と生産性の面から決まるもの
であり、また射出や押し出し等の成形方式や、ナイロン
やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂の種
類にも依存する。表１に、Ｗ型フェライトプラスチック
磁石のナイロン量と磁気特性との関係を示す。試料は、
ＳｒＣＯ３とＦｅ２Ｏ３を１：９のモル比に配合した原
料粉末を温度１２５０℃で３時間、窒素ガスを流しなが
ら酸素濃度１５０ｐｐｍで仮焼し、得られた仮焼粉を粉
砕し平均粒径を１．１(ｍとし、さらに粉砕歪みを取る
ために窒素雰囲気中で７００℃、3時間熱処理を行った
Ｓｒ系Ｗ型フェライト粉末に、少量のシランカップリン
グ剤と４〜３０質量％の１２ナイロンを混合混練してペ
レットとした後、温度２９０℃、電磁コイルによる磁界
６４０ｋＡ／ｍの下で射出成形して、直径２５ｍｍ／長
さ２０ｍｍの軸方向異方性磁石を製作した。表より、ナ
イロン量が４質量％では混練物の流れ性が悪くなり完全
な形状の成形体を得ることができず、３０質量％では押
し出し成形は容易にできるが、磁粉の体積率が減少して
良好な磁気特性が得られない。このため、本発明では成
形体に対する樹脂の適正比率を６〜２５質量％とした。
る、上記のＷ型フェライト粉末と熱可塑性樹脂との混合
比率は、得られる磁気特性と生産性の面から決まるもの
であり、また射出や押し出し等の成形方式や、ナイロン
やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂の種
類にも依存する。表１に、Ｗ型フェライトプラスチック
磁石のナイロン量と磁気特性との関係を示す。試料は、
ＳｒＣＯ３とＦｅ２Ｏ３を１：９のモル比に配合した原
料粉末を温度１２５０℃で３時間、窒素ガスを流しなが
ら酸素濃度１５０ｐｐｍで仮焼し、得られた仮焼粉を粉
砕し平均粒径を１．１(ｍとし、さらに粉砕歪みを取る
ために窒素雰囲気中で７００℃、3時間熱処理を行った
Ｓｒ系Ｗ型フェライト粉末に、少量のシランカップリン
グ剤と４〜３０質量％の１２ナイロンを混合混練してペ
レットとした後、温度２９０℃、電磁コイルによる磁界
６４０ｋＡ／ｍの下で射出成形して、直径２５ｍｍ／長
さ２０ｍｍの軸方向異方性磁石を製作した。表より、ナ
イロン量が４質量％では混練物の流れ性が悪くなり完全
な形状の成形体を得ることができず、３０質量％では押
し出し成形は容易にできるが、磁粉の体積率が減少して
良好な磁気特性が得られない。このため、本発明では成
形体に対する樹脂の適正比率を６〜２５質量％とした。
【００１３】 表１ ナイロン量（質量％）ＢＨｍａｘ（ｋＪ／ｍ３） 成形外観 ４ １７．５ 角部の一部欠け ６ １８．７ 表面ツヤなし ９ １９．５ 良好 １２ １８．８ 良好 １８ １７．０ 良好 ２４ １３．５ 良好 ３０ ９．８ 良好
【００１４】本発明におけるＷ型フェライトプラスチッ
ク磁石の代表的な製法を以下に説明する。まず、ＳｒＣ
Ｏ３とＦｅ２Ｏ３原料粉末を、仮焼後の組成がほぼＳｒ
Ｏ・２（ＦｅＯ）・８Ｆｅ２Ｏ３（Ｗ型フェライト）と
なるように、所定のモル比で混合する。この場合には、
ＳｒＣＯ３とＦｅ２Ｏ３粉末のモル比はおよそ１：９前
後である。
ク磁石の代表的な製法を以下に説明する。まず、ＳｒＣ
Ｏ３とＦｅ２Ｏ３原料粉末を、仮焼後の組成がほぼＳｒ
Ｏ・２（ＦｅＯ）・８Ｆｅ２Ｏ３（Ｗ型フェライト）と
なるように、所定のモル比で混合する。この場合には、
ＳｒＣＯ３とＦｅ２Ｏ３粉末のモル比はおよそ１：９前
後である。
【００１５】次に、上記混合粉末を１１００〜１３５０
℃で仮焼する。Ｗ型フェライトは、既に知られているよ
うにＭ型フェライトと異なり大気中では容易に生成され
ず、従って酸素濃度を低く抑える必要があるので、窒素
ガスやアルゴンガスなどの非酸化性雰囲気中か真空中、
若しくは水素やアンモニアガスなどの還元性雰囲気中で
仮焼を行う。生成相と、これら温度と酸素濃度の関係に
ついては、温度が高く酸素濃度が低いとマグネタイト相
が多く生成し、一方温度が低く酸素濃度が高いとＭ型フ
ェライト相とヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）相が多く生成
し、Ｗ型フェライト相はその中間領域で生成する。
℃で仮焼する。Ｗ型フェライトは、既に知られているよ
うにＭ型フェライトと異なり大気中では容易に生成され
ず、従って酸素濃度を低く抑える必要があるので、窒素
ガスやアルゴンガスなどの非酸化性雰囲気中か真空中、
若しくは水素やアンモニアガスなどの還元性雰囲気中で
仮焼を行う。生成相と、これら温度と酸素濃度の関係に
ついては、温度が高く酸素濃度が低いとマグネタイト相
が多く生成し、一方温度が低く酸素濃度が高いとＭ型フ
ェライト相とヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）相が多く生成
し、Ｗ型フェライト相はその中間領域で生成する。
【００１６】図２に、Ｓｒ系Ｗ型フェライトの仮焼にお
ける雰囲気中酸素濃度と、磁気特性の関係を示す。試料
は、ＳｒＣＯ３とＦｅ２Ｏ３をモル比で１：９に配合し
た原料粉末を、温度１２５０℃で３時間、窒素ガスを流
しながら酸素濃度５０ｐｐｍ〜３％の範囲で仮焼し、ア
トライタ粉砕によって１．０(ｍの粉末試料を得た。さ
らに歪みを取るために窒素雰囲気中で７００℃で3時間
熱処理を行った。図から明らかなように、最大磁気エネ
ルギー積（ＢＨｍａｘ）は、仮焼雰囲気中の酸素濃度の
減少に従って向上し、およそ２％以下の範囲で３８ｋＪ
／ｍ３以上の優れた磁気特性が得られた。この理由は、
酸素濃度を低く抑えることによりＭ型フェライトとヘマ
タイトが減り、Ｗ型フェライト単相となるためと解釈さ
れる。
ける雰囲気中酸素濃度と、磁気特性の関係を示す。試料
は、ＳｒＣＯ３とＦｅ２Ｏ３をモル比で１：９に配合し
た原料粉末を、温度１２５０℃で３時間、窒素ガスを流
しながら酸素濃度５０ｐｐｍ〜３％の範囲で仮焼し、ア
トライタ粉砕によって１．０(ｍの粉末試料を得た。さ
らに歪みを取るために窒素雰囲気中で７００℃で3時間
熱処理を行った。図から明らかなように、最大磁気エネ
ルギー積（ＢＨｍａｘ）は、仮焼雰囲気中の酸素濃度の
減少に従って向上し、およそ２％以下の範囲で３８ｋＪ
／ｍ３以上の優れた磁気特性が得られた。この理由は、
酸素濃度を低く抑えることによりＭ型フェライトとヘマ
タイトが減り、Ｗ型フェライト単相となるためと解釈さ
れる。
【００１７】次に、仮焼物を破砕、粉砕する手段とし
て、アトライタやボールミル、或いはジェットミルなど
が湿式乾式問わずに採用できる。粉末粒径は、０．３〜
３(ｍ、好ましくは０．５〜２(ｍとすることにより所望
の磁気特性を得ることが容易になる。
て、アトライタやボールミル、或いはジェットミルなど
が湿式乾式問わずに採用できる。粉末粒径は、０．３〜
３(ｍ、好ましくは０．５〜２(ｍとすることにより所望
の磁気特性を得ることが容易になる。
【００１８】次に、粉砕歪みの除去およびフェライト粒
子の表面改質のために、３００〜１１００℃の温度範囲
でＷ型フェライトの熱処理を行うことが、磁気特性の改
善にとって有効である。図３に、平均粒径０．９(ｍの
Ｓｒ系Ｗ型フェライト粉末を、酸素濃度１５０ｐｐｍの
窒素雰囲気中で、温度４００〜１０００℃で２時間熱処
理を行った場合の、保磁力の関係を示す。図３から、粉
砕後の熱処理が保磁力の向上に効果あることが明らかで
ある。
子の表面改質のために、３００〜１１００℃の温度範囲
でＷ型フェライトの熱処理を行うことが、磁気特性の改
善にとって有効である。図３に、平均粒径０．９(ｍの
Ｓｒ系Ｗ型フェライト粉末を、酸素濃度１５０ｐｐｍの
窒素雰囲気中で、温度４００〜１０００℃で２時間熱処
理を行った場合の、保磁力の関係を示す。図３から、粉
砕後の熱処理が保磁力の向上に効果あることが明らかで
ある。
【００１９】上記で得られた磁粉に、所定比率のナイロ
ンと少量のシランカップリング剤を添加混合し、混合物
を混練しペレット状に破砕した後、磁界中で射出成形し
てプラスチック磁石を製作する。ナイロン以外の熱可塑
性樹脂としてはＰＰＳやＰＢＴ、ＰＶＣ等が用いられ、
カップリング剤としてはチタン系薬品が、また磁粉の表
面改質や強度の改良のために他の添加剤が用いられるこ
とがある。射出成形では、ペレットを２５０〜３００℃
に加熱溶融させ、電磁コイルや磁石によって発生させた
５００〜１０００ｋＡ／ｍの磁界中で、ノズルから溶融
物を金型内に射出して磁粉を所定の方向に配向させたプ
ラスチック磁石を得る。その他、押し出し成形や圧延成
形、カレンダロール成形などいずれの成形方式を用いて
も所望の磁石を得ることができる。
ンと少量のシランカップリング剤を添加混合し、混合物
を混練しペレット状に破砕した後、磁界中で射出成形し
てプラスチック磁石を製作する。ナイロン以外の熱可塑
性樹脂としてはＰＰＳやＰＢＴ、ＰＶＣ等が用いられ、
カップリング剤としてはチタン系薬品が、また磁粉の表
面改質や強度の改良のために他の添加剤が用いられるこ
とがある。射出成形では、ペレットを２５０〜３００℃
に加熱溶融させ、電磁コイルや磁石によって発生させた
５００〜１０００ｋＡ／ｍの磁界中で、ノズルから溶融
物を金型内に射出して磁粉を所定の方向に配向させたプ
ラスチック磁石を得る。その他、押し出し成形や圧延成
形、カレンダロール成形などいずれの成形方式を用いて
も所望の磁石を得ることができる。
【００２０】
【実施例】「実施例１」ＳｒＣＯ３とＦｅ２Ｏ３を１：
９のモル比で混合した原料粉末を、酸素濃度１５０ｐｐ
ｍの窒素雰囲気中、１２５０℃で３時間仮焼し、アトラ
イタによって湿式粉砕して平均粒径０．９(ｍの粉末を
得た。この粉末を２００℃で乾燥後、上記窒素雰囲気
中、９００℃で２時間熱処理を行った。得られた粉末は
Ｘ線回折により単相のＷ型フェライトであることが確認
された。また、振動試料型磁力計による磁気測定の結果
はＢＨｍａｘ＝４０．６ｋＪ／ｍ３、Ｂｒ＝０．４８
Ｔ、ＨｃＪ＝２１４ｋＡ／ｍであった。上記粉末に、９
質量％の１２ナイロンと０．１質量％のシランカップリ
ング剤を添加混合し、２軸混練機と破砕機を用いてペレ
ットを製作した、続いて、ペレットを２８０℃に加熱溶
融させ、２４個の永久磁石を外周側に配置した金型内に
射出して、(２８／(２４／ｈ８ｍｍの極配向をした円筒
状磁石を得た。この磁石の一部を切断して磁気測定をし
た結果、ＢＨｍａｘ＝１９．２ｋＪ／ｍ３、Ｂｒ＝０．
３４Ｔ、ＨｃＪ＝２０５ｋＡ／ｍであり、従来のＭ型フ
ェライトプラスチック磁石より優れた磁気特性を示し
た。
９のモル比で混合した原料粉末を、酸素濃度１５０ｐｐ
ｍの窒素雰囲気中、１２５０℃で３時間仮焼し、アトラ
イタによって湿式粉砕して平均粒径０．９(ｍの粉末を
得た。この粉末を２００℃で乾燥後、上記窒素雰囲気
中、９００℃で２時間熱処理を行った。得られた粉末は
Ｘ線回折により単相のＷ型フェライトであることが確認
された。また、振動試料型磁力計による磁気測定の結果
はＢＨｍａｘ＝４０．６ｋＪ／ｍ３、Ｂｒ＝０．４８
Ｔ、ＨｃＪ＝２１４ｋＡ／ｍであった。上記粉末に、９
質量％の１２ナイロンと０．１質量％のシランカップリ
ング剤を添加混合し、２軸混練機と破砕機を用いてペレ
ットを製作した、続いて、ペレットを２８０℃に加熱溶
融させ、２４個の永久磁石を外周側に配置した金型内に
射出して、(２８／(２４／ｈ８ｍｍの極配向をした円筒
状磁石を得た。この磁石の一部を切断して磁気測定をし
た結果、ＢＨｍａｘ＝１９．２ｋＪ／ｍ３、Ｂｒ＝０．
３４Ｔ、ＨｃＪ＝２０５ｋＡ／ｍであり、従来のＭ型フ
ェライトプラスチック磁石より優れた磁気特性を示し
た。
【００２１】「実施例２」実施例１で得た粉末に、１１
質量％のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）と０．
１質量％のシランカップリング剤を混合し、押出し機を
使用して(４２／(３７／ｈ１２ｍｍのラジアル配向をし
た円筒状磁石を得た。この磁石の磁気特性は、ＢＨｍａ
ｘ＝１９．０ｋＪ／ｍ３、Ｂｒ＝０．３３Ｔ、ＨｃＪ＝
１９５ｋＡ／ｍであった。
質量％のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）と０．
１質量％のシランカップリング剤を混合し、押出し機を
使用して(４２／(３７／ｈ１２ｍｍのラジアル配向をし
た円筒状磁石を得た。この磁石の磁気特性は、ＢＨｍａ
ｘ＝１９．０ｋＪ／ｍ３、Ｂｒ＝０．３３Ｔ、ＨｃＪ＝
１９５ｋＡ／ｍであった。
【００２２】「実施例３」実施例１で得た粉末に、１７
質量％の１２ナイロンと０．２質量％のチタンカップリ
ング剤を混合し、ロール圧延機を使用して２５０℃の温
度で厚さ０．２ｍｍのシートを製作した。得られたシー
トは、磁石粉末が機械的な力によって結晶のＣ軸がシー
ト面に垂直になるように配向した。このシートを巻取り
して、(２８／(２６／ｈ３２０ｍｍのラジアル配向をし
た円筒磁石を得た。この磁石の磁気特性は、ＢＨｍａｘ
＝１８．７ｋＪ／ｍ３、Ｂｒ＝０．３４Ｔ、ＨｃＪ＝１
９４ｋＡ／ｍであった。
質量％の１２ナイロンと０．２質量％のチタンカップリ
ング剤を混合し、ロール圧延機を使用して２５０℃の温
度で厚さ０．２ｍｍのシートを製作した。得られたシー
トは、磁石粉末が機械的な力によって結晶のＣ軸がシー
ト面に垂直になるように配向した。このシートを巻取り
して、(２８／(２６／ｈ３２０ｍｍのラジアル配向をし
た円筒磁石を得た。この磁石の磁気特性は、ＢＨｍａｘ
＝１８．７ｋＪ／ｍ３、Ｂｒ＝０．３４Ｔ、ＨｃＪ＝１
９４ｋＡ／ｍであった。
【００２３】
【発明の効果】本発明による、Ｗ型フェライト粉末を用
いたＷ型フェライトプラスチック磁石は、従来のＭ型フ
ェライトプラスチック磁石では得られなかった高い磁気
特性を有するため、高性能で且つ安価なプラスチックフ
ェライト磁石の提供を可能にするものである。
いたＷ型フェライトプラスチック磁石は、従来のＭ型フ
ェライトプラスチック磁石では得られなかった高い磁気
特性を有するため、高性能で且つ安価なプラスチックフ
ェライト磁石の提供を可能にするものである。
【図１】 図１は、Ｓｒ系Ｗ型フェライトの平均粉末粒
径と、磁気特性の関係図である。
径と、磁気特性の関係図である。
【図２】 図２は、Ｓｒ系Ｗ型フェライトの仮焼におけ
る雰囲気中酸素濃度と、磁気特性の関係図である。
る雰囲気中酸素濃度と、磁気特性の関係図である。
【図３】図３は、Ｓｒ系Ｗ型フェライト粉末の熱処理温
度と、保磁力の関係図である。
度と、保磁力の関係図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G002 AA08 AB01 AE02 5E040 AB03 AB09 BB04 CA01 HB05 HB06 NN02 NN04 NN06
Claims (4)
- 【請求項１】組成式がＡＯ・ｎ（ＢＯ）・ｍＦｅ２Ｏ３
で表されるＷ型フェライト粉末の一種から成り、粉末の
平均粉末粒径が０．３〜３ミクロンの範囲にあり、且つ
該Ｗ型フェライト粉末と、成形体質量に対して６〜２５
％の熱可塑性樹脂とを混練後、成形して成ることを特徴
とするＷ型フェライトプラスチック磁石。但し、ＡはＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｐｂの一種又は２種以上、 ＢはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ
の一種又は２種以上、 ７．４≦ｍ≦８．８、 １．２≦ｎ≦２．５、 8.8≦
(ｍ＋ｎ)≦１０．８である。 - 【請求項２】外部から磁界を作用させ該Ｗ型フェライト
プラスチック磁石の成形時に磁気的な異方性を付与せし
めたことを特徴とする請求項１に記載のＷ型フェライト
プラスチック磁石。 - 【請求項３】フェライト粉末と熱可塑性樹脂との混練物
に、機械的な応力を加えて磁気的な異方性を付与せしめ
たことを特徴とする請求項１に記載のＷ型フェライトプ
ラスチック磁石。 - 【請求項４】成形方式が、射出成形、押し出し成形、圧
延成形、カレンダロール成形のいずれかによって製作さ
れたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項
３に記載のＷ型フェライトプラスチック磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11903799A JP2000311811A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | Ｗ型フェライトプラスチック磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11903799A JP2000311811A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | Ｗ型フェライトプラスチック磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000311811A true JP2000311811A (ja) | 2000-11-07 |
Family
ID=14751404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11903799A Pending JP2000311811A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | Ｗ型フェライトプラスチック磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000311811A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077458A1 (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-10 | Tdk Corporation | フェライト磁石粉末、焼結磁石、ボンド磁石、磁気記録媒体 |
-
1999
- 1999-04-27 JP JP11903799A patent/JP2000311811A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077458A1 (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-10 | Tdk Corporation | フェライト磁石粉末、焼結磁石、ボンド磁石、磁気記録媒体 |
| EP1598835A1 (en) * | 2003-02-25 | 2005-11-23 | TDK Corporation | Ferrite magnet powder, sintered magnet, bond magnet and magnetic recording medium |
| EP1598835A4 (en) * | 2003-02-25 | 2008-06-25 | Tdk Corp | FERRITE MAGNETIC POWDER, SINTERED MAGNET, BOND MAGNET AND MAGNETIC RECORDING MEDIUM |
| US7879469B2 (en) | 2003-02-25 | 2011-02-01 | Tdk Corporation | Ferrite magnet powder, sintered magnet, bond magnet, and magnetic recording medium |
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