JP2000211966A - ソフトフェライトあるいはそれを担持させた陶磁器質材料の製造方法 - Google Patents

ソフトフェライトあるいはそれを担持させた陶磁器質材料の製造方法

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JP2000211966A
JP2000211966A JP11012322A JP1232299A JP2000211966A JP 2000211966 A JP2000211966 A JP 2000211966A JP 11012322 A JP11012322 A JP 11012322A JP 1232299 A JP1232299 A JP 1232299A JP 2000211966 A JP2000211966 A JP 2000211966A
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soft ferrite
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ferrite
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Yoshihito Kondou
祥人 近藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来から陶磁器企業で使用され、電気炉に比
較してはるかに安価なランニングコストで焼成すること
が可能なガス炉等の単独炉の利用、および/または金属
酸化物を含有する廃棄物や未利用資源の利用により、ソ
フトフェライトあるいはソフトフェライトを担持させた
陶磁器質材料を安価に製造すること。 【解決手段】 原料の成形体を、単独炉におき、約11
50℃以上の温度に昇温する過程は酸化焼成雰囲気で焼
成し、続いて、約1150℃〜1350℃の温度で一酸
化炭素が存在する還元焼成雰囲気に保持した後、密封し
た状態で冷却するソフトフェライトあるいはそれを担持
させた陶磁器質材料の製造方法。原料の成形体は、ソフ
トフェライト組成の金属酸化物混合物又はこれを添加し
た陶磁器原料の成形体である。単独炉はガス炉である。
一酸化炭素濃度は1%以上の還元焼成雰囲気である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業の属する技術分野】本発明は、ソフトフェライト
あるいはソフトフェライトを担持させた陶磁器質材料を
安価に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フェライトは酸化鉄(Fe23)を主成
分とする複合酸化物の総称であり、一般に強い磁性を有
する。また、磁気的性質からソフト及びハードの二種類
に大別され、それぞれトランスの磁芯、モータやスピー
カの永久磁石として多用されている。ソフトフェライト
はスピネル型のMn−Znフェライト、Ni−Znフェ
ライトなどが代表であり、一般に次式で表される。
【化1】Me2+O+Fe23→Me2+Fe3+4 ただし、Me2+:Mn,Ni,Mg,Cu,Zn等 つまり、2価の金属酸化物と酸化鉄が等モル反応してス
ピネル型フェライトが形成される。現実的な製造工程
は、まず金属酸化物と酸化鉄の混合物を、仮焼温度80
0〜1100℃で焼成し、粗粉砕、微粉砕することによ
りソフトフェライト粉末とする。次に、これを所定の形
状に成形した後、本焼成、仕上げ加工の工程を経て製品
化される。特に、焼成工程には電気炉が使用され、酸素
濃度等の厳密な焼成雰囲気制御が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】先に述べたように焼成
過程におけるMeFe24及びFe34の生成は、下記
の式で表される。
【化2】Fe23→2/3Fe34+1/6O2↑ 上記の式等の反応に従って過剰酸素の放出が生じるた
め、焼成過程の特に冷却過程における焼成雰囲気制御が
必要である。また、焼成過程での酸素分圧により、得ら
れるフェライト焼結体の微構造は大きく変化し、これが
焼結体の磁気特性を大きく左右する。このように、ソフ
トフェライトの焼成は、普通マッフル型の電気炉で、雰
囲気制御、特に窒素雰囲気中、酸素濃度を厳密に管理し
て行われることから、安価な商品にフェライトを使用す
ることが不可能である。また、上記のような雰囲気調整
の可能な電気炉が高価であり、これまでフェライトが比
較的規模の大きい企業で製造され、中小企業でフェライ
トの製造が行われていないのは、技術的な困難さと設備
投資が高額であることに起因している。
【0004】本発明は、従来から陶磁器企業で使用さ
れ、電気炉に比較してはるかに安価なランニングコスト
で焼成することが可能なガス炉等の単独炉の利用、およ
び/または金属酸化物を含有する廃棄物や未利用資源の
利用により、ソフトフェライトあるいはソフトフェライ
トを担持させた陶磁器質材料を安価に製造することを目
的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、原料の成形体
を、単独炉におき、約1150℃以上の温度に昇温する
過程は酸化焼成雰囲気で焼成し、続いて、約1150℃
〜1350℃の温度で一酸化炭素が存在する還元焼成雰
囲気に保持した後、密封した状態で冷却するソフトフェ
ライトの製造方法である。上記の原料の成形体は、ソフ
トフェライト組成の金属酸化物混合物又はこれを添加し
た陶磁器原料の成形体であり、したがって本発明は、ソ
フトフェライト組成の金属酸化物混合物又はこれを添加
した陶磁器原料の成形体を、単独炉におき、約1150
℃以上の温度に昇温する過程は酸化焼成雰囲気で焼成
し、続いて、約1150℃〜1350℃の温度で一酸化
炭素が存在する還元焼成雰囲気に保持した後、密封した
状態で冷却するソフトフェライトの製造方法である。
【0006】上記の単独炉は好ましくはガス炉であり、
したがって本発明は、原料の成形体を、ガス炉におき、
約1150℃以上の温度に昇温する過程は酸化焼成雰囲
気で焼成し、続いて、約1150℃〜1350℃の温度
で一酸化炭素が存在する還元焼成雰囲気に保持した後、
密封した状態で冷却するソフトフェライトの製造方法で
ある。また本発明は、ソフトフェライト組成の金属酸化
物混合物又はこれを添加した陶磁器原料の成形体を、ガ
ス炉におき、約1150℃以上の温度に昇温する過程は
酸化焼成雰囲気で焼成し、続いて、約1150℃〜13
50℃の温度で一酸化炭素が存在する還元焼成雰囲気に
保持した後、密封した状態で冷却するソフトフェライト
の製造方法である。
【0007】一酸化炭素濃度が1%以上の還元焼成雰囲
気であり、したがって本発明は、原料の成形体を、単独
炉、好ましくはガス炉におき、約1150℃以上の温度
に昇温する過程は酸化焼成雰囲気で焼成し、続いて、約
1150℃〜1350℃の温度で1%以上の濃度の一酸
化炭素が存在する還元焼成雰囲気に保持した後、密封し
た状態で冷却するソフトフェライトの製造方法である。
また本発明は、ソフトフェライト組成の金属酸化物混合
物又はこれを添加した陶磁器原料の成形体を、単独炉、
好ましくはガス炉におき、約1150℃以上の温度に昇
温する過程は酸化焼成雰囲気で焼成し、続いて、約11
50℃〜1350℃の温度で1%以上の濃度の一酸化炭
素が存在する還元焼成雰囲気に保持した後、密封した状
態で冷却するソフトフェライトの製造方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、ソフトフェライ
トあるいはソフトフェライトを担持させた陶磁器質材料
を、従来から陶磁器企業で使用され、電気炉に比較して
はるかに安価なランニングコストで焼成することが可能
なガス炉等の単独炉により製造することである。
【0009】《本発明の方法》ソフトフェライト組成の
金属酸化物混合物又はこれを添加した陶磁器原料の成形
体を、上記単独炉におき、まず、約1150℃以上の昇
温過程は酸化焼成雰囲気、すなわちガス等の燃料供給量
に対して過剰の空気を供給する状態、すなわち過剰空気
量を調整することにより炉内の酸素濃度を制御した状態
で焼成する。続いて、約1150℃〜1350℃の温度
でガス等の供給量に対して理論空気量より少ない状態、
すなわち炉内に酸素がなく、一酸化炭素が存在する還元
焼成雰囲気(一酸化炭素濃度1%以上)で保持した後、
バーナ口や煙道出口等を密封した状態で冷却することに
より、ソフトフェライトあるいはソフトフェライトを担
持した陶磁器質材料を作製する。
【0010】《焼成用燃料》焼成用燃料としては、LP
Gガスや天然ガス等の気体燃料、あるいは重油、灯油、
軽油などの液体燃料が使用できる。また、冷却過程で炉
内を密封する方法は、いぶし瓦の焼成に使用されている
単独窯の密封方法と同様の方法であり、さらに冷却過程
で密封状態の炉内に窒素ガスや炭酸ガスなどの不活性ガ
ス等を導入し、炉圧を加圧状態にすることにより、炉外
からの空気の侵入、すなわち酸素の侵入を確実に防止す
ることが可能となる。
【0011】《原料》ソフトフェライトを合成するため
の原料としては、酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸
化ニッケル等であるが、これら金属酸化物は試薬や工業
薬品として市販されている。また、このような金属酸化
物を含有する廃棄物や未利用資源を使用することも可能
である。例えば、酸化鉄を含有する廃棄物としては、鉄
系材料の研削屑を焼成することにより得られる酸化鉄
や、ボーキサイトからアルミニウム等を採取した後の残
渣である赤泥等がある。また、酸化マンガンや酸化亜鉛
を含有する廃棄物としては、マンガン電池の廃棄物があ
り、酸化亜鉛の廃棄物としては、亜鉛メッキ工程から排
出される廃棄物等がある。
【0012】
【実施例】本願発明の詳細を実施例で説明する。本願発
明はこれら実施例によって何ら限定されるものではな
い。
【0013】実施例 未利用ろう石と香川県産粘土を配合した陶磁器質タイル
原料に、ベアリングの製造工程で排出する廃棄物である
研削屑を焼成して得られた酸化鉄(Fe23)と酸化マ
ンガン、酸化ニッケル、酸化亜鉛、及び酸化マンガンと
酸化亜鉛を主成分とする電池廃棄物を、表1に示す配合
割合で混合し原料とした。なお、酸化マンガン、酸化ニ
ッケル、酸化亜鉛は試薬1級を使用した。
【0014】
【表1】
【0015】表1による各種原料の混合物に約3mas
s%の水を加え、よく混合した後、30MPaの圧力で
一軸プレス成形し、180×180×10mmの成形体
とした。焼成はいぶし瓦焼成用ガス炉を使用し、まず酸
化焼成雰囲気(焼成雰囲気ガス中の酸素濃度4〜7%)
で1220℃まで昇温し、1220℃で昇温過程と同様
の酸化焼成雰囲気で1時間保持した後、さらに還元雰囲
気中、同程度の温度で1時間保持した後、煙道出口及び
バーナ口を密封した状態で自然放冷した。なお、還元雰
囲気は表2に示す3種類の焼成雰囲気ガス中の一酸化ガ
ス濃度とした。
【0016】
【表2】
【0017】以上の方法により作製したソフトフェライ
トを担持した陶磁器質材料焼成体について、焼結の程度
を評価するための吸水率を測定するとともに、X線回折
装置を使用し構成物質の同定や、ソフトフェライトの定
量分析を行った。図1は、4種類の原料配合物におい
て、還元雰囲気の条件Bで焼成した焼成体のX線回折プ
ロファイルを示す。なお、図1において、Fはフェライ
ト及びHは酸化鉄(Fe23、ヘマタイト)のピークを
示しており、ソフトフェライトとしては試料Iではマグ
ネタイト(Fe34)、試料II、IVではMn−Znフェ
ライト、試料IIIではNi−Znフェライトを示す。試
料Iにおいて原料として用いた酸化鉄(ヘマタイト)
は、焼成後、マグネタイトに変化しているものの、未反
応酸化鉄(ヘマタイト)の存在も確認できる。一方、試
料II、III、IVにおいては、配合した金属酸化物は、そ
のほとんどがソフトフェライトに変化しており、未反応
の酸化鉄(ヘマタイト)は極めて少ない。いずれにして
も、ガス炉を使用した焼成方法により、フェライトを合
成・焼結できることがわかる。表3は、各試料を焼成し
た後の焼結体の吸水率及び焼結体に生成したソフトフェ
ライトの含有量を示す。
【0018】
【表3】
【0019】試料IIIの吸水率はいずれも8〜9%の間
にあり、他の3種類の試料にくらべて大きい値を示して
いる。これら4種類の焼成体は、磁器質材料とは言えな
いが、陶磁器質材料としてタイル等に使用できる材質で
ある。フェライト生成量については、試料Iでのマグネ
タイト生成量は5〜6%と低く、また試料II、IIIで2
1〜24%、そして試料IVで27.5%となっている。
金属酸化物合計の配合率は30%程度であることから、
試料IVの生成量は他に比較して大きい。これは酸化マン
ガン及び酸化亜鉛の原料として電池廃棄物を使用した
が、あらかじめこれら2種類の金属酸化物が十分に混合
されていることに起因するものと考えられる。いずれに
しても、試薬、工業薬品、廃棄物のいずれかによる、上
記金属酸化物を使用し、本発明によるガス炉等単独窯に
より、ソフトフェライトあるいはソフトフェライトを担
持させた陶磁器質材料を作製することが可能である。こ
のような材料は既存のフェライトに比較して安価に製造
することが可能であり、近年問題となっている電磁波障
害に対する吸収材料としての用途などに使用できる可能
性がある。
【0020】
【発明の効果】陶磁器等の焼成に使用されているLPG
ガス炉等の安価な焼成炉を使用し、ソフトフェライト組
成の金属酸化物混合物又はこれを添加した陶磁器原料の
成形品を焼成することにより、ソフトフェライトあるい
はソフトフェライトを担持させた陶磁器質材料を安価に
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】4種類の原料配合物において、還元雰囲気の条
件Bで焼成した焼成体のX線回折プロファイルを示す。
図中、Fはフェライト、Hはヘマタイトの略語である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料の成形体を、単独炉におき、約11
    50℃以上の温度に昇温する過程は酸化焼成雰囲気で焼
    成し、続いて、約1150℃〜1350℃の温度で一酸
    化炭素が存在する還元焼成雰囲気に保持した後、密封し
    た状態で冷却するソフトフェライトあるいはそれを担持
    させた陶磁器質材料の製造方法。
  2. 【請求項2】 原料の成形体が、ソフトフェライト組成
    の金属酸化物混合物又はこれを添加した陶磁器原料の成
    形体である請求項1のソフトフェライトあるいはそれを
    担持させた陶磁器質材料の製造方法。
  3. 【請求項3】 単独炉がガス炉である請求項1または2
    のソフトフェライトあるいはそれを担持させた陶磁器質
    材料の製造方法。
  4. 【請求項4】 一酸化炭素濃度が1%以上の還元焼成雰
    囲気である請求項1、2または3のソフトフェライトあ
    るいはそれを担持させた陶磁器質材料の製造方法。
JP11012322A 1999-01-20 1999-01-20 ソフトフェライトあるいはそれを担持させた陶磁器質材料の製造方法 Withdrawn JP2000211966A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109400144A (zh) * 2018-11-08 2019-03-01 安徽龙磁科技股份有限公司 一种用湿压永磁铁氧体回收料制备高性能磁体的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109400144A (zh) * 2018-11-08 2019-03-01 安徽龙磁科技股份有限公司 一种用湿压永磁铁氧体回收料制备高性能磁体的方法

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