JP2022037657A - 磁性粉の製造方法、圧粉成形体の製造方法、磁性粉および圧粉成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。以下の実施形態において記載する本発明の個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
本発明の磁性粉の製造方法は、噴霧液を噴霧して乾燥することにより、磁性粉を得る工程を備える。
第1の磁性体粒子:カーボニル鉄粉(平均粒径D50:5μm)・・・A
第2の磁性体粒子:マンガンフェライト粉(組成:(FeO,MnO)・Fe2O3、平均粒径:91nmまたは250nm)・・・B
熱硬化性樹脂の主剤:ビスフェノールA型エポキシ樹脂・・・C
熱硬化性樹脂の硬化剤:フェノール硬化剤・・・D
有機溶剤:メチルエチルケトン・・・E
配合比・・・第1の磁性体粒子:第2の磁性体粒子=75重量%:25重量%など
図1に示すように、噴霧液を噴霧して乾燥することにより得られる磁性粉は、第1の磁性体粒子同士が凝集しておらず、各々の第1の磁性体粒子の表面に、第2の磁性体粒子が埋没した樹脂被膜が形成されている。図1において、磁性粉の最大粒径は30μm程度である。
図2に示す噴霧乾燥機100は、ノズル110と、ノズル110を用いて噴霧液Xを噴射し、噴霧液Xに含まれる有機溶剤を揮発させて磁性粉を乾燥させる乾燥室120と、乾燥室120で乾燥させた磁性粉を回収するための回収部130と、を備える。
以上の工程により得られる磁性粉は、第1の磁性体粒子と、上記第1の磁性体粒子の表面に設けられた熱硬化性の樹脂被膜と、を備え、上記第1の磁性体粒子は、軟磁性金属粒子であり、上記樹脂被膜の内部には、第2の磁性体粒子が混在し、上記第2の磁性体粒子の平均粒径は、上記第1の磁性体粒子の平均粒径よりも小さい。このような磁性粉も、本発明の1つである。
図3に示す磁性粉10では、第1の磁性体粒子11の表面に熱硬化性の樹脂被膜21が設けられ、樹脂被膜21の内部に第2の磁性体粒子12が混在している。図3に示す磁性粉10では、複数の第2の磁性体粒子12のうち、一部の第2の磁性体粒子12は、樹脂被膜21に埋没し、残りの第2の磁性体粒子12は、樹脂被膜21から突出している。そのため、磁性粉10の表面に凹凸が形成されている。樹脂被膜21の厚さは、一定であってもよいし、場所ごとに異なっていてもよい。樹脂被膜21に埋没する第2の磁性体粒子12の割合および樹脂被膜21から突出する第2の磁性体粒子12の割合は、例えば、第1の磁性体粒子および第2の磁性体粒子の粒径、第1の磁性体粒子と第2の磁性体粒子と熱硬化性樹脂との配合比などによって調節できる。
図4に示す磁性粉10Aでは、第1の磁性体粒子11の表面に熱硬化性の樹脂被膜21が設けられ、樹脂被膜21の内部に第2の磁性体粒子12が混在している。図4に示す磁性粉10Aでは、全ての第2の磁性体粒子12は、樹脂被膜21に埋没している。図4に示すように、樹脂被膜21の厚さは、一定であってもよいし、場所ごとに異なっていてもよい。樹脂被膜21の厚さが一定でない場合、磁性粉10Aの表面に凹凸が形成される。
本発明の圧粉成形体の製造方法は、本発明の磁性粉の製造方法により磁性粉を得る工程と、上記磁性粉を熱プレス成形することにより、熱硬化性の樹脂被膜を硬化させて圧粉成形体を得る工程と、を備える。
(変形例1)
第1の磁性体粗粒子と第2の磁性体粒子と樹脂被膜とを含む第1の磁性粉と、第1の磁性体微粒子と第2の磁性体粒子と樹脂被膜とを含む第2の磁性粉とを含む混合物。
(変形例2)
第1の磁性体粗粒子と第2の磁性体粒子と樹脂被膜とを含む第1の磁性粉と、第1の磁性体微粒子と樹脂被膜とを含む第2の磁性粉とを含む混合物。
(変形例3)
第1の磁性体粗粒子と樹脂被膜とを含む第1の磁性粉と、第1の磁性体微粒子と第2の磁性体粒子と樹脂被膜とを含む第2の磁性粉とを含む混合物。
以上の工程により得られる圧粉成形体は、例えば、圧粉磁心として用いられる。したがって、本発明の圧粉成形体の製造方法は、圧粉成形体の内部または表面にコイル導体を配置する工程をさらに備えてもよい。
図5に示すコイル部品50は、コイル導体が内部に配置された圧粉成形体の一例である。コイル部品50は、箱型の形状を有する圧粉磁心51と、圧粉磁心51の内部に導線52が埋設されたコイル導体53と、を備える。導線52の第1端部52aおよび第2端部52bは、圧粉磁心51の表面に位置し、露出している。圧粉磁心51の表面の一部は、互いに電気的に独立な第1接続端部54aおよび第2接続端部54bによって覆われている。第1接続端部54aは導線52の第1端部52aと電気的に接続され、第2接続端部54bは導線52の第2端部52bと電気的に接続されている。コイル部品50では、導線52の第1端部52aは第1接続端部54aによって覆われ、導線52の第2端部52bは第2接続端部54bによって覆われている。
図6に示すコイル部品60は、コイル導体が表面に配置された圧粉成形体の一例である。コイル部品60は、リング状の圧粉磁心(リングコア)61と、圧粉磁心61の表面に導線62が巻回されたコイル導体63と、を備える。
第1の磁性体粒子と第2の磁性体粒子と熱硬化性樹脂と有機溶剤とを含む噴霧液を噴霧して乾燥することにより、磁性粉を作製した。第1の磁性体粒子として平均粒径5μmのカーボニル鉄粉、第2の磁性体粒子として平均粒径91nmのマンガンフェライト粉、熱硬化性樹脂の主剤としてビスフェノールA型エポキシ樹脂、熱硬化性樹脂の硬化剤としてフェノール硬化剤を用いた。第1の磁性体粒子と第2の磁性体粒子の配合比を図7に示す。調合時の樹脂量は2.4重量%であり、乾燥後の樹脂量は、造粒後のTG分析により測定した実測値で1.5重量%であった。実施例1では、第1の磁性体粒子同士の凝集が抑制され、第1の磁性体粒子の表面に、第2の磁性体粒子が埋没した樹脂被膜が形成された磁性粉が得られた。得られた磁性粉を150℃、690MPa下で30分間、熱プレス成形した後、150℃下で2時間熱処理して、リングコア試料を作製した。
第2の磁性体粒子として平均粒径250nmのマンガンフェライト粉を用いて、第1の磁性体粒子と第2の磁性体粒子の配合比を図8に示す値に変えたことを除いて、実施例1と同様の方法により磁性粉を作製し、リングコア試料を作製した。実施例2では、第1の磁性体粒子同士の凝集が抑制され、第1の磁性体粒子の表面に、第2の磁性体粒子が埋没した樹脂被膜が形成された磁性粉が得られた。
11 第1の磁性体粒子
12 第2の磁性体粒子
21 樹脂被膜
50、60 コイル部品
51、61 圧粉磁心
52、62 導線
52a 導線の第1端部
52b 導線の第2端部
53、63 コイル導体
54a 第1接続端部
54b 第2接続端部
100 噴霧乾燥機
110 ノズル
120 乾燥室
121 開口部
122 排出口
130 回収部
131 サイクロン
132 バグフィルタ
133 配管
134 ブロワ
X 噴霧液
Claims (26)
- 第1の磁性体粒子と第2の磁性体粒子と熱硬化性樹脂と有機溶剤とを含む噴霧液を噴霧して乾燥することにより、磁性粉を得る工程を備え、
前記磁性粉は、前記第1の磁性体粒子と、前記第1の磁性体粒子の表面に設けられた熱硬化性の樹脂被膜と、を備え、
前記第1の磁性体粒子は、軟磁性金属粒子であり、
前記樹脂被膜の内部には、前記第2の磁性体粒子が混在し、
前記第2の磁性体粒子の平均粒径は、前記第1の磁性体粒子の平均粒径よりも小さい、磁性粉の製造方法。 - 前記第2の磁性体粒子は、前記樹脂被膜に埋没している、請求項1に記載の磁性粉の製造方法。
- 前記第2の磁性体粒子の平均粒径は、1nm以上1μm以下である、請求項1または2に記載の磁性粉の製造方法。
- 前記第2の磁性体粒子の平均粒径は、前記第1の磁性体粒子の平均粒径の1/10以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の磁性粉の製造方法。
- 前記第2の磁性体粒子は、金属酸化物磁性体粒子である、請求項1~4のいずれか1項に記載の磁性粉の製造方法。
- 前記第2の磁性体粒子は、フェライト磁性粒子である、請求項1~4のいずれか1項に記載の磁性粉の製造方法。
- 前記フェライト磁性粒子は、マグネタイト、マンガンフェライト、マグネシウムフェライト、ストロンチウムフェライト、ニッケル亜鉛フェライトおよびニッケルフェライトからなる群より選択される1種以上のフェライトを含む、請求項6に記載の磁性粉の製造方法。
- 前記フェライト磁性粒子中に、マグネタイトおよびマンガンフェライトの一方または両方が合計で65重量%以上含まれる、請求項6に記載の磁性粉の製造方法。
- 前記第2の磁性体粒子が球状である、請求項1~8のいずれか1項に記載の磁性粉の製造方法。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の磁性粉の製造方法により磁性粉を得る工程と、
前記磁性粉を熱プレス成形することにより、前記熱硬化性の樹脂被膜を硬化させて圧粉成形体を得る工程と、を備える、圧粉成形体の製造方法。 - 前記圧粉成形体を得る工程では、前記磁性粉と酸化物粉末とを含む混合物を熱プレス成形する、請求項10に記載の圧粉成形体の製造方法。
- 前記圧粉成形体が圧粉磁心である、請求項10または11に記載の圧粉成形体の製造方法。
- 前記圧粉成形体の内部または表面にコイル導体を配置する工程をさらに備える、請求項10~12のいずれか1項に記載の圧粉成形体の製造方法。
- 第1の磁性体粒子と、
前記第1の磁性体粒子の表面に設けられた熱硬化性の樹脂被膜と、を備え、
前記第1の磁性体粒子は、軟磁性金属粒子であり、
前記樹脂被膜の内部には、第2の磁性体粒子が混在し、
前記第2の磁性体粒子の平均粒径は、前記第1の磁性体粒子の平均粒径よりも小さい、磁性粉。 - 前記第2の磁性体粒子は、前記樹脂被膜に埋没している、請求項14に記載の磁性粉。
- 前記第2の磁性体粒子の平均粒径は、1nm以上1μm以下である、請求項14または15に記載の磁性粉。
- 前記第2の磁性体粒子の平均粒径は、前記第1の磁性体粒子の平均粒径の1/10以下である、請求項14~16のいずれか1項に記載の磁性粉。
- 前記第2の磁性体粒子は、金属酸化物磁性体粒子である、請求項14~17のいずれか1項に記載の磁性粉。
- 前記第2の磁性体粒子は、フェライト磁性粒子である、請求項14~17のいずれか1項に記載の磁性粉。
- 前記フェライト磁性粒子は、マグネタイト、マンガンフェライト、マグネシウムフェライト、ストロンチウムフェライト、ニッケル亜鉛フェライトおよびニッケルフェライトからなる群より選択される1種以上のフェライトを含む、請求項19に記載の磁性粉。
- 前記フェライト磁性粒子中に、マグネタイトおよびマンガンフェライトの一方または両方が合計で65重量%以上含まれる、請求項19に記載の磁性粉。
- 前記第2の磁性体粒子が球状である、請求項14~21のいずれか1項に記載の磁性粉。
- 請求項14~22のいずれか1項に記載の磁性粉を含む、圧粉成形体。
- 酸化物粉末をさらに含む、請求項23に記載の圧粉成形体。
- 前記圧粉成形体が圧粉磁心である、請求項23または24に記載の圧粉成形体。
- 前記圧粉成形体の内部または表面にコイル導体が配置されている、請求項23~25のいずれか1項に記載の圧粉成形体。
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