(57)【要約】【課題】解砕された原料粉の粒径を可能な限り維持しながら上記解砕粉を球形化して、流動性が高く、かつ、高配向性の樹脂配合物を得ることのできる粉体を製造する。【解決手段】粉体を溶媒中に分散させて流動させ、上記粉体の粒径を制御する湿式処理法を用いて粉体を製造する際に、外形が球体あるいはその類似構造体である球形化助剤を共存させながら上記粉体を湿式処理することにより、原料粉の粒径を可能な限り維持するとともに、結晶に与えるストレスを最小にしながら解砕粉を球形化するようにした。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を溶媒中に分散させて流動させ、上記粉体の粒径を制御する湿式処理法を用いて粉体を製造する際に、球形化助剤を共存させながら上記粉体を湿式処理するようにしたことを特徴とする粉体の製造方法。
【請求項２】
上記球形化助剤として、外形が球体あるいはその類似構造体である球形化助剤を用いたことを特徴とする請求項１に記載の粉体の製造方法。
【請求項３】
上記球形化助剤の粒径を１〜１５ｍｍφとし、かつ、その比重を２〜６としたことを特徴とする請求項２に記載の粉体の製造方法。
【請求項４】
上記粉体は異方性希土類合金から成る磁性粉であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の粉体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品、医療機器、一般産業機械部品等の多岐に亘って各種産業の基盤技術である粉体の製造方法に関するもので、特に、湿式処理法を用いて粒径の揃った粉体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体の製造方法は、電子部品、医療機器、一般産業機械部品等の多岐に亘って各種産業の基盤技術であって、例えば、セラミック電子部品類の高性能化のためには、焼結原料である粉体の成分組成はできる限り均質で、かつ、高いタップ密度が得られることが要求されている。
また、ボンディット磁石の分野においては、高磁力を得るための方策として異方性磁粉が用いられるが、これらの磁粉の高磁粉含量かつ高配向率を達成するためには粉体の高流動性は不可欠であり、このため、種々の工夫がなされている。
また、ステンレス、チタン、銅などの金属粉末をバインダーに分散させ、金型で射出成形し、焼結・脱バインダーして三次元の複雑形状の金属部品を高精度、低価格で成形加工する際に用いられるＭＩＭ（金属粉末射出成形法）においても、製品の高性能化のためには粉体の高流動性は不可欠である。
【０００３】
これらの解決法として粉体の球形化が指向される。
球形化の一般的方策としては合成法があるが、手段が複雑で高価格化が避け難いといった問題点がある。
また、別の方策としては解砕湿式処理する方法が検討されている。この解砕湿式処理についてボンド磁石を例に更に説明すると、磁石粒子がＨＤＤＲ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）処理により作製されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系異方性磁粉は、保持力発生機構がニュークリエーションタイプとは異なるため、単磁区構造まで微粉化する必要はない。このため、表面エネルギーの高い微粉を樹脂に練り込む困難さはないが、個々の磁粉を高配向させる工夫が必要となることから、磁粉表面処理剤や滑剤の検討・改良が進められているが十分とはいえないのが現状であった。
そこで、上記解砕された磁粉表面にある特有の鋭いエッジ部分を排除して上記解砕粉を球形化する方法が検討され、回転ボールミル、振動ボールミル、アトライター等の各種ボールミルが試行されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方策では、粉体自体の解砕が同時に進行するので、球形化と同時に粒径の低下が進行してしまい、そのため、十分な磁力が得られないといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、解砕された原料粉の粒径を可能な限り維持しながら上記解砕粉を球形化して、流動性が高く、かつ、高配向性の樹脂配合物を得ることのできる粉体を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、粉体を溶媒中に分散させて流動させ、上記粉体の粒径を制御する湿式処理法を用いて粉体を製造する粉体の製造方法であって、球形化助剤を共存させながら上記粉体を湿式処理するようにしたことを特徴とするものである。これにより、原料粉の粒径を可能な限り維持するとともに、結晶に与えるストレスを最小にしながら、上記粉体表面にある特有の鋭いエッジ部分を排除して上記解砕粉を球形化することが可能となる。また、本発明を磁粉（磁性粉）に適用することで、流動性が高く、かつ、高配向性の樹脂磁石組成物を得ることが可能となる。
請求項２に記載の発明は、上記球形化助剤として、外形が球体あるいはその類似構造体である球形化助剤を用いたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、上記球形化助剤の粒径を１〜１５ｍｍφとし、かつ、その比重を２〜６としたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、上記粉体が異方性希土類合金から成る磁性粉であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、ボンド磁石の製造法を例に説明する。
まず、原料粗粉であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系異方性磁粉を、極性溶媒、水、及び球形化助剤とともに球形化処理装置に投入して湿式処理する。
上記球形化処理装置としては、水平方向の往復運動機構を有するもの、垂直方向の往復運動機構を有するもの、あるいは、横８の字運動機構を有するもの、各種ミキサー類など周知の湿式処理装置を例示できる。
上記球形化助剤としては、外形が球体あるいはその類似構造体で、その粒径を１〜１５ｍｍφ、かつ、その比重が２〜６であるものが好ましく、具体的には、ガラスセラミックス、アルミノボロシリケート、石英ガラス、アルミナ、ジルコニアを例示することができる。
また、球形化処理に用いる溶媒としては、極性溶媒を用いることが好ましく、エタノールとはいかなる混合割合でも均質な透明液となるものが特に好ましい。このよう極性溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、２−ブタノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキサイド、アセトン、メチルイソブチルケトンを例示することができる。
【０００８】
一般に、溶媒中に粉体を分散して流動状態に置くこと自体、粉体に外部から力（加速度）を作用させている状態であるので、球形化の過程では粉体同士が衝突して磁粉表面にある特有の鋭いエッジ部分が排除され球形化が進行するが、同時に粉体の解砕も進行し粒径が小さくなってしまう。これに対して、本例では、上記のような球形化助剤を共存させた状態で湿式処理を行っているので、磁粉表面の鋭いエッジ部分のみを排除して上記解砕粉を球形化することができる。詳細には、球形化助剤を共存させることにより、磁粉と球形化助剤との間に速度差が生じて粉体に作用力が働く。この作用力が強すぎる場合には粉体は破砕されるが、上記作用力がある限度以内であれば粉体表面のみが影響を受けるだけとなり、解砕法で得られた磁粉表面にある特有の鋭いエッジ部分のみを効率的に排除して上記解砕粉を球形化することができる。また、上記作用力が粉体表面のみに作用するようにすれば、結晶に与えるストレスも少なく、磁気特性を向上させることが可能となる。
上記作用力は、上記球形化助剤の質量、及び、液体中での運動性に影響のある粒径とに主に依存するので、上記球形化助剤の質量と粒径とを実験により規定することにより、上記球形化助剤の質量と粒径とを最適化する。本例では、上記のように、上記球形化助剤の外形を球体あるいはその類似構造体とし、その粒径を１〜１５ｍｍφ、かつ、その比重を２〜６とした。これにより、原料粉の粒径を可能な限り維持するとともに、結晶に与えるストレスを最小にしながら、上記磁粉表面にある特有の鋭いエッジ部分を排除して上記解砕粉を球形化した、流動性の高いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系異方性磁粉を製造することができる。
【０００９】
次に、上記磁粉をシランカップリング剤で処理した後、バインダーと混合して樹脂磁石組成物を作製し、この樹脂磁石組成物を成形してボンド磁石を得る。
上記シランカップリング剤処理法としては、アルコール溶液、水溶液等の湿式処理法やバルク処理法あるいはインテグラル法が適用できる。
シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、（３−トリメトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
または、エチレンイミンユニット数が２以上のシランカップリング剤としては、一般構造が、
Ｈ２Ｎ（Ｃ２Ｈ４ＮＨ）ｎＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３  、
又は、Ｈ２Ｎ（Ｃ２Ｈ４ＮＨ）ｎＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３
であり、ここにおいてｎは２以上の整数である。なお、これらオリゴマー体は必ずしも直鎖状である必要はなく、分岐構造であってもよい。また、アルコキシル基の一部をメチル基、エチル基等で置きかえることも可能である。
具体例としては、（３−トリメトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミン、（３−トリメトキシシリルプロピル）トリエチレンテトラミン、（３−トリエトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミン、（３−トリエトキシシリルプロピル）トリエチレンテトラミン等を挙げることができる。
【００１０】
また、上記粉体の処理に用いる混合機としては、リボンミキサー、Ｖ型ミキサー、ロータリーミキサー、ヘンシェルミキサー、フラッシュミキサー、ダンブラー等を例示することができる。
磁石粒子とバインダーとの混合方法は、水平回転円筒型混合機、正立方体型混合機、縦形二重円錐型混合機、Ｖ型混合機、鋤板混合機、らせん混合機、リボン混合機、衝撃回転混合機等を例示することができる。
【００１１】
また、成形方法としては、射出成形、押し出し成形、プレス成形などが可能である。射出成形と押し出し成形とは高い流動性が必要なため、バインダーとしては、一般に、熱可塑性樹脂が使用される。プレス成形（圧縮成形、加圧成形ともいう）には熱硬化性樹脂がバインダーとして使用される。
熱可塑性バインダー樹脂としては、ボンド磁石のバインダー樹脂として通常用いられている樹脂を使用することができる。具体的には、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート（ＥＥＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を単独又は２種以上組合わせて用いることができる。
また、熱硬化性バインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。
必要に応じ、プロセス性改良を目的として滑剤、加工助剤を併用できる。
滑剤としては、パラフィンワックス，流動パラフィン，ポリエチレンワックス，ポリプロピレンワックス，エステルワックス，カルナバワックス，ミクロクリスタリンワックス等のワックス類、ステアリン酸，ラウリン酸等の脂肪酸類、ステアリン酸亜鉛，  ステアリン酸カルシウム，  ステアリン酸バリウム，  ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩類、ステアリン酸アミド，  オイレン酸アミド等の脂肪酸アミド類、ステアリン酸ブチル等の脂肪酸エステル類、ステアリン酸アルコール等の高級アルコール類、ポリエチレングリコール等のジオール類、オレイルアミン，ステアリルアミン等の高級アミン類、ラノリン脂肪酸誘導体、ソルビタン誘導体、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等を例示することができる。
【００１２】
更に、本発明の樹脂磁石組成物には、上記樹脂バインダー成分、磁性粉末に加えて、必要に応じてマイカやウィスカあるいはタルク、炭素繊維、ガラス繊維等の補強効果の大きな充填剤を本発明の趣旨を妨げない範囲にて添加することができる。すなわち、成形物に要求される磁力が比較的低く、上記磁性粉末の充填量が少ない場合には、成形物の剛性が低くなり易く、その場合には、剛性を補うためマイカやウィスカ等の充填剤を添加して成形品の補強を行うことができる。
【００１３】
なお、上記例では、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系異方性磁粉を球形化する場合について説明したが、本発明は、これに限るものではなく、他の磁粉の球形化はもとより、セラミック電子部品類に使用される焼結原料であるセラミック粉体や、ＭＩＭ（金属粉末射出成形法）において使用される金属粉末など、粉末を球形化する際にも適用可能である。
【００１４】
＜実施例＞
以下に、本発明の実施例、比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。
［本発明１］
ステップ１；粉体の球形化処理
（１）試作振蕩装置
・横８の字運動型
・振動数＝３００回／分
（２）原料粗粉
・Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ異方性磁粉（愛知製鋼社：ＭＦＰ１５）
（３）粉砕方法
・２００ｃｃの円筒容器に磁粉５０ｇ、１．５φガラスビーズ３０ｇ、エタノール１５ｇを秤量して投入
・２時間振蕩処理実施
ステップ２；シランカップリング剤処理
（１）処理法
・内容積１０００ｍｌの金属製真空乾燥容器に上記半乾燥粉１５０ｇを移し、シランカップリング剤（東レダウコーニング社：ＳＺ−６０８３）０．５ｇを滴下後乾燥した。
ステップ３；練り
（１）練り装置
・東洋精機（株）  プラストミル
（２）練り方法
・上記乾燥粉１１６ｇとナイロン１２樹脂１３．７７ｇを、練り温度２４０℃にて、良く攪拌混合した。
・練り時間は練りトルクが安定するまで放置（通常１０分）
ステップ４；着磁成形
（１）着磁装置
・自社製簡易型着磁装置
（２）着磁方法
・外部磁場  ６ｋＯｅ
・射出温度  ２８０℃
であり、着磁装置としては、自社製の簡易型着磁装置を用いた（着磁条件；外部磁場  ６ｋＯｅ）。
［比較例１］
・ステップ１の粉体の球形化処理において、
２００ｃｃの円筒容器に磁粉７０ｇ、３．０φステンレス球３０ｇ、エタノール５５ｇを秤量して投入し、１時間振蕩処理を実施した。
他のステップは上記［本発明１］と同一である。
［比較例２］
・ステップ１の粉体の球形化処理を省略した他は上記［本発明１］と同一である。
以下の表１に上記［本発明１］、［比較例１］、及び［比較例２］における磁粉の粒径分布と、各磁粉を用いて作製したボンド磁石の磁気特性（磁粉配向率）を測定した結果を示す。
【表１】
2005042134.tif 000002
上記表１から明らかなように、比較例１の球形化助剤を用いないものでは、磁粉のピーク粒径が比較例２に示した解砕粉のピーク粒径の半分以下に減少していおり、磁粉配向率もさほど向上していないのに対し、本発明１の球形化助剤を用いて球形化した磁粉ではピーク粒径はほとんど減少しておらず、解砕粉のエッジ部分のみを排除した球形化がなされていることがわかる。更に、本発明１の磁粉の磁気特性（エネルギー積（ＢＨ）ＭＡＸ）においても比較例１，２よりも大幅に向上していることがわかる。また、本発明１の磁粉は、比較例１と磁粉配向率は同じであるが磁気特性が大幅に向上していることから、結晶に与えるストレスも少なかったことが確認された。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、粉体を溶媒中に分散させて流動させ、上記粉体の粒径を制御する湿式処理法を用いて粉体を製造する際に、球形化助剤を共存させながら上記粉体を湿式処理するようにしたので、原料粉の粒径を可能な限り維持するとともに、結晶に与えるストレスを最小にしながら解砕粉を球形化することができる。したがって、本発明を磁粉に適用すれば、磁気特性に優れたボンド磁石を製造することができる。
また、上記球形化助剤として、外形が球体あるいはその類似構造体である球形化助剤を用いることにより、粒径の低下を更に抑制でき、流動性に優れた粉体を得ることができる。