JPS61191004A - 複合磁石およびその製造方法 - Google Patents

複合磁石およびその製造方法

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JPS61191004A
JPS61191004A JP60031993A JP3199385A JPS61191004A JP S61191004 A JPS61191004 A JP S61191004A JP 60031993 A JP60031993 A JP 60031993A JP 3199385 A JP3199385 A JP 3199385A JP S61191004 A JPS61191004 A JP S61191004A
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ferrite powder
powder
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composite magnet
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Shuichi Shiina
椎名 修一
Shigeo Tanigawa
茂穂 谷川
Masao Iwata
雅夫 岩田
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Hitachi Metals Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/10Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
    • H01F1/11Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
    • H01F1/113Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles in a bonding agent

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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) 本発明は強磁性粉末を有機重合体材料で結合した複合磁
石及びそれを製造する方法に関する。
(従来の技術) 近年、電子機器の小型軽量化あるいは形状複雑化の要求
に伴い、強磁性粉末を有機重合体材料で結合した複合磁
石が注目され、その適用範囲が広まっている。特に、価
格および製造の容易さの点から強磁性粉末としてMO・
nFe2O3(但し、M:Sr、Ba、Pbの1種以上
、n=5〜6.2)の一般式で表わされるハードフェラ
イト粉末を用いたフェライト系複合磁石が注目されてい
る。
この複合磁石にはその用途に応じて種々の特性(磁気特
性、耐熱性、寸法安定性等)が要求されるが、これらの
うち磁気特性が最も重要な因子である。磁気特性を高め
るためには、フェライト粉末の配合量を多くすることが
必要である。
しかしてフェライト粉末の配合量を多くすると、原料混
合物の流動性低下に基く成形性の低下をもたらす。そこ
で例えば特公昭55−322O6号公報に記載されてい
るように、フェライト粉末を有機ケイ素化合物で表面処
理することも行なわれている。
またフェライト粉末の配合量は、その粒度によっても左
右されるので、通常は0.5〜3.0μmの平均粒径と
なるように調整される。
しかるに従来の複合磁石用フェライト粉末は、焼結磁石
用のものと同様に、原料(例えばFe2O3と3a C
O:3 )を所定のモル比となるように混合し、100
0℃以上の温度で仮焼し、しかる後機械的に粉砕し、次
いで歪取りのための焼純を行なう、いわゆる粉砕法(例
えば特開昭54−143893@公報参照)によって得
られている。このフェライト粉末は、粒状であることが
ら磁場中で成形(射出成形、圧縮成形等)を行なって得
られる複合i石に使用される。
一方、機械的配向(押出成形、ロール圧延)によって得
られる複合磁石には、鱗片状の粒子形状を有するフェラ
イト粉末が用いられる。このフェライト粉末は、フェラ
イト原料に低融点化合物を加えて焼成後水洗・乾燥を行
なう、いわゆるフラックス法(例えば特公昭55−49
030号及び同58−2O891号の各公報参照)によ
って製造される。
発明の解決しようとする問題点 ところが従来の粉砕法によれば、粉砕条件の調整により
平均粒径は一応1μm前後に調整できるものの、粒度分
布が広く(例えば平均粒径1μmにおいては粒子径0.
1〜5μm程度の粒子が存在する)、非所望な微粉およ
び粗粉を多く含んでいる。−例として磁界中で射出成形
する場合には、微粉(粒子径的0.5μm以下のものを
いう)が多いと、混練物の粒度が上昇して、成形性の低
下をもたらす。一方粗粉(粒子径的3.0μm以上のも
のをいう)が多いと、マトリクスバインダーへの均一分
散が困難となり、接着強度が低下し、また、成形体の表
面肌が劣化する等の問題がある。いずれにしても磁気特
性を向上させるためには粒度弁1布の狭いフェライト粉
末が有利である。
またフラックス法によって得られたフェライト粉末も、
粉砕法のみによって得られた場合より粒度分布は狭くな
るものの、依然として粒度分布が均一とは言い難く、磁
気特性の低下を沼くことになる。
(問題点を解決するための手段) 本発明の複合磁石は、ハードフェライト粉末50〜95
重ω%と高分子化合物50〜5重量%からなる複合磁石
であって、前記フェライト粉末として分級処理を施した
強磁性粉末を用いることを特徴とするものである。
また本発明の複合磁石の製造方法は、ハードフェライト
粉末と^分子化合物からなる混線物を磁を用いることを
特徴とするものである。
(発明の構成) 磁気特性の高い複合磁石を得るためには、フェライト粉
末の粒度分布を狭クシ、゛非所望な微粉及び粗粉を可能
な限り除くことが必要となる。
粉体の粒度分布を調整するための装置としては、分級機
が市販されているが、フェライト粉末のように凝集しや
すくかつ平均粒径の極めて小さい強磁性粉末の場合には
、分級による効果が少ないとされ、従来は適用されてい
なかった。
ところが本発明者等の検討によれば、粉砕法もしくはフ
ラックス法よって得られたフェライト粉末に対して特定
の条件で分級処理を施すとにより、粒度分布か改善され
、複合磁石磁気特性を向上しうろことが見出された。
本発明における分級処理のための装置としては、公知の
空気分級機を使用すればよいが、望ましくは分級精度お
よび分級効率の点から被分扱粉末を分級至に入る時点で
単一粒子にまで分級させ、分級市内において十分に整流
され空気流により分級し、回収する必要がある。そのた
め、本発明においては多段の分級機構を備えかつ強制渦
方式を採用した分級機を使用することが望ましい。
またこの分級機を使用する場合、分級条件によっても得
られたフェライト粉末の粒度分布は異なるので、分級条
件も適当に調節する必要がある。
具体的な条件の一例としては、分級点を6〜10μm1
分級ロータの回転数を2500〜4000r、p1m、
、分級羽根を通過する空気の流量を2〜2.5m 3 
/min、被分級粉末供給量を1〜4k(1/hに制御
することが挙げられる。このような条件で分級を行なえ
ば微粉の2〜3重量%を、そして粗粉の15〜60重量
%を回収することができ、全粒子中の所望粒径のものの
収率を40〜80重邑%にすることができる。
本発明における分級処理は粉砕法およびフラックス法に
よるいずれにも適用できる。
粉砕法の場合には、所定の組成となるように各原料を混
合し、1000℃以上の温度で仮焼し、湿式又は乾式の
粉砕機で平均粒径0.5〜3.0μ(好ましくは1.0
〜1.3μm)程度に粉砕し、ついで上述したような条
件で分級処理を行ないしかる後、焼純及び解砕を行なえ
ばよい。この場合、分級と焼純・解砕の順序を逆にして
もその効果に変りはない。
一方フラックス法の場合は、所定の組成となるように調
整した原料にNa 、 K、 Ca 、 MQ 、Ba
、3r、Feの内の少なくとも1種の金属元素の硫酸塩
または塩化物、臭化物、沃化物もしくは弗化物の群から
選ばれた1種又は2種以上の融剤を加えて、混合する。
融剤の添加量は、混合物全m中に1〜50重量%の範囲
となるようにすればよい(特開昭59−146944号
参照)。得られた混合物を融剤の融点以上の温度(融剤
がNa CQ、の場合には800〜1400℃)で焼成
してから、水洗・乾燥し、次いで粉砕してから分級すれ
ばよい。この場合、水洗・乾燥と粉砕・分級の順序を入
れ替えてもよく、更に、粉砕後歪取りのための焼純を行
なってもよい。
また上述したフェライト粉54級処理を行なう前に、以
下のような高分子化合物で処理しておくと、フェライト
粉末の凝集が生じにくくなり、分級機内部におけるフェ
ライト粉末の付着、目詰り等のトラブル防止に効果があ
り、分級精度および効率の向上を達成できる。
このような高分子化合物としては、低級アルコール、金
属石鹸、高級脂肪酸、高級脂肪族アルコール、脂肪酸の
アルコールエステル、高級脂肪族アミン、脂肪酸アミド
、ポリエチレンワックス、MO2S、有機ケイ素化合物
、有機ジルコアルミネート化合物、有機アルミニウム化
合物、有機クロム化合物、有機スズ化合物、エステルワ
ックス等が挙げられる。
次に、本発明においては、次のような方法で複合磁石を
製造することができる。
まず原料としてはフェライト粉末とバインダーである有
機重合体を準備する。本発明で使用できる有m重合体と
しては、例えばポリアミド、塩化ビニル、塩化ごニリデ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン共重合体
、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリ
スチレン、AS樹脂、ABS樹脂、メタクリル樹脂、フ
ッ素樹脂、フッ化ビニリデン、エラストマー、ポリアセ
タール、ポリカーボネート、ポリフェニリンオキサイド
、ポリサルホン、セルロイド、酢酸繊維素プラスチック
、飽和ポリエステル、ポリフェニリンサルファイド、ポ
リエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、芳香
族ポリアミド、ポリブチレンフタレート、ポリエチレン
アレフタレート、性樹脂、エポキシ、フェノール、ユリ
ア、メラミン、フラン、アルキド、不飽和ポリエステル
、ジアリルフタレート、ケイ素樹脂、ポリウレタン等の
熱硬化性樹脂、塩化ゴム、塩酸ゴム、環化ゴム、」ボナ
イト等の天然ゴム、およびイソプレン、ブタジェン、ス
チレンブタジェンラバー、クロロブレン、ニトリルゴム
、クロロスルホン化ポリエチレン、多硫化系ゴム、アク
リルゴム、エチレンプロピレンゴム等の合成ゴムが挙げ
られる。
このほかに、原料として、公知の可塑剤、加硫剤、滑剤
、鬼面改質剤、酸化防止剤および熱安定剤の内の1種又
は2種以上を少看(数重徴%以下)用いることもできる
次に上記各原料を十分に混合して、加熱混練してコンパ
ウンドを準備する。ここでフェライト粉末と有機重合体
の配合量は、磁気特性と成形性の点から重団比で50〜
95:50〜5(好ましくは80〜90 : 2O〜1
0)の範囲がよい。
形するかもしくは、押出成形あるいはロール圧延等の手
法により機械的配向を行なう成形を行なって成形体を得
る。ここで磁場中成形の場合は、配向性の点から、粉砕
法によって得られた粒状のフェライト粉末を用いること
が望ましい。一方、機械的的配向を行なう場合には、フ
ラックス法によって得られた偏平状のフェライト粉末を
用いることが望ましい。
(発明の実施例、比較例) 以下実施例、比較例に従い、本発明を説明するが、これ
により本発明が限定されるものではない。
実施例1 仮焼反応の結果得られた、(Sr + −xBax) 
0・nFe2O3で表されルn = 5.43 、 X
= 0.11 、3i 0:) = 0.12重置部な
るフェライト塊をショークラッシャー、サンプルミル等
で粗粉砕しを行ない、平均粒径1.01μm (空気透
過法による)のフェライト粉末を得た。次に、該粉末を
ロータリーキルンにて900℃で80分間焼鈍し、次い
でヘンシェルミキサーで解砕して平均粒径1,10μm
のフェライト粉末を得た。
次に該粉末を日清製粉(株)製ターボクラシファイア−
(型式TO−15N)を用いて分級点6μm、分級ロー
ターの回転数334Or、p、m、、分級羽根を通過す
る空気流量2.2m 3 /ll1in、、被分級粉末
の供給速度1.4〜1.5kg/h 、分散エアー吹込
み圧力2.0kg/ cm2の条件(第1表、分級条件
1)で分級した。
(以下余白) 第1表 該分級処理により、該粉末はロータリーバルブを経て回
収される粗粉と、渦巻きケーシングを経て丈イクロンに
回収される微粉と、バグフィルタ−に回収される超微粉
に分離される。こうして得た粗粉の平均粒径は1.17
μm、回収率は供給量の46.8重量部であった。また
微粉、超微粉の平均粒径、回収率はそれぞれ1.04μ
m、0.47μmおよび50.4重陽部、2.8重量部
であった。次に、該微粉89重量部とナイロン6粉末(
宇部興産(株)製1011− F B ) 11重量部
とを秤取後、ヘンシェルミキサーで十分に混合したのち
、該混合粉体を2軸押用機を用いて245℃で混練しし
て3mm角のぺレットを製造した。次いで所定の磁場配
向用金型を備えた射出成形機を用いて射出温度280℃
、射テストピースの磁気特性を評価したところ、3r=
2612G、 b Hc =22480e 、  rH
C−2798Qe、< 88 ) max = 1.6
0 MGOeであった。
実施例2 実施例1で製造した焼鈍処理済のフェライト粉末(+、
00μll1)を分級条件2(第1表)で分級して第2
表に示す分級粉末を得た。
(以下余白) 第2表 以後、実施例1と同様にして磁気特性を評価した結果は
Br =2596G、 b Hc =21960e 、
  IHc=27700e 、 (BH) max =
 1’、56 MGOe テあった。
実施例3 実施例1で製造した焼鈍処理済のフェライト粉末(1,
00μm)を分級条件3(第1表)で分級して l第2表に示す分級粉末を得た。以後、実施例1と同様
にして磁気特性を評価した。結果は3r=2588Q、
 b l−1c =21900e 、  rHc =2
752Oe 。
(31−1)max =  1.56 MGOeであっ
た。
実施例4 v、iffとしてSr Co 3、l”e 2O3を5
rO−5,6Fe2O3の組成比となるように秤量し、
NaCCを5wt%添加した後、らいかい機にて5時間
混合した。これを12O0℃温度で2時間加熱焼成した
。ついでアトライタに粉体1、純水3、ボール30の重
量割合で投入し10分間粉砕した。その後、粉体の約5
0倍(重量)に相当する純水を用いて常法により水洗・
乾燥を行なうことによりNaCCを除去してSrフェラ
イト粒子粉末を得た。空気透過法により測定した該粉末
の平均粒径は1.37μmであった。次に該粉末を分級
条件4で分級して第2表に示す分級粉末を得た。次いで
得られた微粉(平均粒径1.06μm)88重量部とナ
イロン6M末(1011−FB) 12重fft部トヲ
十分に:ifi合したのち、2軸押量機により245℃
で混練してコンパウンドを製造した。次に240℃で圧
延用ロール(ロール径80mm、ロール幅300Il1
m)を用いて厚さ1+nmのシートを製作後、50mm
角に打1友き、これを10枚重ねてプレス型内に充填し
た。そののち、235℃で190kc+ /Cm2の圧
力でプレスして厚さ8mmのシートを製作し、これから
所定の寸法に試料を切出して磁気特性を評価した。結果
はBr=2340G、 b Hc =2O780e 、
  rHc =24740e 、  (BH) max
 = 1.32 MGOeであった。
実施例5 分級条件を4から8へ変えた以外は実施例4と同様の方
法で複合磁石を製作し、磁気特性を評価した。結果はS
r =2388G、 b Hc =21260e、I 
He  =2450Qc  、 (B l−1)max
  =  1.36  MGOeであった。
比較例1 実施例1において製造した平均粒径1.10μmの焼鈍
粉末を未分級で用いた以外は実施例1と同様の方法で複
合磁石を製作し、磁気特性を評価した。結果は3r =
2522G、 b Hc =2132O8.IHc =
28800e 、  (B H) ll1ax = 1
.52 MGOeであった。
比較例2 実施例4において製造した平均粒径1.37μmの未分
級粉末を用いた以外は実施例4と同様の方法で複合磁石
を製作し、磁気特性を評価した。結果は、Br =23
16G、 b Hc =2O300e、tHc=253
40e 、  (B H) max =  1.28 
MGOeであった。
第3表にF記名実施例および比較例における磁気特性の
測定結果を示す。
(以下余白) 第3表 前記実施例および比較例はすべて分級助剤を使用せずに
焼鈍後粉末を分級した場合の例である。
次に焼鈍後の分級助剤を添加した場合の実施例および比
較例について記す。
実施例6 実施例1においてフェライト粉末を焼鈍後、ヘンシェル
ミキサーで解砕する際にエタノールを該粉末に対して0
.4重口部添加した以外は実施例1と同様にして複合磁
石を製作し、磁気特性を評価した。結果は、3r =2
6’44G、 b Hc =227808、T HC=
 281000  、 (BH)max  =  1.
64  MGOe’cあった。
実施例7 実施例2において、ヘンシェルミキサーで解砕する際に
、ステアリンM(大成化学(株)製)を0.2重M部添
加した以外は実施例2と同様にして複合磁石を製作し、
磁気特性を評価した。結果はSr =2648G、 b
 Hc =228800、zHc=279000、(B
H)max = 1.68MGOeであった。
実施例8 実施例3において、ヘンシェルミキサーで解砕する際に
、N−N’ エチレンごスオクタデカアミド(東京化成
工業(株)製)を0.31呈部添加した以外は実施例3
と同様にして複合磁石を製作し、磁気特性を評価した。
結果はBr =2644G、 b Hc =2280Q
c、rHc =27640e、(B H) maX= 
 1.64 MGOeであった。
実施例9 実施例4において得られた水洗・乾燥後の3rフエライ
ト粉末(平均粒径1.31μm)をヘンシェルミキサー
に投入後、攪拌しながら、該粉末に対して1゜1重量部
に相当するジルコアルミネート系カップリング剤CCA
VEDON  CHEMICAL  Co、品番A)を
エタノールで希釈(カップリング剤:エタノール=1:
2>後添加して表面処理を行なった。次いで、100℃
で30分間の乾燥処理を行なった結果、該粉末の粒度は
平均粒径1.47μmとなった。以後は実施例4と同様
にして複合磁石を製作し、磁気特性を評価した。結果は
Sr =2396G、 b Hc =21360e 、
  rHc =2466Q c、(B H) max 
= 1.36 MGOeであった。
実施例10 実施例9において、ジルコアルミネート系カップリング
剤の代りにシランカップリング剤(信越化学(株)製、
KBE−903)を0.43重M部添加したのち、15
0℃で2時間の乾燥を行なった。
以後は実施例5と同様にして複合磁石を製作し、磁気特
性を評価した。結果はBr =2414G、 b Hc
 =2152Oe 、  IHC=2432Oe 、’
  (all ) max=  1.40 MGOeで
あった。
比較例3〜7 実施例6〜10において、それぞれ各助剤を添加したフ
ェライト粉末を分階級せずに添加した以外はおのおの実
施例6〜10と同様にして複合磁石を製作し、磁気特性
を評価した。
実施例6〜10および比較例3〜7における繊持性の測
定結果を第4表に示す。
(以下余白) 第4表 (発明の効果) 実施例1〜3と比較例1あるいは実施例4.5と比較例
との比較により、分級処理を施したフェライト粉末を使
用することによって複合磁石の磁気特性が向上すること
がわかる。また実施例6〜10と比較例3〜7から、分
級助剤を添加後分級することにより、分級助剤無添加で
分級した場合に比べてざらに磁気特性が改善されること
が(r!に大エネルギー積が最大で約10%向上する)
明らかとなった。なお、上記実施例においては焼鈍後の
フェライト粉末を分級した場合を説明したが、粉砕粉を
分級後焼鈍した場合においても前述した如り、磁気特性
が改善されることを確認している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式Mo・nFe_2O_3(但し、MはSr、
    Ba、Pbの内の少くとも1種、n=5.0〜6.2)
    で示されているフェライト粉末50〜95重量%と高分
    子化合物50〜5重量%からなる複合磁石において、前
    記フェライト粉末として分級処理を施したフェライト粉
    末を用いることを特徴とする複合磁石。 2、表面を低級アルコール、金属石けん、高級脂肪酸、
    高級脂肪族アルコール、脂肪酸のアルコールエステル、
    高級脂肪酸アミン、脂肪酸アミド、ポリエチレンワック
    ス、Mo_2S、有機ケイ素化合物、有機ジルコアルミ
    ネート化合物、有機アルミニウム化合物、有機クロム化
    合物、有機スズ化合物およびエステルワックスの少くと
    も1種以上で処理したフェライト粉末を用いる特許請求
    の範囲第1項記載の複合磁石。 3、所定組成を有する原料化合物を1000℃以上の温
    度で仮焼し、平均粒径0.5〜3.0μm(空気透過法
    )の粒子に粉砕し、分級後焼純・解砕するかもしくは焼
    純・解砕後分級して得られたフェライト粉末を用いる特
    許請求の範囲第1項記載の複合磁石。 4、所定組成を有する原料化合物とNa、K、Ca、M
    g、Ba、Sr、Feの内の少くとも1種の金属元素の
    硫酸塩、塩化物、臭化物、沃化物または弗化物の内から
    選ばれた少なくとも1種の融剤からなり、該融剤を1〜
    50重量%を含む混合物を準備し、該混合物を前記融剤
    の融点以上の温度で焼成し、次いで水洗・乾燥の前又は
    後に粉砕してから分級・焼純するかもしくは、粉砕後焼
    純と分級を行なって得られたフェライト粉末を用いる特
    許請求の範囲第1項記載の複合磁石。 5、一般式MO・nFe_2O_3(但し、MはSr、
    Ba、Pbの内の少なくとも1種、n=5.0〜6.2
    )で示されるフェライト粉末と高分子化合物からなる混
    練物を磁場中で成形する複合磁石の製造方法において、
    前記強磁性粉末として分級処理を施したフェライト粉末
    を用いることを特徴とする複合磁石の製造方法。
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JP (1) JPS61191004A (ja)

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