ボンド磁石用フェライト粉末およびその製造方法、並びに、これを用いたボンド磁石
【課題】流動性や圧縮密度を得るため粒度分布幅を広くしながらも、それによるＳＦＤの増加を抑制し、配向性や着磁性の低下を抑制できるボンド磁石用フェライト粉末を提供する。
【解決手段】平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒子径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あるボンド磁石用フェライト粉末を製造した。
【解決手段】平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒子径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あるボンド磁石用フェライト粉末を製造した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンド磁石用フェライト粉末およびその製造方法、並びに、これを用いたボンド磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
高磁力が要求される、ＡＶ、ＯＡ機器、自動車電装部品等に使用される小型モーターや、複写機のマグネットロール等に用いられる磁石には、フェライト系焼結磁石が使用されている。だが、当該フェライト系焼結磁石は、欠け割れが発生したり、研磨が必要なため生産性に劣ることに加え、複雑な形状への加工が困難であるという固有の問題がある。最近では、希土類磁石を用いたボンド磁石がこの分野で一部使用されている。しかし、希土類磁石は、フェライト系焼結磁石の２０倍のコスト高であり、また錆びやすいという問題がある。そこで、フェライト系焼結磁石をフェライト系ボンド磁石で代替したいという要請がある。
【０００３】
しかし、ボンド磁石と焼結磁石とでは、フェライトの含有率が大きく異なる。例えば、フェライト系焼結磁石はフェライトのみ含有しているのに対し、フェライト系ボンド磁石では、樹脂やゴム等のバインダーが含まれるため当然フェライトの含有率はこれより低くなり、磁力は下がる。したがって、フェライト系ボンド磁石の磁力を高くするには、フェライト粉末の含有率を増やすことが必須の課題となる。しかし、フェライト系ボンド磁石においてフェライト粉末の含有率を増やすと、今度は、フェライト粉末とバインダーとの混練時に、当該混練物が高粘度となり、負荷が増大して生産性が低下し、極端な場合には混練不可になる。そして、たとえ混練が出来たとしても、今度は、成形時においても混練物の流動性が悪いので、やはり生産性が低下し、極端な場合には成形不可になる。
【０００４】
このフェライト系ボンド磁石特有の課題を解決するために、バインダーの選定やフェライト粉末の表面処理等の面での改良が行われている。例えば、特許文献１には、平均粒子径が０.５〜１.５μｍの範囲にあるフェライト微粉と、平均粒子径が３０〜２５０μｍの範囲にあるフェライト粗粉とを、配合する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−３４６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者らの検討によると、例えば、特許文献１に記載された方法により、圧縮密度が高く、高充填性のフェライト粉末は得られるものの、配向度の観点から重要なＳＦＤが増大するという課題が見出されたものであった。
本発明は、このような状況の下でなされたものであり、流動性や圧縮密度を得るため粒度分布幅を広くしながらも、配向度を保つことが出来、高磁力を有するボンド磁石を作製できるボンド磁石用フェライト粉末を提供することを課題とする。
尚、本発明においてＳＦＤとは、ヒステリシスカーブを微分して得られるｉＨｃの分布曲線の半価幅をｉＨｃで割った値のことをいう。当該ＳＦＤの値が小さいほど、ｉＨｃ分布幅が小さくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、大きな粒子径分布を有するＭ型フェライトと、小さな粒子径分布を有するＭ型フェライトとを混合すると、ｉＨｃの
分布幅が広がる為、ＳＦＤの値も増加し配向度が低下するというトレードオフ関係にあることに想到した。ｉＨｃについては結晶異方性と形状異方性、単磁区構造等によって説明されており、平均粒子径が小さくなると単軸構造に近づくためｉＨｃが大きくなる。
ここで本発明者らは、小さな粒子径分布を有するＭ型フェライト粉末中に適宜量の遷移金属酸化物を含有させ、当該小さな粒子径分布を有するＭ型フェライト粉末のｉＨｃを、大きな粒子径分布を有するＭ型フェライトのｉＨｃに近づける構成に想到した。そして、当該ｉＨｃの近い、大、小の粒子径分布を有する マグネトプランバイト型フェライト粉
末を混合することにより、混練物の流動性を保ちながら配向度を上げられるとの画期的な知見に想到し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、上述の課題を解決するための第１の発明は、
平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、
Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、
レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒子径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末である。
【０００９】
第２の発明は、
平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉と、平均粒子径１.００μｍ以上、５．０
０μｍ未満のマグネトプランバイト型フェライトの粗粉とを含み、
前記マグネトプランバイト型フェライトの微粉の配合量が、１５質量％以上、４０質量％以下であることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末である。
【００１０】
第３の発明は、
前記遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉が、Ｚｒ酸化物および／またはＴｉ酸化物を、０.０１質量％以上、３質量％以下、含有することを
特徴とする第２の発明に記載のボンド磁石用フェライト粉末である。
【００１１】
第４の発明は、
前記遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉が、Ｔｉ酸化物およびＺｎ酸化物を、０.０１質量％以上、３質量％以下、含有することを特徴とす
る第２の発明に記載のボンド磁石用フェライト粉末である。
【００１２】
第５の発明は、
遷移金属酸化物を含有したマグネトプランバイト型フェライトを準備し、これを平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲に入る微粉とする工程と、
マグネトプランバイト型フェライトを準備し、これを粉平均粒子径が１.００μ以上、
５．００μｍ未満の範囲に入る粗粉とする工程と、
当該微粉と当該粗粉とを混合し、微粉の配合量が１５質量％以上、４０質量％以下、残部が粗粉である混合比率を有するフェライト粉末を製造する工程と、を有することを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末の製造方法である。
【００１３】
第６の発明は、
第１から第４の発明のいずれかに記載のボンド磁石用フェライト粉末を、磁性粉として用いたことを特徴とするボンド磁石である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粒度分布幅が広く、圧縮密度が高いにもかかわらずＳＦＤが小さく、飽和磁化σｓが高い、ボンド磁石製造用のフェライト粉末を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のボンド磁石用フェライト粉末について詳細に説明する。尚、本明細書において、「％」は、特記しない限り質量百分率を表すものとする。
【００１６】
本発明者らの検討によると、フェライト系ボンド磁石において高磁力化を達成するには、（１）フェライト粉末のボンド磁石中へ高充填すること、（２）フェライト粉末の配向度を上げること、が必須の要件である。
以下、当該（１）、（２）の要件を満足するための実施形態および製造方法について説明する。
【００１７】
〈１．フェライト粉末の、ボンド磁石中への高充填〉
高充填のフェライト粉末を得るには、当該フェライト粉末の粒度分布幅を広くすることが効果的である。
本発明者らは、マグネトプランバイト型フェライト粉末について、充填性と配向度の高い製造条件を知るべく広汎な試験研究を行った。
そして、当該試験研究の結果、平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範
囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末が、高充填性をもたらすことを見出した。
【００１８】
尚、本発明においてマグネトプランバイト型フェライト（「Ｍ型フェライト」と、よばれる場合もある。）とは、一般式「ＡＦｅ１２Ｏ１９」で表記されるフェライトである。但し、Ａ元素は、例えば、Ｓｒ、Ｂａ、ＣａおよびＰｂの１種以上である。またＦｅの一部を、Ａｌのような３価の元素、または、ＴｉとＣｏのような４価と２価の元素で置換したものも含む。
【００１９】
併せて本発明者等は、平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあるマグネトプランバイト型フェライトの微粉と、平均粒子径が１.００μｍ以上、５．００μ
ｍ未満の範囲、好ましくは１.３μｍ以上２.２μｍ未満の範囲にあるＭ型フェライトの粗粉とを混合し、かつ、その混合の際、平均粒子径が０.３０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあるマグネトプランバイト型フェライトの微粉の配合量を１５〜４０％とした場合に、得られた粉末が高充填性をもたらすことを見出した。
【００２０】
〈２．フェライト粉末の配向度の向上〉
本発明者らの検討によれば、高配向性のフェライト粉末を得るには、当該フェライト粉末のＳＦＤを小さくすることが効果的であり、モーターの磁気波形が改善されることなどが期待される。ところが〈１〉で説明したように、フェライト粉末の充填性を上げるには、粒度分布幅を広げ圧縮密度を高くすることが効果的であるためＳＦＤも増加してしまう。このトレードオフ関係を克服し、高配向と高充填とを両立するために、本発明者らは、上述の微粉部分と粗粉部分とのｉＨｃを近づける構成に想到した。
【００２１】
本発明者らは、当該構成を実現すべく、フェライトについて広汎な試験研究を行った。
その結果、マグネトプランバイト型フェライトの微粉部分へ０.０１〜３．００％、好
ましくは０.５〜２.５％の遷移金属酸化物を添加することで当該微粉部分のｉＨｃが低くなり、微粉部分と粗粉部分とのｉＨｃの差が縮まり、マグネトプランバイト型フェライト
全体としてのＳＦＤが小さな磁性粉を得られることを見出した。尚、当該遷移金属酸化物の添加量は、０.０１％以上あればｉＨｃの低下効果が発揮され、３.００％以下であればｉＨｃの過剰低下を回避出来る。
【００２２】
さらに、本発明者らの検討によれば、当該遷移金属酸化物種としては、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ又はＮｉ、およびこれらを任意に組み合わせたものの酸化物が、ｉＨｃの制御の面から好ましい。中でも、Ｚｒ、Ｔｉの一方又は双方の元素を含む酸化物や、ＴｉとＺｎとの双方の元素を含む酸化物は、σｓを向上させる観点からも好ましい。
【００２３】
〈３．フェライト粉末製造方法〉
本発明に係るマグネトプランバイト型フェライト粉末を製造するには、先ず、微粉原料と粗粉原料とを準備する。
微粉原料として、例えば、遷移金属酸化物を含有したフェライトを、粉砕するか、または、粉砕後に分級して平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲である微粉を得る。このフェライトの粉砕時に、平均粒子径を０.２０μｍ以上とすることで、当該
粉砕時間の長時間化を回避出来、ボンド磁石製造時の磁気特性低下も回避出来る。
他方、平均粒子径を１.００μｍ未満とすることで、粒子径１.００μｍ超の粒子の割合を低減する。粒子径１.００μｍ超の粒子の割合を低減することで、後述する粗粉との混
合時に、混合粉の圧縮密度を上げることが出来、ボンド磁石への高充填を実現できる。
【００２４】
一方、粗粉原料として、例えば、平均粒子径が３.０μｍ以上、４.０μｍ未満の範囲にあるフェライトを準備し、これを粉砕するか、または、粉砕後に分級して平均粒子径が１.００μ以上、５０μｍ未満の範囲に入る粗粉を得る。この粉砕時に、粒子径１.００μｍ未満の粒子の割合を低減することで、上述した微粉との混合粉において、混合粉の圧縮密度を上げることが出来、ボンド磁石への高充填を実現できる。
他方、粒子径５．００μｍ超の粒子の割合を低減することで、ボンド磁石製造時の配向度と保磁力を高く保つことが出来る。
【００２５】
このようにして準備した平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にある微粉と、平均粒子径が１.００μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にある粗粉とを混合し
て、微粉の配合量が１５〜４０％、残部が粗粉である混合比率を有するフェライト粉末を製造する。
微粉の配合量が１５％以上あれば、混合粉の圧縮密度を高め高充填を実現出来る上、ボンド磁石に成形後の保磁力も高くなる。他方微粉の配合量が４０％以下であれば、ボンド磁石製造の際において、バインダーとの混練および成形時の粘度が高くなりすぎてボンド磁石化が困難になる事態を回避でき、さらに、成形後において磁粉の配向度が低くなって残留磁束密度Ｂｒが下がる事態を回避できると考えられる。
【００２６】
上述の混合比をもって微粉と粗粉とを混合後に、当該混合粉へアニール処理を施すか、または、予め、微粉と粗粉とを別々にアニール処理してから混合し、本発明に係るボンド磁石用フェライト粉末を得る。当該アニール処理によって、微粉・粗粉製造時における粉砕の際に、粒子中の結晶に発生した歪みを除去することができる。当該アニール温度は８００〜１１００℃が好ましい。８００℃以上あればアニールの効果が十分に達成され、保磁力と飽和磁化を上げることが出来る。また１１００℃以下とすることで焼結の過剰進行を回避し、圧縮密度と配向性との低下を回避出来る。
【００２７】
〈４．本発明に係るフェライト粉末の特徴〉
以上詳細に説明したように、本発明に係るフェライト粉末は、ボンド磁石中へ高充填することが可能であるばかりでなく、フェライト粉末の配向度を上げることが出来る。従って、本発明に係るフェライト粉末を用いることで、ＡＶ、ＯＡ機器、自動車電装部品等に
使用される小型モーターや、複写機のマグネットロール等の分野において従来のものにはない高磁力のボンド磁石を提供することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
まず、本実施例において製造したフェライト粉の粉体特性の測定方法について説明する。
【００２９】
＜平均粒子径＞
フェライト粉の平均粒子径は、島津製作所製のＳＳ−１００型を用い、空気透過法に基づいて測定を行った。
【００３０】
＜比表面積＞
フェライト粉の比表面積（ＳＳＡ）は、ＢＥＴ法に基づいて、ユアサ アイオニクス株式会社製のモノソーブを用いて測定を行った。
【００３１】
＜圧縮密度＞
フェライト粉の圧縮密度は、内径２．５４ｃｍφの円筒形金型にフェライト粉１０ｇを充填した後、１ｔｏｎ／ｃｍ３の圧力で圧縮した。このときのフェライト粉の密度を圧縮密度として測定した。
【００３２】
＜磁気特性＞
フェライト粉の磁気特性は、ＶＳＭ（東英工業株式会社製、ＶＳＭ−Ｐ７）を用いてσｓ（ｅｍｕ／ｇ）、ＳＦＤの測定を行った。
【００３３】
＜粒度分布＞
フェライト粉の粒度分布は、乾式レーザー回折式粒度分布測定装置（株式会社日本レーザー製、ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）を用い、ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ＝２０ｍｍ、分散圧 ５．０ｂａｒ、吸引圧 １３０ｍｂａｒの条件にて測定を行った。
【００３４】
（実施例１）
（１）微粉の製造
酸化鉄と炭酸ストロンチウムとを、モル比で、酸化鉄５.６：炭酸ストロンチウム１に
なるように秤量し、当該秤量物に対して０．５質量％のＺｒＯ２を加えて混合した。次に、当該混合物を水で造粒し、乾燥後、電気炉中１０２０℃で４０分間焼成し焼成物を得た。当該焼成物をハンマーミル（商品名：サンプルミル）で粉砕し、さらに湿式粉砕機（商品名：ウエットミル）で湿式粉砕し、実施例１に係る微粉を得た。
得られた微粉は、ＺｒＯ２を０．５質量％含有、平均粒子径：０.６５μｍ、σｓ：５
７．３ｅｍｕ／ｇであった。
【００３５】
（２）粗粉の製造
酸化鉄と炭酸ストロンチウムを、モル比で酸化鉄５.６：炭酸ストロンチウム１になる
ように秤量し混合する。次に、当該混合物を水で造粒し、乾燥後、電気炉中１２００℃で２時間焼成し焼成物を得た。当該焼成物をサンプルミルで粉砕し、さらに湿式粉砕機（商品名：ウエットミル）で湿式粉砕し、実施例１に係る粗粉を得た。
得られた粗粉は、平均粒子径：２．１１μｍ、σｓ：５４．４ｅｍｕ／ｇであった。
【００３６】
（３）混合粉（フェライト粉末）の製造
上記（１）で得られた微粉（２０％）と、（２）で得られた粗粉（８０％）とを秤量し
、これを良く混合し、その混合粉を電気炉中９５０℃で１時間焼成（アニール）して、実施例１に係るフェライト粉末を得た。
得られたフェライト粉末は、平均粒子径：１.２２μｍ、比表面積 ：２.４８ｍ２／ｇ
、圧縮密度 ：３.４５ｇ／ｃｍ３、σｓ：５７．４ｅｍｕ／ｇ、ＳＦＤ：０.９１２９で
あった。
【００３７】
（４）ボンド磁石の製造
上記（３）で得られたフェライト粉末９０部に、シラン系カップリング剤（東レダウコーニング製、Ｚ−６０９４Ｎ）０.６部を添加し、ミキサー（共立理工製、ＳＫ−１０型
）で撹拌して当該フェライト粉末の表面処理を行った。次に、当該フェライト粉末へ、粉末状の６−ナイロン（宇部興産株式会社製、Ｐ−１０１１Ｆ）８．６部と、滑剤（ヘンケル製、ＶＰＮ―２１２Ｐ）０．８部とを添加し、混合物を得た。
次いで、当該混合物を、混練機（東洋精機製作所製、１００Ｃ１００型）を用いて２３０℃で混練ペレット化した。そして当該混練ペレットを３.４ＫＯｅの磁界中で射出成形
し、実施例１に係る直径１５ｍｍ×高さ８ｍｍの円柱状異方性ボンド磁石を得た。ここで、当該混練、射出成形はスムーズに実施できた。
当該実施例１に係る磁石を、ＢＨトレーサーで測定したところ、ＳＱ（Ａｒｅａ）０．８９３、Ｈｋ／ｉＨｃ０．８０３を示した。当該結果を一覧表である表１に記載した。
【００３８】
（実施例２）
実施例１における（１）の微粉の製造時に、ＺｒＯ２添加量を２．０質量％とした以外は、実施例１と同様に操作して実施例２に係るフェライト粉末を得た。
実施例２に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
尚、表２において、Ｄ５、Ｄ１０、・・・Ｄ９０は、それぞれ、累積粒度分布が５％、１０％・・・９０％のときの粒径である。一方、０．３μｍ↓（０．３μｍアンダー）、１μｍ↓（１μｍアンダー）、・・・１４．６μｍ↑（１４．６μｍアッパー）は、それぞれ、粒径０．３μｍ以下の粒子の存在割合、粒径１μｍ以下の粒子の存在割合、・・・粒径１４．６μｍ以上の粒子の存在割合である。
【００３９】
（実施例３）
実施例１における（１）で得られた微粉（３０％）と、（２）で得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例３に係るフェライト粉末を得た。
実施例３に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４０】
（実施例４）
実施例１における（１）の微粉製造時に加える繊維金属酸化物種をＴｉＯ２とし、添加量を２．０質量％とした以外は、実施例１と同様に操作して実施例４に係るフェライト粉末を得た。
実施例４に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載した。
【００４１】
（実施例５）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を酸化鉄５.８：炭酸ストロンチウム１
とした以外は、実施例１と同様に操作して実施例５に係るフェライト粉末を得た。
実施例５に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載した。
【００４２】
（実施例６）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２、添加量を０．０５質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし、電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例６に係るフェライト粉末を得た。
実施例６に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４３】
（実施例７）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２、添加量を０．５質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし、電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例７に係るフェライト粉末を得た。
実施例７に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４４】
（実施例８）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２＋ＺｎＯ、添加量を０．１質量％＋０．１質量％＝０．２質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし、電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例８に係るフェライト粉末を得た。
実施例８に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４５】
（実施例９）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２＋ＺｎＯ、添加量を１．０質量％＋１．０質量％＝２．０質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし、電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例９に係るフェライト粉末を得た。
実施例９に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４６】
（実施例１０）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２＋ＺｒＯ２、添加量を１．０質量％＋１．０質量％＝２．０質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし，電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例１０に係るフェライト粉末を得た。
実施例１０に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４７】
（比較例１）
実施例１における（１）の微粉の製造時に、ＺｒＯ２を添加しなかった以外は、実施例
１と同様に操作して比較例１に係るフェライト粉末およびボンド磁石を得た。
比較例１に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載し、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
次に、上記で得られたフェライト粉末を用い、実施例１と同様にして比較例１に係る円柱状異方性ボンド磁石を得た。
そして、当該比較例１に係る磁石を、ＢＨトレーサーで測定したところ、ＳＱ（Ａｒｅａ）０．８７８、Ｈｋ／ｉＨｃ０．７７２を示した。当該結果を一覧表である表１に記載した。
【００４８】
（比較例２）
実施例１における（１）の微粉の製造時に、ＺｒＯ２を添加せず、微粉（３０％）と、（２）で得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して比較例２に係るフェライト粉末を得た。
比較例２に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４９】
（比較例３）
実施例１における（３）混合粉（フェライト粉末）の製造に、（１）で得られた微粉（８０％）と、（２）で得られた粗粉（２０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して比較例２に係るフェライト粉末を得た。
比較例３に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載した。
【００５０】
（比較例４）
実施例１における（１）の微粉の製造時に、ＺｒＯ２添加量を１０質量％とした以外は、実施例１と同様に操作して比較例４に係るフェライト粉末を得た。
比較例４に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載した。
【００５１】
（比較例５）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、ＺｒＯ２を添加せずに得られた、微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし，電気炉中１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して比較例５に係るフェライト粉末を得た。
比較例５に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００５２】
【表１】
【表２】
【００５３】
（まとめ）
表１、２の結果から、平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にあり
、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒子径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あるか、または、平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉と、平均粒子径１.００μｍ以上、５．００μｍ未満
のマグネトプランバイト型フェライトの粗粉とを含み、 前記マグネトプランバイト型フェライトの微粉の配合量が、１５質量％以上、４０質量％以下である、実施例１〜１０に係るフェライト粉末は、移金属酸化物を含有させる構成を有しない比較例１、２、５に係るフェライト粉末と、ほぼ同様の粉末物性を有していた。
ところが、実施例１〜１０に係るフェライト粉末と、比較例１〜５に係るフェライト粉末との磁気特性を比較してみると、σｓ、ＳＦＤとも実施例１〜１０に係るフェライト粉末の方が優れていることが判明した。
さらに、実施例１に係るボンド磁石と、比較例１に係るボンド磁石との磁気特性を比較してみると、ＳＱ、Ｈｋ／ｉＨｃとも実施例１に係るボンド磁石の方が優れており、高配向・高磁力品であることが判明した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンド磁石用フェライト粉末およびその製造方法、並びに、これを用いたボンド磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
高磁力が要求される、ＡＶ、ＯＡ機器、自動車電装部品等に使用される小型モーターや、複写機のマグネットロール等に用いられる磁石には、フェライト系焼結磁石が使用されている。だが、当該フェライト系焼結磁石は、欠け割れが発生したり、研磨が必要なため生産性に劣ることに加え、複雑な形状への加工が困難であるという固有の問題がある。最近では、希土類磁石を用いたボンド磁石がこの分野で一部使用されている。しかし、希土類磁石は、フェライト系焼結磁石の２０倍のコスト高であり、また錆びやすいという問題がある。そこで、フェライト系焼結磁石をフェライト系ボンド磁石で代替したいという要請がある。
【０００３】
しかし、ボンド磁石と焼結磁石とでは、フェライトの含有率が大きく異なる。例えば、フェライト系焼結磁石はフェライトのみ含有しているのに対し、フェライト系ボンド磁石では、樹脂やゴム等のバインダーが含まれるため当然フェライトの含有率はこれより低くなり、磁力は下がる。したがって、フェライト系ボンド磁石の磁力を高くするには、フェライト粉末の含有率を増やすことが必須の課題となる。しかし、フェライト系ボンド磁石においてフェライト粉末の含有率を増やすと、今度は、フェライト粉末とバインダーとの混練時に、当該混練物が高粘度となり、負荷が増大して生産性が低下し、極端な場合には混練不可になる。そして、たとえ混練が出来たとしても、今度は、成形時においても混練物の流動性が悪いので、やはり生産性が低下し、極端な場合には成形不可になる。
【０００４】
このフェライト系ボンド磁石特有の課題を解決するために、バインダーの選定やフェライト粉末の表面処理等の面での改良が行われている。例えば、特許文献１には、平均粒子径が０.５〜１.５μｍの範囲にあるフェライト微粉と、平均粒子径が３０〜２５０μｍの範囲にあるフェライト粗粉とを、配合する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−３４６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者らの検討によると、例えば、特許文献１に記載された方法により、圧縮密度が高く、高充填性のフェライト粉末は得られるものの、配向度の観点から重要なＳＦＤが増大するという課題が見出されたものであった。
本発明は、このような状況の下でなされたものであり、流動性や圧縮密度を得るため粒度分布幅を広くしながらも、配向度を保つことが出来、高磁力を有するボンド磁石を作製できるボンド磁石用フェライト粉末を提供することを課題とする。
尚、本発明においてＳＦＤとは、ヒステリシスカーブを微分して得られるｉＨｃの分布曲線の半価幅をｉＨｃで割った値のことをいう。当該ＳＦＤの値が小さいほど、ｉＨｃ分布幅が小さくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、大きな粒子径分布を有するＭ型フェライトと、小さな粒子径分布を有するＭ型フェライトとを混合すると、ｉＨｃの
分布幅が広がる為、ＳＦＤの値も増加し配向度が低下するというトレードオフ関係にあることに想到した。ｉＨｃについては結晶異方性と形状異方性、単磁区構造等によって説明されており、平均粒子径が小さくなると単軸構造に近づくためｉＨｃが大きくなる。
ここで本発明者らは、小さな粒子径分布を有するＭ型フェライト粉末中に適宜量の遷移金属酸化物を含有させ、当該小さな粒子径分布を有するＭ型フェライト粉末のｉＨｃを、大きな粒子径分布を有するＭ型フェライトのｉＨｃに近づける構成に想到した。そして、当該ｉＨｃの近い、大、小の粒子径分布を有する マグネトプランバイト型フェライト粉
末を混合することにより、混練物の流動性を保ちながら配向度を上げられるとの画期的な知見に想到し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、上述の課題を解決するための第１の発明は、
平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、
Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、
レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒子径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末である。
【０００９】
第２の発明は、
平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉と、平均粒子径１.００μｍ以上、５．０
０μｍ未満のマグネトプランバイト型フェライトの粗粉とを含み、
前記マグネトプランバイト型フェライトの微粉の配合量が、１５質量％以上、４０質量％以下であることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末である。
【００１０】
第３の発明は、
前記遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉が、Ｚｒ酸化物および／またはＴｉ酸化物を、０.０１質量％以上、３質量％以下、含有することを
特徴とする第２の発明に記載のボンド磁石用フェライト粉末である。
【００１１】
第４の発明は、
前記遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉が、Ｔｉ酸化物およびＺｎ酸化物を、０.０１質量％以上、３質量％以下、含有することを特徴とす
る第２の発明に記載のボンド磁石用フェライト粉末である。
【００１２】
第５の発明は、
遷移金属酸化物を含有したマグネトプランバイト型フェライトを準備し、これを平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲に入る微粉とする工程と、
マグネトプランバイト型フェライトを準備し、これを粉平均粒子径が１.００μ以上、
５．００μｍ未満の範囲に入る粗粉とする工程と、
当該微粉と当該粗粉とを混合し、微粉の配合量が１５質量％以上、４０質量％以下、残部が粗粉である混合比率を有するフェライト粉末を製造する工程と、を有することを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末の製造方法である。
【００１３】
第６の発明は、
第１から第４の発明のいずれかに記載のボンド磁石用フェライト粉末を、磁性粉として用いたことを特徴とするボンド磁石である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粒度分布幅が広く、圧縮密度が高いにもかかわらずＳＦＤが小さく、飽和磁化σｓが高い、ボンド磁石製造用のフェライト粉末を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のボンド磁石用フェライト粉末について詳細に説明する。尚、本明細書において、「％」は、特記しない限り質量百分率を表すものとする。
【００１６】
本発明者らの検討によると、フェライト系ボンド磁石において高磁力化を達成するには、（１）フェライト粉末のボンド磁石中へ高充填すること、（２）フェライト粉末の配向度を上げること、が必須の要件である。
以下、当該（１）、（２）の要件を満足するための実施形態および製造方法について説明する。
【００１７】
〈１．フェライト粉末の、ボンド磁石中への高充填〉
高充填のフェライト粉末を得るには、当該フェライト粉末の粒度分布幅を広くすることが効果的である。
本発明者らは、マグネトプランバイト型フェライト粉末について、充填性と配向度の高い製造条件を知るべく広汎な試験研究を行った。
そして、当該試験研究の結果、平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範
囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末が、高充填性をもたらすことを見出した。
【００１８】
尚、本発明においてマグネトプランバイト型フェライト（「Ｍ型フェライト」と、よばれる場合もある。）とは、一般式「ＡＦｅ１２Ｏ１９」で表記されるフェライトである。但し、Ａ元素は、例えば、Ｓｒ、Ｂａ、ＣａおよびＰｂの１種以上である。またＦｅの一部を、Ａｌのような３価の元素、または、ＴｉとＣｏのような４価と２価の元素で置換したものも含む。
【００１９】
併せて本発明者等は、平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあるマグネトプランバイト型フェライトの微粉と、平均粒子径が１.００μｍ以上、５．００μ
ｍ未満の範囲、好ましくは１.３μｍ以上２.２μｍ未満の範囲にあるＭ型フェライトの粗粉とを混合し、かつ、その混合の際、平均粒子径が０.３０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあるマグネトプランバイト型フェライトの微粉の配合量を１５〜４０％とした場合に、得られた粉末が高充填性をもたらすことを見出した。
【００２０】
〈２．フェライト粉末の配向度の向上〉
本発明者らの検討によれば、高配向性のフェライト粉末を得るには、当該フェライト粉末のＳＦＤを小さくすることが効果的であり、モーターの磁気波形が改善されることなどが期待される。ところが〈１〉で説明したように、フェライト粉末の充填性を上げるには、粒度分布幅を広げ圧縮密度を高くすることが効果的であるためＳＦＤも増加してしまう。このトレードオフ関係を克服し、高配向と高充填とを両立するために、本発明者らは、上述の微粉部分と粗粉部分とのｉＨｃを近づける構成に想到した。
【００２１】
本発明者らは、当該構成を実現すべく、フェライトについて広汎な試験研究を行った。
その結果、マグネトプランバイト型フェライトの微粉部分へ０.０１〜３．００％、好
ましくは０.５〜２.５％の遷移金属酸化物を添加することで当該微粉部分のｉＨｃが低くなり、微粉部分と粗粉部分とのｉＨｃの差が縮まり、マグネトプランバイト型フェライト
全体としてのＳＦＤが小さな磁性粉を得られることを見出した。尚、当該遷移金属酸化物の添加量は、０.０１％以上あればｉＨｃの低下効果が発揮され、３.００％以下であればｉＨｃの過剰低下を回避出来る。
【００２２】
さらに、本発明者らの検討によれば、当該遷移金属酸化物種としては、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ又はＮｉ、およびこれらを任意に組み合わせたものの酸化物が、ｉＨｃの制御の面から好ましい。中でも、Ｚｒ、Ｔｉの一方又は双方の元素を含む酸化物や、ＴｉとＺｎとの双方の元素を含む酸化物は、σｓを向上させる観点からも好ましい。
【００２３】
〈３．フェライト粉末製造方法〉
本発明に係るマグネトプランバイト型フェライト粉末を製造するには、先ず、微粉原料と粗粉原料とを準備する。
微粉原料として、例えば、遷移金属酸化物を含有したフェライトを、粉砕するか、または、粉砕後に分級して平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲である微粉を得る。このフェライトの粉砕時に、平均粒子径を０.２０μｍ以上とすることで、当該
粉砕時間の長時間化を回避出来、ボンド磁石製造時の磁気特性低下も回避出来る。
他方、平均粒子径を１.００μｍ未満とすることで、粒子径１.００μｍ超の粒子の割合を低減する。粒子径１.００μｍ超の粒子の割合を低減することで、後述する粗粉との混
合時に、混合粉の圧縮密度を上げることが出来、ボンド磁石への高充填を実現できる。
【００２４】
一方、粗粉原料として、例えば、平均粒子径が３.０μｍ以上、４.０μｍ未満の範囲にあるフェライトを準備し、これを粉砕するか、または、粉砕後に分級して平均粒子径が１.００μ以上、５０μｍ未満の範囲に入る粗粉を得る。この粉砕時に、粒子径１.００μｍ未満の粒子の割合を低減することで、上述した微粉との混合粉において、混合粉の圧縮密度を上げることが出来、ボンド磁石への高充填を実現できる。
他方、粒子径５．００μｍ超の粒子の割合を低減することで、ボンド磁石製造時の配向度と保磁力を高く保つことが出来る。
【００２５】
このようにして準備した平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にある微粉と、平均粒子径が１.００μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にある粗粉とを混合し
て、微粉の配合量が１５〜４０％、残部が粗粉である混合比率を有するフェライト粉末を製造する。
微粉の配合量が１５％以上あれば、混合粉の圧縮密度を高め高充填を実現出来る上、ボンド磁石に成形後の保磁力も高くなる。他方微粉の配合量が４０％以下であれば、ボンド磁石製造の際において、バインダーとの混練および成形時の粘度が高くなりすぎてボンド磁石化が困難になる事態を回避でき、さらに、成形後において磁粉の配向度が低くなって残留磁束密度Ｂｒが下がる事態を回避できると考えられる。
【００２６】
上述の混合比をもって微粉と粗粉とを混合後に、当該混合粉へアニール処理を施すか、または、予め、微粉と粗粉とを別々にアニール処理してから混合し、本発明に係るボンド磁石用フェライト粉末を得る。当該アニール処理によって、微粉・粗粉製造時における粉砕の際に、粒子中の結晶に発生した歪みを除去することができる。当該アニール温度は８００〜１１００℃が好ましい。８００℃以上あればアニールの効果が十分に達成され、保磁力と飽和磁化を上げることが出来る。また１１００℃以下とすることで焼結の過剰進行を回避し、圧縮密度と配向性との低下を回避出来る。
【００２７】
〈４．本発明に係るフェライト粉末の特徴〉
以上詳細に説明したように、本発明に係るフェライト粉末は、ボンド磁石中へ高充填することが可能であるばかりでなく、フェライト粉末の配向度を上げることが出来る。従って、本発明に係るフェライト粉末を用いることで、ＡＶ、ＯＡ機器、自動車電装部品等に
使用される小型モーターや、複写機のマグネットロール等の分野において従来のものにはない高磁力のボンド磁石を提供することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
まず、本実施例において製造したフェライト粉の粉体特性の測定方法について説明する。
【００２９】
＜平均粒子径＞
フェライト粉の平均粒子径は、島津製作所製のＳＳ−１００型を用い、空気透過法に基づいて測定を行った。
【００３０】
＜比表面積＞
フェライト粉の比表面積（ＳＳＡ）は、ＢＥＴ法に基づいて、ユアサ アイオニクス株式会社製のモノソーブを用いて測定を行った。
【００３１】
＜圧縮密度＞
フェライト粉の圧縮密度は、内径２．５４ｃｍφの円筒形金型にフェライト粉１０ｇを充填した後、１ｔｏｎ／ｃｍ３の圧力で圧縮した。このときのフェライト粉の密度を圧縮密度として測定した。
【００３２】
＜磁気特性＞
フェライト粉の磁気特性は、ＶＳＭ（東英工業株式会社製、ＶＳＭ−Ｐ７）を用いてσｓ（ｅｍｕ／ｇ）、ＳＦＤの測定を行った。
【００３３】
＜粒度分布＞
フェライト粉の粒度分布は、乾式レーザー回折式粒度分布測定装置（株式会社日本レーザー製、ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）を用い、ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ＝２０ｍｍ、分散圧 ５．０ｂａｒ、吸引圧 １３０ｍｂａｒの条件にて測定を行った。
【００３４】
（実施例１）
（１）微粉の製造
酸化鉄と炭酸ストロンチウムとを、モル比で、酸化鉄５.６：炭酸ストロンチウム１に
なるように秤量し、当該秤量物に対して０．５質量％のＺｒＯ２を加えて混合した。次に、当該混合物を水で造粒し、乾燥後、電気炉中１０２０℃で４０分間焼成し焼成物を得た。当該焼成物をハンマーミル（商品名：サンプルミル）で粉砕し、さらに湿式粉砕機（商品名：ウエットミル）で湿式粉砕し、実施例１に係る微粉を得た。
得られた微粉は、ＺｒＯ２を０．５質量％含有、平均粒子径：０.６５μｍ、σｓ：５
７．３ｅｍｕ／ｇであった。
【００３５】
（２）粗粉の製造
酸化鉄と炭酸ストロンチウムを、モル比で酸化鉄５.６：炭酸ストロンチウム１になる
ように秤量し混合する。次に、当該混合物を水で造粒し、乾燥後、電気炉中１２００℃で２時間焼成し焼成物を得た。当該焼成物をサンプルミルで粉砕し、さらに湿式粉砕機（商品名：ウエットミル）で湿式粉砕し、実施例１に係る粗粉を得た。
得られた粗粉は、平均粒子径：２．１１μｍ、σｓ：５４．４ｅｍｕ／ｇであった。
【００３６】
（３）混合粉（フェライト粉末）の製造
上記（１）で得られた微粉（２０％）と、（２）で得られた粗粉（８０％）とを秤量し
、これを良く混合し、その混合粉を電気炉中９５０℃で１時間焼成（アニール）して、実施例１に係るフェライト粉末を得た。
得られたフェライト粉末は、平均粒子径：１.２２μｍ、比表面積 ：２.４８ｍ２／ｇ
、圧縮密度 ：３.４５ｇ／ｃｍ３、σｓ：５７．４ｅｍｕ／ｇ、ＳＦＤ：０.９１２９で
あった。
【００３７】
（４）ボンド磁石の製造
上記（３）で得られたフェライト粉末９０部に、シラン系カップリング剤（東レダウコーニング製、Ｚ−６０９４Ｎ）０.６部を添加し、ミキサー（共立理工製、ＳＫ−１０型
）で撹拌して当該フェライト粉末の表面処理を行った。次に、当該フェライト粉末へ、粉末状の６−ナイロン（宇部興産株式会社製、Ｐ−１０１１Ｆ）８．６部と、滑剤（ヘンケル製、ＶＰＮ―２１２Ｐ）０．８部とを添加し、混合物を得た。
次いで、当該混合物を、混練機（東洋精機製作所製、１００Ｃ１００型）を用いて２３０℃で混練ペレット化した。そして当該混練ペレットを３.４ＫＯｅの磁界中で射出成形
し、実施例１に係る直径１５ｍｍ×高さ８ｍｍの円柱状異方性ボンド磁石を得た。ここで、当該混練、射出成形はスムーズに実施できた。
当該実施例１に係る磁石を、ＢＨトレーサーで測定したところ、ＳＱ（Ａｒｅａ）０．８９３、Ｈｋ／ｉＨｃ０．８０３を示した。当該結果を一覧表である表１に記載した。
【００３８】
（実施例２）
実施例１における（１）の微粉の製造時に、ＺｒＯ２添加量を２．０質量％とした以外は、実施例１と同様に操作して実施例２に係るフェライト粉末を得た。
実施例２に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
尚、表２において、Ｄ５、Ｄ１０、・・・Ｄ９０は、それぞれ、累積粒度分布が５％、１０％・・・９０％のときの粒径である。一方、０．３μｍ↓（０．３μｍアンダー）、１μｍ↓（１μｍアンダー）、・・・１４．６μｍ↑（１４．６μｍアッパー）は、それぞれ、粒径０．３μｍ以下の粒子の存在割合、粒径１μｍ以下の粒子の存在割合、・・・粒径１４．６μｍ以上の粒子の存在割合である。
【００３９】
（実施例３）
実施例１における（１）で得られた微粉（３０％）と、（２）で得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例３に係るフェライト粉末を得た。
実施例３に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４０】
（実施例４）
実施例１における（１）の微粉製造時に加える繊維金属酸化物種をＴｉＯ２とし、添加量を２．０質量％とした以外は、実施例１と同様に操作して実施例４に係るフェライト粉末を得た。
実施例４に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載した。
【００４１】
（実施例５）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を酸化鉄５.８：炭酸ストロンチウム１
とした以外は、実施例１と同様に操作して実施例５に係るフェライト粉末を得た。
実施例５に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載した。
【００４２】
（実施例６）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２、添加量を０．０５質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし、電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例６に係るフェライト粉末を得た。
実施例６に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４３】
（実施例７）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２、添加量を０．５質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし、電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例７に係るフェライト粉末を得た。
実施例７に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４４】
（実施例８）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２＋ＺｎＯ、添加量を０．１質量％＋０．１質量％＝０．２質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし、電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例８に係るフェライト粉末を得た。
実施例８に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４５】
（実施例９）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２＋ＺｎＯ、添加量を１．０質量％＋１．０質量％＝２．０質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし、電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例９に係るフェライト粉末を得た。
実施例９に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４６】
（実施例１０）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、加える遷移金属酸化物種をＴｉＯ２＋ＺｒＯ２、添加量を１．０質量％＋１．０質量％＝２．０質量％として得られた微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし，電気炉中で１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して実施例１０に係るフェライト粉末を得た。
実施例１０に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４７】
（比較例１）
実施例１における（１）の微粉の製造時に、ＺｒＯ２を添加しなかった以外は、実施例
１と同様に操作して比較例１に係るフェライト粉末およびボンド磁石を得た。
比較例１に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載し、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
次に、上記で得られたフェライト粉末を用い、実施例１と同様にして比較例１に係る円柱状異方性ボンド磁石を得た。
そして、当該比較例１に係る磁石を、ＢＨトレーサーで測定したところ、ＳＱ（Ａｒｅａ）０．８７８、Ｈｋ／ｉＨｃ０．７７２を示した。当該結果を一覧表である表１に記載した。
【００４８】
（比較例２）
実施例１における（１）の微粉の製造時に、ＺｒＯ２を添加せず、微粉（３０％）と、（２）で得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して比較例２に係るフェライト粉末を得た。
比較例２に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００４９】
（比較例３）
実施例１における（３）混合粉（フェライト粉末）の製造に、（１）で得られた微粉（８０％）と、（２）で得られた粗粉（２０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して比較例２に係るフェライト粉末を得た。
比較例３に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載した。
【００５０】
（比較例４）
実施例１における（１）の微粉の製造時に、ＺｒＯ２添加量を１０質量％とした以外は、実施例１と同様に操作して比較例４に係るフェライト粉末を得た。
比較例４に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に記載した。
【００５１】
（比較例５）
実施例１における（１）の微粉製造時のモル比を、酸化鉄５．５：炭酸ストロンチウム１とし、ＺｒＯ２を添加せずに得られた、微粉（３０％）と、（２）の粗粉製造時のモル比を、酸化鉄５．９：炭酸ストロンチウム１とし，電気炉中１２３０℃焼成して得られた粗粉（７０％）とを秤量し、これを良く混合した以外は、実施例１と同様に操作して比較例５に係るフェライト粉末を得た。
比較例５に係るフェライト粉末の平均粒子径、比表面積、圧縮密度、σｓ、ＳＦＤの測定値を表１に、当該フェライト粉末の粒度分布を表２に記載した。
【００５２】
【表１】
【表２】
【００５３】
（まとめ）
表１、２の結果から、平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にあり
、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒子径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あるか、または、平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉と、平均粒子径１.００μｍ以上、５．００μｍ未満
のマグネトプランバイト型フェライトの粗粉とを含み、 前記マグネトプランバイト型フェライトの微粉の配合量が、１５質量％以上、４０質量％以下である、実施例１〜１０に係るフェライト粉末は、移金属酸化物を含有させる構成を有しない比較例１、２、５に係るフェライト粉末と、ほぼ同様の粉末物性を有していた。
ところが、実施例１〜１０に係るフェライト粉末と、比較例１〜５に係るフェライト粉末との磁気特性を比較してみると、σｓ、ＳＦＤとも実施例１〜１０に係るフェライト粉末の方が優れていることが判明した。
さらに、実施例１に係るボンド磁石と、比較例１に係るボンド磁石との磁気特性を比較してみると、ＳＱ、Ｈｋ／ｉＨｃとも実施例１に係るボンド磁石の方が優れており、高配向・高磁力品であることが判明した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、
Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、
レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒子径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末。
【請求項２】
平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉と、平均粒子径が１.００μｍ以上、５.００μｍ未満の範囲にあるマグネトプランバイト型フェライトの粗粉とを含み、
前記マグネトプランバイト型フェライトの微粉の配合量が、１５質量％以上、４０質量％以下であることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末。
【請求項３】
前記遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉が、Ｚｒ酸化物および／またはＴｉ酸化物を、０.０１質量％以上、３質量％以下、含有することを
特徴とする請求項２に記載のボンド磁石用フェライト粉末。
【請求項４】
前記遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉が、Ｔｉ酸化物およびＺｎ酸化物を、０.０１質量％以上、３質量％以下、含有することを特徴とす
る請求項２に記載のボンド磁石用フェライト粉末。
【請求項５】
遷移金属酸化物を含有したマグネトプランバイト型フェライトを準備し、これを平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲に入る微粉とする工程と、
マグネトプランバイト型フェライトを準備し、これを粉平均粒子径が１.００μ以上、
５．００μｍ未満の範囲に入る粗粉とする工程と、
当該微粉と当該粗粉とを混合し、微粉の配合量が１５質量％以上、４０質量％以下、残部が粗粉である混合比率を有するフェライト粉末を製造する工程と、を有することを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末の製造方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載のボンド磁石用フェライト粉末を、磁性粉として用いたことを特徴とするボンド磁石。
【請求項１】
平均粒子径が０.２０μｍ以上、５．００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、
Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライト粉であって、
レーザー回折式粒度分布測定装置によって求めた当該マグネトプランバイト型フェライト粉の粒度分布において、粒子径１μｍ以下の粒子の割合が２０質量％以上あることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末。
【請求項２】
平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲にあり、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＮｉからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉と、平均粒子径が１.００μｍ以上、５.００μｍ未満の範囲にあるマグネトプランバイト型フェライトの粗粉とを含み、
前記マグネトプランバイト型フェライトの微粉の配合量が、１５質量％以上、４０質量％以下であることを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末。
【請求項３】
前記遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉が、Ｚｒ酸化物および／またはＴｉ酸化物を、０.０１質量％以上、３質量％以下、含有することを
特徴とする請求項２に記載のボンド磁石用フェライト粉末。
【請求項４】
前記遷移金属の酸化物を含有するマグネトプランバイト型フェライトの微粉が、Ｔｉ酸化物およびＺｎ酸化物を、０.０１質量％以上、３質量％以下、含有することを特徴とす
る請求項２に記載のボンド磁石用フェライト粉末。
【請求項５】
遷移金属酸化物を含有したマグネトプランバイト型フェライトを準備し、これを平均粒子径が０.２０μｍ以上、１.００μｍ未満の範囲に入る微粉とする工程と、
マグネトプランバイト型フェライトを準備し、これを粉平均粒子径が１.００μ以上、
５．００μｍ未満の範囲に入る粗粉とする工程と、
当該微粉と当該粗粉とを混合し、微粉の配合量が１５質量％以上、４０質量％以下、残部が粗粉である混合比率を有するフェライト粉末を製造する工程と、を有することを特徴とするボンド磁石用フェライト粉末の製造方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載のボンド磁石用フェライト粉末を、磁性粉として用いたことを特徴とするボンド磁石。
【公開番号】特開２００９−９９９６９（Ｐ２００９−９９９６９Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４６８３４（Ｐ２００８−２４６８３４）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（５０６３３４１８２）ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社 (336)
【出願人】（５９５１５６３３３）ＤＯＷＡエフテック株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（５０６３３４１８２）ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社 (336)
【出願人】（５９５１５６３３３）ＤＯＷＡエフテック株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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