JPS5980903A - 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、回転機器等に用いられ
るノエライト磁石の製造方法に係る。

スピーカ、小型直流モータ、磁石式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、成形沫、圧縮成形
法および押出成形法が用いられる。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揚台には、
磁界中で磁粉、バインダー、および必要に応じて添加さ
れる表面改質拐、滑剤等より構成される混線物を加熱圧
縮成形°丈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討も開始されており、円板
状のプラスチックマグネットが製作されている。押出し
成形法は、小型モータ等に煽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−小成形により成形することも特開昭４９
−７５５３６号に示され−Ｃいる。

上記の各種成形法の内、押出し成形法は成形能率が高く
、射出成形法の如く複雑な構造の金型が不要で且つ連続
成形が可能であることがら、生産性の大幅な向上が期待
できる。また、′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す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する方法としては、磁
場中で成形覆る方法が一般におこなわれている他、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。異方性を強化する目的で、外部磁場を強くした
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ないしは不可能
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を得ることのできる製造方法を提
供することである。

本発明のボンド磁石の製造方法は、マグネッ１〜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ー
、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を用いて同化又は硬化ぜしめて
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て異
方性を何与さぜ、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する。

以下、本発明の詳細を図面に基づいて説明する。

第１図は、押出成形機の内、スクリュータイプの成形機
の概略ｒＩｆｒ面図を示ず。図中、それぞれ２および６
で示すスクリューおよびオーガ部は外部がジャケットに
なっており、必要に応じて水による冷却が可能である。

まず、原料としてマグネッ１−プラムバイト型粒子を準
備するが、該粒子の粒径が小ざい場合、バインダーに対
する粒子充填率が低下し、一方大き１ぎると粒子はマル
チドメインを形成するため保磁力ＩＨＣ１ｆｉ急激に低
下する。

該粒子の平均粒径は約０．７〜１．９μｍの範囲が好ま
しい。また、該粒子中に転移、欠陥等が存在づると磁気
特性を低下させるため、８００’Ｃないし１１００℃程
度で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、（１）メチルセルローズ、ＰＶＡ、デンプ
ン等また、（２）フェノール樹脂、液状エポキシ樹脂、
可溶性ナイロン（例えば東Ｌ／＃ＣＭ４０００．０Ｍ８
０００）　ナト力Ｍ　セル。

（１）のグループの場合は、成形体強度を向上させるた
め、再度他の樹１ｍを含浸させる必要がある。

−ｈ（２）のグループの場合には、成形体を適当な方法
で固化又は硬化させればよい。本発明の製造法は、特に
加熱を必要としない方法で換言すれば、室温付近の温度
で成形をおこなうことが特徴であるが、その理由につい
ては後述する。また、磁性粒子とバインダーとのぬれ性
を改善−４る目的で有機ケイ素化合物（特開昭５２−２
８６９６）　、有機チタネート化合物（特開昭５６−８
８３０４　）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ことができる。更に
、磁性粒子間の゛摩擦を減少することによって配向性４
なわち異方性を高める目的で、トルエンスルホン酸アミ
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＝７０〜９０ｗｔ％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く、結果として磁力は低下する。

他方、バインダー量が９０　Ｗ’　ｔ％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月等をニーダ−等により十分に混
線をおこなう。得られた混線物は、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で切断し、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よってテーパーノル
ルアおよび金型８を経て成形体が押出され、金型出口に
で所定の長さに切断される。この押出成形時の絞り亭は
、押出成形機のオーガ面積をＳｏ、金型出口面積をＳと
す委とＳｏ　／Ｓで表されるが、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すぎると均一な成形体が得難く、
一方絞り率が大ぎず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
に応じて、上述の後工程を経たのら、必要に応じて、外
研等の加工をおこない、必要ならば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、静磁場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１０を挿入するが、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ため、その
表面をゴム、ビニル、布、等の絶縁体又はＡΩ、オース
デナント系ステンレススチール、真鍮等の導電低１１で
被覆することが好ましい。本発明の他の特徴は、この成
形後に着磁配向をおこなうことであり、室温付近で成形
する理由はこのためである。

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、被覆物は耐熱性、保温性に優れたグラス
ファイバーとか１、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となるなど、製造
工程が煩雑となる。次いで、ヨーク９の図示しないコイ
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する部分が突出した多角形状
となる。

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てい
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た。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
用交流電源を入ガ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リ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
大きざとしては、約１０ＫＯｅ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
ットロールに用いられる円筒状磁石では、バインダーの
種類にもよるが約２０ＫＯｅ前後の磁場で十分である。

本発明者は、種々の実験を行なった結果、マグネットロ
ール用の外径φ２０・〜φ７３ｍｍの円筒状ボンド磁石
に本発明を適用したところ、Ｂ　ｒ　２０００Ｇ以上が
得られることを確認した。また、厚さ３〜３０ＩＩ１ｍ
１幅３０〜１ｏｏｌｎ１１長さ１００〜５００ｍｍ　　
程度の板状ボンド磁石においてもＢ　ｒ　２０００Ｇ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す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弧状の
ボンド磁石も￥Ａ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Ｓｒフェライ１−粒子８
４部、メタノール／水＝７０／３０の溶媒に溶解した２
０１Ｖｔ％ナイロン溶液１５．７部、トルエンスルボン
酸アミド０．３部から成る組成物を調製し、加圧ニーダ
−により混線をおこなった。用いたナイロンは、束し■
ＣＭ　８０００である。次いで、本田鉄工製Ｄ（ニー７
５型押出成形機により、φ３０−φ１０−Ω３００ｍｎ
＋の円筒状成形体を得た。該成形体を０．４ｍｍｔｍｍ
−ルで−巻きした後、可及的速やかに第３図に示すφ３
１対称８極着磁ヨークに挿入し、約２０ＫＱｅのパルス
磁場を印加し配向をおこなった。室温乾燥により溶媒を
蒸散させ異方性ボンド磁石を・得た。異方性化の程度は
、パルス磁場を複数回印加することによって更に行進す
る。第１表中Ａで示ず磁気特性は、本発明の方法で得ら
れたものである。なお、前記ビニールの代りに非磁性ス
テンレス鋼のカプセルを用いても、異方性化は同様に進
行でる。ただし磁性体の使用は、配向後、成形体と包み
治具とが磁気的に強力に吸着するため取出しが困難とな
る。

第１表 磁石　　［３ｒ　　（Ｇ）　　　ＩＨＣ密度ｇ／ｃｃＡ
　　　　２５００　　３３６０　　　３．６８　　　１
８００　　２９８０　　　３．６Ｃ２１００３００’０
　　　４．８ 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 平均粒計１．５μｍの焼鈍したＳｒフェライト粒子８６
部、地布機材・工業■製フェノールレジンＲＭ４０００
Ｄ　８部、水６部を常温で混練して得られたコンパウン
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１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、
１７０℃で熱硬化をおこなった。得られた磁気特性は［
３ｒ　＝２６００Ｇ、　　ＩＨｃ　＝３５０００ｅにま
で到達しており、異方性化の異Ｍな円筒状磁石としては
極めて高性能であることがわかる。また、同称のコンパ
ウンドを用いて、３０Ｗ−１０Ｔ−３００ム（ｎ＋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１７ツブ
１３ｍｍの平行磁場用ヨーク内に挿入し、２０ＫＯｅの
パルス磁場を２回印加することによって配向をおこなっ
た。次いで乾燥後、円筒状磁石と同条件で硬化をおこな
った。得られた磁気特性は３ｒ　＝２７０００．　　ｒ
Ｈｃ＝　３６３００　ｅであった。

以上に記述の如く、本発明によれば、次のような効果が
得られる。

（１）！ｌ）ｌ出成形法、コンプレッション法に比較し
て、簡単な金型装置を用いて、しかも比較的簡単な着磁
ヨークによって高性能の異方性ボンド磁石を得ることが
できる。

（２）異り性付与のための、パルス磁場の印加には、通
常の着磁ヨークを流用できるための特別な設備を設ける
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ド磁石が得られる。

また樹脂も、熱可塑性熱硬化性のいずれも使用づ−るこ
とかできる。また、後工程で加硫をＩＭＪ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例を示す断
面図、第２図は本発明におけるパルス磁場の印加を説明
ザるための断面図、第３図は本発明により得られた円筒
状長尺ボンド磁石の磁ツノ線の流れを示づ図である。 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２図 ／／ 第Ｑ＠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　酸化物磁石粒子を主成分とし、必要に応じ混合媒体
   、バインダー、表面改質材ならびに微粒子添加物を加え
   てなる混線物を、非加熱の状態で押出し成形し、得られ
   た成形体を適宜なる方法により回加又は硬化せしめてな
   、るボンド磁石の製造方法において、該成形体の被着磁
   面に磁場を印加して異方性を付与させ、次いで回加又は
   硬化後必要に応じて適宜加工を施し、前記異方性方向と
   同一方向に必要に応じて着磁することを特性とするボン
   ド磁石の製造方法。 ２　成形時において、時に加熱を必要としない高分子化
   合物をバインダーとして用いることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、記載のボン下磁石の製造方法。 ３　押出し成形により、円筒状ないしはリング状成形を
   形成し、該成形体の外周面を絶縁体若しくは導電体で被
   覆した後着磁装置内に挿入し、ついで軸方向に対して垂
   直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。 ４　板状成形体の表面を絶縁体又は導電体で被覆した後
   該成形体に磁場を印加してＲ終製品の３ｒを２０００Ｇ
   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。 ５　印加磁場としてパルス磁場を用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のボンド磁６の製造り法。