JP2019182950A - 成形材料および成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
軟磁性を示し鉄の含有率が85質量%以上である第1粒子を含む磁性体粉末と、
非磁性を示し、平均粒径が3μm以下でかつ前記磁性体粉末より小さい非磁性体粉末と、
を有することを特徴とする成形材料。
<成形材料>
まず、本発明の成形材料の実施形態について説明する。
樹脂2は、例えば半硬化(固形)の状態で用意される。このような樹脂2は、成形時に加熱、加圧されることによって溶融し、所望の形状に成形されつつ硬化に至る。これにより、樹脂の特性を活かした成形体が得られる。
ン、芳香族ポリアミン、ジシアミンジアミドのようなアミン化合物、脂環族酸無水物、芳香族酸無水物のような酸無水物、ノボラック型フェノール樹脂のようなポリフェノール化合物、イミダゾール化合物等が用いられる。
アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸およびその塩;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸エステル類;アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその酸塩またはその4級塩、N−メチロールアクリルアミドおよびその誘導体などのアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその酸塩またはその4級塩、N−メチロールメタクリルアミドまたはその誘導体等のメタクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類;塩化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン;酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;マレイン酸およびその塩またはそのエステルまたはその無水物;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;酢酸イソプロペニル等が挙げられ、これらのうちの1種類または2種類以上が併用される。このような他の単量体単位の含有量は、エチレン系共重合体の10質量%以下であるのが好ましく、0.1〜5質量%であるのがより好ましい。
磁性体粉末3は、前述したように、第1粒子31および第2粒子32を含む。
好ましく、12〜150μmであるのがより好ましく、15〜100μmであるのがさらに好ましい。第1粒子31の平均粒径が前記範囲内であることにより、成形材料1の透磁率等の磁気特性をより高めることができる。
[式中、Rは、有機基を表し、Xは、Si、Ti、Al、またはZrであり、*は、第1粒子31を構成する原子の1つである。]
また、このような官能基は、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤等の各種カップリング剤による表面処理によって形成された残基であるが、特にシラン系カップリング剤およ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。これにより、磁性体粉末3を樹脂組成物に配合して成形材料1としたとき、その流動性
をより高めることができる。
非磁性体粉末4は、非磁性を示し、平均粒径が3μm以下であり、かつ、平均粒径が磁性体粉末3より小さい粉末である。
測定装置を用いて測定することができる。
成形材料1は、必要に応じて、軟磁性を示し、粒径が3μm以下である微小磁性体粉末を含んでいてもよい。
成形材料1は、上述した成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。
<成形材料の製造方法>
次に、成形材料1を製造する方法の一例について説明する。なお、ここでは、第1粒子31に表面処理を施すことによって成形材料1を製造する例について説明する。
まず、第1粒子31にプラズマ処理を施す。このとき、第1粒子31の表面31Sに対して均一にプラズマ処理を施すことが好ましい。これにより、第1粒子31の表面31Sを活性化させ、カップリング剤を効率よく反応させることができる。
次に、工程(i)でプラズマ処理が施された直後の第1粒子31とカップリング剤とを反応させる。この方法としては、例えば、工程(i)でプラズマ処理が施された直後の第1粒子31をカップリング剤の希釈溶液に浸漬したり、第1粒子31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。これにより、反応がより進行し易くなり、第1粒子31の表面31Sをより改質し易くなる。なお、プラズマ処理が施された直後とは、プラズマ処理を施してから0〜24時間の範囲をいう。
、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。
次に、カップリング剤と反応させた第1粒子31を含む磁性体粉末3、非磁性体粉末4、樹脂2およびその他の添加物を、ミキサーを用いて混合した後、ロールを用いて120℃、5分混練することにより混練物を得る。
<成形体>
次に、本発明の成形体の実施形態について説明する。
して、得られた初磁化曲線の傾きの最大値(最大透磁率)を求めるとともに、求めた最大透磁率を真空中の透磁率で除することにより、比透磁率を算出する。
(実施例1)
[1]第1粒子に対するプラズマ処理
まず、回転式卓上真空プラズマ装置((株)魁半導体製、YHS−DΦS)を用いて、純鉄粉(1000g、(株)神戸製鋼所製、MH20D、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。
次に、O2プラズマ処理終了後の粉体(20g)を、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)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、表面処理を施した純鉄粉(第1粒子)を得た。
次に、第1粒子として、上述した表面処理を施した純鉄粉、および、アモルファス磁性粉(エプソンアトミックス(株)製、KUAMET6B2、球形度0.85)を用意した。
成形材料の各成分および配合比率を表2のように変更した以外は、実施例1と同様にして成形材料を得た。なお、磁性体粉末の体積分率は、成形材料全体の55〜85体積%の範囲内であった。また、シリカ粉末の体積分率は、磁性体粉末の5〜20体積%であった。
BAPP:和歌山精化工業(株)製、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン
ABP−N:三井化学(株)製、1,3−ビス−(3−アミノフェノキシ)ベンゼンと3−(3’−(3’’−アミノフェノキシ)フェニル)アミノ−1−(3’−(3’’−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼンの混合物
2.成形材料の評価
2.1 流動性の評価
各実施例および各比較例で得られた成形材料について、低圧トランスファー成形機およびスパイラルフロー金型を用いて、スパイラルフロー量を求める評価を行った。
達長さ等に基づいてスパイラルフロー量を求めた。
まず、2.1で行った低圧トランスファー成形機による成形プロセス後、プランジャーの上部に染み出した樹脂の有無を目視にて確認した。
○:プランジャーの上部に樹脂が全く認められない
△:プランジャーの上部にわずかな樹脂が認められる
×:プランジャーの上部に多量の樹脂が認められる
以上の評価結果を表2に示す。
各実施例および各比較例で得られた成形材料を低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、直径16mm、高さ32mmの円柱状成形物を得た。
各実施例および各比較例で得られた成形材料を低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、幅10mm、厚み4mm、長さ80mmの成形品を得た。
各実施例および各比較例で得られた成形材料を低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、15mm×4mm×4mmの成形品を得た。
2 樹脂
3 磁性体粉末
4 非磁性体粉末
31 第1粒子
31’ 第1粒子
31S 表面
32 第2粒子
Claims (11)
- 樹脂と、
軟磁性を示し鉄の含有率が85質量%以上である第1粒子を含む磁性体粉末と、
非磁性を示し、平均粒径が3μm以下でかつ前記磁性体粉末より小さい非磁性体粉末と、
を有することを特徴とする成形材料。 - 前記非磁性体粉末の構成材料は、セラミックス材料を含む請求項1に記載の成形材料。
- 前記セラミックス材料は、シリカを含む請求項2に記載の成形材料。
- 前記磁性体粉末は、さらに、構成材料の組成が前記第1粒子とは異なる第2粒子を含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載の成形材料。
- 前記第1粒子および前記第2粒子は、平均粒径が互いに異なる請求項4に記載の成形材料。
- 前記第2粒子の平均粒径は、前記第1粒子の平均粒径より1〜100μm小さい請求項5に記載の成形材料。
- 前記第1粒子の平均粒径は、10〜200μmである請求項1ないし6のいずれか1項に記載の成形材料。
- 前記磁性体粉末の体積分率は、50〜90体積%である請求項1ないし7のいずれか1項に記載の成形材料。
- 前記非磁性体粉末の体積分率は、前記磁性体粉末の3〜25体積%である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の成形材料。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の成形材料の硬化物であることを特徴とする成形体。
- 比透磁率が、10以上である請求項10に記載の成形体。
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