(57)【要約】【課題】従来提案のものよりもさらにコアロスの低減化が図れるＭｎＺｎフェライトの製造方法を提供する。【解決手段】酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で５３．０〜６０．０モル％、酸化マンガンがＭｎＯ換算で３０．０〜４０．０％、酸化ニッケルがＮｉＯ換算で０〜５．０モル％、酸化亜鉛がＺｎＯ換算で残部含有されてなるＭｎＺｎフェライトの主成分に対して、添加成分として酸化ケイ素、酸化カルシウム、および酸化ニオブを含有してなるＭｎＺｎフェライトの製造方法であって、前記添加成分の添加時の添加物形態は、各添加成分の素原料が秤量・混合され、しかる後、仮焼き処理された比表面積が３ｍ2／ｇ以上の粉体として構成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で５３．０〜６０．０モル％、酸化マンガンがＭｎＯ換算で３０．０〜４０．０モル％、酸化ニッケルがＮｉＯ換算で０〜５．０モル％、酸化亜鉛がＺｎＯ換算で残部含有されてなるＭｎＺｎフェライトの主成分に対して、添加成分として酸化ケイ素、酸化カルシウム、および酸化ニオブを含有してなるＭｎＺｎフェライトの製造方法であって、
前記添加成分の添加時の添加物形態は、各添加成分の素原料が秤量・混合され、しかる後、仮焼き処理された比表面積が３ｍ2／ｇ以上の粉体であることを特徴とするＭｎＺｎフェライトの製造方法。
【請求項２】
前記ＭｎＺｎフェライトは、添加物成分として酸化ケイ素がＳｉＯ2換算で３０ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下、酸化カルシウムがＣａＯ換算で３００ｐｐｍ以上１５００ｐｐｍ以下、および酸化ニオブがＮｂ2Ｏ5換算で２００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下含有されてなる請求項１に記載のＭｎＺｎフェライトの製造方法。
【請求項３】
前記添加成分の添加時の添加物形態は、各添加成分の素原料が秤量・混合され、しかる後、仮焼き処理され、粉砕処理された比表面積が３ｍ2／ｇ以上の粉体である請求項１または請求項２に記載のＭｎＺｎフェライトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電源用トランス等に好適に用いられるＭｎＺｎフェライトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭｎＺｎフェライトは他のフェライトの比べ固有抵抗が低いため、比較的低周波領域（数百ｋＨｚ以下）でその特徴を発揮する。
【０００３】
フェライトのコアロスは、ヒステリシス損、渦電流損、残留損などに分けられるが、比抵抗の小さいＭｎＺｎフェライトでは渦電流損失の占める割合が大きいといわれている。
【０００４】
渦電流損失を低減するには、材質の高抵抗化が特に有効であり、コアロスを小さくするためにＣａＯ−ＳｉＯ2を複合して添加させることが知られている。これらの酸化物の添加により、粒界相に硝子相を形成させることができ、より粒界相の抵抗を高めることができる。
【０００５】
特開２００４−１０４４０号公報にはコアロスを低減することのできる酸化物磁性材料の製造方法として、５２．０〜５５．０ｍｏｌ％のＦｅ2Ｏ3、３０．０〜４５．０ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯを構成すべく主成分組成を予焼した後、０．０１ｗｔ％以上０．０３ｗｔ％未満のＳｉＯ2、０．０１ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％未満のＣａＯ、０．０１ｗｔ％以上０．１ｗｔ％未満のＮｂ2Ｏ5を含有するように添加成分として５００ｎｍ未満の微粉末を添加する旨の提案がなされている。
【０００６】
特公平４−３０７２６号公報および特公平４−３０７２７号公報にはコアロスを低減することのできる酸化物磁性材料の製造方法として、５０〜７０ｍｏｌ％のＦｅ2Ｏ3、１０〜４０ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯを構成すべく主成分組成を予焼した後、ＣａＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｉＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＣｕＯ、およびＺｒＯ2のうち少なくとも１種からなり、予め大気中で９００℃以上または１０００℃以上で加熱処理した添加物を配合添加し、微粉砕した後成形、焼結する旨の提案がなされている。
【０００７】
しかしながら、ＭｎＺｎフェライトにおけるコアロスの低減化に対する要求は高く、従来にも増してさらなる改善が求められている。
【特許文献１】特開２００４−１０４４０号公報
【特許文献２】特公平４−３０７２６号公報
【特許文献３】特公平４−３０７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、従来提案のものよりもさらにコアロスの低減化が図れるＭｎＺｎフェライトの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明は、酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で５３．０〜６０．０モル％、酸化マンガンがＭｎＯ換算で３０．０〜４０．０モル％、酸化ニッケルがＮｉＯ換算で０〜５．０モル％、酸化亜鉛がＺｎＯ換算で残部含有されてなるＭｎＺｎフェライトの主成分に対して、添加成分として酸化ケイ素、酸化カルシウム、および酸化ニオブを含有してなるＭｎＺｎフェライトの製造方法であって、前記添加成分の添加時の添加物形態は、各添加成分の素原料が秤量・混合され、しかる後、仮焼き処理された比表面積が３ｍ2／ｇ以上の粉体であるように構成される。
【００１０】
また、本発明のＭｎＺｎフェライトの製造方法の好ましい態様として、前記ＭｎＺｎフェライトは、添加物成分として酸化ケイ素がＳｉＯ2換算で３０ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下、酸化カルシウムがＣａＯ換算で３００ｐｐｍ以上１５００ｐｐｍ以下、および酸化ニオブがＮｂ2Ｏ5換算で２００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下含有されてなるように構成される。
【００１１】
また、本発明のＭｎＺｎフェライトの製造方法の好ましい態様として、前記添加成分の添加時の添加物形態は、各添加成分の素原料が秤量・混合され、しかる後、仮焼き処理され、粉砕処理された比表面積が３ｍ2／ｇ以上の粉体であるように構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で５３．０〜６０．０モル％、酸化マンガンがＭｎＯ換算で３０．０〜４０．０モル％、酸化ニッケルがＮｉＯ換算で０〜５．０モル％、酸化亜鉛がＺｎＯ換算で残部含有されてなるＭｎＺｎフェライトの主成分に対して、添加成分として酸化ケイ素、酸化カルシウム、および酸化ニオブを含有してなるＭｎＺｎフェライトの製造方法であって、前記添加成分の添加時の添加物形態は、各添加成分の素原料が秤量・混合され、しかる後、仮焼き処理された比表面積が３ｍ2／ｇ以上の粉体から構成されているので、さらなるコアロスの低減化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明はＭｎＺｎフェライトの製造方法であって、その発明要部は、製造対象となるＭｎＺｎフェライトの主成分および添加成分の組成の設定と、当該組成設定されたＭｎＺｎフェライトの製造に際して、添加される添加物原料の添加前の事前処理（仮焼き処理）を規定している点にある。これにより従来には見られなかった顕著な効果が発現する。
【００１５】
まず、製造対象となるＭｎＺｎフェライトについて説明する。
[ＭｎＺｎフェライト]
本発明の製造対象となるＭｎＺｎフェライトは、酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で５３．０〜６０．０モル％（好ましくは、５３．０〜５８．０モル％）、酸化マンガンがＭｎＯ換算で３０〜４０モル％（好ましくは、３２．０〜３８．０モル％）、酸化ニッケルがＮｉＯ換算で０〜５．０モル（好ましくは、０〜４．５モル％）、酸化亜鉛がＺｎＯ換算で残部含有されてなるＭｎＺｎフェライトの主成分と、酸化ケイ素、酸化カルシウム、および酸化ニオブの添加成分を含有してなるＭｎＺｎフェライトである。
【００１６】
添加物成分である酸化ケイ素は、ＳｉＯ2換算で３０ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下（好ましくは、４０ｐｐｍ以上１３０ｐｐｍ以下）、酸化カルシウムがＣａＯ換算で３００ｐｐｍ以上１５００ｐｐｍ以下（好ましくは、４００ｐｐｍ以上１３００ｐｐｍ以下）、および酸化ニオブがＮｂ2Ｏ5換算で２００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下（好ましくは、２５０ｐｐｍ以上４５０ｐｐｍ以下）含有される。なお、本発明において記載されているｐｐｍは重量基準である。
【００１７】
主成分における酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で５３．０モル％未満となると、飽和磁束密度が低くなるという不都合が生じる傾向がある。この一方で、酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で６０．０モル％を超えると、コアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。
【００１８】
また、酸化マンガンがＭｎＯ換算で３０モル％未満となると、コアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。この一方で、酸化マンガンがＭｎＯ換算で４０モル％を超えると、コアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。
【００１９】
また、酸化ニッケルがＮｉＯ換算で５．０モルを超えるとコアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。
【００２０】
上記の主成分に対して添加物成分である酸化ケイ素が、ＳｉＯ2換算で３０ｐｐｍ未満となると比抵抗が低くなりコアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。この一方で、上記の主成分に対して酸化ケイ素が、ＳｉＯ2換算で１５０ｐｐｍを超えると、不連続粒成長が起こることにより比抵抗が低くなり、コアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。
【００２１】
また、上記の主成分に対して添加物成分である酸化カルシウムがＣａＯ換算で３００ｐｐｍ未満となると比抵抗が低くなり、コアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。この一方で、上記の主成分に対して酸化カルシウムがＣａＯ換算で１５００ｐｐｍを超えると、不連続粒成長が起こることにより比抵抗が低くなり、コアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。
【００２２】
また、上記の主成分に対して添加物成分である酸化ニオブがＮｂ2Ｏ5換算で２００ｐｐｍ未満となると、コアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。この一方で、上記の主成分に対して酸化ニオブがＮｂ2Ｏ5換算で５００ｐｐｍを超えると、コアロスが高くなるという不都合が生じる傾向がある。
【００２３】
その他の添加成分として、コアロスを低減させるという目的で、酸化ジルコニウムをＺｒＯ2換算で、５０ｐｐｍ以上３００ｗｐｐｍ以下含有させることも好ましい態様である。
【００２４】
次いで、本発明のＭｎＺｎフェライトの製造方法について説明する。
【００２５】
[ＭｎＺｎフェライトの製造方法]
本発明の要部は上述のごとく組成設定されたＭｎＺｎフェライトの製造に際して、添加成分を構成すべく添加物原料の添加前の仮焼き処理にある。
【００２６】
すなわち、添加物原料は、Ｓｉ、Ｃａ、Ｎｂ、Ｚｒの酸化物や炭酸塩や塩化物塩や硫酸塩という化合物で用いられ、秤量された後、混合され仮焼き処理される。仮焼き雰囲気は、大気中もしくは雰囲気中とされ、仮焼き温度９００〜１３００℃程度、仮焼き時間１〜５時間程度とされる。
【００２７】
このような仮焼き処理後、仮焼粉の凝集をくずし、主成分への分散性をよくするために、必要に応じて、粉砕処理が行なわれる。
【００２８】
このようにして仮焼き処理された添加成分の粉砕粉（粉体）は、主成分を構成する主成分原料に添加される。その添加の際の添加成分の粉砕粉（粉体）の比表面積（ＢＥＴ法により求める）は、３ｍ2／ｇ以上、特に、３〜２０ｍ2／ｇ、さらには５〜４０ｍ2／ｇとするのがよい。この比表面積の値が３ｍ2／ｇ未満となると、分散が不十分となりコアロスの低減が小さくなるという不都合が生じてしまう。
【００２９】
添加時期は特に限定されるものではないが、以下の態様で添加されることが望ましい。
【００３０】
すなわち、主成分となる主成分原料を混合して仮焼きした後に、上記のごとく仮焼き、粉砕された添加物原料を添加する態様である。より具体的には主成分となる主成分原料は、一般に、秤量された後、混合、造粒工程を経て仮焼きされる。この主成分の仮焼き物に、上記の仮焼きされた添加物原料が秤量され添加される。その後、一般的には、粉砕工程、水・結合剤添加工程、造粒工程、成形工程、焼成工程が設けられる。
【００３１】
このような一連の製造工程の詳細は、後述する実施例を参考されたい。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例１〕
【００３３】
まず、最初に、添加成分を構成すべく仮焼き処理された粒状物を準備した。すなわち、添加物原料として、ＳｉＯ2、ＣａＣＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2を所定量秤量した後、水を溶媒として用いてボールミルで混合した。次いで、混合物を乾燥させた後、１２００℃、２時間、大気中で仮焼き処理した。これをボールミルで湿式粉砕した。粉砕後の粒状物の比表面積は５．０ｍ2／ｇであった。
【００３４】
次いで、下記表１のサンプルＮｏ．１に示されるごとく、最終組成における酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で５６．０モル％、酸化マンガンがＭｎＯ換算で３４．０モル％、酸化ニッケルがＮｉＯ換算で４．０モル％、および酸化亜鉛がＺｎＯ換算で６．０モル％となるように主成分となる主成分原料を秤量した。この秤量物をアトライターで湿式混合した。この混合物をスプレードライヤーで乾燥させた後、ロータリーキルンで仮焼きした。
【００３５】
このような処理を行なった主成分原料に、上記のごとく準備された添加成分を構成すべく仮焼き処理された粒状物を所定量添加し、ボールミルで湿式粉砕した。このスラリーにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を混合した後、スプレードライヤーで噴霧造粒した。これをトロイダル形状に成形し、１３００℃で酸素分圧を制御しつつ焼成して表１に示されるＮｏ．１サンプルを作製した。
【００３６】
このサンプルの作製手法をベースとし、これに準じて下記表１に示される種々のサンプルを作製した。
【００３７】
これら各サンプルについて、下記の要領で（１）焼結密度、（２）コアロスを測定した。
【００３８】
（１）焼結密度  
サンプルの重量および水中におけるサンプルの重量とを測定しアルキメデスの原理に基づき計算により求めた。
【００３９】
（２）コアロス
１００ｋＨｚ−２００ｍＴ−１００℃における磁芯損失を求めた。
【００４０】
結果を下記表１中に示した。
【００４１】
【表１】
2007197253.tif 000002
【００４２】
表１の結果より本発明の効果は明らかである。
【００４３】
すなわち、本発明は、本発明は、酸化鉄がＦｅ2Ｏ3換算で５３．０〜６０．０モル％、酸化マンガンがＭｎＯ換算で３０．０〜４０．０モル％、酸化ニッケルがＮｉＯ換算で０〜５．０モル％、酸化亜鉛がＺｎＯ換算で残部含有されてなるＭｎＺｎフェライトの主成分に対して、添加成分として酸化ケイ素、酸化カルシウム、および酸化ニオブを含有してなるＭｎＺｎフェライトの製造方法であって、前記添加成分の添加時の添加物形態は、各添加成分の素原料が秤量・混合され、しかる後、仮焼き処理された比表面積が３ｍ2／ｇ以上の粉体から構成されているので、従来にも増してさらなるコアロスの低減化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のＭｎＺｎフェライトの製造方法は、電源用トランス等に好適に用いられ、幅広く各種の電気部品産業に利用できる。