JP5393989B2 - ボンド磁石用フェライト粒子粉末、ボンド磁石用樹脂組成物ならびにそれらを用いた成型体 - Google Patents
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Description
本発明に係るフェライト粒子粉末の組成は、特に限定されるものではなく、Sr系フェライト粒子粉末、Ba系フェライト粒子粉末のいずれでもよい。また、La、Nd、Pr、Co、Zn等の異種元素を含有してもよい。
本発明において、前記の粒度分布や平均体積径を有するフェライト粒子粉末を得る方法としては種々の方法が採用できる。例えば、(1)前記の粒度分布および平均体積径となるように、粒子径や粒度分布の異なるフェライト粒子粉末を2種以上特定の割合で混合する方法、(2)前記の粒度分布および平均体積径となるようにフェライト粒子の原料粉末の粒度分布および平均体積径を適宜選択し、焼成してフェライト粒子粉末を得る方法、(3)フェライト粒子粉末を粉砕、分級、篩分け操作などにより上記の粒度分布および平均体積径となるように調製する方法などが挙げられる。また、(4)フェライト粒子粉末の製造の際の仮焼とアニール加熱処理の間に粉砕し、分級や篩分け操作により前記の粒度分布および平均体積径となるように調製する方法、(5)圧縮、衝撃、摩擦、せん断またはへらなで等の粉砕機能の異なる粉砕機の選択及び/又は組み合わせとともに、粉砕条件を制御することによって、前記の粒度分布および平均体積径となるように調製する方法、なども採用できる。工業的な生産性、簡便性および仮焼とアニール加熱処理の反応性の向上の観点から、上記(1)〜(5)の方法のうち、(1)又は(5)の方法が好ましい。
本発明に係るフェライト粒子粉末を平均体積径2.1μm〜2.7μm、ふるい下の累積の割合が90%となる粒子径x90が4.3〜5.4μmに制御することで、本発明のフェライト粒子粉末および/またはボンド磁石用樹脂組成物からなる成型体の強度や磁気特性が優れることについては未だ明らかではないが、本発明者は次のように推定している。
また、粒度分布のうち、ふるい下累積径90%のときの粒径を制御することによって、フェライト粒子の分散を阻害するような粗大粒子の存在を可及的に低減することができたものと本発明者は推定している。
なお、平均体積径とは、全粒子の体積の総和を全粒子数で除して求めた体積から粒子径を算出したものであり、x90とは、ふるい下の累積の割合が体積基準で90%となるときの粒子径であり、標準偏差および幾何標準偏差は以下の式において求めた。
なお、幾何標準偏差と標準偏差において、標準偏差を採用したのは、平均体積径と、x90若しくはx84に代表される粒度分布内の大粒子の粒子径、および平均体積径とその差が重要であるために、直接的な指標となる標準偏差を用いて特性を限定した。
<数1>
標準偏差=(x84−x16)/2
(x84、x16はふるい下の累積の割合が84、16%のときの粒子径)
<数2>
幾何標準偏差=(x84/x16)1/2
(x84、x16はふるい下の累積の割合が84、16%のときの粒子径)
<フェライト粒子粉末の製造>
粉末状のα−Fe2O3を25550gと、SrCO3を4000g(FeとSrのモル比は2Fe:Sr=5.91:1)秤量して、湿式アトライターで30分混合した後、濾過、乾燥した。得られた原料混合粉末にBaCl2・2H2O及びNa2B4O7の混合水溶液を添加してよく混合した後、造粒した。この時、BaCl2・2H2O及びNa2B4O7の添加量は、上記原料混合粉末に対してそれぞれ1.7重量%、0.07重量%とした。得られた造粒物を大気中1170℃で2時間焼成した。得られた焼成物を粗粉砕した後に、湿式アトライターで30分粉砕し、水洗、濾過、乾燥した。その後、エタノール0.06重量部、トリエタノールアミン0.06重量部を添加して、更に振動ミルで30分粉砕した。次いで、得られた粉砕物を大気中950℃で1.5時間熱処理した。
組成、添加剤の種類及び添加量などを種々変化させた以外は、前記実施例1と同様にしてフェライト粒子粉末を作成した。製造条件を表1に、得られたボンドフェライト用磁性粉の特性を表2に示す。
平均体積径が異なる市販の2種類のフェライト粒子粉末(平均体積径:3.69μm、2Fe/Sr=5.98のSrフェライト粒子粉末、平均体積径:0.98μm、2Fe/Sr=5.96のSrフェライト粒子粉末)を用いて、平均体積径が3.69μmのフェライト粒子粉末80重量部と平均体積径が0.98μmのフェライト粒子粉末20重量部とをヘンシェルミキサーを用いて混合した。
得られたフェライト粒子粉末の平均体積径は2.44μm、x90は4.94μm、標準偏差は1.65、BET比表面積は1.64m2/g、圧縮密度CDは3.36g/cm3、Brは180mT(1800G)であり、保磁力iHcは230.8kA/m(2900Oe)であった。
<ボンド磁石用樹脂組成物の製造>
実施例1で得られたフェライト粒子粉末をヘンシェルミキサーに25000g入れ、アミノアルキル系シランカップリング剤をフェライトに対して0.5wt%添加して1時間均一になるまで混合し、さらに、プラマグ用の相対粘度2.02の6−ナイロン樹脂を2727g投入した後、さらに1時間混合してボンド磁石用樹脂組成物の混合物を用意した。
フェライト粒子粉末を種々変化させて前記実施例7と同様にして作成した。ボンド磁石用樹脂組成物のフェライト種類と得られたボンド磁石用樹脂組成物の特性を表3に示す。
実施例6で得られたフェライト粒子粉末を用いて、実施例7と同様にして、ボンド磁石用組成物のペレットを得た。得られたボンド磁石用組成物のペレットは、MFRが70g/10min.であり、成型密度が3.79g/m3、水分量が88ppmであり、Brは285mT(2850G)、bHcは183.9kA/m(2310Oe)、iHcは220.5kA/m(2770Oe)、BHmaxは16.32kJ/m3(2.05MGOe)であった。
<マグロールの成形>
実施例7で得られたボンド磁石用樹脂組成物を120℃で8時間乾燥した後、射出成型機においてボンド磁石用樹脂組成物を300℃で溶融し、射出時間1秒で100℃に設定された金型に射出成形して、直径13.6mmで長さが220mmの胴体部と直径5.4mm(軸心は直径13.6mmの胴体部と同一)の軸部を両端に有する一体成型マグロールを用意した。得られたマグロールは、磁力が82.4mT(824G)、表面均一性が0.47mT(4.7G)であり、表面均一性を磁力で除した値は0.57%であり、表面均一性が優れていた。また、曲げ強度も984Nであり十分な強度を有していた。なお、マグロールを軸方向に切断して、断面の空孔(ボイド)の状態を観察した結果、直径1mm前後の小さな空孔が多数存在しており、数mmに達する大きな空孔の発生が抑制されていたことが確認できた。この大きな空孔の発生による表面磁力の落ち込みがなかったことが、表面磁力均一性が優れている要因の一つであると考えられる。また、マグロール内の空孔が微細であることから、大きな空孔の存在と表面磁力均一性の悪化が密接に関係する直径が細い(13.6mm以下)マグロールにおいて特に有効であると考えられる。
種々のボンド磁石用樹脂組成物を用いて、前記実施例13と同様にしてマグネットロールを作成した。マグロールの射出性及び諸特性を表4に示す。
実施例12で得られたボンド磁石用組成物を用いて、前記実施例13と同様にして、マグネットロールを得た。このときの射出圧は123MPaであった。得られたマグロールは、磁力が81.8mT(818G)、表面均一性が0.45mT(4.5G)であり、表面均一性を磁力で除した値は0.55%であり、表面均一性が優れていた。また、曲げ強度も980Nであり十分な強度を有していた。
Claims (4)
- レーザー回折式粒子径分布測定装置における粒子径分布測定において、平均体積径が2.1〜2.7μmであり、ふるい下の累積の割合が90%となる粒子径x90が4.3〜5.4μmであり、粒度分布の標準偏差σが1.4〜1.9であることを特徴とするボンド磁石用フェライト粒子粉末。
- 請求項1記載のボンド磁石用フェライト粒子粉末を85重量%から93重量%含有し、有機バインダー成分を7重量%から15重量%含有することを特徴とするボンド磁石用樹脂組成物。
- 請求項1記載のボンド磁石用フェライト粒子粉末、又は請求項2記載のボンド磁石用樹脂組成物のいずれかを用いたことを特徴とする成型体。
- 成型体がマグネットロールであることを特徴とする請求項3記載の成型体。
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