JPH02180004A - 異方性酸化物磁性粉末の製造方法およびプラスチック磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異方性酸化物磁性粉末の製造方法、およびこ
の磁性粉末を用いる電気機器等に用いられるプラスチッ
ク磁石の製造方法に関するものである。

Ｃ従来の技術］ 電気機器等に用いられる永久磁石材１１としては、従来
から、フェライト系、希土類系の焼結磁石とプラスチッ
ク磁石とがある。

プラスチック磁石は、寸法精度が高く、複雑形状のもの
が容易に得られ、割れ欠けが少ないなどの焼結磁石には
ない長所を持っている。また、量産性も高いので近年急
激に生産量が伸びている。

このプラスチック磁石は主に磁性粉末と高分子樹脂との
複合物で、用いる磁性粉末としては、Ｂａフェライト、
Ｓｒフェライト等の酸化物磁性材料があり、これ等は安
価で最も使用量が多い。これ等のフェライトはマグネト
ブランバイト型（Ｍ型）と呼ばれる六方品構造であり、
特にＢａ０・６Ｆｅ２０３とＳｒ０　・６Ｆｅ２０３が
永久磁石として優れており、現在、永久磁石として生産
されているフェライトはすべてこのＭ型である。

プラスチック磁石の磁気特性の向上が要望され、Ｍ型フ
ェライトより高い磁気特性を有する安価な粉末が要望さ
れている。特開昭５７−１８３０３には、Ｗ型と呼ばれ
る結晶構造を有する六方２＋　　　　　３＋ 晶フェライトＭｅＦｅ　　Ｆｅ　　Ｏ（Ｍｅはバリウム
、ストロンチウムおよび鉛からなる群から選定された金
属）を用いた焼結永久磁石の製造方法が開示されている
。Ｗ型フェライトの中では２＋　　　　　　３＋　　　
　　　　　　　　　　　　　　　：２＋　　　　　　３
＋ＢａＦｅ　　Ｆｅ　　Ｏと５ｒＦｅ　　Ｆｅ　　Ｏと
が優れた磁気特性を示し、Ｍ型六方品に比べ、自発磁化
が約１０％高く、異方性磁界がほぼ同じである（Ｆ、に
、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ、　ｅｔｃ、　　：　Ｊ、Ａｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、、５１（１９８０１；　５９１３１゜ しかしながら、このＷ型フェライトはＦｅ２＋を含有す
るため、その製造工程は複雑な雰囲気と温度の制御が必
要であり、特に、仮焼および焼結時に組成の均一化（Ｗ
型フェライトへの単相化、Ｆｅ’＋濃度の均一化）と焼
結密度の向上のために、雰囲気と温度の複雑な制御が必
要となる問題点があった。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、磁気特性と（に残留磁束密度、最大エネルギ
ー積を安価で有利に向上する異方性酸化物磁性粉末の製
造方法、およびこの磁性粉末を用いるプラスチック磁石
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］ 本発明者らは上記問題点に鑑み、磁性粉末の磁気特性を
安価に容易に向上させるため、Ｍ型フェライトに代り、
Ｗ型フェライトを利用することを考え、磁性粉末の製造
方法を鋭意研究した結果、本発明方法に至ったもので、
さらに本発明方法による磁性粉末を用いることにより、
プラスチック磁石の磁気特性を向上するものである。

すなわち本発明は、 酸化鉄とＢａ、ＳｒおよびＰｂからなる群から選定した
１種以上の金属の酸化物および／または加熱により酸化
物となる化合物とからなる原料粉末に、酸化亜鉛および
／または加熱により酸化亜鉛となる化合物を添加し、混
合、仮焼したのち粉砕および熱処理を行い、 ＭｅＦｅ　　　Ｆｅ　　　０ ２４Ｘ　　　　　　１６−Ｘ　　　２７（ＭはＢａ、Ｓ
ｒおよびＰｂからなる群から選定した１種以上の金属） （ｘ　＝　＋　０．０５〜−０．１０）なる六方品構造
を有する異方性酸化物磁性粉末を製造するにあたり、 酸化鉄として、Ｆｅ２Ｏ３とＦｅ３Ｏ４とをＦｅ２＋と
Ｆｅ”十のモル比が１−１．０５：８となるように配合
し、さらに酸化亜鉛および／または加熱により酸化亜鉛
となる化合物をＺｎがＦｅ２＋の１．０〜ｌＯモル％と
なるように添加し、温度１１５０〜１２５０℃、酸素分
圧１ｘｌＯ−４〜ｌＸｌ０−３気圧で仮焼することを特
徴とする異方性酸化物磁性粉末の製造方法と、 上記方法により製造した異方性酸化物磁性粉末に樹脂を
添加して混練し、該混線物を磁場を印加しつつ成形する
ことを特徴とするプラスチック磁石の製造方法、 である。

１作用］ 以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の磁性粉末を製造するための原料粉末として、Ｂ
ａ、ＳｒおよびＰｂの中から選ばれた１種以上の金属の
酸化物および／または炭酸塩等の加熱により酸化物とな
る化合物と、酸化鉄としてＦｅ２Ｏ３とＦｅ３Ｏ４とを
Ｗ型フェライト相を形成するための所定分量混合したも
のが用いられる。Ｗ型フェライト相、 ２＋　　　　　　　３＋ ＭｅＦｅ　　　Ｆｅ　　　０ ２÷Ｘ　　　　　　１Ｇ−Ｘ　　　２７（Ｍｅ　：　Ｂ
ａ、Ｓｒ、Ｐｂのなかから選ばれた金属）　　（Ｘ　＝
　＋　０．０５〜０．１０）を形成しやす（するため、
本発明ではＦｅ３Ｏ４を添加するのが要点の１つで、そ
の添加量はＦｅ２＋の含有量とＦｅ３＋の含有量のモル
比が１〜１．０５：８となるように配合する。この範囲
外では前記Ｗ型フェライト相の形成がみられない。

Ｗ相を安定させるためＺｎを添加する。Ｚｎは酸化亜鉛
および／または加熱により酸化亜鉛となる化合物として
添加するが、酸化亜鉛として添加するのが好ましい。亜
鉛の添加量は原料粉末のＦｅ’＋量に対して１．０〜ｌ
Ｏモル％とする。１．０モル％未満ではＷ型フェライト
相の安定に効果がなく、１０モル％を越えて添加すると
磁気特性が低下する。

上記の原料粉末を混合、仮焼する。混合はボールミル等
常法にしたがい行なえばよい。

仮焼は本発明における要点の１つで、この仮焼条件がＷ
型フェライトを形成させるに重要な点である。すなわち
、仮焼温度は１１５０〜１２５０℃、雰囲気の酸素分圧
はｌ　ｘ　Ｌ　Ｏ−４〜１　ｘ　ｌ　Ｏ−”気圧とする
。特に重要なものは酸素分圧でｌ×ｌ０−４〜ｌＸｌ０
−３気圧の範囲でなければＷ型フェライト単相とするＦ
ｅ’十濃度にはできない。

また仮焼温度が１１５０℃未満ではフェライト化反応と
粒成長が十分に進まず、１２５０℃を越えると焼結が進
みすぎて粉砕に多大な時間とエネルギーを必要とする。

また、仮焼時の昇温、冷却は、昇温速度的２００℃／時
、冷却速度的１５００℃／時という条件が好ましい。

上記仮焼粉末を粉砕し、さらに均一化のための熱処理を
施して磁性粉末とする。

粉砕は、アルコール、トルエン、メチルエチルケトン（
ＭＥＫ）等の有機溶媒中で湿式ボールミルにて粉砕し、
平均粒径が０．６〜１．０　ｕ　ｍ（フィッシャー法）
の粉末とするのが好ましい。

六方晶フェライトめ単磁区粒子径は約１ｇｍであるので
ｌｕｍ以下とするのが好適である。

次に、この磁性粉末中の結晶欠陥を減少させ、Ｗ型フェ
ライト相を均一にするための熱処理を行う。熱処理時の
雰囲気は不活性ガスとし、熱処理温度は８５０〜１００
０℃の範囲が好ましい。８５０℃未満の場合は熱処理効
率が悪く、１０００℃を越えると粒成長が進みすぎて、
多磁区粒子が増加する。熱処理時の磁性粉末粒子の粒度
分布を適正にするために、シリカ（Ｓ　ｉ　０２　）を
０．１〜３重量％添加することが効果的である。

添加時期は仮焼前あるいは熱処理直前のいずれでもよい
。

上記製造方法により製造された磁性粉末と樹脂とを複合
してプラスチック磁石を製造する。樹脂は熱可塑性樹脂
あるいは熱硬化性樹脂のいずれでもよい。

熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデ
ン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ビニルアルコール樹脂、ビニ
ルアセクール樹脂、メチルメタアクリレート樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、弗素樹脂等が使用でき、熱硬化性樹
脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、シリコーン系樹脂、メラニン樹脂、アルキッ
ド樹脂、多官能ビニル共重合体等が使用でき、これらは
単独でまたは組合せて用いることができる。

樹脂の配合量は他の構成成分との関連で４０〜２８体積
％が好適である。なお、磁性粉末を既に知られているカ
ップリング剤等で表面処理して樹脂との濡れ性を良くし
たり、安定剤、滑剤等の添加を適宜目的に応じて行う。

磁性粉末と樹脂等との混線は、二軸押出機等の一般に用
いられている混線機により行うことができる。

成形は上記混線物を加熱溶融下で磁場を印加し、異方性
酸化物磁性粉末（フェライト粒子）を配向させ、その後
冷却固化させて行い、その成形方法は射出成形、圧縮成
形、押出成形等数に知られた公知の方法のいずれでも使
用できる。印加磁場の強さは、５０００エルステツド（
Ｏｅ　）以上、望ましくは１０００００ｅ、さらには２
０００００ｅである。このようにして得られた高１ａ気
特性のプラスチツク６Ｒ石は、様々な形状に作ることが
でき、電子部品等の分野での貢献が期待できる。

［実施例］ Ｆｅ２０３．Ｆｅ３０４．２７０およびＢａ　ＣＯ３ま
たはＳｒ　ＣＯ３の粉末を用い、各配合条件について５
ｋｇの原料粉末を混合し、この混合物を仮焼した。

仮焼後の粉末をトルエンを用いて濃度５０重量％のスラ
リーとし、湿式ボールミルで粉砕して平均粒径０８μｍ
（フィッシャー法）の粉末とし、乾燥した後、熱処理し
た。原料の配合条件、仮焼条件および熱処理条件を比較
例と共に第１表に示した。

次に、上記熱処理粉末を用いてプラスチック磁石を製造
した。

樹脂としてポリアミド樹脂（ナイロン＋２）を用い、樹
脂の配合量は３７体積％とした。樹脂と上記磁性粉末と
を混合した後、二軸押出機で混練しペレットにし、この
ペレットを磁場射出成形機にて磁場中で成形して異方性
のプラスチック磁石を得た。

得られたプラスチック磁石の磁気特性を直流Ｂ−Ｈトレ
ーサーにて測定し、測定値を比較例と共に第２表に示し
た。

本発明によるプラスチック磁石は、何れも良好な磁気特
性を示した。

［発明の効果］ 本発明によれば、仮焼および熱処理時における雰囲気と
温度の比較的簡単な制御によって、Ｗ型六方品フェライ
トの磁性粉末が装造でき、この磁性粉末を用いることに
より、電気機器等に用いられるプラスチック磁石の磁気
特性を向上させることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　酸化鉄とＢａ，ＳｒおよびＰｂからなる群から選定
   した１種以上の金属の酸化物および／または加熱により
   酸化物となる化合物とからなる原料粉末に、酸化亜鉛お
   よび／または加熱により酸化亜鉛となる化合物を添加し
   、混合、仮焼したのち粉砕および熱処理を行 い、 ＭｅＦｅ＾２＾＋＿２＿＋＿ＸＦｅ＾３＾＋＿１＿６＿
   −＿ＸＯ＿２＿７（ＭはＢａ，ＳｒおよびＰｂからなる
   群から選定した１種以上の金属） （ｘ＝＋０．０５〜−０．１０） なる六方晶構造を有する異方性酸化物磁性粉末を製造す
   るにあたり、 酸化鉄として、Ｆｅ＿２Ｏ＿３とＦ＿ｅ３Ｏ＿４とをＦ
   ｅ＾２＾＋とＦｅ＾３＾＋のモル比が１〜１．０５：８
   となるように配合し、さらに酸化亜鉛および／または加
   熱により酸化亜鉛となる化合物をＺｎがＦｅ＾２＾＋の
   １．０〜１０モル％となるように添加し、温度１１５０
   〜１２５０℃、酸素分圧１×１０＾−＾４〜１×１０＾
   −＾３気圧で仮焼することを特徴とする異方性酸化物磁
   性粉末の製造方法。 ２　請求項１記載の異方性酸化物磁性粉末に樹脂を添加
   して混練し、該混練物を磁場を印加しつつ成形すること
   を特徴とするプラスチック磁石の製造方法。