JP2018135416A - 表面処理金属粉及び成形材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂組成物に配合した際の流動性を高められる表面処理金属粉を提供する。【解決手段】表面処理が施された金属粉であって、エポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含む樹脂組成物に配合した際に、特定の粘度比率（チクソ比）を満足する、表面処理金属粉。温度条件３０℃のとき、粘弾性測定装置のずりせん断速度を１とした際の粘度／粘弾性測定装置のずりせん断速度を１０とした際の粘度＜３．４【選択図】なし
Description
本発明は、表面処理金属粉及び成形材料に関する。
近年の電子機器の小型・軽量化に伴い、透磁率が高くかつ成形性が高い成形材料が求められている。透磁率が高い材料としては、金属粉が知られている。
成形材料においては、所望の特性を得るために、表面処理が施された添加成分が樹脂に配合されている。例えば、特許文献１には、マトリクスとしての樹脂との密着性の改善のために、前記添加成分として、プラズマ処理を施した表面処理窒化ホウ素粉末が開示されている。
しかしながら、表面処理が施された添加成分を樹脂に配合すると、成形材料としての流動性が低下するという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、樹脂組成物に配合した際の流動性を高められる表面処理金属粉を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、樹脂組成物に配合した際に流動性の低下を抑制する、特定のチクソ比を見出したものである。すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
［１］表面処理が施された金属粉であって、
エポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含む樹脂組成物に配合した際に、下記の粘度比率（チクソ比）を満足する、表面処理金属粉。
温度条件３０℃のとき、粘弾性測定装置のずりせん断速度を１とした際の粘度／粘弾性測定装置のずりせん断速度を１０とした際の粘度＜３．４
［１］表面処理が施された金属粉であって、
エポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含む樹脂組成物に配合した際に、下記の粘度比率（チクソ比）を満足する、表面処理金属粉。
温度条件３０℃のとき、粘弾性測定装置のずりせん断速度を１とした際の粘度／粘弾性測定装置のずりせん断速度を１０とした際の粘度＜３．４
［２］前記金属粉の平均粒子径が１〜１８０μｍである、［１］に記載の表面処理金属粉。
［３］前記金属粉の球形度が０．６０〜１．００である、［１］または［２］に記載の表面処理金属粉。
［３］前記金属粉の球形度が０．６０〜１．００である、［１］または［２］に記載の表面処理金属粉。
［４］前記金属粉を構成する金属が、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銀、及びマンガンからなる群より選択される１種以上を含む、［１］〜［３］のいずれか一つに記載の表面処理金属粉。
［５］前記金属粉が、純鉄、ケイ素鋼、鉄−コバルト合金、鉄−ニッケル合金、及びカルボニル鉄からなる群より選択される１種以上である、［４］に記載の表面処理金属粉。
［５］前記金属粉が、純鉄、ケイ素鋼、鉄−コバルト合金、鉄−ニッケル合金、及びカルボニル鉄からなる群より選択される１種以上である、［４］に記載の表面処理金属粉。
［６］金属粒子と、
下記一般式（１）で表される官能基と、
が結合した複合体を含む、［１］〜［５］のいずれか一つに記載の表面処理金属粉。
＊−Ｏ−Ｘ−Ｒ ・・・（１）
式中、Ｒは、有機基を表し、
Ｘは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、又はＺｒであり、
＊は、前記金属粒子を構成する原子の１つである。
下記一般式（１）で表される官能基と、
が結合した複合体を含む、［１］〜［５］のいずれか一つに記載の表面処理金属粉。
＊−Ｏ−Ｘ−Ｒ ・・・（１）
式中、Ｒは、有機基を表し、
Ｘは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、又はＺｒであり、
＊は、前記金属粒子を構成する原子の１つである。
［７］前記官能基が、シラン系カップリング剤及びチタン系カップリング剤からなる群より選択されるカップリング剤の残基である、［６］に記載の表面処理金属粉。
［８］［１］〜［７］のいずれか一つに記載の表面処理金属粉と、樹脂と、を含有する、成形材料。
［８］［１］〜［７］のいずれか一つに記載の表面処理金属粉と、樹脂と、を含有する、成形材料。
［９］前記樹脂が、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、及びテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂からなる群より選択される１種以上のエポキシ樹脂を含む、［８］に記載の成形材料。
［１０］前記樹脂が、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂からなる群より選択される１種以上のフェノール樹脂を含む、［８］または［９］に記載の成形材料。
［１０］前記樹脂が、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂からなる群より選択される１種以上のフェノール樹脂を含む、［８］または［９］に記載の成形材料。
本発明は、樹脂組成物に配合した際の流動性を高められる表面処理金属粉を提供することができる。
［表面処理金属粉］
本実施形態の表面処理金属粉は、表面処理が施された金属粉である。
本実施形態の表面処理金属粉は、表面処理が施された金属粉である。
前記表面処理とは、金属粉の表面を改質するための操作をいう。前記操作としては、例えば、金属粉の表面をカップリング剤で処理したり、金属粉をプラズマ処理したりすることが挙げられる。
本実施形態の表面処理金属粉は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含む樹脂組成物に配合した際に、下記の粘度比率（チクソ比）を満足するものである。
温度条件３０℃のとき、粘弾性測定装置のずりせん断速度を１とした際の粘度／粘弾性測定装置のずりせん断速度を１０とした際の粘度＜３．４
温度条件３０℃のとき、粘弾性測定装置のずりせん断速度を１とした際の粘度／粘弾性測定装置のずりせん断速度を１０とした際の粘度＜３．４
前記エポキシ樹脂としては、アリル化ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの重縮合物を使用し、前記フェノール樹脂としては、２−アリルフェノールホルムアルデヒド重縮合物を使用する。
前記表面処理金属粉の使用量は、体積基準で、樹脂の合計１００部に対して、１５〜５０部の範囲とする。
前記エポキシ樹脂の使用量は、樹脂組成物中、３０〜６０体積％の範囲とし、前記フェノール樹脂の使用量は、樹脂組成物中、１０〜３０体積％の範囲とする。また、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の合計の使用量は、樹脂組成物中、５０〜８５体積％の範囲とする。
本実施形態において、前記樹脂組成物に用いられる溶媒としては、例えば、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロパノール等が挙げられる。
前記粘度比率（チクソ比）は、３．４未満であり、１．５以上３．４未満であることが好ましく、２．０以上３．０以下であることがより好ましく、２．１以上３．０未満であることがより一層好ましく、２．２以上２．８以下であることが更により一層好ましい。前記粘度比率（チクソ比）が１．５以上３．４未満であることにより、樹脂組成物に配合した際の表面処理金属粉の流動性を高めることができる。
前記粘度の測定は、粘弾性測定装置（ＨＡＡＫＥ社製「ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ＲＳ
１５０」）を用いて、前記樹脂組成物をパラレルプレート２０ｍｍφの５０〜１０００ｕｍのギャップ間でずりせん断を与えて測定することができる。
１５０」）を用いて、前記樹脂組成物をパラレルプレート２０ｍｍφの５０〜１０００ｕｍのギャップ間でずりせん断を与えて測定することができる。
前記金属粉の平均粒子径は１〜１８０μｍであることが好ましく、３〜１５０μｍであることがより好ましく、３〜１００μｍであることがより一層好ましく、５〜５０μｍであることが更により一層好ましい。
前記金属粉の平均粒子径が１〜１８０μｍであることにより、樹脂組成物に配合した際の表面処理金属粉の流動性を高めることができる。前記金属粉の平均粒子径が１μｍ以上だと成形が容易になる。前記金属粉の平均粒子径が１８０μｍ以下だと沈降しにくくなり、かつ成形が容易になる。
前記平均粒子径は、体積平均粒子径を意味し、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定することができる。
前記金属粉の球形度は０．６０〜１．００であることが好ましく、０．７０〜１．００であることがより好ましい。
前記金属粉の球形度が０．６０〜１．００であることにより、樹脂組成物に配合した際の表面処理金属粉の流動性を高めることができる。
前記球形度は、粒子のＳＥＭ像から、当面積円相当径／外接円径で求めることができる。
前記金属粉を構成する金属は、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銀、マンガン、銅、バナジウム等が挙げられる。磁気特性（透磁率）を向上させる観点から、前記金属粉を構成する金属は、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銀、及びマンガンからなる群より選択される１種以上を含むことがより好ましい。
前記金属粉は、純鉄、ケイ素鋼、鉄−コバルト合金、鉄−ニッケル合金、カルボニル鉄、ステンレス等が挙げられる。磁気特性（透磁率）を向上させる観点から、前記金属粉は、純鉄、ケイ素鋼、鉄−コバルト合金、鉄−ニッケル合金、及びカルボニル鉄からなる群より選択される１種以上であることがより好ましい。
［表面処理金属粉の製造方法］
次に、上述した表面処理金属粉の製造方法の一例について説明する。
表面処理金属粉の製造方法は、金属粉にプラズマ処理を施す工程（i）と、前記工程（i）でプラズマ処理が施された金属粉と、カップリング剤と、を反応させる工程（ii）と、を有する方法が挙げられる。
次に、上述した表面処理金属粉の製造方法の一例について説明する。
表面処理金属粉の製造方法は、金属粉にプラズマ処理を施す工程（i）と、前記工程（i）でプラズマ処理が施された金属粉と、カップリング剤と、を反応させる工程（ii）と、を有する方法が挙げられる。
（工程（i））
前記工程（i）は、前記金属粉の表面に均一にプラズマ処理を施す操作を含んでいることが好ましい。これにより、金属粉の表面を活性させ、効率良く表面処理を施すことができる。
前記工程（i）は、前記金属粉の表面に均一にプラズマ処理を施す操作を含んでいることが好ましい。これにより、金属粉の表面を活性させ、効率良く表面処理を施すことができる。
前記均一にプラズマ処理を施すとは、金属粉を空中に分散させてプラズマ処理することをいう。
前記工程（i）は、前記金属粉にＯ２プラズマ処理を施す操作を含んでいることが好ましい。前記金属粉に、本処理としてＯ２プラズマ処理を実施することにより、金属粉の表面に効率良くＯＨ基を修飾することができる。
前記Ｏ２プラズマ処理の圧力は、１００〜２００Ｐａであることが好ましく、１２０〜１８０Ｐａであることがより好ましい。前記Ｏ２プラズマ処理の流量は、１０００〜５０００ｍＬ／分であることが好ましく、２０００〜４０００ｍＬ／分であることがより好ましい。前記Ｏ２プラズマ処理の出力は、１００〜５００Ｗであることが好ましく、２００〜４００Ｗであることがより好ましい。前記Ｏ２プラズマ処理の処理時間は、５〜６０分であることが好ましく、１０〜４０分であることがより好ましい。
前記Ｏ２プラズマ処理を施す操作の前に、前記金属粉にＡｒプラズマ処理を施す操作を含んでいることが好ましい。前記金属粉に、前処理としてＡｒプラズマ処理を実施することにより、金属粉の表面にＯＨ基修飾可能な活性点を形成することができる。
前記Ａｒプラズマ処理の圧力は、１０〜１００Ｐａであることが好ましく、１５〜８０Ｐａであることがより好ましい。前記Ａｒプラズマ処理の流量は、１０〜１００ｍＬ／分であることが好ましく、２０〜８０ｍＬ／分であることがより好ましい。前記Ａｒプラズマ処理の出力は、１００〜５００Ｗであることが好ましく、２００〜４００Ｗであることがより好ましい。前記Ａｒプラズマ処理の処理時間は、５〜６０分であることが好ましく、１０〜４０分であることがより好ましい。
（工程（ii））
前記工程（ii）は、前記工程（i）でプラズマ処理を施した直後の金属粉とカップリング剤とを反応させることが好ましい。前記方法としては、例えば、前記工程（i）でプラズマ処理を施した直後の金属粉をカップリング剤の希釈溶液に浸漬させたり、前記金属粉にカップリング剤を直接噴霧したりする方法が挙げられる。
前記工程（ii）は、前記工程（i）でプラズマ処理を施した直後の金属粉とカップリング剤とを反応させることが好ましい。前記方法としては、例えば、前記工程（i）でプラズマ処理を施した直後の金属粉をカップリング剤の希釈溶液に浸漬させたり、前記金属粉にカップリング剤を直接噴霧したりする方法が挙げられる。
前記工程（i）でプラズマ処理を施した直後の金属粉をカップリング剤と反応させることにより、反応がより進行し、金属粉表面がより改質しやすくなる。
前記プラズマ処理を施した直後とは、前記プラズマ処理を施してから、０〜２４時間までの範囲をいう。
前記カップリング剤は、例えば、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。
これらのうち、前記カップリング剤は、シラン系カップリング剤及びチタン系カップリング剤からなる群より選択される１種以上であることが好ましい。これにより、樹脂組成物に配合した際の表面処理金属粉の流動性を高めることができる。
前記カップリング剤の使用量は、重量基準で、金属粉１００部に対して、０．０５〜１部の範囲とすることが好ましく、０．１〜０．５部の範囲とすることがより好ましい。
前記カップリング剤の溶液の溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。前記カップリング剤の使用量は、重量基準で、溶媒１００部に対して、０．１〜２部の範囲とすることが好ましく、０．５〜１．５部の範囲とすることがより好ましい。
前記工程（ii）における浸漬時間は、１〜２４時間であることが好ましい。
上述した製造方法によれば、樹脂組成物に配合した際の流動性を高められる表面処理金属粉を効率的に製造することができる。
［表面処理金属粉の構造］
図１は、上述した製造方法によって製造された表面処理金属粉に含まれる複合体の一例を示す。
図１は、上述した製造方法によって製造された表面処理金属粉に含まれる複合体の一例を示す。
図１に示す複合体（１０）は、金属粒子（１００）の表面（１００Ｓ）に−Ｏ−Ｘ−Ｒ（一般式（１））で表される官能基が結合している。表面処理金属粉には、金属粒子（１００）と官能基とが結合した複合体（１０）が含まれている。
＊−Ｏ−Ｘ−Ｒ ・・・（１）
式中、Ｒは、有機基を表し、Ｘは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、又はＺｒであり、＊は、前記金属粒子を構成する原子の１つである。
式中、Ｒは、有機基を表し、Ｘは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、又はＺｒであり、＊は、前記金属粒子を構成する原子の１つである。
より詳細には、上述の方法におけるＯ２プラズマ処理により、金属粒子の表面にＯＨ基が生じて、上記のように、金属粒子とカップリング剤の残基とが、酸素原子を介して結合することができる。その結果、金属粉の表面に強固にカップリング剤を結合させることができる。
本実施形態の表面処理金属粉に含まれる複合体において、金属粒子と、カップリング剤の残基とが、酸素原子を介して結合していることは、フーリエ変換赤外分光光度計から確認することができる。
前記官能基は、シラン系カップリング剤及びチタン系カップリング剤からなる群より選択されるカップリング剤の残基であることが好ましい。シラン系カップリング剤とチタン系カップリング剤のいずれかを選択することにより、樹脂組成物に配合した際の表面処理金属粉の流動性を高めることができる。
上述した本実施形態の表面処理金属粉は、所定の粘度比率（チクソ比）を満足するため、樹脂組成物に配合した際の表面処理金属粉の流動性を高めることができる。
前記粘度比率を３．４未満とするためには、例えば、Ｏ２プラズマ処理やカップリング処理を施す方法が挙げられる。なかでも、金属粉に対しＯ２プラズマ処理とカップリング処理の両方を施すことが好ましく、前記カップリング剤を、シラン系カップリング剤及びチタン系カップリング剤からなる群より選択されるカップリング剤とすることがより好ましい。
［成形材料］
本実施態様の成形材料は、上述した表面処理金属粉と、樹脂と、を含有するものである。本実施形態の成形材料は、金属フィラー含有樹脂材料であり、透磁率が高く、かつ成形性も高い。また、流動性に優れるため、形状自由度も高い。
本実施態様の成形材料は、上述した表面処理金属粉と、樹脂と、を含有するものである。本実施形態の成形材料は、金属フィラー含有樹脂材料であり、透磁率が高く、かつ成形性も高い。また、流動性に優れるため、形状自由度も高い。
前記樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン、シアネート樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。これらのうち、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂が好ましい。
前記樹脂は、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、及びテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂からなる群より選択される１種以上の固形のエポキシ樹脂を含むことが好ましい。かかる構成により、耐熱性が高く、トランスファー成形に適した材料とすることができる。
前記樹脂は、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂からなる群より選択される１種以上の固形のフェノール樹脂を含むことが好ましい。かかる構成により、耐熱性が高く、トランスファー成形に適した材料とすることができる。
本実施形態の成形材料は、本実施形態の表面処理金属粉や樹脂以外にも、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、溶媒、離型剤、硬化促進剤、密着助剤、着色剤、酸化防止剤、耐食剤等が挙げられる。
本実施形態の用途としては、例えば、自動車のリアクトル、インダクタ、モータ磁石固定材等が挙げられる。
以下、本発明の効果を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
［表面処理金属粉の作製］
以下に示すようにして、表面処理金属粉を作製した。
以下に示すようにして、表面処理金属粉を作製した。
（実施例１）
［工程（i）］
回転式卓上真空プラズマ装置（（株）魁半導体社製、ＹＨＳ−ＤΦＳ）を用いて、純鉄粉（１０００ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５）に対し、Ａｒプラズマで前処理（ガス種Ａｒ、圧力２０Ｐａ、流量５０ｍＬ／分、出力３００Ｗ、処理時間４０分）を実施した。次いで、同装置を用いて、Ｏ２プラズマ処理（ガス種Ｈ２Ｏバブリング／Ｏ２、圧力１５０Ｐａ、流量３０００ｍＬ／分、出力３００Ｗ、処理時間４０分）を実施した。
［工程（i）］
回転式卓上真空プラズマ装置（（株）魁半導体社製、ＹＨＳ−ＤΦＳ）を用いて、純鉄粉（１０００ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５）に対し、Ａｒプラズマで前処理（ガス種Ａｒ、圧力２０Ｐａ、流量５０ｍＬ／分、出力３００Ｗ、処理時間４０分）を実施した。次いで、同装置を用いて、Ｏ２プラズマ処理（ガス種Ｈ２Ｏバブリング／Ｏ２、圧力１５０Ｐａ、流量３０００ｍＬ／分、出力３００Ｗ、処理時間４０分）を実施した。
［工程（ii）］
Ｏ２プラズマ処理終了後の粉体（２０ｇ）を、直ちに、すなわち、Ｏ２プラズマ処理後５分後に、シラン系カップリング剤（０．３ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ３０３）とエタノール（２０ｇ）との溶液に浸漬させて、シェーカーで終夜攪拌した。次いで、遠心分離機で固形分を分離し、エタノールで３回洗浄後、８５℃で２時間乾燥して、実施例１の表面処理金属粉を得た。
Ｏ２プラズマ処理終了後の粉体（２０ｇ）を、直ちに、すなわち、Ｏ２プラズマ処理後５分後に、シラン系カップリング剤（０．３ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ３０３）とエタノール（２０ｇ）との溶液に浸漬させて、シェーカーで終夜攪拌した。次いで、遠心分離機で固形分を分離し、エタノールで３回洗浄後、８５℃で２時間乾燥して、実施例１の表面処理金属粉を得た。
（実施例２）
シラン系カップリング剤の代わりにチタン系カップリング剤（０．３ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト９ＳＡ）を用い、エタノールの代わりにイソプロピルアルコールを用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の表面処理金属粉を得た。
シラン系カップリング剤の代わりにチタン系カップリング剤（０．３ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト９ＳＡ）を用い、エタノールの代わりにイソプロピルアルコールを用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の表面処理金属粉を得た。
（比較例１）
純鉄粉（２０ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５）を、シラン系カップリング剤（０．３ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ３０３）とエタノール（２０ｇ）との溶液に浸漬させて、シェーカーで終夜撹拌した。次いで、遠心分離機で固形分を分離し、エタノールで３回洗浄後、８５℃で２時間乾燥して、比較例１の表面処理金属粉を得た。
純鉄粉（２０ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５）を、シラン系カップリング剤（０．３ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ３０３）とエタノール（２０ｇ）との溶液に浸漬させて、シェーカーで終夜撹拌した。次いで、遠心分離機で固形分を分離し、エタノールで３回洗浄後、８５℃で２時間乾燥して、比較例１の表面処理金属粉を得た。
（比較例２）
シラン系カップリング剤の代わりにチタン系カップリング剤（０．３ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト９ＳＡ）を用い、エタノールの代わりにイソプロピルアルコールを用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例２の表面処理金属粉を製造した。
シラン系カップリング剤の代わりにチタン系カップリング剤（０．３ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト９ＳＡ）を用い、エタノールの代わりにイソプロピルアルコールを用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例２の表面処理金属粉を製造した。
（比較例３）
シラン系カップリング剤（ＫＢＭ３０３）の代わりに、シラン系カップリング剤（０．３ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ９０３）を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例３の表面処理金属粉を得た。
シラン系カップリング剤（ＫＢＭ３０３）の代わりに、シラン系カップリング剤（０．３ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ９０３）を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例３の表面処理金属粉を得た。
（比較例４）
チタン系カップリング剤（プレンアクト９ＳＡ）の代わりに、チタン系カップリング剤（０．３ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト４１Ｂ）を用いた以外は、実施例２と同様にして、比較例４の表面処理金属粉を得た。
チタン系カップリング剤（プレンアクト９ＳＡ）の代わりに、チタン系カップリング剤（０．３ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト４１Ｂ）を用いた以外は、実施例２と同様にして、比較例４の表面処理金属粉を得た。
（比較例５）
シラン系カップリング剤（ＫＢＭ３０３）の代わりに、シラン系カップリング剤（０．３ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ９０３）を用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例５の表面処理金属粉を得た。
シラン系カップリング剤（ＫＢＭ３０３）の代わりに、シラン系カップリング剤（０．３ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ９０３）を用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例５の表面処理金属粉を得た。
（比較例６）
チタン系カップリング剤（プレンアクト９ＳＡ）の代わりに、チタン系カップリング剤（０．３ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト４１Ｂ）を用いた以外は、比較例２と同様にして、比較例６の表面処理金属粉を得た。
チタン系カップリング剤（プレンアクト９ＳＡ）の代わりに、チタン系カップリング剤（０．３ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト４１Ｂ）を用いた以外は、比較例２と同様にして、比較例６の表面処理金属粉を得た。
（比較例７）
回転式卓上真空プラズマ装置（ＹＨＳ−ＤΦＳ）を用いて、純鉄粉（１０００ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５）に対し、Ａｒプラズマで前処理（ガス種Ａｒ、圧力２０Ｐａ、流量５０ｍＬ／分、出力３００Ｗ、処理時間４０分）を実施した。次いで、同装置を用いて、Ｏ２プラズマ処理（ガス種Ｈ２Ｏバブリング／Ｏ２、圧力１５０Ｐａ、流量３０００ｍＬ／分、出力３００Ｗ、処理時間４０分）を実施して、比較例７の表面処理金属粉を得た。
回転式卓上真空プラズマ装置（ＹＨＳ−ＤΦＳ）を用いて、純鉄粉（１０００ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５）に対し、Ａｒプラズマで前処理（ガス種Ａｒ、圧力２０Ｐａ、流量５０ｍＬ／分、出力３００Ｗ、処理時間４０分）を実施した。次いで、同装置を用いて、Ｏ２プラズマ処理（ガス種Ｈ２Ｏバブリング／Ｏ２、圧力１５０Ｐａ、流量３０００ｍＬ／分、出力３００Ｗ、処理時間４０分）を実施して、比較例７の表面処理金属粉を得た。
（比較例８）
純鉄粉（２０ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５）をそのまま金属粉として使用した。
純鉄粉（２０ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５）をそのまま金属粉として使用した。
［粘度比率（チクソ比）の評価］
実施例１の表面処理金属粉（１３．０ｇ）と、エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、ＲＥ−８１０ＮＭ、１．４ｇ）と、フェノール樹脂（明和化成（株）社製、ＭＥＨ−８０００Ｈ、０．６ｇ）との混合物（ペースト状）を作製した。
実施例１の表面処理金属粉（１３．０ｇ）と、エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、ＲＥ−８１０ＮＭ、１．４ｇ）と、フェノール樹脂（明和化成（株）社製、ＭＥＨ−８０００Ｈ、０．６ｇ）との混合物（ペースト状）を作製した。
次いで、３０℃で、前記混合物を粘弾性測定装置にセットし、上部コーンを回転させて歪みを与えた際のずり粘度を測定した。粘弾性測定装置のせん断速度を１及び１０とした際の粘度をそれぞれ測定し、両者の比を取って粘度比率（チクソ比）を得た。
実施例２及び比較例１〜８についても、実施例１と同様に評価し、粘度比率（チクソ比）を得た。これらの結果を表１に示す。
実施例１及び２の金属粉は、本発明の粘度比率（チクソ比）を満足しているが、比較例１〜８の金属粉は、本発明の粘度比率（チクソ比）を満足していない。
［スパイラルフローの評価］
エポキシ樹脂（三菱化学（株）社製、ＹＬ６８１０、３．２８重量％）と、エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、ＮＣ−３０００、５．１５重量％）と、フェノール樹脂（日本化薬（株）社製、ＫＡＹＡＨＡＲＤ ＧＰＨ−６５、７．５６重量％）と、離型剤（クラリアントジャパン（株）社製、リコルブＷＥ−４、０．３３重量％）と、硬化促進剤（四国化成工業（株）社製、キュアゾール２ＰＺ−ＰＷ、０．２８重量％）と、実施例１の表面処理金属粉（８３．４０重量％）との混合物を得た。
エポキシ樹脂（三菱化学（株）社製、ＹＬ６８１０、３．２８重量％）と、エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、ＮＣ−３０００、５．１５重量％）と、フェノール樹脂（日本化薬（株）社製、ＫＡＹＡＨＡＲＤ ＧＰＨ−６５、７．５６重量％）と、離型剤（クラリアントジャパン（株）社製、リコルブＷＥ−４、０．３３重量％）と、硬化促進剤（四国化成工業（株）社製、キュアゾール２ＰＺ−ＰＷ、０．２８重量％）と、実施例１の表面処理金属粉（８３．４０重量％）との混合物を得た。
次いで、低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＳＴ−３０」）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、保圧時間１２０秒の条件で、前記混合物のスパイラルフロー値を測定した。
実施例２並びに比較例１、２及び８についても、実施例１と同様に測定し、スパイラルフロー値を得た。
（比較例９）
エポキシ樹脂（三菱化学（株）社製、ＹＬ６８１０、３．２８重量％）、エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、ＮＣ−３０００、５．１５重量％）、フェノール樹脂（日本化薬（株）社製、ＫＡＹＡＨＡＲＤ ＧＰＨ−６５、７．５６重量％）、離型剤（クラリアントジャパン（株）社製、リコルブＷＥ−４、０．３３重量％）、硬化促進剤（四国化成工業（株）社製、キュアゾール２ＰＺ−ＰＷ、０．２８重量％）、純鉄粉（２０ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５、８３．３９重量％）、シラン系カップリング剤（０．０１ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ３０３）の混合物を作製した。
エポキシ樹脂（三菱化学（株）社製、ＹＬ６８１０、３．２８重量％）、エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、ＮＣ−３０００、５．１５重量％）、フェノール樹脂（日本化薬（株）社製、ＫＡＹＡＨＡＲＤ ＧＰＨ−６５、７．５６重量％）、離型剤（クラリアントジャパン（株）社製、リコルブＷＥ−４、０．３３重量％）、硬化促進剤（四国化成工業（株）社製、キュアゾール２ＰＺ−ＰＷ、０．２８重量％）、純鉄粉（２０ｇ、（株）神戸製鋼所社製、ＭＬ３５Ｎ、体積平均粒子径Ｄ５０＝１８０μｍ、球形度０．７５、８３．３９重量％）、シラン系カップリング剤（０．０１ｇ、信越化学工業（株）社製、ＫＢＭ３０３）の混合物を作製した。
次いで、低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＳＴ−３０」）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、保圧時間１２０秒の条件で、前記混合物のスパイラルフロー値を測定した。
（比較例１０）
シラン系カップリング剤の代わりにチタン系カップリング剤（０．０１ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト９ＳＡ）を用いた以外は、比較例９と同様にして混合物を作製し、スパイラルフロー値を測定した。
シラン系カップリング剤の代わりにチタン系カップリング剤（０．０１ｇ、味の素ファインテクノ（株）社製、プレンアクト９ＳＡ）を用いた以外は、比較例９と同様にして混合物を作製し、スパイラルフロー値を測定した。
これらの結果を表２に示す。
表２のとおり、実施例１及び２の金属粉は、比較例１、２及び８〜１０の金属粉よりもスパイラルフロー値が高くなった。
本発明の表面処理金属粉は、エポキシとフェノール樹脂とを含む樹脂組成物に配合した際の流動性を高めることができる。かかる表面処理金属粉は、自動車のリアクトル、インダクタ、モータ磁石固定材等として好適に用いることができる。
１０…表面処理金属粉、１００…金属粉、１００Ｓ…金属粉の表面
Claims (10)
- 表面処理が施された金属粉であって、
エポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含む樹脂組成物に配合した際に、下記の粘度比率（チクソ比）を満足する、表面処理金属粉。
温度条件３０℃のとき、粘弾性測定装置のずりせん断速度を１とした際の粘度／粘弾性測定装置のずりせん断速度を１０とした際の粘度＜３．４ - 前記金属粉の平均粒子径が１〜１８０μｍである、請求項１に記載の表面処理金属粉。
- 前記金属粉の球形度が０．６０〜１．００である、請求項１または２に記載の表面処理金属粉。
- 前記金属粉を構成する金属が、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銀、及びマンガンからなる群より選択される１種以上を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面処理金属粉。
- 前記金属粉が、純鉄、ケイ素鋼、鉄−コバルト合金、鉄−ニッケル合金、及びカルボニル鉄からなる群より選択される１種以上である、請求項４に記載の表面処理金属粉。
- 金属粒子と、
下記一般式（１）で表される官能基と、
が結合した複合体を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の表面処理金属粉。
＊−Ｏ−Ｘ−Ｒ ・・・（１）
式中、Ｒは、有機基を表し、
Ｘは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、又はＺｒであり、
＊は、前記金属粒子を構成する原子の１つである。 - 前記官能基が、シラン系カップリング剤及びチタン系カップリング剤からなる群より選択されるカップリング剤の残基である、請求項６に記載の表面処理金属粉。
- 請求項１〜７のいずれか一項に記載の表面処理金属粉と、樹脂と、を含有する、成形材料。
- 前記樹脂が、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、及びテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂からなる群より選択される１種以上のエポキシ樹脂を含む、請求項８に記載の成形材料。
- 前記樹脂が、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂からなる群より選択される１種以上のフェノール樹脂を含む、請求項８または９に記載の成形材料。
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