JP2018120966A - 絶縁性磁性粉体およびその製造方法ならびに粉体処理液 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁性に優れた磁性粉体およびその製造方法ならびにその製造方法に使用可能な粉体処理液を提供する。【解決手段】磁性粉体の表面上に、少なくともＳｉ、Ｐ、およびＣを含み、Ｃ／Ｓｉ質量比は０．６０以上２．００以下の範囲内であり、Ｐ／Ｓｉ質量比は０．２０以上２．００以下の範囲内である皮膜を有する絶縁性磁性粉体及び少なくともアルコキシシラン化合物と、水溶性リン化合物と、水とを含む混合液であり、アルコキシシラン化合物１００質量部に対して、水溶性リン化合物が５質量部以上１００質量部以下の範囲内であり、水が２００質量部以上５０００質量部以下の範囲内である粉体処理液を用いる。【選択図】なし

Description

本発明は、電子機器や電子部品に有用な、絶縁性に優れた磁性粉体およびその製造方法ならびにその製造方法に使用可能な粉体処理液に関するものである。

近年、各種電子機器や電子部品に使用される絶縁性磁性粉体として、表面に皮膜を有する絶縁性磁性粉体が開発されている。

例えば、特許文献１には、軟磁性粒子粉末の粒子表面が、アルコキシシラン等の有機ケイ素化合物、カップリング剤、低分子あるいは高分子界面活性剤等の表面改質剤によって被覆されていると共に、該被覆にケイ素等の元素を含有する酸化物からなる絶縁体物質が付着している複合粒子粉末が開示されている。

特開２００５−２６４１９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の複合粒子粉末においては絶縁性が十分ではないため、絶縁性により優れた電子機器や電子部品を圧縮成形することができない場合がある。そこで、本発明は、絶縁性に優れた磁性粉体およびその製造方法、ならびにその製造方法に使用可能な粉体処理液を提供することを目的とする。

本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、所定の粉体処理液を用いて、磁性粉体の表面上に、Ｃ／Ｓｉ質量比およびＰ／Ｓｉ質量比がそれぞれ所定の範囲内である皮膜を形成することで、絶縁性に優れた磁性粉体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、
（１）磁性粉体の表面上に、少なくともＳｉ、Ｐ、およびＣを含み、Ｃ／Ｓｉ質量比は０．６０以上２．００以下の範囲内であり、Ｐ／Ｓｉ質量比は０．２０以上２．００以下の範囲内である皮膜を有することを特徴とする絶縁性磁性粉体；
（２）前記皮膜は、更にＮを含み、Ｎ／Ｓｉ質量比が０．０１以上０．１０以下の範囲内であることを特徴とする（１）の絶縁性磁性粉体；
（３）少なくともアルコキシシラン化合物と、水溶性リン化合物と、水とを含む混合液であり、アルコキシシラン化合物１００質量部に対して、水溶性リン化合物が５質量部以上１００質量部以下の範囲内であり、水が２００質量部以上５０００質量部以下の範囲兄であることを特徴とする粉体処理液；
（４）前記アルコキシシラン化合物がテトラアルコキシシランとエポキシ基を有するシランカップリング剤を含むことを特徴とする（３）の粉体処理液；
（５）前記アルコキシシラン化合物がテトラアルコキシシランとアミノ基を有するシランカップリング剤を含み、前記アミノ基を有するシランカップリング剤以外のアルコキシシラン化合物１００質量部に対し、前記アミノ基を有するシランカップリング剤が０．５質量部以上３０質量部以下の範囲内であることを特徴とする（３）または（４）の粉体処理液；
（６）（３）〜（５）のいずれかの粉体処理液を磁性粉体に接触させた後、前記磁性粉体に接触させた前記粉体処理液の揮発分を蒸発させることにより得られる皮膜を有することを特徴とする絶縁性磁性粉体；
（７）磁性粉体と、（３）〜（５）のいずれかの粉体処理液と、を含む組成物を加熱して、前記組成物中の揮発分を蒸発させ、磁性粉体の表面上に皮膜を形成する絶縁性磁性粉体の製造方法であって、前記組成物を加熱しつつ空気又は不活性ガスと接触させることを特徴とする絶縁性磁性粉体の製造方法；
（８）前記組成物を温度Ｔ_１℃で加熱する第１の工程、及び第１の工程の後に、温度Ｔ_２℃（＞Ｔ_１℃）で前記組成物を加熱する第２の工程を含み、少なくとも前記第１の工程において前記組成物を加熱しつつ空気又は不活性ガスと接触させることを特徴とする（７）の方法；
（９）前記組成物と空気又は不活性ガスとを混合することで接触させることを特徴とする（７）または（８）の方法；
などである。

本発明によれば、絶縁性に優れた絶縁性磁性粉体およびその製造方法、ならびにその製造方法に使用可能な粉体処理液を提供することができる。

本発明の絶縁性磁性粉体は、その表面上に所定の皮膜を有する点に特徴があり、その原料として用いられる磁性粉体の、粒径、形状、組成等に制限されるものではない。原料磁性粉体としては、例えば、Ｆｅ（純鉄粉）や、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅアモルファス等の金属化合物が挙げられる。また、他の例として、金属の、酸化物、窒化物、硼化物等の無機化合物が挙げられる。前記無機化合物としては、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、窒化硼素（ＢＮ）、フェライト（ＭＦｅ_２Ｏ_４；Ｍは２価の金属元素を表す）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、ジルコン（ＺｒＯ_２・ＳｉＯ_２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、コーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、等が挙げられる。前記Ｆｅ、金属化合物、及び無機化合物を原料磁性粉体とする本発明の絶縁性磁性粉体は、電子部品の材料として有用である。なお、電子部品は、例えば、圧縮成型することにより製造できる。

以下に、本発明に係る、絶縁性磁性粉体およびその製造方法、ならびにその製造方法に用いられる粉体処理液について、実施例等を用いて詳細に説明する。

上記所定の皮膜（以下、「本発明に係る皮膜」と称する）は、少なくともＳｉ、Ｐ及びＣの元素を含むものであれば特に制限されるものではなく、他の元素を含むものであってもよい。他の元素としては、例えば、Ｎ等を挙げることができる。その他、水分や原料由来のＨ元素およびＯ元素や、後述する水溶性リン化合物に含まれる元素等を挙げることができる。本発明においては、前記皮膜中のＣとＳｉとの質量比（Ｃ／Ｓｉ）が一定の範囲内であり、また、該皮膜中のＰとＳｉとの質量比（Ｐ／Ｓｉ）が一定の範囲内であることが必要である。これらの質量比が一定の範囲内であることにより、磁性粉体同士が凝集することなく分散した状態で前記皮膜を磁性粉体の表面上に均一に形成することができる。

上記Ｃ／Ｓｉ質量比は０．６０以上２．００以下の範囲内であればよいが、０．７０以上１．５０以下の範囲内であることが好ましく、０．８０以上１．３０以下の範囲内であることがより好ましい。また、上記Ｐ／Ｓｉ質量比は０．２０以上２．００以下の範囲内であればよいが、０．４０以上１．８０以下の範囲内であることが好ましく、０．６０以上１．６０以下の範囲内であることがより好ましい。

なお、皮膜がＮをさらに含む場合には、皮膜中のＮとＳｉとの質量比（Ｎ／Ｓｉ）は一定の範囲内であることが好ましい。Ｎ／Ｓｉ質量比は０．０１以上０．１０以下の範囲内であることが好ましく、０．０２以上０．０８以下の範囲内であることがより好ましく、０．０３以上０．０６以下の範囲内であることが特に好ましい。

皮膜中のＳｉ、Ｃ、ＰおよびＮの含有量は、以下の方法により求めることができる。まず、絶縁性磁性粉体と硬化性樹脂（樹脂と硬化剤との組成物であってもよい。）との混合物を硬化させる。次に、硬化物を機械研磨した後、イオンミリングを用いて薄片を作製する。続いて、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）付帯のエネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＳ）および電子線エネルギー損失分光分析（ＥＥＬＳ）を用いて、薄片における絶縁性磁性粉体の皮膜を元素分析する。得られた各元素の元素分析値（強度）から、各元素の含有量を算出できる。

前記皮膜の膜厚は、特に制限されるものではないが、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、４ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましく、６ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内であることが特に好ましい。

皮膜厚の測定は、作製した薄片を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察することで測定することができる。

本発明は、本発明の絶縁性磁性粉体を安定的に製造可能な粉体処理液にも関する。粉体処理液は、少なくともアルコキシシラン化合物と、水溶性リン化合物と、水とを含む混合液であれば特に制限されるものではないが、他の成分を含むものであってもよい。粉体処理液に含まれる水溶性リン化合物は、アルコキシシラン化合物１００質量部に対して、５質量部以上１００質量部以下の範囲内であることが好ましい。また、粉体処理液に含まれる水は、アルコキシシラン化合物１００質量部に対して、２００質量部以上５０００質量部以下の範囲内であることが好ましい。この粉体処理液を使用することで、Ｃ／Ｓｉ質量比およびＰ／Ｓｉ質量比が、それぞれ０．６０以上２．００以下の範囲内および０．２０以上２．００以下の範囲内である皮膜を安定的に製造できる。なお、粉体処理液は、添加成分としてシリコーン樹脂および／または顔料を含まないものが好ましい。

本発明の粉体処理液は、アルコキシシラン化合物として、テトラアルコキシシランとエポキシ基を有するシランカップリング剤とを含むものであっても、アルコキシシラン化合物として、テトラアルコキシシランとアミノ基を有するシランカップリング剤とを含むものであっても、アルコキシシラン化合物として、テトラアルコキシシランとエポキシ基を有するシランカップリング剤とアミノ基を有するシランカップリング剤とを含むものであってもよい。なお、本発明の粉体処理液にアミノ基を有するシランカップリング剤が含まれる場合には、アミノ基を有するシランカップリング剤は、アミノ基を有するシランカップリング剤以外のアルコキシシラン化合物１００質量部に対して、０．５質量部以上３０質量部以下の範囲内であることが好ましい。この粉体処理液を使用することで、Ｎ／Ｓｉ質量比が０．０１以上０．１０以下の範囲内である皮膜を安定的に製造できる。なお、アルミニウム等のＳｉ以外の他の金属元素は、本発明の粉体処理液に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。「粉体処理液に含まれていない」とは、意図的に配合しないことを意味し、不可避的に混入されることを排除するものではない。

本発明の粉体処理液を用いて絶縁性磁性粉体を製造する方法としては、磁性材料に本発明の粉体処理液を接触させた後、磁性粉体に接触させた粉体処理液の揮発分を蒸発させる方法が挙げられる。

本発明における粉体処理液中のアルコキシシラン化合物としては、種々オルガノアルコキシシラン、つまりシランカップリング剤を用いることができるが、皮膜中のＣ／Ｓｉ質量比を適正範囲に調整するために、皮膜中にＣを導入しない材料として、テトラアルコキシシランを更に組み合わせて用いることが好ましい。なお、アルコキシシラン化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

テトラアルコキシシランは特に限定されないが、具体的には、テトラエトキシシラン（オルソ珪酸テトラエチル）、テトラメトキシシラン（オルソ珪酸テトラメチル）、テトラブトキシシラン（オルソ珪酸テトラブチル）、テトライソポロポキシシラン（オルソ珪酸テトライソプロピル）、テトラプロポキシシラン（オルソ珪酸テトラプロピル）等が挙げられる。なお、これらのテトラアルコキシシランは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

シランカップリング剤は特に限定されないが、具体的には上記テトラアルコキシシランの他、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するシランカップリング剤；２−（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、３-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤；Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤；等が挙げられる。なお、これらのシランカップリング剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

水溶性リン化合物は特に限定されず、無機リン化合物および有機リン化合物のいずれも用いることができ、無機リン酸、有機リン酸、及びそれらの塩（例えば、アルカリ金属塩等の金属塩、アンモニウム塩等）であってもよい。具体的には、リン酸、次亜リン酸（ホスフィン酸）、ポリリン酸、ホスホン酸、及びそれらの塩、並びにリン酸エステル等を挙げることができる。なお、これらの水溶性リン化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

リン酸は、例えば、７５％や８５％などの任意の質量パーセントのリン酸水溶液やリン酸ナトリウム水溶液を使用できる。次亜リン酸（ホスフィン酸）は、例えば、５０％次亜リン酸水溶液、ホスフィン酸ナトリウム一水和物、フェニルホスフィン酸等を使用できる。ポリリン酸は、例えば、トリポリリン酸、テトラリン酸、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸ナトリウム等を使用できる。リン酸エステルは、水溶化のために親水基、例えばエポキシ基を有する（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルが好ましい。ホスホン酸としては、例えば、水溶性のフェニルホスホン酸が使用できる。

上記の、アルコキシシラン化合物と水溶性リン化合物との組合せは特に限定されないが、具体的には、テトラエトキシシランと２−（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とリン酸との組合せの他、テトラメトキシシランとビニルトリメトキシシランと３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランと次亜リン酸との組合せ、テトラブトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランとトリポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトライソプロポキシシランとビニルトリエトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランとテトラポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトラプロポキシシランとビニルトリメトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランと（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルとの組合せ、テトラエトキシシランと２−（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と３−アミノプロピルトリメトキシシランとフェニルホスホン酸との組合せ、テトラメトキシシランとビニルトリエトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランと３−アミノプロピルトリエトキシシランと（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルとの組合せ、テトラブトキシシランとビニルトリメトキシシランと３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランと３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，４−ジメチルーブチリデン）プロピルアミンとテトラポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトライソプロポキシシランと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランとトリポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトラプロポキシシランとビニルトリエトキシシランと２−（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とＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランと次亜リン酸との組合せ、テトラエトキシシランとビニルトリメトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランとリン酸との組合せ、テトラメトキシシランと３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランと次亜リン酸との組合せ、テトラブトキシシランとビニルトリエトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランと３−アミノプロピルトリメトキシシランとトリポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトライソプロポキシシランとビニルトリメトキシシランと２−（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と３−アミノプロピルトリエトキシシランとテトラポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトラプロポキシシランと３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランと３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，４−ジメチルーブチリデン）プロピルアミンと（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルとの組合せ、テトラエトキシシランとビニルトリエトキシシランと３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランとＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランとフェニルホスホン酸との組合せ、テトラメトキシシランとビニルトリメトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランと（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルとの組合せ、テトラブトキシシランと２−（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とＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランとテトラポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトライソプロポキシシランとビニルトリエトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランとトリポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトラプロポキシシランとビニルトリメトキシシランと３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランと３−アミノプロピルトリメトキシシランと次亜リン酸との組合せ、テトラエトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランと３−アミノプロピルトリエトキシシランとリン酸との組合せ、テトラメトキシシランとビニルトリエトキシシランと２−(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と３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，４−ジメチルーブチリデン）プロピルアミンと次亜リン酸との組合せ、テトラブトキシシランとビニルトリメトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランとＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランとトリポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトライソプロポキシシランと３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランとテトラポリリン酸ナトリウムとの組合せ、テトラプロポキシシランとビニルトリエトキシシランと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランと（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルとの組合せ、テトラエトキシシランとビニルトリメトキシシランと２−(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とＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランとフェニルホスホン酸との組合せ、等が挙げられる。

粉体処理液中に含まれる水（水分）の量は特に限定されないが、アルコキシシラン化合物の質量に対して約２倍以上約５０倍以下の範囲内であることが好ましい。また、前記水は、特に制限されるものではないが、例えば、イオン交換水（電気伝導率：１μＳ／ｃｍ以下）、蒸留水等を用いることができる。

上記他の成分としては、例えば、界面活性剤や潤滑剤等の添加剤が挙げられる。この添加剤成分は、本発明の効果を損なわない程度に、皮膜に含まれてもよい。なお、潤滑剤に関しては、本発明に係る皮膜の上に潤滑皮膜として更に設けてもよい。

本発明の絶縁性磁性粉体の製造は、粉体処理液と磁性粉体とを含む組成物を加熱して、該組成物中の揮発分（該粉体処理液中の揮発分）を蒸発させることにより行うことができる。なお、絶縁性磁性粉体の製造を安定的・効率的に行うために、上記組成物を加熱しつつ、空気又は不活性ガス（窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等）と接触させて、組成物中の揮発分を蒸発させることが好ましい。上記組成物と空気又は不活性ガスとの接触方法は特に制限はないが、例えば、非密閉容器内または不活性ガスを充填した密閉容器内に前記組成物を格納し、容器自体を回転させる方法、攪拌翼等の攪拌手段を前記組成物中で回転させる方法等が挙げられる。他の接触方法としては、前記組成物に空気又は不活性ガスを混合する方法が挙げられる。前記組成物に空気又は不活性ガスを混合する方法としては、特に制限はないが、例えば、静的状態（例えば、容器内に静置された状態）の前記組成物に空気又は不活性ガスを吹き込んで混合する方法、または前記組成物を空気又は不活性ガス中に噴霧して（動的状態で）混合する方法等が挙げられる。前記組成物を加熱された空気又は不活性ガスと混合すると、簡易に、前記組成物を加熱しつつ、前記組成物を空気又は不活性ガスと接触させることができる。動的状態の前記態様は、例えば、スプレードライヤー（例えば、ヤマト科学株式会社製）を用いて実施できる。なお、前記組成物中の各成分は、空気又は不活性ガスと接触させる前にあらかじめ各成分を混合しておいてもよいし、１又は２種以上の成分を含む原料等を、空気又は不活性ガス中で混合してもよい。

また、前記組成物の加熱は、所定の温度（後述の加熱温度Ｔ_２）に達するように徐々に行ってもよいし、最終的に所定の温度（後述の加熱温度Ｔ_２）に達するように段階的に行ってもよい。段階的に行う加熱方法としては、具体的には、前記組成物を加熱温度Ｔ_１℃で加熱する第１の工程と、第１の工程の後、前記組成物を加熱温度Ｔ_２（＞Ｔ_１）℃で加熱する第２の工程を含む方法が挙げられる。この方法においては、第１の工程で、前記組成物を加熱しつつ、前記組成物を空気又は不活性ガスと接触させるのが好ましい。Ｔ_１は、特に制限されるものではないが、４０℃以上９０℃以下の範囲内であることが好ましい。Ｔ_２は、組成物中の揮発分を蒸発させるのに十分な温度であればよく、９０℃を超える温度が好ましく、１００℃以上であることがより好ましい。Ｔ_２の上限は特に制限がないが、８００℃以下であることが好ましく、５００℃以下であることがより好ましく、３００℃以下であることが特に好ましい。

本発明の絶縁性磁性粉体は、圧力１３ＭＰａ〜６４ＭＰａの加圧条件下において、体積抵抗率値が顕著に低下しないという優れた絶縁性を有する。よって、本発明の絶縁性磁性粉体は、加圧成形によって製造される各種電子機器や電子部品の材料として有用である。特に、本発明の絶縁性磁性粉体を用いることで、各種電子機器や電子部品の小型化や高性能化を実現することができるので、実用上極めて有用である。なお、本発明の絶縁性磁性粉体には、磁性粉体の表面に接触して本発明に係る皮膜が形成されたものだけでなく、磁性粉体と本発明に係る皮膜との間に、不可避的ないし任意に形成された１又は２以上の皮膜（例えば、酸化膜等）を有するものも含まれる。

次に実際の処理について実施例および比較例を示し、本発明の効果を具体的に説明する。なお、実施例は本発明を何ら制限するものではない。

「磁性粉体」
市販のアトマイズ純鉄粉（体積平均粒径＝１０９μｍ）、Ｆｅ−３％Ｓｉアトマイズ粉（体積平均粒径＝８０μｍ）、または、ＺｎＯ粉末（体積平均粒径＝２μm）をそれぞれふるいにかけたものを磁性粉体として用いて、後述のように絶縁性磁性粉体を製造した。なお、アトマイズ粉に対しては、目開き２００μｍのふるいを、ＺｎＯ粉末に対しては、目開き７５μｍのふるいをそれぞれ用いた。

（Ｃ／Ｓｉ、Ｐ／Ｓｉ、Ｎ／Ｓｉの質量比および膜厚の測定）
エポマウントＡセット（リファインテック株式会社製；２７−７７０）を用いて埋込用樹脂を調製した後、埋込用樹脂と、絶縁性磁性粉体とを混合した。この混合物を型に流し込んで硬化させた。その硬化物を機械研磨した後、イオンミリング（日立ハイテクノロジーズ製ＩＭ−４０００型）にて薄片を作製した。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、日本電子株式会社製 ＪＥＭ−２１００型）付帯のＥＤＳおよびＥＥＬＳを用いて、薄片における絶縁性磁性粉体の皮膜を元素分析した。得られた各元素の元素分析値から、各元素の含有量を求め、Ｃ／Ｓｉ、Ｐ／Ｓｉ、及びＮ／Ｓｉの質量比をそれぞれ算出した。また、膜厚は、ＴＥＭによる観察にて測定した。なお、これらの結果を表２に示す。

（分散性の評価）
アトマイズ粉に皮膜を形成した絶縁性磁性粉体をふるい（目開き２００μｍ）にかけ、下記式（１）から不良率（％）を算出し、以下の評価基準に基づいて分散性を評価した。また、ＺｎＯ粉末に皮膜を形成した絶縁性磁性粉体をふるい（目開き７５μｍ）にかけ、下記式（１）から不良率（％）を算出し、以下の評価基準に基づいて分散性を評価した。評価基準としては、不良率１５％未満を「○」、不良率１５％以上３０％未満を「△」、不良率３０％以上を「×」とした。なお、「〇」を実用レベルであると判断した。これらの結果を表３に示す。
不良率（％）＝［ふるい不通過の絶縁性磁性粉体の質量（ｇ）］／［ふるいにかけた絶縁性磁性粉体の質量（ｇ）］×１００ （式１）

（絶縁性の評価）
株式会社三菱化学アナリテック製粉体抵抗測定システムＭＣＰ−ＰＤ５１と、ハイレスタ−ＵＸまたはロレスターＧＸを用いて、所定量の絶縁性磁性粉体に、圧力をかけて体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を測定した。なお、圧力は１３ＭＰａから６４ＭＰａまで変動させ、所定の圧力における体積抵抗率をそれぞれ測定した。皮膜を形成していない各種磁性粉体の体積抵抗率に比べ、皮膜を形成した、アトマイズ純鉄粉およびＺｎＯ粉末の体積抵抗率が、１．０×１０^４倍以上を「○」、１．０×１０^３倍以上１．０×１０^４倍未満を「△」、１．０×１０^３倍未満を「×」とし、皮膜を形成したＦｅ−３％Ｓｉアトマイズ粉の体積抵抗率が、１．０×１０^８倍以上を「○」、１．０×１０^４倍以上１．０×１０^８倍未満を「△」、１．０×１０^４倍未満を「×」とした。これらの結果を表３に示す。なお、「〇」を実用レベルであると判断した。また、皮膜を形成していないアトマイズ純鉄粉の体積抵抗率は、１３ＭＰａの圧力で１．５１×１０^−２Ω・ｃｍ、２６ＭＰａで１．０４×１０^−２Ω・ｃｍ、３８ＭＰａで２．２１×１０^−３Ω・ｃｍ、５１ＭＰａで１．８１×１０^−３Ω・ｃｍ、６４ＭＰａで１．０４×１０^−３Ω・ｃｍであった。皮膜を形成していないＺｎＯ粉末の体積抵抗率は、１３ＭＰａの圧力で２．２４×１０^７Ω・ｃｍ、２６ＭＰａで１．９３×１０^７Ω・ｃｍ、３８ＭＰａで１．７２×１０^７Ω・ｃｍ、５１ＭＰａで１．５９×１０^７Ω・ｃｍ、６４ＭＰａで１．３８×１０^７Ω・ｃｍであった。皮膜を形成していないＦｅ−３％Ｓｉアトマイズ粉の体積抵抗率は、１３ＭＰａの圧力で１．１２×１０^１Ω・ｃｍ、２６ＭＰａで６．０４×１０^−１Ω・ｃｍ、３８ＭＰａで２．２２×１０^−１Ω・ｃｍ、５１ＭＰａで１．２０×１０^−１Ω・ｃｍ、６４ＭＰａで５．５１×１０^−２Ω・ｃｍであった。

（絶縁性磁性粉体の製造方法）
表１に示すように、各成分及び純水を各添加量で混合し、実施例１〜１９及び比較例１〜５の粉体処理液を調製した。その後、各種粉体処理液に表２に示す磁性粉体をそれぞれ３０ｇ投入し、表２に示す攪拌条件で攪拌を行った。次、第１の工程として、攪拌混合物と空気とを接触させるために、攪拌混合物を攪拌しながら目視にて揮発分が全て蒸発するまで６０℃〜７０℃で乾燥を行った。続いて、第２の工程として、乾燥した攪拌混合物を１２０℃で３０分間加熱し、実施例２０〜３８及び比較例６〜１０の絶縁性磁性粉体を製造した。

なお、表１における「成分記号」の欄に示す数字、及び表２における「磁性粉体」の欄に示す記号は、それぞれ以下のとおりである。
１： テトラエトキシシラン
２： テトラメトキシシラン
３： テトラブトキシシラン
４： テトライソプロポキシシラン
５： テトラプロポキシシラン
６： ビニルトリメトキシシラン
７： ビニルトリエトキシシラン
８： ２−(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
９： ３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン
１０： ３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
１１： ３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
１２： Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン
１３： Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン
１４： Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン
１５： ３−アミノプロピルトリメトキシシラン
１６： ３−アミノプロピルトリエトキシシラン
１７： ３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，４−ジメチルーブチリデン）プロピルアミン
１８： Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン
１９： ８５％リン酸
２０： ５０％次亜リン酸
２１： トリポリリン酸ナトリウム
２２： テトラポリリン酸ナトリウム
２３： （ポリ）オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル（ＥＯ＝１０）
２４： フェニルホスホン酸
純Ｆｅ ：アトマイズ純鉄粉
Ｆｅ−Ｓｉ：Ｆｅ−３％Ｓｉアトマイズ粉
ＺｎＯ ：ＺｎＯ粉末

本発明の絶縁性磁性粉体は、優れた絶縁性および分散性を有するので、これらの性能が求められるあらゆる用途に適用することができる。また、本発明の粉体処理液を用いることによって、分散性を低下させることなく、磁性粉体表面にＳｉ、Ｐ、およびＣを含む皮膜を形成できる。したがって、当該皮膜の性能（例えば絶縁性）を磁性粉体に付与できる。このように、本発明の粉体処理液は、種々の用途に適用可能な絶縁性磁性粉体の製造に有用である。

Claims (9)

1. 磁性粉体の表面上に、少なくともＳｉ、Ｐ、およびＣを含み、Ｃ／Ｓｉ質量比は０．６０以上２．００以下の範囲内であり、Ｐ／Ｓｉ質量比は０．２０以上２．００以下の範囲内である皮膜を有することを特徴とする絶縁性磁性粉体。
2. 前記皮膜は、更にＮを含み、Ｎ／Ｓｉ質量比が０．０１以上０．１０以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁性磁性粉体。
3. 少なくともアルコキシシラン化合物と、水溶性リン化合物と、水とを含む混合液であり、アルコキシシラン化合物１００質量部に対して、水溶性リン化合物が５質量部以上１００質量部以下の範囲内であり、水が２００質量部以上５０００質量部以下の範囲内であることを特徴とする粉体処理液。
4. 前記アルコキシシラン化合物がテトラアルコキシシランとエポキシ基を有するシランカップリング剤を含むことを特徴とする請求項３に記載の粉体処理液。
5. 前記アルコキシシラン化合物がテトラアルコキシシランとアミノ基を有するシランカップリング剤を含み、前記アミノ基を有するシランカップリング剤以外のアルコキシシラン化合物１００質量部に対し、前記アミノ基を有するシランカップリング剤が０．５質量部以上３０質量部以下の範囲内であることを特徴とする請求項３または４に記載の粉体処理液。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の粉体処理液を磁性粉体に接触させた後、前記磁性粉体に接触させた前記粉体処理液の揮発分を蒸発させることにより得られる皮膜を有することを特徴とする絶縁性磁性粉体。
7. 磁性粉体と、請求項３〜５のいずれか１項に記載の粉体処理液と、を含む組成物を加熱して、前記組成物中の揮発分を蒸発させ、磁性粉体の表面上に皮膜を形成する絶縁性磁性粉体の製造方法であって、前記組成物を加熱しつつ空気又は不活性ガスと接触させることを特徴とする絶縁性磁性粉体の製造方法。
8. 前記組成物を温度Ｔ_１℃で加熱する第１の工程、及び第１の工程の後に、温度Ｔ_２℃（＞Ｔ_１℃）で前記組成物を加熱する第２の工程を含み、少なくとも前記第１の工程において前記組成物を加熱しつつ空気又は不活性ガスと接触させることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記組成物と空気又は不活性ガスとを混合することで接触させることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。