(57)【要約】【課題】低酸素金属微粉末を用いた場合でも、低酸素、高密度の金属焼結体を製造する方法を提供すること。【解決手段】低酸素金属微粉末を投入する前の混練機内の雰囲気ガスにおける酸素濃度が２００ｐｐｍ以下を保持するように雰囲気ガスを調整する工程と、前記混練機内部に投入された樹脂を溶融する工程と、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下である雰囲気ガスの存在下で、溶融された前記樹脂に、低酸素金属微粉末を投入して混練する工程と、を有する方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混練機の内部の雰囲気ガスにおける酸素濃度が２００ｐｐｍ以下を保持するように雰囲気ガスを調整する工程と、
前記混練機内部に樹脂を投入する工程と、
前記混練機内部に投入した樹脂を溶融する工程と、
前記混練機内部に低酸素金属微粉末を投入して混練する工程とを備え、
前記低酸素金属微粉末を投入して混練する工程は、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下である雰囲気ガスの存在下で行う金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法。
【請求項２】
前記混練機内部に前記樹脂を予め投入し、前記混練機内部の酸素濃度を調整する請求項１に記載の金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂を溶融する前に、前記混練機内部の雰囲気ガスにおける酸素濃度を２００ｐｐｍ以下にする請求項１または２に記載の金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂を溶融後に、前記混練機内部の雰囲気ガスにおける酸素濃度を２００ｐｐｍ以下にする請求項１から３のいずれか１項に記載の金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法により得られる組成物で成形された予備成形体。
【請求項６】
請求項５に記載の予備成形体を焼結する工程を有する金属焼結体の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の金属焼結体の製造方法により得られる酸素量２０００ｐｐｍ以下、焼結密度９９．０％以上である希土類焼結磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法、予備成形体、金属焼結体の製造方法および希土類焼結磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より圧粉工法により金属粉末を圧縮成形し、成形体を焼結して金属焼結体を得る方法のほかに、小型化、複雑形状化に対応させるために金属粉末と樹脂とを混練し、この混練物を射出成形し、得られた成形体を脱脂、焼結して金属焼結体を得る方法が知られている。これをＭＩＭ（Metal Injection Molding）工法と呼んでいる。
【０００３】
ＭＩＭ工法の例として下記の特許文献１では、希土類焼結磁石の製造方法が開示してある。その方法では、希土類（Ｒ）、鉄（Ｆｅ）およびホウ素（Ｂ）を主成分とする鋳造インゴットを粉砕し、この金属粉末に樹脂を３〜１０重量％の範囲で添加後に混練し、この混練物を射出成形して得られる成形体を脱脂して焼結している。
【０００４】
また、特許文献２では、磁気異方性焼結磁石の製造方法について記載されている。その方法では、主成分が２０〜４５重量％のＲ（Ｒは希土類元素の少なくとも１種）と、０．１〜３．０重量％のＢと、５２〜７９．９重量％のＦｅまたはＦｅ＋Ｃｏ（ただし、ＣｏはＦｅの１／２以下）からなり、その平均粒径が１〜２０μｍである金属粉末を用いる。その金属粉末１００部に、樹脂としてワックス、レジンおよび滑材の混合物を６〜１４部の範囲で添加後に混練して、この混練物を射出成形している。
【０００５】
ところで、希土類焼結磁石の高特性化のために、金属粉末として低酸素金属微粉末を使うことが検討されている。これまで使用されてきた従来の金属粉末の酸素量は３０００ｐｐｍ以上であったが、低酸素金属微粉末の酸素量は２０００ｐｐｍ以下である。最近ではより酸素量の少ない低酸素金属微粉末が使用されるようになっている。
【０００６】
従来の金属粉末と樹脂を混練する混練工程において、従来の金属粉末であれば混練工程の雰囲気ガスの酸素濃度を１０００ｐｐｍ程度にすれば混練、成形、脱脂、焼結して得られる磁石の特性は圧粉工法で得られるものと差が無い程度に十分である。しかし、金属粉末に低酸素金属微粉末を使用した場合は、混練工程の雰囲気ガスの酸素濃度が１０００ｐｐｍ程度では、混練、成形、脱脂、焼結して得られる磁石の特性を圧粉工法で得られるものと差がない程度に良好なものにするには不十分である。このように、低酸素金属微粉末は非常に酸化されやすく、酸化によって磁石の製品特性が低下するという問題があることが本発明者等により確認されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２５２９１９号公報
【特許文献２】特開平１−１５０３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、低酸素金属微粉末と樹脂を混練して用いる場合でも、高特性の希土類焼結磁石などの金属焼結体を製造する方法を提供することである。また、本発明の目的は、このような金属焼結体を製造するための予備成形体と、その予備成形体を構成する金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明者らは、鋭意検討した結果、下記の新たな知見を得た。すなわち、本発明者等は、混練機内部に樹脂を投入後、低酸素雰囲気として酸素濃度を確認し、それから樹脂のみを溶融し、改めて混練機内部の酸素濃度を確認した場合に、樹脂溶融後の雰囲気ガスの酸素濃度が樹脂溶融前の雰囲気ガスの酸素濃度より上昇することを見出した。これは樹脂に混入している空気（酸素）が樹脂の溶融によって脱泡されることにより混練機内部に放出され、拡散されることによって雰囲気ガスの酸素濃度が上昇したためと考えられる。実際に、プラネタリーミキサーなどの密閉バッチ式混練機を使用し、樹脂を混練機へ投入し、混練機内部の雰囲気を酸素濃度１００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気にした後、樹脂を加熱溶融すると、混練機内部の酸素濃度は４００ｐｐｍに上昇した。
【００１０】
上記の知見をもとに本発明者らが鋭意研究した結果、以下に示す本発明の方法で金属粉末含有樹脂成形体用組成物を製造し、その組成物を用いて成形した予備成形体を焼結することで、焼結密度が向上し、該焼結体が希土類焼結磁石である場合には、Ｂｒ（残留磁束密度）およびＨｃ（保磁力）が向上することを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明に係る金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法は、
低酸素金属微粉末を投入する前の雰囲気ガスにおける酸素濃度が２００ｐｐｍ以下を保持するように混練機内部の雰囲気ガスを調整する工程と、
前記混練機内部に投入された樹脂を溶融する工程と、
前記混練機内部の酸素濃度が２００ｐｐｍ以下である雰囲気ガスの存在下で、溶融された前記樹脂に、低酸素金属微粉末を投入して混練する工程と、を有する。
【００１２】
本発明の方法では、溶融された樹脂の周囲に存在する雰囲気ガス、すなわち低酸素金属微粉末を投入する前の雰囲気ガスにおける酸素濃度が２００ｐｐｍ以下を保持するように混練機内部の雰囲気ガスを調整する。そのため、溶融前の樹脂に含まれる空気（酸素）が樹脂の溶融により雰囲気ガスに拡散したとしても、混練機内部の雰囲気ガスは、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下を保持するように雰囲気ガスが調整されている。そして、その後に、溶融された樹脂に低酸素金属微粉末を投入して樹脂と共に混練される。こうすることにより低酸素金属微粉末は酸素にほとんど触れることがない。
【００１３】
混練後には、低酸素金属微粉末は樹脂で被覆された状態となり、その後の工程において、脱脂工程に投入するまでは、低酸素でない雰囲気下に曝すことができる。混練処理は、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の雰囲気下で行われることが好ましい。その場合には、混練に際しても低酸素金属微粉末が酸化されるおそれが少ない。
【００１４】
好ましくは、混練機の内部に前記樹脂を予め投入し、混練機の内部の酸素濃度を調整する。このような構成によれば、混練機を低酸素室に設置するような大掛りな設備や、混練機全体を低酸素雰囲気で覆うような煩雑な設備を必要とせず、簡易な設備を用いて、低酸素金属微粉末を投入する前の雰囲気ガスを低酸素雰囲気に保持することができる。混練機の内部を所定の酸素濃度以下に保持するための方法としては、混練機内部を真空引きする方法や、混練機内部に不活性ガスを常時流す方法などが例示される。
【００１５】
なお、本発明において、低酸素金属微粉末は、酸素量２０００ｐｐｍ以下の微粉末として定義される。また、本発明に用いる低酸素金属微粉末は、酸素量１０００ｐｐｍ以下の微粉末が好ましい。
【００１６】
好ましくは前記低酸素金属微粉末を投入する前に、混練機内部の酸素濃度を２００ｐｐｍ以下にする。低酸素金属微粉末を投入前から雰囲気ガスの酸素濃度を制御しておけば、混練に際しても低酸素金属微粉末を投入後に、低酸素金属微粉末が雰囲気ガスの酸素に接触し、低酸素金属微粉末が酸化されるおそれが極めて少ない。
【００１７】
好ましくは前記樹脂を溶融する前に、混練機内部の酸素濃度を２００ｐｐｍ以下にする。樹脂を溶融する前から雰囲気ガスの酸素濃度を制御しておけば、樹脂の溶融後にも直ちに、雰囲気ガスの酸素濃度を所定値以下に制御し易い。
【００１８】
本発明に係る予備成形体は、上記に記載の金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法により得られる組成物を成形することで得られる。成形のための方法としては、特に限定されないが、射出成形、圧縮成形などが好ましい。
【００１９】
本発明に係る金属焼結体の製造方法は、前記予備成形体を焼結する工程を有する。本発明の希土類焼結磁石は、この金属焼結体の製造方法により得られる。その製造方法により得られる希土類焼結磁石は、酸素量２０００ｐｐｍ以下、焼結密度９９．０％以上で、且つ優れた磁気特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る方法で用いられる密閉バッチ式混練機の概略図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の一実施例に係る方法のフローチャート図、図２（Ｂ）は本発明の比較例に係る方法のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る希土類焼結磁石などの金属焼結体を製造する方法と、このような金属焼結体を製造するための予備成形体（一例として射出成形体）と、その予備成形体を構成する金属粉末含有樹脂成形体用組成物の製造方法とを、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
まず、本実施形態に係る組成物の原料となる低酸素金属微粉末と樹脂とを用意する。低酸素金属微粉末の種類に限定はないが、例えば、希土類焼結磁石を製造する場合には、Ｒ（希土類）−Ｔ−Ｂ系金属粉末を用いる。なお、Ｒ−Ｔ−Ｂ系金属粉末の主成分における希土類Ｒ（ＲはＹを含む概念を有しており、したがってＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの１種または２種以上から選択される。）の割合は、特に限定されないが、たとえば２０質量％〜４０質量％、Ｂは０．５質量％〜１．５質量％であり、残部Ｔは、ＦｅまたはＦｅおよびＣｏを含む遷移金属元素から選択される１種または２種以上の元素で構成される。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系金属粉末は他の元素の含有を許容する。たとえば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。また、金属粉末の粒径は特に限定はないが、好ましくは平均粒径が１μｍ〜２０μｍ、さらに好ましくは１μｍ〜１０μｍである。
【００２３】
樹脂は、熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、たとえばポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアセタール、ＥＶＡ樹脂、ＡＳ樹脂およびＡＢＳ樹脂などが用いられ、構造式中に酸素を含有しない樹脂が特に好ましい。また、ワックスや可塑剤などの添加剤を必要に応じて使用してもかまわない。
【００２４】
本実施形態では、樹脂は、図１に示す密閉バッチ式混練機１の混練容器１２内に投入される。密閉バッチ式混練機１について特に限定はなく、例えばプラネタリーミキサー、加圧ニーダーなどが例示される。
【００２５】
図１に示す密閉バッチ式混練機(以下、「混練機」という)１について説明する。混練機１は、混練容器１２を有し、混練容器１２の内部には、一対のブレード１１が配置してあり、ブレード１１が回転することで混練容器内部の材料を混練するようになっている。混練容器１２には、投入用ポット１３が装着してあり、投入用ポット１３の内部の低酸素金属微粉末を必要に応じて、混練容器１２の内部に投入可能になっている。
【００２６】
また混練容器１２には、ガス導入管１４、酸素濃度計１６および真空ポンプ１５が接続してある。ガス導入管１４からは、不活性ガスを、混練容器の内部に流すことが可能になっている。真空ポンプ１５は、混練容器１２の内部を真空引きし、混練容器内の雰囲気ガスを吸引可能になっている。
【００２７】
酸素濃度計１６は、混練容器１２の内部における雰囲気ガスの酸素濃度を計測可能になっており、そこで計測された酸素濃度信号は、図示しない制御装置に出力される。制御装置では、混練容器１２の内部の酸素濃度が、２００ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐｍ以下に低くなるように、ガス導入管１４から混練容器１２内への不活性ガスの流れ、および／または真空ポンプ１５による混練容器１２内の圧力を制御可能になっている。
【００２８】
本実施形態では、混練容器１２内に樹脂を投入した後、樹脂を加熱するとともにブレード１１を用いて混練容器１２内を撹拌することで樹脂を加熱溶融させる。加熱溶融の条件に特に限定はなく、樹脂の種類などにより決定される。
【００２９】
また、樹脂を加熱溶融する前に、混練容器１２の内部を、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気にすることが好ましい。混練容器１２の内部を低酸素雰囲気にするタイミングは、樹脂を混練容器１２内に投入する前でも後でもかまわない。樹脂を投入する前に混練容器１２内を低酸素雰囲気にする場合は、低酸素金属微粉末投入用のポット１３とは別に、樹脂投入用のポットを混練容器１２に装着しておくと良い。こうすることによって樹脂を投入する際に混練容器１２を開放する必要がなくなる。低酸素雰囲気にする方法に限定はないが、真空ポンプ１５による真空引きおよびガス導入管１４を用いた不活性ガスのフローを併用することが好ましい。また、不活性ガスの種類にも特に限定はないが、たとえば窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガスなどが例示され、好ましくは、窒素ガスまたはアルゴンガスである。
【００３０】
本実施形態では、樹脂をどのような形態で混練容器１２内部に投入するかについて特に限定はなく、例えば樹脂ペレットの形態で投入することができる。また、樹脂の量については特に制限はないが、低酸素金属微粉末を１００質量％とした場合に３質量％〜１５質量％であることが好ましい。
【００３１】
本実施形態では、樹脂を加熱溶融中、混練容器１２の内部の雰囲気を真空引きし、樹脂の脱泡処理を行う。脱泡処理する方法に特に限定はないが、真空ポンプ１５により真空引きして混練容器１２の内部を減圧する。さらに減圧された混練容器１２の内部をガス導入管１４による不活性ガスのフローを併用することが好ましい。加熱溶融後から混練容器１２内を低酸素雰囲気にする場合、加熱溶融前と同じ方法を用いて低酸素雰囲気にしてもよく、異なる方法を用いて低酸素雰囲気にしてもよい。
【００３２】
本実施形態では、加熱溶融後に混練容器１２内の酸素濃度を２００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下とする。混練容器１２内の酸素濃度は酸素濃度計１６で測定する。
【００３３】
次いで、低酸素金属微粉末を混練容器１２内部に投入する。低酸素金属微粉末は周囲の空気に含まれる酸素により酸化されやすいので、予め内部を低酸素雰囲気にした低酸素金属微粉末のための投入用ポット１３に充填しておくことが好ましい。こうすることによって低酸素金属微粉末を投入する際に混練容器１２を開放する必要がなくなり、混練容器１２を低酸素雰囲気としたまま低酸素金属微粉末を投入することができる。
【００３４】
低酸素金属微粉末のための投入用ポット１３内の酸素濃度は２００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下とする。低酸素金属微粉末を混練機１の混練容器１２内部に投入後、混練容器１２内部の加熱を継続するとともにブレード１１を用いて混練容器１２内を溶融した樹脂とともに撹拌することにより加熱および混練を行い、射出成形用組成物（金属粉末含有樹脂成形体用組成物）を得る。加熱温度および混練時間に限定はないが、たとえば１００℃〜２５０℃で５分〜１８０分、混練することが好ましい。
【００３５】
次に、上述した本実施形態の製造方法により得られた混練後の射出成形用組成物（金属粉末含有樹脂成形体用組成物）を図示しない射出成形機へ投入した。配向磁場中で射出成形し、脱脂（脱バインダ）工程および焼結工程を経ることによって、希土類焼結磁石を製造することができる。射出成形工程、脱脂工程および焼結工程の条件について特に限定はない。
【００３６】
射出成形工程は、成形金型に配向磁場を印加しながら射出成形用組成物（金属粉末含有樹脂成形体用組成物）を射出することにより行う。配向磁場を印加することにより成形体に磁気異方性を持たせることができる。射出成形工程における配向磁場の磁界強度や印加時間などには特に制限は無い。
【００３７】
脱脂工程は、射出成形により得られた成形体を、真空、不活性ガスフロー、不活性ガス減圧、あるいは水素フロー等の雰囲気下で加熱することにより行う。脱脂工程における加熱温度および加熱時間には特に制限は無い。脱脂工程における雰囲気ガスの酸素濃度は、好ましくは５ｐｐｍ以下である。
【００３８】
焼結工程は、脱脂工程により得られた成形体を真空、不活性ガスフロー、不活性ガス減圧等の雰囲気下で加熱することにより行う。焼結温度および焼結時間に特に制限は無く、低酸素金属微粉末の種類などに応じて決定される。その後必要に応じて時効処理を行う。
【００３９】
上記の方法により、酸素量が２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下の希土類焼結磁石を得ることができる。希土類焼結磁石の酸素量を２０００ｐｐｍ以下とすることにより、焼結密度が９９．０％以上の希土類焼結磁石を得ることができる。さらに、酸素量２０００ｐｐｍ以下で、焼結密度９９．０％以上の希土類焼結磁石は、非常に優れた特性を持つことが可能である。
【００４０】
本実施形態の方法では、混練機内部で溶融された樹脂の周囲に存在する雰囲気ガス、すなわち低酸素金属微粉末を投入する前の雰囲気ガスにおける酸素濃度が２００ｐｐｍ以下を保持するように雰囲気ガスを調整する。そのため、溶融前の樹脂に含まれる空気（酸素）が樹脂の溶融により雰囲気ガスに拡散したとしても、その雰囲気ガスは、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下を保持するように雰囲気ガスが調整される。そして、その後に、混練機内部に低酸素金属微粉末を投入して、溶融された樹脂と共に混練される。
【００４１】
混練処理は、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の雰囲気下で行われることから、低酸素金属微粉末が酸化されるおそれが少なく、しかも混練後には、低酸素金属微粉末は樹脂で被覆された状態となり、その後の工程において、脱脂工程に投入するまでは、低酸素でない雰囲気下に曝すことができる。たとえば大気（酸素含有雰囲気）中でも短時間の貯蔵や成形などであれば、低酸素金属微粉末を酸化させることなく取り扱うことができる。
【００４２】
本実施形態では、混練機１における混練容器１２の内部に樹脂を予め投入し、混練容器１２の内部の酸素濃度を調整する。そのため、本実施形態では、混練機を低酸素室に設置するような大掛りな設備や、混練機全体を低酸素雰囲気で覆うような煩雑な設備を必要とせず、簡易な設備を用いて、低酸素金属微粉末を投入する前の雰囲気ガスを低酸素雰囲気に保持することができる。
【００４３】
さらに本実施形態では、樹脂を溶融する前にも、混練機内部の酸素濃度を２００ｐｐｍ以下にしている。樹脂を溶融する前から雰囲気ガスの酸素濃度を制御しておけば、樹脂の溶融後にも直ちに、雰囲気ガスの酸素濃度を所定値以下に制御し易い。
【００４４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００４５】
たとえば、上述した実施形態では、焼結前の予備成形体は、配向磁場中での射出成形により成形したが、その他の方法、たとえば圧縮成形、押出成形などにより焼結前の予備成形体を成形しても良い。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００４７】
実施例１ 
本実施例に係る金属粉含有射出成形用組成物は下記の方法により製造した。まず、低酸素金属微粉末として、主成分がＲ（ＮｄおよびＤｙ）：３１質量％、Ｂ：１．０質量％、残部がＦｅであり、平均粒径５μｍ、酸素量９８０ｐｐｍの金属粉末を用意した。また、樹脂としてはポリスチレンを用意した。
【００４８】
また、密閉バッチ式混練機として、図１に示すようなプラネタリーミキサーから成る混練機１を使用した。
【００４９】
まず、ポリスチレンをプラネタリーミキサーの混練容器１２内に投入した。その後、プラネタリーミキサーの混練容器１２を密閉し、真空引きした後に不活性ガスとして窒素ガスをフローし、プラネタリーミキサーの混練容器１２内部を酸素濃度１００ｐｐｍにした。
【００５０】
次いで、混練容器１２内に投入してあるポリスチレンを加熱溶融した。次いで、再度真空引きした後に不活性ガスとして窒素ガスをフローし、加熱溶融したポリスチレンを１８０℃〜２００℃で１０分〜１５分、脱泡処理した。その後、プラネタリーミキサーの混練容器１２の内部を酸素濃度１００ｐｐｍにした。
【００５１】
次いで、投入用ポット１３に充填された前記低酸素金属微粉末を混練容器１２に投入し、投入後、２００℃に加熱して６０分混練し、金属粉末含有射出成形体用組成物を得た。なお、混練中、プラネタリーミキサー内部の酸素濃度を低酸素金属微粉末投入時の酸素濃度に維持した。
【００５２】
次いで、得られた金属粉末含有樹脂成形体用組成物を射出成形機へ投入して２００℃に加熱し、配向磁場中にて射出成形を行い、１０個の予備成形体を得た。予備成形体は５０×１０×３ｍｍの直方体形状に成形した。
【００５３】
その後、前記予備成形体を不活性ガス雰囲気、７００℃で１０時間加熱し脱脂した。脱脂後、脱脂体を真空中（５×１０−２Ｐａ）、１１００℃で４時間、焼結した。得られた焼結体に、Ａｒ雰囲気中にて５００℃で１時間、時効処理を施した。
【００５４】
＜測定方法および判定基準＞
酸素量の測定は酸素、窒素、水素分析装置（ＬＥＣＯ社製  ＴＣＨ６００）を用いて測定した。酸素の測定は試料から発生する酸素を炭素と反応させ二酸化炭素、一酸化炭素の状態で、二酸化炭素赤外線検出器および一酸化炭素赤外線検出器で測定する。酸素量の判定基準は１０個の焼結体の平均値で２０００ｐｐｍ以下のものを良好とし、１０００ｐｐｍ以下のものを特に良好とした。
【００５５】
また、焼結密度は理論密度に対する実測密度との比率を示したものである。実測密度はアルキメデス法により測定した。焼結密度の判定基準は１０個の焼結体の平均値で９９．０％以上のものを良好とした。
【００５６】
さらに、焼結体の磁気特性は東英工業株式会社製  振動試験型磁力計（ＶＳＭ）で測定した。Ｂｒ（残留磁束密度）の判定基準は１０個の焼結体の平均値で１３．５ｋＧ以上のものを良好とした。
【００５７】
Ｈｃ（保磁力）の判定基準は１０個の焼結体の平均値で１５．０ｋＯｅ以上のものを良好とした。
【００５８】
実施例１に係る焼結体の物性値は、１０個の焼結体の平均で酸素量が９５０ｐｐｍであり、焼結密度９９．２％、Ｂｒ１３．７ｋＧ、Ｈｃ１５．１ｋＯｅと、いずれも良好な値を示した。
【００５９】
実施例２
低酸素金属微粉末の酸素量を５００ｐｐｍとした以外は実施例１と同様の方法で焼結体を得た。得られた焼結体の物性値は、１０個の焼結体の平均で酸素量が５６０ｐｐｍであり、焼結密度９９．３％、Ｂｒ１３．７ｋＧ、Ｈｃ１５．２ｋＯｅといずれも良好な値を示した。
【００６０】
実施例３〜６
表１に記載したように、混練温度、混練時間を変更し、その他の条件は実施例１と同様にして、実施例１と同様の方法で焼結体を得た。結果を表１に示す。全ての実施例で酸素量、焼結密度、Ｂｒ、Ｈｃのいずれも良好な値を示した。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
比較例１
低酸素金属微粉末および樹脂は実施例１と同様のものを用いた。ポリスチレンをプラネタリーミキサーの混練容器１２に投入後、プラネタリーミキサーの混練容器１２内部を酸素濃度１０００ｐｐｍとし、その後低酸素金属微粉末をプラネタリーミキサーの混練容器１２に投入して、２００℃に加熱し樹脂を溶融して混合した。６０分混練して金属粉末含有樹脂成形体用組成物を得た。樹脂の溶融および混練中、プラネタリーミキサー内部の酸素濃度は１０００ｐｐｍを維持した。
【００６３】
得られた金属粉末含有樹脂成形体用組成物を用いて実施例１と同様の方法で射出成形を行い、予備成形体を得た。実施例１と同様の方法で予備成形体を脱脂および焼結して、焼結体を得た。
【００６４】
得られた焼結体は、１０個の焼結体の平均で酸素量が６７００ｐｐｍと高く、焼結密度９６．８％、Ｂｒ１３．０ｋＧ、Ｈｃ１１．５ｋＯｅとなり、実施例１〜６と比較して製品特性が低下した。
【００６５】
比較例２
低酸素金属微粉末および樹脂は実施例２と同様のものを用いた。ポリスチレンをプラネタリーミキサーの混練容器１２に投入後、プラネタリーミキサーの混練容器１２内部を酸素濃度１００ｐｐｍとし、その後低酸素金属微粉末をプラネタリーミキサーの混練容器１２に投入して、２００℃に加熱し樹脂を溶融して混合した。６０分混練して金属粉末含有樹脂成形体用組成物を得た。樹脂の溶融および混練中、プラネタリーミキサー内部の酸素濃度は１００ｐｐｍ以下に制御しようとしたが、樹脂の溶解時に一時的に３００ｐｐｍまで悪化した。
【００６６】
得られた金属粉末含有樹脂成形体用組成物を用いて実施例１と同様の方法で射出成形を行い、予備成形体を得た。実施例１と同様の方法で予備成形体を脱脂および焼結して、焼結体を得た。
【００６７】
得られた焼結体は、１０個の焼結体の平均で酸素量が２５５０ｐｐｍと高く、焼結密度９８．５％、Ｂｒ１３．４ｋＧ、Ｈｃ１４．５ｋＯｅとなり、実施例１〜６と比較して製品特性が低下した。
【００６８】
実施例と比較例１，２との工程の違いは、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、実施例においては、樹脂のみを加熱溶融した後に雰囲気中の酸素濃度を低減し、それから低酸素金属微粉末を投入して混練しているのに対し、比較例においては、樹脂を投入し、雰囲気中の酸素濃度を低減した後に、このまま低酸素金属微粉末を投入し、加熱し樹脂の溶融および両者の混練を同時に行っている点である。比較例１、２では樹脂を加熱溶解する際に発生する酸素により低酸素金属微粉末が酸化され、そのため最終的に得られる焼結体の物性値を低下させていると考えられる。
【００６９】
実施例７〜１０
低酸素金属微粉末および樹脂は実施例１と同様のものを用いた。表１に記載したように、樹脂溶融前の酸素濃度と樹脂溶融後の酸素濃度を変更した以外は実施例１と同様の方法で焼結体を得た。樹脂溶融後の酸素濃度が２００ｐｐｍ以下であれば樹脂溶融前の酸素濃度に関わらず、焼結体の酸素量が１０００ｐｐｍ以下の焼結体が得られ、各種物性値も良好範囲内であった。
【００７０】
比較例３
低酸素金属微粉末および樹脂は実施例１と同様のものを用いた。ただし、樹脂溶融前の酸素濃度は１００ｐｐｍとしたが、その後、真空引きと不活性ガスのフローを中止した。その結果、樹脂溶融後の酸素濃度は４００ｐｐｍとなった。その状態で低酸素金属微粉末を投入し、以後は実施例１と同様の方法で焼結体を得た。結果を表１に示す。
【００７１】
表１に記載したように、比較例３の焼結体は、焼結体の酸素量が高くなり、各種物性値も良好範囲から外れた。
【００７２】
以上より、樹脂溶融後に低酸素金属微粉末を投入したとしても、樹脂溶融後の酸素濃度が２００ｐｐｍを超える場合には、たとえ樹脂溶融前の混練容器内の酸素濃度が低くても好ましい物性を有する焼結体が得られない。逆に樹脂溶融後の酸素濃度が２００ｐｐｍ以下であれば、樹脂溶融前の混練容器内の酸素濃度が高かったとしても各種物性値が良好範囲内の焼結体を得ることができる。
【００７３】
実施例１１
金属粉末含有樹脂成形体用組成物を得るまでの工程は実施例１と同様に行い、その後、射出成形の代わりに圧縮成形を行った。金属粉末含有樹脂成形体用組成物を１８０℃に加熱して圧縮成形を行い、２０×１０×３ｍｍ直方体形状の予備成形体を得た。予備成形体を脱脂および焼結して、焼結体を得た。結果を表１に示す。
【００７４】
表１に記載したように、圧縮成形の場合においても、射出成形と同様に酸素量の少ない焼結体が得られ、焼結体の各種物性値も良好範囲内であった。
【００７５】
実施例１２
低酸素金属微粉末を酸素量２０００ｐｐｍの微粉末に変更して実施例１と同様の試験を行った。結果を表１に示す。焼結体の酸素量が２０００ｐｐｍ以下となり、各種物性値も良好範囲内であった。
【００７６】
実施例１３、１４
樹脂の種類を変更して実施例１と同様の試験を行った。結果を表２に示す。いずれの実施例でも焼結体の酸素量が１０００ｐｐｍ以下となり、各種物性値も良好範囲内であった。
【００７７】
【表２】
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【符号の説明】
【００７８】
１・・・  密閉バッチ式混練機
１１・・・  ブレード
１２・・・  混練容器
１３・・・  投入用ポット
１４・・・  ガス導入管
１５・・・  真空ポンプ
１６・・・  酸素濃度計
【図１】
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【図２】
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