JP2006111518A - ソフトフェライトコアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形時の生産効率を向上することが可能なソフトフェライトコアの製造方法を提供する。
【解決手段】このソフトフェライトコアの製造方法は、ソフトフェライト原料を準備する工程と、ソフトフェライト原料を仮焼する工程と、ソフトフェライト原料に、アクリル系バインダを０．５質量％以上１０質量％以下の含有率で添加することにより造粒粉１００ａを形成する工程と、造粒粉１００ａを、成形金型１を用いて一軸圧縮することにより成形体１００を形成する工程と、成形体１００を焼成することにより、アクリル系バインダを除去して焼結体としてのソフトフェライトコアを形成する工程とを備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ソフトフェライトコアの製造方法に関し、特に、バインダを含有する造粒粉を圧縮成形することにより成形体を形成するソフトフェライトコアの製造方法に関する。

従来、フェライト磁性材として、磁界が加わったときのみ磁化するソフトフェライトコアが知られている。このソフトフェライトコアは、ノート型パソコン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）などの情報端末や、テレビ、ビデオなどの家電製品に広く用いられている。このソフトフェライトコアを形成する際には、まず、数種類の酸化物を含むソフトフェライト原料粉末（造粒粉）を圧縮成形することにより成形体を形成する。そして、その成形体を焼結炉で焼成することにより焼結体としてのソフトフェライトコアを形成する。

図１３〜図１８は、従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）からなる成形体を形成するための粉末成形方法を説明するための図である。図１３〜図１８を参照して、従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）からなる成形体を形成するための粉末成形方法について説明する。まず、Ｆｅ_２Ｏ_３およびＺｎＯなどの数種類の酸化物を主に含むソフトフェライト原料を、仮焼後、所定の粒径に粉砕する。そして、部分ケン化型ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）のみからなるバインダ（結合剤）を添加することによって、造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）を形成する。その後、その造粒粉を、図１３に示すように、成形金型１０１と上パンチ１０２と下パンチ１０３とによって囲まれた空間（キャビティ）１０１ａに充填することによって、成形前の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）２００ａを形成する。

次に、図１４に示すように、上パンチ１０２を下降させるとともに、上パンチ１０２および下パンチ１０３により造粒粉２００ａ（図１３参照）を圧縮成形することによって、成形体２００が形成される。次に、図１５に示すように、上パンチ１０２を上昇させる。この後、図１６に示すように、下パンチ１０３を上昇させることによって、成形体２００を、成形金型１０１のキャビティ１０１ａから外部に露出させる。この後、成形体２００を水平方向に取り出す。

上記した従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）２００ａからなる成形体２００の粉末成形方法では、図１４に示した圧縮成形後に、上パンチ１０２を上昇させると、図１７に示すように、上パンチ１０２の成形面１０２ａに、造粒粉２００ａが付着する場合があるという不都合があった。また、図１６に示した下パンチ１０３の上昇後に、成形体２００を水平方向に取り出すと、図１８に示すように、下パンチ１０３の成形面１０３ａに、造粒粉２００ａが付着する場合があるという不都合があった。これは以下の理由による。すなわち、造粒粉２００ａが高い吸湿性を有するＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなるバインダ（結合剤）を含んでいるため、造粒粉２００ａの吸湿性も上昇すると考えられる。これにより、造粒粉２００ａが、上パンチ１０２および下パンチ１０３の成形面１０２ａおよび１０３ａに付着しやすいと考えられる。このように上パンチ１０２および下パンチ１０３の成形面１０２ａおよび１０３ａに造粒粉２００ａが付着した状態で、成形を続けると、成形体２００の表面が凹凸状（あばた状）になる現象や成形体に亀裂が発生する現象が生じ、その結果、成形不良が発生するという不都合があった。

また、従来、フェライト原料粉末の平均粒径や粒度分布を調節することにより、焼結体の強度を向上させる技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された従来のフェライトコアの製造方法では、バインダとしてのＰＶＡ（ポリビニルアルコール）のケン化度や重合度を調節することによっても焼結体の強度を向上させている。しかしながら、この特許文献１においても、バインダとして吸湿性の高いＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を用いているため、図１３〜図１６を用いて説明した従来のＰＶＡからなるバインダを用いたソフトフェライトの製造方法と同様、成形時に造粒粉が上パンチおよび下パンチの成形面に付着しやすいという不都合が生じると考えられる。

そこで、従来では、このような不都合を防止するために、上パンチおよび下パンチの成形面に付着した造粒粉を、所定の成形回数毎に除去する作業を行うことによって、上パンチおよび下パンチの成形面の表面状態を、造粒粉が付着していない良好な状態にしていた。

特開２００４−１６５２１７号公報

しかしながら、上記のように、上パンチおよび下パンチの成形面に付着した造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の除去作業を行うためには、装置を停止する必要があるので、ソフトフェライトコアの成形時の生産効率が低下するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、成形時の生産効率を向上することが可能なソフトフェライトコアの製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法は、ソフトフェライト原料を準備する工程と、ソフトフェライト原料を仮焼する工程と、ソフトフェライト原料に、アクリル系バインダを０．５質量％以上１０質量％以下の含有率で添加することにより造粒粉を形成する工程と、造粒粉を、金型を用いて一軸圧縮することにより成形体を形成する工程と、成形体を焼成することにより、アクリル系バインダを除去して焼結体を形成する工程とを備えている。

この一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法では、上記のように、ソフトフェライト原料にアクリル系バインダを添加することにより造粒粉を形成することによって、アクリル系バインダの吸湿性は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）バインダの吸湿性よりも低いので、アクリル系バインダを含有する造粒粉の吸湿性は、ＰＶＡバインダを含有する造粒粉の吸湿性よりも低くなる。これにより、成形時に、造粒粉や成形体の一部が金型に付着するのを抑制することができるので、装置を停止して、金型に付着した造粒粉や成形体を除去する作業の頻度を減少させることができる。その結果、焼結体（ソフトフェライトコア）の成形時の生産効率を向上させることができる。また、アクリル系バインダを０．５質量％以上の割合で含有する造粒粉を用いることによって、造粒粉に含有されるバインダの減少に起因する成形体の強度の低下を抑制することができるので、成形体をプレス装置から焼結炉に移動させて焼成する際に、成形体が破損するのを抑制することができる。その結果、ソフトフェライトコアの焼結時の生産効率も向上させることができる。また、アクリル系バインダを１０質量％以下の割合で含有する造粒粉を用いることによって、造粒粉に含有されるバインダの増加に伴って造粒粉の強度が高くなりすぎることに起因して、成形時に造粒粉がつぶれにくくなるのを抑制することができるので、成形体の内部に空隙が発生するのを抑制することができる。これにより、緻密な構造を有する成形体を得ることができるので、焼結体の強度を向上させることができる。また、アクリル系バインダを１０質量％以下の比較的少ない割合で含有する造粒粉を用いることによって、成形体の焼成時に、成形体の表面のフェライト化が終了するより前に、すべてのアクリル系バインダを容易に成形体から脱離させることができるので、成形体の表面のフェライト化が終了して行き場のなくなったアクリル系バインダがフェライト化した成形体の表面を突き破って外部に噴出するのを抑制することができる。これによって、焼結体の表面や内部にクラックが発生するのを抑制することができるので、焼結体（ソフトフェライトコア）の強度を向上させることができる。

また、この一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法では、上記のように、ソフトフェライト原料にアクリル系バインダを添加することにより造粒粉を形成することによって、アクリル系バインダの柔軟性は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）バインダの柔軟性よりも高いので、アクリル系バインダを含有する造粒粉の柔軟性は、ＰＶＡバインダを含有する造粒粉の柔軟性よりも高くなる。これにより、造粒粉を、金型を用いて一軸圧縮することにより成形体を形成する際に、造粒粉が容易につぶれるので、造粒粉間に空隙が生じるのを抑制することができる。これにより、成形体を焼成することにより形成された焼結体の密度を上昇させることができるとともに、焼結体をより均質にすることができる。その結果、高い強度を有し、かつ、緻密な構造を有する焼結体（ソフトフェライトコア）を得ることができる。また、焼結体の密度を上昇させることができるので、焼結体におけるフェライト成分の密度が上昇する。その結果、焼結体（ソフトフェライトコア）の磁気特性を向上させることができる。

上記一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法において、好ましくは、造粒粉を形成する工程は、アクリル系バインダを含有するとともに、ポリビニルアルコールのみからなるバインダを含有する造粒粉よりも低い吸湿性を有する造粒粉を形成する工程を含む。このように構成すれば、容易に、成形時に、造粒粉や成形体の一部が金型に付着するのを抑制することができる。

上記一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法において、好ましくは、造粒粉を形成する工程は、アクリル系バインダを含有するとともに、ポリビニルアルコールのみからなるバインダを含有する造粒粉よりも成形時につぶれやすい造粒粉を形成する工程を含む。このように構成すれば、容易に、成形体の形成時に、造粒粉間に空隙が生じるのを抑制することができる。

上記一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法において、好ましくは、造粒粉を形成する工程は、４０μｍ以上２００μｍ以下の平均粒径を有する造粒粉を形成する工程を含む。このように構成すれば、たとえば、１０ｃｍ角で、７ｍｍの高さを有する比較的大きいサイズの成形体を形成する際には、約１５０μｍの平均粒径を有する比較的大きい造粒粉を用いるとともに、５ｍｍ角で、５ｍｍ以下の高さを有する比較的小さいサイズの成形体を形成する際には、約６０μｍの平均粒径を有する比較的小さい造粒粉を用いるようにすれば、小さな平均粒径を有する造粒粉を用いて、比較的大きい成形体を形成する場合や、大きな平均粒径を有する造粒粉を用いて、比較的小さい成形体を形成する場合と異なり、１つの成形体内における密度が不均一になるのを抑制することができる。これにより、密度にばらつきのない緻密な構造を有する成形体を容易に得ることができる。

上記一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法において、好ましくは、成形体を形成する工程は、造粒粉を、０．７ｔｏｎ／ｃｍ^２以上２．０ｔｏｎ／ｃｍ^２以下の加圧力で圧縮する工程を含む。このように構成すれば、造粒粉を０．７ｔｏｎ／ｃｍ^２以上の加圧力で圧縮することによって、造粒粉を圧縮して形成される成形体の強度が低下するのを抑制することができるので、成形体をプレス装置から焼結炉に移動させて焼成する際に、成形体が破損するのを抑制することができる。その結果、焼成時の生産効率を向上させることができる。また、造粒粉を２．０ｔｏｎ／ｃｍ^２以下の加圧力で圧縮することによって、成形体を金型から取り出す際のスプリングバック力を抑制することができるので、スプリングバック力により焼結体にクラックが発生するのを抑制することができる。その結果、焼結体（ソフトフェライトコア）の強度を向上させることができる。

上記一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法において、好ましくは、アクリル系バインダは、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含む。このように構成すれば、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体からなるアクリル系バインダは、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体以外のアクリル系バインダに比べて、成形体を焼成する際に、成形体からより噴出されやすいので、焼結体の表面や内部にクラックが発生するのをより抑制することができると考えられる。これによって、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体からなるアクリル系バインダを成形体が含有する場合には、焼結体（ソフトフェライトコア）の強度をより向上させることができると考えられる。

上記一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法において、好ましくは、ソフトフェライト原料は、Ｆｅ_２Ｏ_３と、ＺｎＯと、ＭｎＯ、ＮｉＯおよびＣｕＯからなるグループより選択される少なくとも１つの材料とを主成分とする。ソフトフェライト原料としてこのような材料を用いれば、容易に、焼結体（ソフトフェライトコア）の飽和磁束密度などの磁気特性や抗折強度を向上させることができる。

上記一の局面によるソフトフェライトコアの製造方法において、好ましくは、造粒粉を形成する工程は、ソフトフェライト原料に、アクリル系バインダと、部分ケン化型ポリビニルアルコールとの質量比率が５：１〜１：１の範囲内となるように、アクリル系バインダに加えて部分ケン化型ポリビニルアルコールを添加する工程を含む。このように構成すれば、アクリル系バインダに加えて、アクリル系バインダよりも柔軟性の低い部分ケン化型ポリビニルアルコールを、アクリル系バインダと部分ケン化型ポリビニルアルコールとの質量比率が５：１〜１：１の範囲内となるようにソフトフェライト原料に添加することによって、ソフトフェライト原料に添加するバインダ中の部分ケン化型ポリビニルアルコールの割合が高くなるのを抑制することができるので、造粒粉の柔軟性が低下するのを抑制することができる。これにより、成形時に、造粒粉が容易につぶれるので、成形体の内部に空隙が発生するのを抑制することができる。このため、成形体を焼成することにより形成された焼結体の密度を上昇させることができるので、焼結体におけるフェライト成分の密度を上昇させることができる。その結果、焼結体（ソフトフェライトコア）の磁気特性を向上させることができる。また、アクリル系バインダに加えて、アクリル系バインダよりも柔軟性の低い部分ケン化型ポリビニルアルコールを、アクリル系バインダと部分ケン化型ポリビニルアルコールとの質量比率が５：１〜１：１の範囲内となるようにソフトフェライト原料に添加することによって、ソフトフェライト原料に添加するバインダ中のアクリル系バインダの割合が高くなるのを抑制することができるので、造粒粉の柔軟性が高くなりすぎることに起因する成形体の強度の低下を抑制することができる。このため、成形体を焼成することにより得られた焼結体の表面や内部にクラックが発生するのを抑制することができるので、緻密な構造を有する焼結体を得ることができる。これによっても、焼結体におけるフェライト成分の密度を上昇させることができるので、焼結体（ソフトフェライトコア）の磁気特性を向上させることができる。

この場合、好ましくは、造粒粉を形成する工程は、ソフトフェライト原料に、アクリル系バインダと、部分ケン化型ポリビニルアルコールとの質量比率が３：１〜１：１の範囲内となるように、アクリル系バインダに加えて部分ケン化型ポリビニルアルコールを添加する工程を含む。このように構成すれば、ソフトフェライト原料に添加するバインダ中のアクリル系バインダの割合が高くなるのをより抑制することができるので、造粒粉の柔軟性が高くなりすぎるのをより抑制することができる。これにより、成形体の表面を構成する造粒粉が成形時の加圧力で直ちにつぶれることにより成形時の加圧力が成形体の表面を構成する造粒粉に吸収されることに起因して、成形体の内部を構成する造粒粉にまで加圧力が十分に伝達されなくなるのを抑制することができるので、成形時の加圧力をすべての造粒粉に均一に伝達することができる。このため、成形時にすべての造粒粉が十分につぶれるので、成形体の内部に空隙が発生するのを抑制することができる。これにより、成形体を焼成することにより得られた焼結体の密度をより上昇させることができるので、焼結体におけるフェライト成分の密度をより上昇させることができる。その結果、焼結体（ソフトフェライトコア）の磁気特性をより向上させることができる。

上記ソフトフェライト原料に、アクリル系バインダに加えて部分ケン化型ポリビニルアルコールを添加する工程において、好ましくは、部分ケン化型ポリビニルアルコールは、８５ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下のケン化度を有する。このように構成すれば、８５ｍｏｌ％以上のケン化度を有する部分ケン化型ポリビニルアルコールを用いて造粒粉を形成することによって、造粒粉の吸湿性が高くなるのを抑制することができるので、造粒粉を圧縮することにより形成された成形体の強度の低下を抑制することができる。これにより、成形体をプレス装置から焼結炉に移動させて焼成する際に、成形体が破損するのをより有効に抑制することができる。また、９０ｍｏｌ％以下のケン化度を有する部分ケン化型ポリビニルアルコールを用いて造粒粉を形成することによって、造粒粉の強度が高くなりすぎるのを抑制することができるので、成形時に造粒粉がつぶれやすくなる。これにより、成形体の内部に空隙が発生するのを抑制することができるので、緻密な構造を有する成形体を容易に得ることができる。その結果、焼結体（ソフトフェライトコア）の強度を容易に向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるソフトフェライトコアの製造方法における造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法において使用するプレス装置を部分的に示した斜視図である。図２〜図５は、本発明の一実施形態によるソフトフェライトコアの製造方法における造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。以下、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるソフトフェライトコアの製造方法について説明する。なお、本実施形態では、円柱形状を有するソフトフェライトコアの製造方法について説明する。

まず、ソフトフェライト原料としては、Ｆｅ_２Ｏ_３と、ＮｉＯまたはＭｎＯとを主に含むソフトフェライト材料を用いる。組成は、Ｆｅ_２Ｏ_３が４５ｍｏｌ％〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯまたはＭｎＯが１０ｍｏｌ％〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯおよびＣｕＯが残部である。なお、ソフトフェライト原料には、添加物として、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｂｉ、Ｃｏ、ＴｉおよびＮｂなどからなるグループより選択される少なくとも１つの材料の酸化物を加えてもよい。これにより、ソフトフェライトコアの磁気特性や加工性などを容易に制御することが可能になる。このような組成のソフトフェライト原料を仮焼した後、ボールミルやアトライタなどを用いて所定の粒径（約０．５μｍ〜約２．０μｍ）に粉砕する。この粉砕は、湿式粉砕および乾式粉砕のいずれの方法を用いてもよい。なお、乾式粉砕法を用いる場合には、粉砕された粉末に純水を加えることによりスラリー状にする必要がある。

ここで、本実施形態では、粉砕されたスラリー状の粉末に、アクリル系バインダ（結合剤）を約０．５質量％〜約１０質量％の含有率で添加する。このアクリル系バインダは、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含んでいる。そして、スプレードライヤを用いて乾燥させることにより造粒粉を形成する。なお、造粒粉の平均粒径は、約４０μｍ〜約２００μｍの範囲内であることが好ましい。これにより、たとえば、１０ｃｍ角で、７ｍｍの高さを有する比較的大きいサイズの成形体を形成する際には、約１５０μｍの平均粒径を有する比較的大きい造粒粉を用いるとともに、５ｍｍ角で、５ｍｍ以下の高さを有する比較的小さいサイズの成形体を形成する際には、約６０μｍの平均粒径を有する比較的小さい造粒粉を用いるようにすれば、小さな平均粒径を有する造粒粉を用いて、比較的大きい成形体を形成する場合や、大きな平均粒径を有する造粒粉を用いて、比較的小さい成形体を形成する場合と異なり、１つの成形体内における密度が不均一になるのを抑制することが可能になる。その結果、密度にばらつきのない緻密な構造を有する成形体を容易に得ることが可能である。また、上記したスラリー状の粉末の濃度および粘性を、それぞれ、約５０質量％〜約７０質量％、および、約１００ｃｐに調節することにより、高い圧力伝達性を有する真球状の造粒粉を得ることが可能である。

また、本実施形態で用いるプレス装置は、図１に示すように、成形金型１と、上パンチ２と、下パンチ３と、造粒粉１００ａを給粉するフィーダーボックス（図示せず）と、上パンチ２および下パンチ３を駆動させるための駆動機構（図示せず）とを備えている。なお、成形金型１、上パンチ２および下パンチ３は、本発明の「金型」の一例である。また、上パンチ２および下パンチ３は、それぞれ、円形状の成形面２ａおよび３ａを有する。

本実施形態では、図２に示すように、上記した造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）１００ａをフィーダーボックス（図示せず）により成形金型１のキャビティ１ａに給粉する。この後、図３に示すように、上パンチ２を下降させるとともに、約０．７ｔｏｎ／ｃｍ^２〜約２．０ｔｏｎ／ｃｍ^２の加圧力で、造粒粉１００ａ（図２参照）を約２．７６ｇ／ｃｍ^３〜約３．３０ｇ／ｃｍ^３の密度まで圧縮することによって、成形体１００を形成する。そして、図４に示すように、上パンチ２を上昇させる。この後、図５に示すように、下パンチ３を上昇させることによって、成形体１００を、成形金型１のキャビティ１ａから外部に露出させる。この後、成形体１００を水平方向に取り出す。次に、成形体１００を焼結炉（図示せず）内で約１０００℃〜約１３５０℃の温度条件下で焼成することにより、焼結体としてのソフトフェライトコアを形成する。なお、大気中、または、酸素濃度制御下で焼成を行うことにより、ソフトフェライトコアの磁気特性などを制御することが可能である。

次に、図６を参照して、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する造粒粉１００ａの吸湿特性（吸湿量）を測定した結果について説明する。この吸湿量の測定条件としては、まず、本実施形態によるアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉１００ａを、厚みが１０ｍｍとなるようにプラスチック容器に充填した。次に、そのプラスチック容器を４０℃の温度および８０％の湿度を有する恒温恒湿槽内に載置した。そして、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する造粒粉１００ａの恒温恒湿槽内での経過時間（露出時間）に対する吸湿量の変化を測定した。また、比較のために、従来例による８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉を、厚みが１０ｍｍとなるようにプラスチック容器に充填した。そして、そのプラスチック容器を４０℃の温度および８０％の湿度を有する恒温恒湿槽内に載置した。そして、従来例による部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する造粒粉の恒温恒湿槽内での経過時間（露出時間）に対する吸湿量の変化を測定した。その結果が図６に示される。図６では、横軸に、露出時間が取られており、縦軸に、吸湿量が取られている。図６に示すように、従来例による８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉の吸湿量は、本実施形態によるアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉１００ａの吸湿量の約２倍であり、本実施形態による造粒粉１００ａの吸湿特性が従来例による造粒粉に比べて低いことがわかった。

次に、図７を参照して、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する成形体１００の圧密特性（成形体密度）を測定した結果について説明する。この成形体密度の測定条件としては、まず、本実施形態によるアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉１００ａを、所定の加圧力（４２．４９ＭＰａ〜２１２．４４ＭＰａ）下で圧縮成形することにより、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する成形体１００を形成した。そして、造粒粉１００ａに加える圧力の大きさを変化させて本実施形態によるアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する成形体１００の加圧力に対する密度の変化を測定した。また、比較のために、従来例による８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉を、所定の加圧力（４２．４９ＭＰａ〜２１２．４４ＭＰａ）下で圧縮成形することにより、従来例による部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する成形体を形成した。そして、造粒粉に加える圧力の大きさを変化させて従来例による８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する成形体の加圧力に対する密度の変化を測定した。その結果が図７に示される。図７では、横軸に、加圧力が取られており、縦軸に、成形体密度が取られている。図７に示すように、本実施形態によるアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する成形体１００は、所定の加圧力（４２．４９ＭＰａ〜２１２．４４ＭＰａ）下で形成した場合、従来例による８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する成形体と比べて、より高い成形体密度を有することがわかった。これは、本実施形態による造粒粉１００ａに含有されるアクリル系バインダの柔軟性が、従来例による造粒粉に含有される部分ケン化型ＰＶＡバインダの柔軟性よりも高いために、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する造粒粉は、従来例による部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する造粒粉と比べて、成形時によりつぶれやすいからであると考えられる。

次に、図８および図９を参照して、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する成形体の破壊強度と、その成形体を焼成することにより形成された本実施形態による焼結体の破壊強度とを測定した結果について説明する。この破壊強度の測定条件としては、まず、本実施形態によるアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉１００ａを、１６９．９６ＭＰａの加圧力で圧縮成形することにより、アクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有するとともに、２０ｍｍの外径、１０ｍｍの内径および５ｍｍの厚みを有する本実施形態に対応するリング状の成形体を形成した。そして、本実施形態に対応するリング状の成形体を外径方向から加圧し、成形体が破壊されたときの加圧力を測定した。また、上記した本実施形態に対応するリング状の成形体を１２８０℃の温度条件下、および、１．０％の濃度を有する酸素濃度制御下で３時間焼成することにより、本実施形態に対応するリング状の焼結体を形成した。そして、本実施形態に対応するリング状の焼結体を外径方向から加圧し、焼結体が破壊されたときの加圧力を測定した。また、比較のために、従来例による８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉を、１６９．９６ＭＰａの加圧力で圧縮成形することにより、８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有するとともに、２０ｍｍの外径、１０ｍｍの内径および５ｍｍの厚みを有する従来例に対応するリング状の成形体を形成した。そして、従来例に対応するリング状の成形体を外径方向から加圧し、成形体が破壊されたときの加圧力を測定した。また、上記した従来例に対応するリング状の成形体を１２８０℃の温度条件下、および、１．０％の濃度を有する酸素濃度制御下で３時間焼成することにより、従来例に対応するリング状の焼結体を形成した。そして、従来例に対応するリング状の焼結体を外径方向から加圧し、焼結体が破壊されたときの加圧力を測定した。それらの結果が図８および図９に示される。

図８および図９では、縦軸に、本実施形態に対応する成形体および焼結体と、従来例に対応する成形体および焼結体とが破壊されたときの加圧力（破壊強度）が取られている。なお、破壊実験は、本実施形態に対応する成形体および焼結体と、従来例に対応する成形体および焼結体とにおいて、それぞれ、３０回ずつ行った。その結果を図８中および図９中に「×」印で表す。図８に示すように、本実施形態に対応するアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する成形体は、従来例に対応する８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する成形体よりも低い加圧力で破壊されることがわかった。これに対して、図９に示すように、本実施形態に対応するアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する成形体から形成された焼結体は、従来例に対応する８６．５ｍｏｌ％〜８９．０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する成形体から形成された焼結体よりも高い加圧力で破壊されることがわかった。これは、従来例による造粒粉に含有される部分ケン化型ＰＶＡバインダの柔軟性が、本実施形態による造粒粉１００ａに含有されるアクリル系バインダの柔軟性よりも低いために、従来例に対応する部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する成形体の強度が、本実施形態に対応するアクリル系バインダを含有する成形体の強度よりも高くなったからであると考えられる。その一方、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する造粒粉１００ａは、従来例による部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する造粒粉に比べて、成形時によりつぶれやすいので、造粒粉間に空隙が発生しにくいと考えられる。これにより、本実施形態に対応するアクリル系バインダを含有する成形体は、従来例に対応する部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する成形体に比べて、より緻密な構造を有するので、本実施形態に対応する焼結体は、従来例に対応する焼結体よりも高い密度を有すると考えられる。その結果、より強度が高くなったと考えられる。

次に、図１０を参照して、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する成形体を焼成することにより形成された焼結体の磁気特性（飽和磁束密度）を測定した結果について説明する。なお、図１０中の２点鎖線により囲まれた領域Ａ〜Ｅ内の複数の焼結体は、同一の加圧力（Ａ：４２．４９ＭＰａ、Ｂ：８４．９８ＭＰａ、Ｃ：１２７．４７ＭＰａ、Ｄ：１６９．９６ＭＰａおよびＥ：２１２．４４ＭＰａ）下で形成された焼結体であることを意味する。この飽和磁束密度の測定条件としては、まず、本実施形態によるアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉１００ａを、複数種類の加圧力（図１０のＡ〜Ｅ参照）で圧縮成形することにより、本実施形態によるアクリル系バインダを１．０質量％の割合で含有する成形体１００を形成した。そして、本実施形態による成形体１００を１２８０℃の温度条件下、および、１．０％の濃度を有する酸素濃度制御下で３時間焼成することにより、本実施形態によるトロイダル形状を有する焼結体を形成した。そして、本実施形態によるトロイダル形状の各焼結体に巻線を施し、飽和磁束密度を測定した。また、比較のために、従来例による部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する造粒粉を、上記と同様の加圧力（図１０のＡ〜Ｅ参照）で複数ずつ圧縮成形することにより、従来例による部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の割合で含有する成形体を形成した。そして、従来例による成形体を１２８０℃の温度条件下、および、１．０％の濃度を有する酸素濃度制御下で３時間焼成することにより、従来例によるトロイダル形状を有する焼結体を形成した。そして、従来例によるトロイダル形状の各焼結体に巻線を施し、飽和磁束密度を測定した。その結果が図１０に示される。

図１０に示すように、本実施形態によるアクリル系バインダを含有する成形体１００から形成される焼結体は、同一の加圧力下で形成された従来例による部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する成形体から形成される焼結体に比べて、より高い飽和磁束密度を有することがわかった。これは、本実施形態による造粒粉１００ａに含有されるアクリル系バインダの柔軟性が、従来例による造粒粉に含有される部分ケン化型ＰＶＡバインダの柔軟性よりも高いため、成形時に造粒粉間に空隙が生じるのを抑制できるからであると考えられる。これにより、成形体および焼結体の構造がより緻密になるので、焼結体におけるフェライト成分の密度が上昇したと考えられる。

本実施形態では、上記のように、ソフトフェライト原料にアクリル系バインダを添加することにより造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）１００ａを形成することによって、アクリル系バインダの吸湿性は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）バインダの吸湿性よりも低いので、アクリル系バインダを含有する造粒粉１００ａの吸湿性は、ＰＶＡバインダを含有する造粒粉の吸湿性よりも低くなる。これにより、成形時に、造粒粉１００ａが上パンチ２および下パンチ３に付着するのを抑制することができるので、装置を停止して、上パンチ２および下パンチ３に付着した造粒粉１００ａを除去する作業の頻度を減少させることができる。その結果、ソフトフェライトコアの成形時の生産効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、アクリル系バインダを約０．５質量％以上の割合で含有する造粒粉１００ａを用いることによって、造粒粉１００ａに含有されるバインダの減少に起因する成形体１００の強度の低下を抑制することができるので、成形体１００をプレス装置から焼結炉に移動させて焼成する際に、成形体１００が破損するのを抑制することができる。その結果、ソフトフェライトコアの焼結時の生産効率も向上させることができる。また、アクリル系バインダを約１０質量％以下の割合で含有する造粒粉１００ａを用いることによって、造粒粉１００ａに含有されるバインダの増加に伴って造粒粉１００ａの強度が高くなりすぎることに起因して、成形時に造粒粉１００ａがつぶれにくくなるのを抑制することができるので、成形体１００の内部に空隙が発生するのを抑制することができる。これにより、緻密な構造を有する成形体１００を得ることができるので、ソフトフェライトコア（焼結体）の強度を向上させることができる。また、アクリル系バインダを約１０質量％以下の比較的少ない割合で含有する造粒粉１００ａを用いることによって、成形体１００の焼成時に、成形体１００の表面のフェライト化が終了するより前に、すべてのアクリル系バインダが容易に成形体１００から脱離することができるので、成形体１００の表面のフェライト化が終了して行き場のなくなったアクリル系バインダがフェライト化した成形体１００の表面を突き破って外部に噴出するのを抑制することができる。これによって、焼結体の表面や内部にクラックが発生するのを抑制することができるので、焼結体（ソフトフェライトコア）の強度を向上させることができる。

また、本実施形態では、ソフトフェライト原料にアクリル系バインダを添加することにより造粒粉１００ａを形成することによって、アクリル系バインダの柔軟性は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）バインダの柔軟性よりも高いので、アクリル系バインダを含有する造粒粉１００ａの柔軟性は、ＰＶＡバインダを含有する造粒粉の柔軟性よりも高くなる。これにより、造粒粉１００ａを、成形金型１を用いて一軸圧縮することにより成形体１００を形成する際に、造粒粉１００ａが容易につぶれるので、造粒粉１００ａ間に空隙が生じるのを抑制することができる。これにより、成形体１００を焼成することにより形成された焼結体の密度を上昇させることができるとともに、焼結体をより均質にすることができる。その結果、高い強度を有し、かつ、緻密な構造を有するソフトフェライトコア（焼結体）を得ることができる。また、焼結体の密度を上昇させることができるので、焼結体におけるフェライト成分の密度が上昇する。その結果、ソフトフェライトコア（焼結体）の磁気特性を向上させることができる。

次に、上記した本発明の一実施形態の効果（上パンチ２および下パンチ３の成形面２ａおよび３ａへの造粒粉１００ａの付着抑制効果）を確認するために行った第１の比較実験について説明する。この第１の比較実験では、アクリル系バインダを添加した上記実施形態に対応する実施例１による成形体１００と、部分ケン化型ＰＶＡバインダを添加した上記従来例に対応する比較例１による成形体との成形時に、上パンチおよび下パンチの成形面への造粒粉の付着（粉付状態）が発生するまでの成形回数を測定した。以下、詳細に説明する。

［造粒粉の作製］
（実施例１）
ソフトフェライト原料として、Ｆｅ_２Ｏ_３を７０．３質量％と、ＭｎＯを１６．１質量％と、ＺｎＯを１３．６質量％とを含むソフトフェライト材料を用いた。このような組成のソフトフェライト原料を仮焼した後、１．０５μｍの平均粒径を有するように粉砕し、スラリー状の粉末にした。ここで、実施例１では、スラリー状の粉末にアクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含むアクリル系バインダを１．０質量％の含有率となるように添加した。そして、スプレードライヤで乾燥させることにより、８０μｍの平均粒径を有する実施例１による造粒粉１００ａを作製した。

（比較例１）
スラリー状の粉末に部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の含有率となるように添加すること以外は、上記実施例１と同様にして、８０μｍの平均粒径を有する比較例１による造粒粉を作製した。

［ソフトフェライトコアの作製］
（実施例１および比較例１共通）
図２〜図５に示した本発明の一実施形態による粉末成形法を用いて、上記のように作製した実施例１および比較例１による造粒粉を圧縮成形することにより、２０ｍｍの直径、５．０ｍｍの厚みおよび３．０５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する円柱形状の成形体を形成した。そして、成形体を焼結炉内で１２８０℃の温度条件下、および、１．０％の濃度を有する酸素濃度制御下で３時間焼成することにより、焼結体としてのソフトフェライトコアを作製した。

［粉付サイクル特性試験］
上記のように作製した実施例１による１．０質量％の割合でアクリル系バインダを含有する造粒粉１００ａから成形体１００を連続して成形し、何回目の成形時に上パンチ２の成形面２ａまたは下パンチ３の成形面３ａが粉付の状態（造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）が上パンチまたは下パンチに付着した状態）になったかを調べた。また、比較の対照として、上記のように作製した比較例１による１．０質量％の割合で部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する造粒粉から成形体を連続して成形し、何回目の成形時に上パンチの成形面または下パンチの成形面が粉付の状態（造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）が上パンチまたは下パンチに付着した状態）になったかを調べた。その結果を図１１に示す。図１１を参照して、実施例１では、１０００回以上成形を繰り返しても上パンチ２および下パンチ３の成形面２ａおよび３ａは、粉付の状態にならずに、良好な成形体１００を得ることができた。これに対して、比較例１では、成形を１０回程度繰り返し行った場合にも、上パンチの成形面または下パンチの成形面が粉付の状態になり、成形体の表面が凹凸形状（あばた状）になった。これにより、造粒粉を形成する際に、スラリー状の粉末にバインダ（結合剤）としてアクリル系バインダを添加することが有効であることが確認できた。

次に、上記した本発明の一実施形態の効果（焼結体（ソフトフェライトコア）の磁気特性の向上）を確認するために行った第２の比較実験について説明する。この第２の比較実験では、アクリル系バインダを添加した上記実施形態に対応する実施例２〜５による成形体１００の密度と焼結体の磁気特性（飽和磁束密度）とを測定するとともに、部分ケン化型ＰＶＡバインダのみを添加した上記従来例に対応する比較例２〜４による成形体の密度と焼結体の磁気特性（飽和磁束密度）とを測定した。そして、アクリル系バインダを添加した実施例２〜５による焼結体の磁気特性（飽和磁束密度）と部分ケン化型ＰＶＡバインダのみを添加した比較例２〜４による焼結体の磁気特性（飽和磁束密度）とを比較した。以下、詳細に説明する。

［成形体および焼結体の作製］
（実施例２）
上記実施例１と同様にして、スラリー状の粉末にアクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含むアクリル系バインダを１．０質量％の含有率となるように添加することにより、実施例２による造粒粉１００ａを作製した後、図２〜図５に示した本発明の一実施形態による粉末成形法を用いて、実施例２による造粒粉１００ａを圧縮成形した。そして、２０ｍｍの直径と、５．０ｍｍの厚みと、２．８ｇ／ｃｍ^３、３．０ｇ／ｃｍ^３および３．３ｇ／ｃｍ^３の密度とを有する実施例２による３つの円柱形状の成形体１００を形成した。そして、その３つの成形体１００を焼結炉内で１２８０℃の温度条件下、および、１．０％の濃度を有する酸素濃度制御下で３時間焼成することにより、実施例２による３つの焼結体としてのソフトフェライトコアを作製した。

（実施例３）
スラリー状の粉末にアクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含むアクリル系バインダを５．０質量％の含有率となるように添加すること以外は、上記実施例２と同様にして、実施例３による３つの円柱形状の成形体１００と、３つの焼結体としてのソフトフェライトコアとを作製した。

（実施例４）
スラリー状の粉末に、部分ケン化型ＰＶＡバインダを０．５質量％の含有率となるように添加するとともに、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含むアクリル系バインダを０．５質量％の含有率となるように添加すること以外は、上記実施例２と同様にして、実施例４による３つの円柱形状の成形体１００と、３つの焼結体としてのソフトフェライトコアとを作製した。

（実施例５）
スラリー状の粉末に、部分ケン化型ＰＶＡバインダを０．２５質量％の含有率となるように添加するとともに、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含むアクリル系バインダを０．７５質量％の含有率となるように添加すること以外は、上記実施例２と同様にして、実施例５による３つの円柱形状の成形体１００と、３つの焼結体としてのソフトフェライトコアとを作製した。

（比較例２）
スラリー状の粉末に部分ケン化型ＰＶＡバインダを０．５質量％の含有率となるように添加すること以外は、上記実施例２と同様にして、比較例２による３つの円柱形状の成形体と、３つの焼結体としてのソフトフェライトコアとを作製した。

（比較例３）
スラリー状の粉末に部分ケン化型ＰＶＡバインダを１．０質量％の含有率となるように添加すること以外は、上記実施例２と同様にして、比較例３による３つの円柱形状の成形体と、３つの焼結体としてのソフトフェライトコアとを作製した。

（比較例４）
スラリー状の粉末に部分ケン化型ＰＶＡバインダを２．０質量％の含有率となるように添加すること以外は、上記実施例２と同様にして、比較例４による３つの円柱形状の成形体と、３つの焼結体としてのソフトフェライトコアとを作製した。

［飽和磁束密度の測定］
上記のようにして作製した実施例２〜５および比較例２〜４による各焼結体に巻線を施し、飽和磁束密度を測定した。その結果を以下の表１および図１２に示す。

上記表１および図１２を参照して、１．０質量％のアクリル系バインダを含有する実施例２では、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４２５ｍＴであり、３．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５０ｍＴであり、３．３ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５５ｍＴであった。また、５．０質量％のアクリル系バインダを含有する実施例３では、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４３０ｍＴであり、３．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４３５ｍＴであり、３．３ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５０ｍＴであった。

また、０．５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダと０．５質量％のアクリル系バインダとを１：１の質量比率で含有する実施例４では、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５０ｍＴであり、３．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５５ｍＴであり、３．３ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４６０ｍＴであった。また、０．２５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダと０．７５質量％のアクリル系バインダとを１：３の質量比率で含有する実施例５では、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４２０ｍＴであり、３．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４４０ｍＴであり、３．３ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５５ｍＴであった。

また、０．５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する比較例２では、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は３６０ｍＴであり、３．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４４０ｍＴであり、３．３ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５０ｍＴであった。また、１．０質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する比較例３では、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は３６０ｍＴであり、３．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４３０ｍＴであり、３．３ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４４０ｍＴであった。また、２．０質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有する比較例４では、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４１０ｍＴであり、３．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５０ｍＴであり、３．３ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度は４５５ｍＴであった。

上記の結果から、アクリル系バインダを含有する上記実施形態に対応する実施例２〜５による２．８ｇ／ｃｍ^３の密度の成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度（４２５ｍＴ、４３０ｍＴ、４５０ｍＴおよび４２０ｍＴ）は、部分ケン化型ＰＶＡバインダのみを含有する上記従来例に対応する比較例２〜４による２．８ｇ／ｃｍ^３の密度の成形体を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度（３６０ｍＴ、３６０ｍＴおよび４１０ｍＴ）よりも高いことが確認できた。

これにより、アクリル系バインダを含有する上記実施形態に対応する実施例２〜５では、部分ケン化型ＰＶＡバインダのみを含有する上記従来例に対応する比較例２〜４と異なり、低い密度（２．８ｇ／ｃｍ^３）の成形体を用いた場合にも、４２０ｍＴ以上の高い磁気特性（飽和磁束密度）を有する焼結体を得ることができるので、所定の磁気特性（飽和磁束密度）を有する焼結体を得るための成形体を、低い加圧力を用いて形成することができる。これにより、造粒粉を圧縮して成形体を形成する際に、金型に造粒粉や成形体の一部が付着するのを抑制することが可能である。また、低い加圧力を用いて成形体を形成するので、金型が磨耗するのを軽減する効果もある。

また、上記表１を参照して、０．５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダと０．５質量％のアクリル系バインダとを１（０．５質量％）：１（０．５質量％）の質量比率で含有する実施例４では、アクリル系バインダのみを含有する実施例２および３（４２５ｍＴおよび４３０ｍＴ）と比べて、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度の成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度がより高い（４５０ｍＴ）ことが判明した。これは、以下の理由による。すなわち、ソフトフェライト原料にアクリル系バインダおよび部分ケン化型ＰＶＡバインダを１（０．５質量％）：１（０．５質量％）の質量比率で含有する実施例４では、１．０質量％のアクリル系バインダを含有する実施例２および５．０質量％のアクリル系バインダを含有する実施例３と異なり、ソフトフェライト原料に部分ケン化型ＰＶＡバインダを含有するとともに、ソフトフェライト原料に添加されるバインダ中のアクリル系バインダの割合が低いので、造粒粉の柔軟性が高くなりすぎることに起因する成形体の強度の低下を抑制することができる。これにより、成形体を焼成することにより得られた焼結体の表面や内部にクラックが発生するのを抑制することができるので、緻密な構造を有する焼結体を得ることができる。その結果、焼結体におけるフェライト成分の密度を上昇させることができたと考えられる。

また、上記表１を参照して、０．５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダと０．５質量％のアクリル系バインダとを１（０．５質量％）：１（０．５質量％）の質量比率で含有する実施例４では、０．２５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダと０．７５質量％のアクリル系バインダとを１（０．２５質量％）：３（０．７５質量％）の質量比率で含有する実施例５（４２０ｍＴ）と比べて、２．８ｇ／ｃｍ^３の密度の成形体１００を焼成して得られた焼結体の飽和磁束密度がより高い（４５０ｍＴ）ことが判明した。これは、以下の理由による。すなわち、０．５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダと０．５質量％のアクリル系バインダとを１（０．５質量％）：１（０．５質量％）の質量比率で含有する実施例４では、０．２５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダと０．７５質量％のアクリル系バインダとを１（０．２５質量％）：３（０．７５質量％）の質量比率で含有する実施例５と比べて、ソフトフェライト原料に添加するバインダ中のアクリル系バインダの割合が低く、かつ、部分ケン化型ＰＶＡバインダの割合が高いので、造粒粉の柔軟性が高くなりすぎるのをより抑制することができる。これにより、成形体の表面を構成する造粒粉が成形時の加圧力で直ちにつぶれることにより成形時の加圧力が成形体の表面を構成する造粒粉に吸収されることに起因して、成形体の内部を構成する造粒粉にまで加圧力が十分に伝達されなくなるのを抑制することができるので、成形時の加圧力をすべての造粒粉に均一に伝達することができる。このため、成形時にすべての造粒粉が十分につぶれるので、成形体の内部に空隙が発生するのを抑制することができる。これにより、成形体を焼成することにより得られた焼結体の密度をより上昇させることができるので、焼結体におけるフェライト成分の密度をより上昇させることができる。その結果、焼結体（ソフトフェライトコア）の磁気特性をより向上させることができたと考えられる。

これにより、０．５質量％の部分ケン化型ＰＶＡバインダと０．５質量％のアクリル系バインダとを１（０．５質量％）：１（０．５質量％）の質量比率で含有する実施例４では、低い密度（２．８ｇ／ｃｍ^３）の成形体を用いた場合にも、４６０ｍＴの高い磁気特性（飽和磁束密度）を有する焼結体を得ることができるので、所定の磁気特性（飽和磁束密度）を有する焼結体を得るための成形体を、より低い加圧力を用いて形成することができる。その結果、造粒粉を圧縮して成形体を形成する際に、金型に造粒粉や成形体の一部が付着するのをより抑制することが可能である。

なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態および実施例では、本発明を、円柱形状のソフトフェライトコアの製造方法に適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、円柱形状以外の円筒形状や角型形状などのソフトフェライトコアの製造方法に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。

また、上記実施例では、ソフトフェライト原料として、Ｆｅ_２Ｏ_３と、ＭｎＯと、ＺｎＯとを含むソフトフェライト材料を用いる例について説明したが、本発明はこれに限らず、Ｆｅ_２Ｏ_３と、ＮｉＯと、ＺｎＯとを含むソフトフェライト材料を用いてもよいし、Ｆｅ_２Ｏ_３と、ＮｉＯと、ＣｕＯと、ＺｎＯとを含むソフトフェライト材料を用いてもよい。

また、上記実施形態および実施例では、造粒粉に含有されるアクリル系バインダとして、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含むアクリル系バインダを用いる例について説明したが、本発明はこれに限らず、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体以外のアクリル系バインダを用いてもよい。たとえば、カルボキシル基を有するアクリル系バインダを用いてもよい。

また、上記実施形態および実施例では、上パンチを上昇させた後、下パンチを上昇させることにより成形体をプレス装置から取り出すように構成されたプレス装置を用いてソフトフェライトコアを形成する例を説明したが、本発明はこれに限らず、成形体を上パンチと下パンチとにより挟み込みながら、上パンチおよび下パンチを上昇させることにより、成形体をプレス装置から取り出す、いわゆる、ホールドダウン機能付のプレス装置を用いても同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、バインダ（結合剤）として、アクリル系バインダをソフトフェライト原料に加える例を説明したが、本発明はこれに限らず、バインダ（結合剤）として、アクリル系バインダに加えて、アクリル系バインダよりも柔軟性の低い部分ケン化型ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）バインダを、アクリル系バインダと部分ケン化型ＰＶＡバインダとの質量比率が好ましくは（５：１）〜（１：１）の範囲内、より好ましくは（３：１）〜（１：１）の範囲内となるように、ソフトフェライト原料に添加してもよい。これによって、造粒粉の柔軟性が高くなりすぎるのを抑制することができるので、成形体の強度が低下するのを抑制することが可能になる。これにより、成形体をプレス装置から焼結炉に移動させて焼成する際に、成形体が破損するのを抑制することが可能になる。

なお、バインダとして、アクリル系バインダとともにソフトフェライト原料に添加される部分ケン化型ＰＶＡのケン化度は、８５ｍｏｌ％〜９０ｍｏｌ％であることが好ましい。このように構成すれば、８５ｍｏｌ％以上のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを用いて造粒粉を形成することによって、造粒粉の吸湿性が高くなるのを抑制することができるので、造粒粉を圧縮することにより形成された成形体の強度の低下を抑制することが可能になる。これにより、成形体をプレス装置から焼結炉に移動させて焼成する際に、成形体が破損するのをより有効に抑制することができる。また、９０ｍｏｌ％以下のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダを用いて造粒粉を形成することによって、造粒粉の強度が高くなりすぎるのを抑制することができるので、成形時に造粒粉がつぶれやすくなる。これにより、成形体の内部に空隙が発生するのを抑制することができるので、緻密な構造を有する成形体を容易に得ることが可能になる。その結果、焼結体（ソフトフェライトコア）の強度を容易に向上させることが可能である。

また、８５ｍｏｌ％〜９０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダに代えて、９７ｍｏｌ％以上のケン化度を有する完全ケン化型ＰＶＡバインダをソフトフェライト原料に添加してもよい。この場合、９７ｍｏｌ％以上のケン化度を有する完全ケン化型ＰＶＡバインダは、８５ｍｏｌ％〜９０ｍｏｌ％のケン化度を有する部分ケン化型ＰＶＡバインダに比べて、より低い吸湿性を有しているので、形成される造粒粉および成形体の吸湿性をより低下させることが可能である。

本発明の一実施形態によるソフトフェライトコアの製造方法における造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法において使用するプレス装置を部分的に示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるソフトフェライトコアの製造方法における造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態によるソフトフェライトコアの製造方法における造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態によるソフトフェライトコアの製造方法における造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態によるソフトフェライトコアの製造方法における造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による造粒粉の露出時間に対する吸湿量の変化を説明するための相関図である。 本発明の一実施形態による成形体の加圧力に対する密度の変化を説明するための相関図である。 本発明の一実施形態に対応する成形体の破壊強度を説明するための図である。 本発明の一実施形態に対応する焼結体（ソフトフェライトコア）の破壊強度を説明するための図である。 本発明の一実施形態による焼結体（ソフトフェライトコア）の磁気特性を説明するための図である。 本発明の一実施形態に対応する実施例による成形体を形成する際の粉付サイクル特性を説明するための図である。 本発明の一実施形態に対応する実施例による成形体密度と焼結体の飽和磁束密度との関係を説明するための相関図である。 従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。 従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。 従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。 従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法を説明するための断面図である。 従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法における粉付現象を説明するための断面図である。 従来の造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）の粉末成形方法における粉付現象を説明するための断面図である。

符号の説明

１ 成形金型
２ 上パンチ
３ 下パンチ
１００ 成形体
１００ａ 造粒粉（ソフトフェライト原料粉末）

Claims (10)

1. ソフトフェライト原料を準備する工程と、
   前記ソフトフェライト原料を仮焼する工程と、
   前記ソフトフェライト原料に、アクリル系バインダを０．５質量％以上１０質量％以下の含有率で添加することにより造粒粉を形成する工程と、
   前記造粒粉を、金型を用いて一軸圧縮することにより成形体を形成する工程と、
   前記成形体を焼成することにより、前記アクリル系バインダを除去して焼結体を形成する工程とを備えた、ソフトフェライトコアの製造方法。
2. 前記造粒粉を形成する工程は、前記アクリル系バインダを含有するとともに、ポリビニルアルコールのみからなるバインダを含有する造粒粉よりも低い吸湿性を有する造粒粉を形成する工程を含む、請求項１に記載のソフトフェライトコアの製造方法。
3. 前記造粒粉を形成する工程は、前記アクリル系バインダを含有するとともに、ポリビニルアルコールのみからなるバインダを含有する造粒粉よりも成形時につぶれやすい造粒粉を形成する工程を含む、請求項１または２に記載のソフトフェライトコアの製造方法。
4. 前記造粒粉を形成する工程は、４０μｍ以上２００μｍ以下の平均粒径を有する造粒粉を形成する工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のソフトフェライトコアの製造方法。
5. 前記成形体を形成する工程は、前記造粒粉を、０．７ｔｏｎ／ｃｍ^２以上２．０ｔｏｎ／ｃｍ^２以下の加圧力で圧縮する工程を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のソフトフェライトコアの製造方法。
6. 前記アクリル系バインダは、アクリル酸系モノマーとメタクリル酸系モノマーとの共重合体を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のソフトフェライトコアの製造方法。
7. 前記ソフトフェライト原料は、Ｆｅ_２Ｏ_３と、ＺｎＯと、ＭｎＯ、ＮｉＯおよびＣｕＯからなるグループより選択される少なくとも１つの材料とを主成分とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のソフトフェライトコアの製造方法。
8. 前記造粒粉を形成する工程は、前記ソフトフェライト原料に、前記アクリル系バインダと、部分ケン化型ポリビニルアルコールとの質量比率が５：１〜１：１の範囲内となるように、前記アクリル系バインダに加えて前記部分ケン化型ポリビニルアルコールを添加する工程を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のソフトフェライトコアの製造方法。
9. 前記造粒粉を形成する工程は、前記ソフトフェライト原料に、前記アクリル系バインダと、部分ケン化型ポリビニルアルコールとの質量比率が３：１〜１：１の範囲内となるように、前記アクリル系バインダに加えて前記部分ケン化型ポリビニルアルコールを添加する工程を含む、請求項８に記載のソフトフェライトコアの製造方法。
10. 前記部分ケン化型ポリビニルアルコールは、８５ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下のケン化度を有する、請求項８または９に記載のソフトフェライトコアの製造方法。

Images