JPS5980904A - 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
るフェライト磁石の製造方法に関する。

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
れる表面改質材、滑剤等より構成される混線物を加熱圧
縮成形する磁場成形でおこなわれでいる。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
の異方性プラスチックマグネットが作成されている。押
出し成形法は、小型モータ等に用いられる円筒状あるい
は板状のゴム磁石あるいは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４９−７５５３
６号に示されている。

上記の各種成形法のうら、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造の金型が不要で、且つ連
続成形が可能であることから、生産性の大幅向上が可能
となるほか、押出し成形時に異方性がイ」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
ｒ押出成形することが一般に行なわれているほか、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。異り性を強化する目的で、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ないしは不可
能となる。

また、磁ａ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、マグネットプラムバ
イト方磁性粒子を主成分とし必要に応じて混合媒体、バ
インダーならびに微粒子添加物を加えてなる混和物を押
出成形し、得られた成形体を乾燥し、ついで焼結してな
るフェライト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を印加して異方性を付与させ、つい
で乾燥後、熱処理を施した後、有機高成分化合物を該成
形体に含浸後、固化ないしは硬化せしめたのち前記顕方
性伺与方向と同一方向に着機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する。第１図は押
出成形機のうちスクリュータイプの押出成形機の概略断
面図を示している。まず原料としてマグネットプラムバ
イト型フェライト粒子を準備するが、該粒子の粒径が小
さいと成形性が低下し一方大きすぎるとマルチドメイン
を成形し、保磁力が急激に低下する。該粒子の粒径は約
０．７〜１．８μｍの範囲が好ましい。またこのフェラ
イト粒子の他に成形性改善のためにメチルセルロースカ
ルボキシメチルセルロースなどの有機バインダーをフェ
ライト粒子に対し・て約２重量％以下加えてもよい。

通常のボンド磁石の製造法は、フエライ１〜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、あ
らかじめ８００℃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、ポリ
アミド樹脂、７１ノ一ル樹脂エチレン酢酸ビニル共重合
樹脂、ポリプロビリン、ポリアミ１ミイミド、ポリスチ
レン、ポリフェニレンサルファイド、およびゴム系の高
分子として、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、アクリルゴム等の高成
分が公知として用いられている。すなわち、予め焼鈍さ
れたフェライト粒子と上記バインダーとを適当な温度の
もとて加熱混線をおこなって、コンパウドを作成し、次
いで加熱成形をおこなうことによりボンド磁石を得る方
性が通常である。異方性磁石を得る場合には、磁場中成
形をおこなう。

本発明の方法では、フェライト磁粉はあらかじめ焼鈍を
施す必要はなく、上記０．７〜１．５μｍ程度の通常の
フェライト粉で十分である。成形時のバインダーは、上
記メチルセルロース等が用いられる。また水、アルコー
ルなどの混合媒体を加えてもよいが混合媒体の量が１０
重量％以下では粘度が過大となるため押出し成形の際の
絞り効化による異り性化が促進されず、また成形密度が
局部的にバラツキ、成形、乾燥又は熱処理後のクラック
などが生じやＪくなる。一方混合媒体の量が３０重量で
は異方性化は促進されるものの、乾燥時におけるクラッ
クが生じたり、成形時における高密度化が阻害されるな
どの問題が生じる。よって混合の量はフェライト粒子に
対して１０〜３０重量％の範囲が好ましい。

上記のフェライト粒子の必要に応じて有機バインダー、
微粒子添加物、混合媒体を加えて二一夕等により混練し
、この混和物を第１図に示すホッパー１に装入し、混線
スクリュー２により混線圧縮し、ついでシュレツター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、そして押出スクリュー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
出成形機のオーガー面積をＳＯそし工金型出ｌ］面槓を
Ｓと覆るＳｏ　／Ｓで表わされるが、このＳｏ　／Ｓは
３〜１００の範囲が好ましくより好まシ、りは２０〜７
０である。づなわち絞り率が少なづ−き゛ると異方性化
が十分に促進されず一方絞り率が大きづぎると成形時の
クラックや割れの発生を伴う。

このようにして得られた成形体は乾燥、熱処理を経たの
ち、高分子化合物を含浸し、次いで固化ないしは硬化を
おこない、ざらに着磁を施しで最終製品どなる。予め焼
鈍を施したフェライト粒子を用いるかわりに、成形後に
焼鈍に相当する熱処理を施−４とのが本発明の第１の特
徴であり、本工程により、特に異方性ボンド磁石の場合
、粒子の２次配向を促進させ高特性を得ることができる
。

熱処理の温度は、粒度、組成等にもよるが７００〜１１
５０℃好ましくは８００〜１０５０℃が望ましい。

また、本発明の第２の特徴である異方性化の方法につい
て種々検討した結果、押出成形体を乾燥する前に着磁装
置に装入し一回又は必要に応じ複数回の磁場を印加する
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％以上も高い磁力をイ１づることを見出し
た。

以下この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。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、成形体
１０が乾燥づるのを防ぐためにその表面を紙、布、ビニ
ール、真鍮等の導電体１１で被覆しておくことが好まし
い・。ついでヨーク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
により成形体が変形しフェライト粒子の配向が行なわれ
、最終的には磁極に対応覆る部分が突出して多角形状と
なる。また、磁石はパルス磁場の代りに静磁場を用いて
もよい。このように磁場処理した後、乾燥、熱処理、含
浸固化、更に加工および着磁を施して円筒状永久磁石が
得られる。この場合乾燥後の円筒状成形体の断面の磁り
線の流れを観察づると、第３図に示すように異り性化し
ていることが明らかである。ずなわらこの円筒状成形体
の上に紙をのせ、その上に鉄粉を数句したところ第３図
に示−４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」イルには
例えば商用交流電源を入力として所定の自流電圧に昇圧
整流しコンデンサ一群に充電し→ノイリスタを経て放電
を行なう瞬間直流電源に接続づればよい。またパルス磁
場の大ぎざどしては約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１−ロールに用いられる円筒状磁石では約２０ＫＯｅ
以上の磁場であれば十分である。

本発明者等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２０〜７３ｍｍの円筒状磁石に本発明を適
用したところ、Ｂ　ｒ　２０００Ｇ以上が得られること
を確認した。またスピーカ用の厚さ１５〜３０ｍ１＋１
．幅１００前後、長ざ５００ｎｕｎ程度の板状磁石にお
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えることにより種々の
形状の磁石に適用でき、上記の他リング状あるいは円弧
状のものも製造し得ることはもちろんである。

実施例１ 平均粒ｉ；１１μｍの３ａフ工ライト粒子７Ｋ（＋。

ＣａＯおよび３ｉ　０２をそれぞれ７０ｇ、カルボキシ
メチルセルロールを７０９および水１．５ＫＯをバッジ
型ニーダ−により均一に混練し、本田鉄工製Ｄ　Ｅ−１
５０型押出成形機に挿入して成形しついで金型出口にて
切断を行なって外径３０ｍｎ＋、内径１２ｍ＋＋＋。

長さ３００ｍｍの円筒状成形体を得た。この成形体の表
面をビニールで被覆しついて対称８極着磁用ヨークに挿
入して約２０）（Ｑｅのパルス磁場を印加した。次に成
形体の表面からビニールを剥し乾燥後、９５．０〜１０
５０℃で熱処理を施したのち、地布機材工業＠Ｊ製フェ
ノール樹脂）Ｉ　Ｒ３０００の真空含浸をおこなった。

第１表に磁気特性の結果を示す。熱処理温度が高くなる
にしたがい密度も若干高くなり、Ｂｒ値および表面磁束
密度Ｂａ値も共に向上する。

いずれにせよ、本発明の方法で得られるボンド磁石は、
低密度であるにもかかわらず、磁気特性は、等方性焼結
晶と同等以上である。

第１表最下段は、本発明の方法で得られた異方性成形体
に通常の焼結を施した結値である。ボンド磁石に比較し
て磁気特性は当然高くなるが、密度も高くなる。焼結晶
の場合特性はＢａ値で２０００Ｇ程度の可能性はあるが
、配向性があまりにも進行すると、熱応力により冷却時
にクラックやワレ発生１“る。長尺円筒磁石については
、回転トルクを少くするため軽量化が要求されており、
本発明の１０００℃熱処理材などは、複写機用マグロー
ルとして最適の特性を有している。

比較例１ あらかじめ、１０００℃で焼鈍を施した平均粒径１．３
μｍの３ａフ工ライト粒子を用いて、実施例１と同様の
処理をおこなった。成形体を再熱処理した結果、１００
０℃以下では成形体は容易にくずれてしまった。１０５
０℃における磁気特性は、実施例１における９５０℃熱
処理品と同様であった。すなわち、本発明の製造法に通
常のボンド磁石用磁粉を適用することは勿論可能である
が、熱処理温度が１００℃程度高くなり、エネルギー的
に得策ではない。

実施例２ 平均粒径１μｌの３ｒフ工ライト粒子７Ｋｇ。

Ｂａ　Ｑ６２ｇ　、　Ｃａ　ＯおよびＳｔ　０２をそれ
ぞれ７０Ｑ、メチルセルロースを７０９および水１．５
ｋ　Ｑを実施例１と同様に混線し、さらに実施例１の押
出成形機の金型のみを変えて押出成形しついで金型出口
にて切断した板状成形体を得た。このフェライト磁石の
表面を紙で被覆して着磁ヨークに挿入して約１０Ｋ　Ｏ
ｅのパルス磁場を印加した。次に成形体の表面から紙を
剥し、乾燥、１０５０℃での熱処理後、ロックタイ１〜
Ｓ　Ｍ　Ｓ−１００８を真空含浸した。

外周加工ならび着磁を行なって厚さ２０ｍｍ、幅１００
ｍｍ、長さ５００ｍｍの板状フェライト磁石を得た。こ
の磁石のＢｒは２８００Ｇ　ｘ　Ｈｃ　＝　３５００Ｇ
であり、従来の高性能プラツクあるいはゴムマグ（Ｂｒ
　　２６００Ｇ　ｍａｘ程度）に比較して、１３ｒが２
００Ｇ高く大幅な磁気特性の向上が見られた。

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）　磁場中成形などに比較して簡単な装置を用いて
しかも比較的低磁場で高性能の異方性フェライト磁石が
得られる。

（２）　異方性付与のためパルス磁場の印加は通常の着
磁ヨークを流用できるので特別な設備を設ける必要がな
い。

（３）　追出成形体を用いるので金型を変えるのみで円
筒状、板状９円弧状等各種形状のフェライト磁石が得ら
れる。

【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一例を示す断面
図、第２図は本発明におけるパルス磁場の印加を説明づ
゛るための断面図、第３図は本発明により得られた円筒
状フェライト磁石の磁力線の流れを示す図である。 １：ホッパー、　　　　　２：混練スクリュー、３：押
出スクリュー、　　８：金型、 ９：ヨーク、　　　　　１０：成形体、１１：絶縁体。 第　ｌ　図 、べ一 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、
   必要に応じ混合媒体、バインダーならびに微粒子添加物
   を加えてなる混和物を押出し成形し、得られた成形体を
   乾燥し、ついで熱処理を施した後、高分子化合物を該成
   形体に含浸固化ないしは硬化して得られるボンド磁石の
   製造方法において、前記成形体の被看磁面に磁場を印加
   して異方性を付与させた後、乾燥および熱処理をおこな
   い、次いで高分子化合物を該成形体に含浸せしめること
   を特徴とするボンド磁石の製造方法。 ２　押出し成形によチ円筒状ないしはリング状成形体を
   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５ＫＯ８以上の磁場
   とす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　外形２０〜８０ｍ１１１の成形体に約２０ＫＯｅ以
   上のパルス磁場を瞬間的に一回もしくは複数回印加して
   １最終製品のＢ「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　板状成形体の表面を絶縁体又は導電体で被覆した後
   該成形体に約１０ＫＯｅ以上のパルス磁場を印加して、
   最終製品の３ｒを２０００Ｇ以上とり−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　押出し成形により外径２０ｍｍ以上の円弧状成形体
   を形成し、該成形体の外周面を絶縁体若しくは導電体で
   被覆した後約１０Ｋ　Ｏｅ以上のパルス磁場を印加して
   なることを特徴とづるボンド磁石の製造方法。 ７　成形体に磁場を印加乾燥後、熱処理を施づことを特
   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。 ８　該成形体を熱処理後、高分子化合物をこれに含浸Ｕ
   しめ、次いで同化又は硬化せしめる゛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。