JPH04154626A

JPH04154626A - ボンド磁心用フェライト粒子粉末及びその製造法

Info

Publication number: JPH04154626A
Application number: JP2280969A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Watabe; 正之渡部; Masaaki Kurokawa; 黒川　政章
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-27
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JP2906082B2

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、ボンド磁心用フェライト粒子粉末及びその製
造法に関するものであり、詳しくは、Ｆｅｚ（ｈ　５０
〜５８モル％、ＭｎＯ２２〜３９モル％、ＺｎＯ１０〜
２６モル％の組成を有し、フィッシャーサブシーブサイ
ザー法による平均粒径が３〜２０μｍのフェライト粒子
粉末であって、該フェライト粒子粉末と樹脂との混練成
型物からなるボンド磁心の透磁率が３３以上になること
を特徴とするマンガン・亜鉛フェライト粒子からなるボ
ンド磁心用フェライト粒子粉末及びその製造法に関する
ものである。

本゛発明に係るボンド磁心用フェライト粒子粉末の主な
用途は、コンピュータ、通信機器、民生用機器等の各種
電子機器の誘導コイル、変圧器等の磁心材料に用いられ
る。

〔従来の技術〕

周知の如く、ボンド磁心ば焼結磁心に比べ、寸法精度、
加工性及び脆弱性等に優れている為に小型、薄型、そし
て複雑な形状品でも容易に量産化できる利点があり、近
年、エレクトロニクスの発展とともにこれらの利点を生
かしての軽量化、小型化及び精密化の要求が一層強まっ
て来ている。

一般にボンド磁心は、磁性材料粉末とナイロン、フェノ
ール等の樹脂とを混練成型して得られている。混練成型
方法としては、■天然ゴム、合成ゴム等の樹脂を使用し
、ロールによるシート化の方法、■フェノール、エポキ
シ等の樹脂を使用する圧縮成型法、及び■ナイロン等の
樹脂を使用する射出成型法等が採用されている。

上記混練成型法のうち、寸法精度、加工性等の特徴を十
分に生かすためには、熱可塑性樹脂を使用する射出成型
法が有利とされている。

上記磁性材料粉末としては、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等の酸化物系のものが使用され
ており、通常、主原料であるＦｅ２Ｏ３、ＭｎＯ１Ｚｎ
Ｏ及びＮｉＯ等を所望の組成になるように予め湿式又は
乾式で配合混合し、造粒した後、焼成を行い、続いて、
平均粒子径が数μｍ〜数百μｍ程度の大きさまで粉砕を
施す方法により得られている。

ボンド磁心としては、透磁率が出来るだけ大きいことが
要求されており、近時、ボンド磁心の高性能化の要求に
伴って、その要求は益々強まっている。このボンド磁心
の緒特性、特に透磁率は、焼結磁心と比較して、用いら
れる磁性材料粉末の特性と密接な関係にあって大きく影
響することが知られている。

従って、大きな透磁率を有するボンド磁心を得るために
は、大きな透磁率を有するフェライト粒子粉末を磁性材
料粉末として使用することが有利である。

（発明が解決しようとする課題〕しかし、前記従来法によって得られるボンド磁心用フェ
ライト粒子粉末は、Ｆｅｚｅｓ　、ＭｎＯ、Ｎｉ０１Ｚ
ｎＯ等の各原料を配合混合した後、径が数ｍｍ〜数＋１
程度の造粒物を作製し、二〇造粒物を高温度焼成し、粉
砕して得られているものであって、得られたフェライト
粒子は焼成時に結晶粒が数百μｍと巨大に成長して不均
一になっており、しかも、結晶粒内には多くの空孔を内
包しており、また巨大に成長した結晶粒を適度の大きさ
に粉砕したとき多くの微粉が発生し、しかも角ばった粒
子粉末となり、これら結晶粒の不均一と空孔の存在及び
粉砕によって発生した微粉によって透磁率は低下し、更
に粉砕によって生成した角ばった粒子粉末はボンド化す
る際の混練工程で粒子が破砕され易くなるため、透磁率
は更に低下し、結果的に磁性粉として透磁率の小さいフ
ェライト粒子粉末となってしまうのである。

また、従来法によって得られるボンド磁心用フェライト
ａ成は、本来焼結磁心用として使用されていた高透磁率
フェライト組成をそのまま引継いだものであって、必ず
しもボンド磁心用の磁性材料粉末として好適とは言い難
いものであった。

因に、前記従来法により得られたフェライト粒子粉末の
透磁率と平均粒子径との関係を見ると、一般に平均粒子
径がｌｏＯｕｍ程度の場合、透磁率１８程度、平均粒子
径が２００１Ｉｍ程度の場合、透磁率２３程度である。

もっとも、透磁率の大きなボンド磁心を得るために使用
される好ましい磁性材料粉末も提案されている。

例えば、特開昭５５４０３７０５号公報に記載の方法は
、高透磁率を有する成形体（ボンド磁心）を得るため磁
性材料粉末として粒径ｌＯＯμ乃至５１１１ｍの範囲で
大きさの異なる粒子群の混合物より形成されている混合
フェライト粒子粉末が用いられている。

しかし、この混合フェライト粒子粉末は、粒径の大きな
（約５ｍ５）粒子が含まれているため、射出成型によっ
てボンド磁心を製造する場合の磁性材料粉末としては好
適なものではない。しかも、混合する以前の各フェライ
ト粒子粉末は共に前記した従来法によって得られたフェ
ライト粒子であって、その透磁率は小さいものである。

従って、透磁率の大きなボンド磁心を射出成型により得
るのに好適な透磁率の大きいフェライト粒子粉末を得る
為には、結晶粒が均一で、しかも適度の大きさを有し、
空孔が存在しないフェライト粒子粉末を得ることが要求
される。その為には、ボンド磁心用に適したフェライト
組成並びにフェライト形成用混合粉末の混合造粒物を焼
成するに際して異常粒成長を制御でき、し、かも適当な
大きさの結晶粒（４〜１０μｍ）を得る焼成方法が特に
重要であると考え、検討を進めて来た。

そして、Ｆｅ２Ｏ３に換算したとき５０〜５８モル％と
なる量の酸化鉄又は含水酸化鉄粉末とＭｎＯに換算した
とき２２〜３９モル％となる量の二酸化マンガン粉末と
及びＺｎＯに換算したとき１０〜２６モル％となる量の
酸化亜鉛粉末とからなるフェライト形成用混合粉末を混
合造粒成型し、該造粒成型物を、６００〜１１００℃の
温度範囲での昇温速度を５０℃／ｈｒ以下として昇温し
、次いで、１１５０〜１３２０℃の温度範囲下で焼成し
た後、粉砕を行う場合には、ＦｅｚＯ３５０〜５８モル
％、ＭｎＯ２２〜３９モル％、ＺｎＯ１Ｏ〜２６モル％
の組成からなり、フィッシャーサブシーブサイザー法に
よる平均粒径が３〜２０ｕｍのフェライト粒子であって
、該フェライト粒子粉末と樹脂との混練成型物からなる
ボンド磁心の透磁率が３３以上になるフェライト粒子か
らなるボンド磁心用フェライト粒子粉末が得られること
を見出し、本発明を完成するに至ったのである。

即ち、本発明は、Ｆｅｔｕｓ　５０〜５８モル％、Ｍｎ
Ｏ２２〜３９モル％、ＺｎＯ１０〜２６モル％の組成か
らなり、フィッシャーサブシーブサイザー法による平均
粒径が３〜２０μｍのフェライト粒子粉末であって、該
フェライト粒子粉末と樹脂との混練成型物からなるボン
ド磁心の透磁率が３３以上になることを特徴とするマン
ガン・亜鉛フェライト粒子からなるボンド磁心用フェラ
イト粒子粉末及びその製造法である。

次に、本発明実施にあたっての諸条件について説明する
。

先ず、本発明におけるボンド磁心用フェライト粒子粉末
は、ＦｅｚＯ１５０〜５８モル％、ＭｎＯ２２〜３９モ
ル％、ＺｎＯ１０〜２６モル％で表される組成をもつフ
ェライト粒子からなり、この範囲の組成のフェライト粒
子粉末はボンド磁心用のフェライト材料として使用でき
るが、この範囲外では透磁率が低くなり実用上好ましく
ない。

尚、前記組成範囲中、特にＦｅｚＯ３５２〜５４モル％
、ＭｎＯ２２〜２８モル％、ＺｎＯ１５〜２６モル％で
表される組成をもつフェライト粒子は、高透磁率を有す
るボンド磁心用の材料として好ましい。

出発原料の一つである酸化鉄粉末としては、αＦｅ、Ｏ
３，７−Ｆｅ２Ｏ３又はＦｅ５０＊等が、含水酸化鉄粉
末としては、ａ　−Ｆｅ００）１、β−Ｆｅ００）１．
７−Ｆｅ００）１等が使用できる。最も好ましいのはα
−Ｆｅ、Ｏ，である。

本発明に係るボンド磁心用フェライト粒子粉末は、フィ
ッシャーサブシーブサイザー法による平均粒径が３〜２
０μｍの範囲であり、好ましくは７〜１６μｍの範囲の
マンガン・亜鉛フェライト粒子粉末である。−２０μｍ
以上の場合には、射出による成型が困難となる為好まし
くない。

本発明に係るボンド磁心用フェライト粒子粉末は、酸化
鉄粉末又は含水酸化鉄粉末と二酸化マンガン粉末と酸化
亜鉛粉末とからなる特定割合のフェライト形成用混合粉
末を混合造粒成型し、該造粒成型物を、６００〜１１０
０℃の温度範囲での昇温速度を５０℃／ｈｒ以下として
昇温し、次いで１１５０〜１３２０℃の温度範囲下で焼
成した後、粉砕することによって得られる。

６００〜１１００℃の温度範囲における昇温速度を５０
”Ｃ／ｈｒ以上にした場合はフェライトフォーメーショ
ンの開始と同時に粒子成長が急激に曹起し、結晶内への
空孔の取り込みや異常成長をおこす為好ましくない。６
００〜１１００″Ｃの温度範囲外での昇温速度は、通常
行われている焼成方法の昇温速度である２００〜ｂ本発明における焼成温度は１１５０〜１３２０’Ｃの範
囲である。１１５０℃以下の場合には、フェライト生成
が不充分で適度な大きさ（４〜１０μｍ）の結晶粒を有
したものが得られない、　１３２０℃以上の場合には、
結晶粒の異常粒成長が促進され、不均一で結晶粒の大き
いものしか得られない。

本発明に係るボンド磁心用フェライト粒子粉末は、樹脂
５〜１０重量部に対しフェライト粒子粉末９０〜９５重
量部の範囲で混練成型される。

樹脂としては、ボンド磁心用として通常使用されるポリ
スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹
脂、塩化ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＥＥＡ樹脂及びＰＰ
Ｓ樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂及びポリ
ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂等を用いることができる
。

〔作　　用〕

先ず、本発明において最も重要な点は、Ｆｅ、０３５０
〜５８モル％、ＭｎＯ２２〜３９モル％、ＺｎＯ１０〜
２６モル％の組成からなり、フィッシャーサブシーブサ
イザー法による平均粒径が３〜２０μｍのマンガン・亜
鉛フェライト粒子粉末からなるボンド磁心用フェライト
粒子粉末は、これを樹脂と混練してボンド磁心とした場
合に、３３以上の透磁率が得られるという事実である。

透磁率が３３以上であるボンド磁心が得られる理由につ
いて、本発明者は、本発明方法により得られるマンガン
・亜鉛フェライト粒子粉末は、ボンド磁心用に適したフ
ェライト組成を有していることと、フェライト形成用混
合粉末の混合造粒物を焼成するに際して、６００〜１１
００″Ｃの温度範囲での昇温速度を５０℃／ｈｒ以下と
して昇温し、次いで、１１５０〜１３２０″Ｃの温度範
囲下で焼成を行った為、結晶が均一でしかも適度な大き
さ（４〜１０μｍ）を有し、空孔の存在が可及的に少な
い粒子となっており、しかも適当な大きさ（４〜１０μ
ｌ１１）であるため、粉砕による微粉の発生が極めて少
ないことによるものと考えている。

〔実施例〕

次に、実施例並びに比較例により本発明を説明する。

尚、以下の実施例並びに比較例におけるフェライト粒子
と樹脂との混練成型物からなるボンド磁心の透磁率は、
フェライト粒子粉末１５２ｇ、　ＥＶＡ（エバーフレッ
クス４１〇三井シユポンポリケミカル■製）　１５ｇを
秤量し、８０℃のニーダ−で２０分間ｒＲ練し、次いで
、冷却後大きさ２ｍｓ程度のベレットを作製した。得ら
れたベレッＨ３ｇを外径３２．４＃＃φ×内径１ｈａの
円筒形金型に投入し、加熱成型後冷却して得た成型体を
測定試料として用い、この測定試料に巻線（φ０．３２
ｍｍ）を６０回巻いたものをインピーダンスアナライザ
ー４１９４＾（横河・ヒユーレット・パンカード■製）
を用いて周波数Ｉ　ＭＨｚの条件で測定した値である。

実施例１酸化鉄（α−Ｆｅ２Ｏ３）粉末６６９．９ｇ、二酸化マ
ンガン粉末１９９．６ｇ及び酸化亜鉛粉末１３０．５ｇ
を混合して得たフェライト成形用混合粉末を混合造粒し
て造粒成型物を得た。

得られた造粒成型物を、常４〜６００℃の温度範囲での
昇温速度を２５０℃／ｈｒとし、６００〜１１００℃の
温度範囲での昇温速度を５０℃／ｈｒとして昇温し、次
いで１１００〜１３００℃の温度範囲での昇温速度を２
５０℃／ｈｒとして昇温した後、１３００℃で３時間焼
成してフェライト化を行った後、大気中に取り出し、室
温まで放冷した後、粉砕を施すことによりフィッシャー
サブシーブサイザー法による平均粒径が１３ｇ層のマン
ガン・亜鉛フェライト粒子からなるボンド磁心用フェラ
イト粒子粉末を得た。

得られたボンド磁心用フェライト粒子粉末は、走査型電
子顕微鏡写真での観察の結果、平均粒径が１０／／Ｉｍ
の結晶粒によって形成されており、空孔の少ないもので
あることが確認できた。

また、ボンド磁心用フェライト粒子粉末とＥＶＡ樹脂と
の混練成型物からなるボンド磁心の透ｉｆｆ率は４８．
５であった。

実施例２〜１０フェライト形成用混合粉末の混合割合、６００〜１１０
０℃の温度範囲での昇温速度及び焼成温度を種々変化さ
せた以外は実施例１と同様にして、マンガン・亜鉛フェ
ライト粒子からなるボンド磁心用フェライト粒子粉末を
得た。

この時の主要製造条件及びボンド磁心用フェライト粒子
粉末の特性を表１に示す。

比較例１〜３フェライト形成用混合粉末の混合割合、６００〜１１０
０℃の温度範囲での昇温速度及び焼成温度を種々変化さ
せた以外は実施例１と同様にしてマンガン・亜鉛フェラ
イト粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及び緒特性を表１に示す。

〔発明の効果〕

本発明に係るボンド磁心用フェライト粒子粉末は、前出
実施例に示した通り、フェライト組成の範囲がＦｅｔ（
ｈ　５０〜５８モル％、ＭｎＯ２２〜３９モル％、Ｚｎ
Ｏ１０〜２６モル％からなり、フィッシャーサブシーブ
サイザー法による平均粒径が３〜２０μｍのフェライト
粒子粉末であり、この粉末と樹脂との混練成型物からな
るボンド磁心の透磁率が３３以上になるボンド磁心用フ
ェライト粒子粉末を得ることができるので、現在、特に
要求されている射出成型法或いはロールによるシート法
及び圧縮成型法に適したボンド磁心用のフェライト粒子
粉末として好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｆｅ＿２Ｏ＿３５０〜５８モル％、ＭｎＯ２２〜
３９モル％、ＺｎＯ１０〜２６モル％の組成からなり、
フィッシャーサブシーブサイザー法による平均粒径が３
〜２０μｍのフェライト粒子粉末であって、該フェライ
ト粒子粉末と樹脂との混練成型物からなるボンド磁心の
透磁率が３３以上になることを特徴とするマンガン・亜
鉛フェライト粒子からなるボンド磁心用フェライト粒子
粉末。
（２）Ｆｅ＿２Ｏ＿３に換算したとき５０〜５８モル％
となる量の酸化鉄又は含水酸化鉄粉末とＭｎＯに換算し
たとき２２〜３９モル％となる量の二酸化マンガン粉末
とＺｎＯに換算したとき１０〜２６モル％となる量の酸
化亜鉛粉末とからなるフェライト形成用混合粉末を混合
造粒成型し、該造粒成型物を、６００〜１１００℃の温
度範囲での昇温速度を５０℃／ｈｒ以下として昇温し、
次いで１１５０〜１３２０℃の温度範囲下で焼成した後
、粉砕することを特徴とする請求項１記載のボンド磁心
用フェライト粒子粉末の製造法。