JP4554775B2

JP4554775B2 - フェライト磁石の製造方法

Info

Publication number: JP4554775B2
Application number: JP2000209333A
Authority: JP
Inventors: 達範横井
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: JP2002029855A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェライトとバインダーを混合した配合物を磁界中でプレス成形して得られた成形物を焼結して、フェライト磁石を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セラミック等の無機粉末の焼結物を得るに当たっては、該無機粉末と有機バインダーからなる組成物を成形後に焼結する方法が知られている。
そして、かかる有機バインダーとして、特開昭６３−２５２６６号公報には、エチレンビニルアルコール共重合体を用いることが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者が上記のバインダーについて詳細に検討した結果、エチレンビニルアルコール共重合体、即ち、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物（以下、ＥＶＯＨと略記する）の粒子径については、まだまだ検討の余地があることが判明した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者が上記の有機バインダーとしてＥＶＯＨを用いる時の粒子径について鋭意研究を重ねた結果、エチレン含有量が５〜６０モル％、ケン化度が９５％以上で、かつ平均粒子径が３００μｍ以下（特には２００μｍ以下）のＥＶＯＨを用い、また無機粉末に対するＥＶＯＨの重量比を特定範囲に規定することにより、成形性や寸法安定性に優れ、特に無機粉末としてフェライト等を用いたときには磁気特性に優れたフェライト磁石を得ることができることを見出して本発明を完成する至った。
【０００５】
また、本発明においては、かかるＥＶＯＨの灰分が２０ｐｐｍ以下であるときやかかるＥＶＯＨが高級脂肪酸またはその塩を含有するとき、本発明の作用効果を顕著に得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に述べる。
本発明に用いるＥＶＯＨは、エチレン含有量が５〜６０モル％（更には１５〜５０モル％、特には２５〜４５モル％）で、ケン化度が９５モル％以上（更には９８モル％以上、特には９９〜９９．９モル％）であり、また、該ＥＶＯＨのメルトフローレート（ＭＦＲ）（２１０℃、荷重２１６０ｇ）は、０．１〜１００ｇ／１０分（更には１〜５０ｇ／１０分、特には３〜４０ｇ／１０分）が好ましい。
【０００７】
本発明に用いられるＥＶＯＨは、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化によって得られ、該エチレン−酢酸ビニル共重合体は、公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合などにより製造され、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化も公知の方法で行い得る。
【０００８】
また、本発明では、本発明の効果を阻害しない範囲で共重合可能なエチレン性不飽和単量体を共重合していてもよく、かかる単量体としては、プロピレン、１−ブテン、イソブテン等のオレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、（無水）フタル酸、（無水）マレイン酸、（無水）イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいは炭素数１〜１８のモノまたはジアルキルエステル類、アクリルアミド、炭素数１〜１８のＮ−アルキルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、２−アクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその４級塩等のアクリルアミド類、メタクリルアミド、炭素数１〜１８のＮ−アルキルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、２−メタクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその４級塩等のメタクリルアミド類、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド等のＮ−ビニルアミド類、アクリルニトリル、メタクリルニトリル等のシアン化ビニル類、炭素数１〜１８のアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシアルキルビニルエーテル等のビニルエーテル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル類、トリメトキシビニルシラン等のビニルシラン類、酢酸アリル、塩化アリル、アリルアルコール、ジメチルアリルアルコール、トリメチル−（３−アクリルアミド−３−ジメチルプロピル）−アンモニウムクロリド、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
【０００９】
また、本発明に用いるＥＶＯＨとして、灰分が２０ｐｐｍ以下のＥＶＯＨを用いることも好ましく、かかる灰分が２０ｐｐｍを越えると最終の焼結物にクラックや空孔が発生しやすくなって好ましくない。かかる灰分の更に好ましい上限は１５ｐｐｍ、特には１０ｐｐｍ、殊には５ｐｐｍで、下限については特に制限はないが、敢えて規定するとすれば０．１ｐｐｍ、更には０．５ｐｐｍである。
【００１０】
かかる灰分とは、乾燥したＥＶＯＨを白金蒸発皿にとり、電熱器とガスバーナーを用いて炭化後、４００℃の電気炉に入れ、７００℃まで徐々に昇温し、更に７００℃で３時間にわたって完全に炭化後、電気炉より取り出し５分間放冷後、デシケータ中で２５分間放置し、灰分を精量することにより求めることができる。
【００１１】
かかる灰分を調節するに当たっては特に限定されず、一例を挙げればＥＶＯＨの製造時に灰分の基となる金属（塩）や無機物の含有量を調整したり、製造されたＥＶＯＨ（ペレット）に該金属（塩）や無機物等を含有或いは洗浄等による除去などの方法により調整することもできる。
【００１２】
本発明においては、上記の如きＥＶＯＨを無機粉末用バインダーとして用いるに当たって、その平均粒子径を３００μｍ以下（特には２００μｍ以下、殊には１５０μｍ以下）とすることを特徴とするもので、かかる粒子径が３００μｍを越えると無機粉末との混合不良を生じて本発明の目的を達成できない。通常、ＥＶＯＨは直径が３〜７ｍｍ程度で長さが５〜１０ｍｍ程度の円筒状のペレットで、かかるペレットを上記の粒子径に調整するに当たっては特に制限はなく、凍結粉砕、機械粉砕等の公知の粉砕方法により調整することができる。
【００１３】
かくして無機粉末用バインダーに用いられるＥＶＯＨが得られるのであるが、本発明においては、かかるＥＶＯＨに高級脂肪酸またはその塩が含有されていることも好ましく、かかる高級脂肪酸としては、炭素数８以上の高級脂肪酸で、具体的には、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、オレイン酸、カプリン酸、ベヘニン酸、リノール酸等の高級脂肪酸が挙げられ、その塩としては、これらのナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩等のアルカリ土類金属塩の他、亜鉛金属塩等を挙げることができる。これらの中でもステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸またはその金属塩が好適に用いられる。
【００１４】
かかる高級脂肪酸またはその塩の含有量としては特に制限はないが、ＥＶＯＨ１００重量部に対して、１〜３０重量部（更には１〜１０重量部、特には１〜５重量部）が好ましく、かかる含有量が１重量部未満では、ＥＶＯＨと無機粉末の混合時の分散性の向上効果が得難く、逆に３０重量部を越えると最終の焼結物にクラックや空孔が発生しやすくなって好ましくない。
かくして無機粉末用バインダーに用いるＥＶＯＨが得られるのである。
【００１５】
次いで、かかるＥＶＯＨと無機粉末を混合した成形物が焼結された焼結物について説明する。通常は、該ＥＶＯＨと無機粉末を混合して、成型した後、焼結することにより焼結物が得られるのである。かかる無機粉末としては、粉末治金やセラミックス等の焼結製品の原料として使用されるものが挙げられ、具体的には、アルミナ、シリカ、ジルコニウム、チタニア、マグネシア、ストロンチウム、バリウム、酸化クロム、酸化鉄、又は２種以上のこれらの酸化物からなる複合酸化物のようなセラミック粉末、又は鉄、銅、アルミニウム、シリコン、ニッケル、コバルト及びこれらの合金、ステンレス鋼のような金属粉末、ニッケルアルミナイド、モリブデンシリサイドのような金属間化合物、シリコンカーバイド、タングステンカーバイド、炭化鉄などの炭化物、窒化ケイ素、窒化ホウ素のような窒化物、及びこれらの複合物又は混合物等を挙げることができ、好適にはＳｒフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2 Ｏ3 ）やＢａフェライト（ＢａＯ・６Ｆｅ2 Ｏ3）等のフェライトが用いられる。
【００１６】
先ず無機粉末とＥＶＯＨを配合するのであるが、通常は無機粉末１００重量部に対してＥＶＯＨを０．１〜３重量部（更には０．５〜３重量部、特には０．５〜１重量部）配合することが好ましく、かかる配合量が少なすぎるとバインダー機能を十分に発揮できず、逆に多すぎると最終の焼結物にクラックや空孔が発生しやすくなって好ましくない。上記以外に、必要に応じて、水、溶剤（アルコール等）、可塑剤、滑剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、帯電防止剤、界面活性剤、抗菌剤、乾燥剤などを配合したりする。
【００１７】
次いで、上記の配合物を射出成形或いは押出成形等の方法により成形することができ、具体的には無機粉末とＥＶＯＨ（粉末）を金型にてプレス成形等を行って成形物を得ることができるがこれに限定されるものではない。尚、フェライト磁石を得る場合には、かかるプレス成形を磁界中で行えばよい。
最後に得られた成形物を１２００〜１３００℃程度で焼結することにより、目的とする焼結物が得られるのである。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
尚、実施例中「部」、「％」とあるのは特に断りのない限り重量基準を示す。
【００１９】
実施例１
Ｓｒフェライト粉末１００部及びＥＶＯＨ［エチレン含有量４４モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ１２ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、平均粒子径１００μｍ、灰分０．５ｐｐｍ、ステアリン酸マグネシウムをＥＶＯＨ１００部に対して５部含有］１部を配合して配合物を得た後、約０．９ＭＡ／ｍの磁界中でプレス成形して成形物を得た。
次いで、得られた成形物を１２４５℃の電気炉で１時間焼結して焼結物を得た。
【００２０】
得られた焼結物の外観性、寸法安定性、磁気特性を以下の要領で評価した。
（外観性）
得られた焼結物の外観を目視観察して、以下の基準で評価した。
○・・・クラックが認められず良好
△・・・僅かにクラックが認められるが形状を保持
×・・・クラックが著しく崩壊
【００２１】
（寸法安定性）
得られた焼結物の外観寸法を測定して、収縮率を算出して以下の基準で評価した。
○・・・体積変化率が１５％未満
×・・・体積変化率が１５％以上
【００２２】
（磁気特性）
得られた焼結物の保磁力（Ｈ_c）を測定して、以下の基準で評価した。
○・・・_IＨ_c＞_BＨ_c＞１ｋＡ／ｍの関係を満たす
×・・・１ｋＡ／ｍ＞_IＨ_c及び_BＨ_cの関係である
尚、_IＨ_cは、Ｉ（磁気分極）−Ｈ（磁界の強さ）曲線での保持力で、_BＨ_cは、Ｂ（磁束密度）−Ｈ（磁界の強さ）曲線での保持力である。
【００２３】
実施例２
実施例１において、ＥＶＯＨとして、平均粒子径が１８０μｍのＥＶＯＨを用いた以外は同様に行って焼結物を得て、同様に評価を行った。
【００２４】
比較例１
実施例１において、ＥＶＯＨとして、直径３ｍｍ、長さ４ｍｍの円筒形のペレットを用いた以外は同様に行って焼結物を得ようとしたが、成形物が崩壊して焼結物を得ることができなかったため、評価せず。
実施例及び比較例の評価結果を表１にまとめて示す。
【００２５】

【００２６】
【発明の効果】
本発明のフェライト磁石の製造方法は、フェライト１００重量部に対して、エチレン含有量が５〜６０モル％、ケン化度が９５％以上で、かつ平均粒子径が３００μｍ以下のＥＶＯＨの粉末を０．１〜３重量部混合した配合物を磁界中でプレス成形し、得られた成形物を焼結するため、外観性、寸法安定性、磁気特性に優れた焼結物（フェライト磁石）を得ることができ、有用である。

Claims

フェライト１００重量部に対して、エチレン含有量が５〜６０モル％、ケン化度が９５％以上で、かつ平均粒子径が３００μｍ以下のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の粉末を０．１〜３重量部混合した配合物を磁界中でプレス成形し、得られた成形物を焼結することを特徴とするフェライト磁石の製造方法。
フェライト１００重量部に対して、エチレン含有量が５〜６０モル％、ケン化度が９５％以上で、かつ平均粒子径が２００μｍ以下のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の粉末を０．１〜３重量部混合した配合物を磁界中でプレス成形し、得られた成形物を焼結することを特徴とするフェライト磁石の製造方法。
エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の灰分が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のフェライト磁石の製造方法。
更に、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物に高級脂肪酸またはその塩が含有されてなることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のフェライト磁石の製造方法。