JPS5980902A - ポンド磁石の製造方法 - 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】 本発明は電子複写機、音響機器２回転機器等に用いられ
るフェライト磁石の製造方法に関（る。

スビー）Ｊ、小型直流モータ、磁石回転機等に用いられ
るプラスチックマグネット、ゴムマグネットなどのボン
ド磁石の成形法としては、通常射出成形法、圧縮成形法
および押出成形法が用いられている。これら成形法の内
、特に磁気特性の高い異方性ボンド磁石を得る場合には
、磁界中で改質祠、滑剤等より構成される混練物を加熱
圧縮成形する磁場成形がおこなわれている。また、最近
になって磁場中射出成形の検耐も開始されており、円板
状の異方性プラスチックマグネットが作成されている。

押出成形法は、小型モータ等に用いられる・円筒状ある
いは板状のゴム磁石およびプラスチック磁石の製造に適
用されている。また、マグネットロール用の長尺円筒状
フェライト磁石を押出成形により成形することも特開昭
４９−７５５３６号に示されている。

上記の各種成形法のうち、押出成形法は成形能率が高く
、射出成形法の如く複雑な構成の金型が不要で、月つ連
続成形が可能であることカ＼ら、生産、性の大幅向上が
可能となるほか、押出成形時に異方性が付与されるため
磁気特性の向上が期待できるが、異方性フェライトボン
ド磁石としての特性を満足覆るには不十分である。そこ
で押出成形において異方性を強化づる方法としては、磁
場中で押出成形することが一般に行なわれている１、ｔ
　７′１＼、特公昭４７−３４１９２号に示されている
ように、焼結磁石用の場合であるが、磁場の印加に加え
て特殊なノズルを用いるなどの提案がなされている。こ
のように押出成形により異方性ボンド磁石を得るために
は、磁場中成形が一般的であるが、印加される外部磁場
が押出成形時の抵抗となる。異方性を強化づる目的で、
外部磁場を強化した場合、特にスクリュータイプの連続
押出成形機では、オーガの空転が生じ、しばしば成形が
困難になるか、あるいは不可能となる。また、磁場装置
自体も大型・化する。

本発明の目的は、簡単な装置でしかも容易に押出成形に
より異方性ボンド磁石のを得ることの出来る製造方法を
提供づることである。

本発明のボンド磁石の製造方法は、マグネットプラムバ
イト型磁性粒子を主成分とし、必要に応じバインダし、
表面改質材ならびに微粒子添加物を加えてなる混練物を
押出成型し、得られた成形体を熱処理又は輻射線処理等
による適当な方法を用いて固化又は硬化せしめてなるボ
ンド磁石の製造方法において、前記成形体の被着磁面に
パルス磁場又は静磁場等による磁場を印加し−Ｃ異方性
を付与させ、ついで固化ないしは硬化後、前記異方性付
与方向と同一方向に着磁することを特徴としている。

以下、本発明の詳細を図面に基いて説明覆る。

第１図は、押出し成形機の内、ス・クリユータイプの成
形機の概略断面図を示す。図中それぞれ２および６で示
づスクリューおよびオーガ部は外部がジャウッドになっ
ており、オイル加熱が可能である。まず、原料としてマ
グネットプラムバイト型粒子を準備するが、該粒子の粒
径が小さい場合、バインダーに対する粒子充填率が低下
し、一方大きりきると粒子はマルチドメインを成形する
ため保磁力ｒ　ｌ−１０が急激に低下する。該粒子の平
均粒径ば約０．７〜１．９μｍの範囲が好ましい。また
、該粒子中に転移、欠陥等が存在Ｊると磁気特性を低下
させるため、８００℃ないし１１００℃程度Ｃ゛焼鈍し
た粒子を用いる必要がある。用いるバインダーとしては
、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂：［チレン酢酸ビニ
ル共重合樹脂、ポリプロピレン、ポリアミドイミド、ポ
リスチレン、ポリフェニレン１ナルフアイドおよびゴム
系の高分子としで、クロロ゛プレンブタジェン、クロロ
スルホン化ポリエチレン、ニトリルゴム、アクリルゴム
等種々の高分子が公知として用いられている。また、磁
性粒子とバインダーとのぬれ性を改善する目的で有機ケ
イ素化合物（特開昭５２−２８６９６　）　、有機チタ
ネー１〜化合物（特開昭５ｅ−ａｓ３ｏ４）などのカッ
プリング材を添加することにより、耐衝撃性、耐欠損性
を改良する口とができる。更に、磁性粒子間の摩擦を減
少することによって粒子の配向性すなわち異方性化を高
める目的で、トルエンスルボン酸アミド（特開昭５４−
１５２１９８）　、ステアリン酸金属塩（特開昭５５−
９１８０３）などを添加する場合もある。磁粉を含む固
体粉末とバインダーとの比率は、バインダーの種類なら
びに粉体粒度にもよるが、粉末／バインダー−７０〜９
０ｗｔ％程度が望ましい。バインダー量が３０ｗｔ％以
上になると、異方性化は促進されるものの磁粉の絶対量
が少なく、結果とし゛Ｃ磁力は低下する。他方、バイン
ダー量が９０ｗｔ％以上では、押出成形自体が困難とな
り、また、異方性化自体も粉末粒子間の抵抗が大となる
ため困難となる。上記磁性粒子およびバインダー、なら
びに必要に応じて添加したカップリング材等を、加圧加
熱ニーダ−（例えば森山製作所製Ｄ　３−７．５型等）
により、バインダーの軟化点ないしは融点以上で十分に
混線をおこない、冷却後粉砕して°ベレットないしは粒
状物としたコンパウンドを得る。該コンパウンドを第１
図のホッパー１に装入し、混線スクリュー２により混線
圧縮し、ついでシュレッター３で切断する。この時真空
室４にて真空ポンプ５により脱気し、押出用オーガ６に
よってテーパーバレル７および金型８を経て成形体が押
出され、金型出口にて所定の長さに切断される。この押
出成形時の絞り率は、押出成形機のオーガ面積をＳＯ，
金型出口面積をＳとすると３ｏ　／Ｓで表わされるが、
この比率が３〜１００の範囲が好ましく、より好ましく
は２０〜７０である。すなわち絞り率が少な１ぎると均
一な成形体が得難く、一方絞り率が大きづぎると成形時
にクラックが発生し易くなる。かくして得られた成形体
は、バインダーの種類に応じで、加熱硬化１幅銅線硬化
、冷却回加あるいは加磁等の処置を経たのち着磁を施し
て最終製品となる。

上記の押出成形によるボンド磁石の製造方法について、
種々検討した結果、レオロジイの状態にある押出成形体
を着磁装置に装入し１回又は必要に応じ複数回のパルス
磁場を印加することにより、従来の押出成形による等方
性ボンド磁石に比較して約４０％以上も高い磁力を有す
ることを見出した。

以下このパルス磁場の印加を円筒状成形体に適用した場
合について説明するが、静磁揚を用いた場合においても
、また板状、リング状などの形状の成形体に適用した場
合においても同様の効果を得ることができる。まず、第
２図に示すようにヨーク９を準備し、ついでヨーク内に
成形体１ｏを装入するが、着磁後に成形体がそれ自身の
磁力によってヨークに吸着するのを防止する！こめ、そ
の表面をゴム、ビニール、布　等の絶縁体又はＡ（１゜
オースデノーイト系ステンレススチール、眞鍮等の導電
体１１で被覆することが好ましい。なお、例えばナイロ
ン１２をバインダーとして用いたような場合には、その
融点は１７７℃と高温である。成形体が高温の場合には
、被覆物は対熱性、保温性に保れたグラスフン？バーと
が、アスベスト等を用いることが望ましく、一方ヨーク
は水冷する配慮が必要である。次いで、ヨーク９の図示
しないコ不ルに通電して瞬間的にパルス磁場を発生させ
る。このパルス磁場の印加によりレオロジックな成形体
は変形すると共にフェライト粒子の配向が生じる。

最終的には、成形体の外周形状は磁極に対応づる部分が
突出した多角形状となる。配向後に熱可塑性バインダー
では冷却することにより、加熱又は幅銅線硬化型バイン
ダーでは、加熱又は輻射線照射により、それぞれそ所望
のボンド磁石が得られる。

本発明の方法で得られた円筒状磁石成形体断面の磁力線
の流れを観察すると第３図に示すように異方性化し−Ｃ
いることが明らかである。すなわち、この円筒状成形体
の上に紙を乗せその上に鉄粉を散布したどころ、第３図
に示すように鉄粉は磁力線に沿って配列している。上記
のパルス磁場の印加において、ヨークのコイルには例え
ば商用交流電源を入力として所定の直流電圧に昇圧整流
し、コンデンサ一群に充電しサイジスタを経て放電をお
こなう瞬間直流電源に接続すればよい。また、パルス磁
場の大きさとしては、約１０Ｋ　Ｏｅ以上であれば通常
の異方性フェライト磁石を得るには十分である。また、
マグネットロールに用いる円筒状磁石では、バインダー
の種類にもよるが約２０にＯｅ前後の磁場で十分である
。

不発す［−者苓−」よ種々の実験を行なった結果、マグ
ネットロール用の外形φ２０〜φ７３ｍｍの円筒状ボン
ド磁石に本発明を適用したところ、Ｂ　ｒ２０００　Ｇ
以上が得られることを確認した。また、厚さ３〜３０ｍ
ｌ１１１幅３０〜１００ｍｍ、長ざｉｏｏ　〜５００ｍ
ｍ程度の板状ボンド磁石においても３　ｒ　２０００Ｑ
以上が得られることを確認した。なお、本発明は金型形
状を変更づることにより種々の形状の磁石に適用でき、
上記の他に棒状あるいは円筒状のボンド磁石も製造でき
ることは勿論である。

実施例１ 平均粒径１．３μｍの焼鈍した３ｒフ工ライト粒子８７
部、東レナイロン６　（グレードＣＭ１０１７）　１２
．５部、トルエンスルボン酸アミド（特開昭５５−９１
８０３）　　０．５部（部は重聞部）からなる組成物を
調整し、加圧ニーダ−を用いて溶融混線後３〜５ｍｍの
大ぎさに粉砕して成形用ペレットを得た。前記コンパウ
ンドを用いて、第１図に示す押出成形機を用い、オーガ
部温度を２７０℃に保持し、φ３０−φ１０−　ｃＬ３
００ｍｍ　　の円筒状成形体を得た。次いで、２００℃
程度にまで冷却した該成形体を、内径φ３１のアスベス
１−製円筒内に挿入し、２３０〜２４０℃程度に昇温し
たのち、第３図に示す対称８極着磁ヨークに挿入して約
２０ＫＱｅのパルス磁場を印加した。冷却同化後前記ア
スベストカブゼルから該成形体を取り出し、異方性ボン
ド磁石Ａを得た。第１表に磁気測定の結果を示す。なお
、前記アスベストカプセル 可及的速やかに配向をおこなう限り、はぼ同等の磁気特
性を得ることができる。

第１表中Ｂは、パルス磁場を印加しない場合のボンド磁
石の特性である。また、Ｃはラバープレス法で得られた
等方性の一体焼結磁石の特性であり、寸法はいずれも同
等である。第１表から明らかなごとく、本発明法によれ
ば、通常のボンド磁石は勿論のこと、低密度であるにも
かかわらず、等方性焼結磁石よりも磁気特性に優れた長
尺円筒状のボンド磁石を得ることができる。

実施例２ 平均粒径１．５μｍの焼鈍した３ｒフ工ライト粒子８６
部、旭有機制工業＠製フェノールレジンＲ　Ｍ４０００
Ｄ　８部、水６部を常温で混練して得られた」ンパウノ
ドを、常温において実施例１と同様にして成形および配
向をおこなった。ただし、成形体は０．３ｍｍｔのビニ
ールにより外表面を包んだ後、第３図に示すヨーク内に
挿入した。得られた異方性成形体は、室温で乾燥後、１
７０℃で熱硬化をおこなった。得られた磁気特性は３ｒ
　＝２６００Ｇ．　　ＩＨ　Ｏ　＝　３５００Ｑ　ｅに
まで到達しており、異方性化の困難な円筒状磁石として
は極め一Ｃ高性能であることがわかる。また、同様のコ
ンパウンドを用いて、３０Ｗ−１０Ｔ−　３００Ω（ｍ
ｍ）の板状成形体を押出成形した後、成形体の上下面を
０．３１のビニールで被覆したのち、該成形体をギャッ
プ１３ｎ＋＋ｕの平行磁場用ヨーク内に挿入し、２０Ｋ
Ｏｅのノ（パルス磁場を２回印加することによって配向
をＪ３こなつｌこ。次いで乾燥後、円筒状磁石と同条件
で硬化をおこなつＩこ。得られた磁気特性はＳｒ　＝２
７００Ｇ　Ｉト１ｃ＝＝３６３００　ｅであった。

以上の記述の如く、本発明によれば、次のような効果が
得られる。

（１）射出成形法、］ンプレツション法に比々交して、
簡単な金型装置を用いて、しかも比較８’Ｊ簡単な着磁
ヨークによって高性能の異方性ボンド！ｉ石を得ること
ができる。

（２）異方性付与のための、パルス磁場の印力０４ま、
通常の着磁ヨークを流用できるため特別な２備を設ける
必要はない。また電源も市販の汎用品で十分である。

（３）押出し成形を用いるので金型形状を変えるのみで
円筒状板状、円弧状等各種形状のボン１：磁石が得られ
る。また樹脂も、熱可塑性，熱硬イヒ１生のいずれも使
用することができる。まＩこ、後工程で加硫を施ずこと
により、ゴム磁石も作成できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に使用する押出成形機の１例を示づ断
面図、第２図は本発明におけるパルス磁場の印加を説明
するための断面図、第３図は本発明により得られた円筒
形長尺ボンド磁石の磁力線の流れと示す図である。 １：ホッパー　　　　　　２：混線スクリュー３：押出
スクリュー（オーガ）８：金型９：ヨーク　　　　　　
１０：成形体 １１：絶縁体又は導電体 第　１　図 に − ９− 第２＠ ／１ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　マグネットプラムバイト型磁性粒子を主成分とし、
   必要に応じ表面改質材、バインダーならびに微粒子添加
   物を加えてなる混線物を押出し成形し、得られた成形体
   を熱処理又は輻射線処理等による適宜なる方法により同
   化又は硬化せしめてなるボンド磁石の製造方法において
   、前記成形体の被着磁面にパルス等による磁場を印加し
   て異方性を付与させ、次に固化又は硬化後、前記異方性
   方向と同一方向に着磁することを特徴とするボンド磁石
   の製造方法。 ２　押出し成形により得られた円筒状もしくはリング状
   成形体を絶縁体若しくは導電体で被覆した後、あるいは
   該絶縁体若しくは導電体の素材より成形される収納容器
   中に収納したのち、軸と直角方向又は平行方向に前記成
   形体に磁場を印加することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のボンド磁石の製造方法。 ３　成形体に印加する磁場として約５ＫＯｅ以上の磁場
   とづることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のボ
   ンド磁石の製造方法。 ４　板状成形体の表面を絶縁体又は導電体で被覆ないし
   は該絶縁体又は導電体の素材よりなる容器中に収納した
   のち、該成形体に約１０ＫＯｅ以上のパルス磁場を１回
   もしくは複数回印加して、最終製品の３ｒ値を２００Ｏ
   Ｇ以上とすることを特徴とする特許請求範囲第１項記載
   のボンド磁石の製造り法。 ５　外径路１０ｍｍの円筒状若しくはリング状成形体に
   約ＩＱＫ　Ｏｅ以上のパルス磁場を瞬間的に１回若しく
   は複数回印加して、最終製品の表面地東密度ＢＯを１０
   ０ＯＧ以上とすることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のボンド磁石の製造方法。 ６　押出成形法により、外径略１０ｍｍ以上の円弧状成
   形体を成形し、該成形体の少くとも上下面を絶縁体で被
   覆した後、約１０ＫＯｅ以上のパルス磁場を印加してな
   ることを特徴とするボンド磁りの製漬方法。