JP2024094705A - 低温成形材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低温成形においても流動性に優れ、成形性に優れる低温成形材料が得られる低温成形材料の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の低温成形材料の製造方法は、軟磁性粒子と、ワックスと、を混合する予備混合工程と、得られた混合物と、エポキシ樹脂と、硬化剤と、を混合する混合工程と、を含む。【選択図】なし

Description

本発明は、低温成形材料の製造方法に関する。

近年の電子機器の小型・軽量化に伴い、成形性が高い、磁性粒子を含む低温成形材料が求められている。磁性粒子は軟磁性粒子と硬磁性粒子の２種類に分類される。

特許文献１には、金属元素含有粒子と、前記金属元素含有粒子を覆う樹脂組成物と、を含む第一粉と、ワックスを含む第二粉と、を備える、コンパウンド粉が開示されている。

特許文献２には、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、カルボン酸系分散剤と、磁性粒子と、を含む固体状低温成形材料が開示されている。当該文献には、軟磁性粒子にあらかじめカルボン酸系分散剤を処理してから、他の成分と混合してもよいことが記載されている。

国際公開第２０１９／１０６８１２号 国際公開第２０２１／１３２４３４号

近年では、高温に弱い部品が増加しており、トランスファー成形または圧縮成形において低温での成形プロセス（１００～１５０℃程度）に対応できる材料が求められている。

しかしながら、成形時の温度が低いと、成形材料の粘度が上昇し、流動性が低下することから成形性に改善の余地があった。特許文献１～２に記載の従来の技術においては、低温での成形プロセスにおいて流動性が低く、成形性に改善の余地があった。

本発明者らは、軟磁性粒子とワックスと予め混合し、得られた混合物を他の成分と混合することにより、低温成形においても流動性に優れ、成形性が改善されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下に示すことができる。

［１］ 軟磁性粒子と、ワックスと、を混合する予備混合工程と、
得られた混合物と、エポキシ樹脂と、硬化剤と、を混合する混合工程と、
を含む、低温成形材料の製造方法。
［２］ 前記予備混合工程で得られる前記混合物１００質量部において、前記軟磁性粒子と前記ワックスとの合計量が９０質量部以上である、［１］に記載の低温成形材料の製造方法。
［３］ 前記予備混合工程において、
さらに、触媒を混合する、［１］または［２］に記載の低温成形材料の製造方法。
［４］ 前記予備混合工程で得られる前記混合物１００質量部において、前記軟磁性粒子と前記ワックスと前記触媒との合計量が９０質量部以上である、［３］に記載の低温成形材料の製造方法。
［５］ 前記混合工程において、
さらに、触媒を混合する、［１］または［２］に記載の低温成形材料の製造方法。
［６］ 前記混合工程において、
さらに、カップリング剤を混合する、［１］～［５］のいずれかに記載の低温成形材料の製造方法。
［７］ 前記軟磁性粒子と前記ワックスとを混合する前記予備混合工程の前に、
前記軟磁性粒子を温度７０℃以上１２０℃以下の条件下で攪拌する工程を含む、［１］～［６］のいずれかに記載の低温成形材料の製造方法。
［８］ 前記軟磁性粒子と前記ワックスとを混合する前記予備混合工程は、
前記軟磁性粒子と前記ワックスとを温度７０℃以上１２０℃以下の条件下で攪拌混合する工程を含む、［１］～［６］のいずれかに記載の低温成形材料の製造方法。
［９］ 前記低温成形材料は、９０℃以上１５０℃以下の成形温度で成形可能な材料である、［１］～［８］のいずれかにに記載の低温成形材料の製造方法。
［１０］ 前記ワックスは、高級脂肪酸およびその金属塩類、天然ワックス、モンタン酸エステルワックス、パラフィン、カルボン酸アミド、合成ワックスから選択される少なくとも1種を含む、［１］～［９］のいずれかに記載の低温成形材料の製造方法。
［１１］ 前記軟磁性粒子と、前記ワックスと、前記エポキシ樹脂と、前記硬化剤との合計１００質量％中に、前記軟磁性粒子を８５質量％以上含む、［１］～［１０］のいずれかに記載の低温成形材料の製造方法。
［１２］ 前記触媒は、末端に炭素数６～２０の飽和または不飽和の長鎖脂肪族基を含むイミダゾール触媒を含む、［３］または［５］に記載の低温成形材料の製造方法。
［１３］ 前記カップリング剤は、炭素数６～２０の飽和または不飽和の２価長鎖脂肪族基を含むシランカップリング剤を含む、［６］に記載の低温成形材料の製造方法。

本発明によれば、低温成形においても流動性に優れ、成形性に優れる低温成形材料の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。また、例えば「１～１０」は特に断りがなければ「１以上」から「１０以下」を表す。

本実施形態の低温成形材料の製造方法は、
（ａ）軟磁性粒子と、ワックスと、を混合する予備混合工程と、
（ｂ）得られた混合物と、エポキシ樹脂と、硬化剤と、を混合する混合工程と、
を含む。
なお、本実施形態において、低温成形材料とは、９０℃以上１５０℃以下の成形温度で成形可能な材料であることを意味する。

［予備混合工程（ａ）］
当該工程においては、軟磁性粒子と、ワックスと、を混合する。
具体的には、軟磁性粒子を混合しながら、そこにワックスを添加して混合することができる。軟磁性粒子に、ワックス全量を一括で添加混合してもよいし、徐々に添加混合してもよい。
軟磁性粒子とワックスとを事前に混合し、次いで他の成分と混合することにより、低温成形においても流動性に優れ、成形性に優れる低温成形材料を提供することができる。

予備混合工程（ａ）は、大気下、常温（２５℃）で行うことができる。予備混合工程（ａ）における混合時間は、混合装置の容量や攪拌力によって異なるものの、例えば、３０秒～１５分間、好ましくは１分間～１０分間、より好ましくは１分間～５分間行うことができる。

本実施形態においては、予備混合工程（ａ）の前に、前記軟磁性粒子を温度７０℃以上１２０℃以下、好ましくは７５℃以上１１０℃以下、より好ましくは８０℃以上１００℃以下の条件下で攪拌（ドライ分散）する工程を行うことが好ましい。当該工程は５～３０分程度行うことができる。
これにより、軟磁性粒子の分散性が改善され、ワックスとのなじみが良くなることから、低温成形において流動性により優れる低温成形材料を得ることができる。

また、予備混合工程（ａ）は、前記軟磁性粒子と前記ワックスとを温度７０℃以上１２０℃以下、好ましくは７５℃以上１１０℃以下、より好ましくは８０℃以上１００℃以下の条件下で攪拌混合することも好ましい。その場合、予備混合工程（ａ）は１～２０分程度行うことができる。
これにより、軟磁性粒子に対するワックスのなじみが良くなり、低温成形においても流動性により優れる低温成形材料を得ることができる。

予備混合工程（ａ）で得られる混合物は、当該混合物１００質量部において、前記軟磁性粒子と前記ワックスとの合計量が９０質量部以上、好ましくは９５質量部以上、９８質量部以上である。ワックスとの合計量の上限値は特に限定されないが１００質量部以下とすることができる。

予備混合工程（ａ）においては、さらに触媒を混合することができる。軟磁性粒子を混合しながら、そこに触媒をワックスとともに添加してもよく、軟磁性粒子にワックスを添加する前または後に添加することもできる。

予備混合工程（ａ）で得られる混合物は、当該混合物１００質量部において、前記軟磁性粒子と前記ワックスと前記触媒との合計量が９０質量部以上、好ましくは９５質量部以上、９８質量部以上である。ワックスとの合計量の上限値は特に限定されないが１００質量部以下とすることができる。

［混合工程（ｂ）］
本実施形態において、混合工程（ｂ）は、予備混合工程（ａ）で得られた混合物Ａと、エポキシ樹脂と、硬化剤と、を混合する。混合工程（ｂ）は予備混合工程（ａ）と同様に、大気下、常温（２５℃）で行うことができる。

具体的には、混合物Ａを攪拌混合しながら、そこにエポキシ樹脂と、硬化剤とを添加して混合することができる。エポキシ樹脂と硬化剤は同時に添加してもよく、エポキシ樹脂を添加した後に硬化剤を添加してもよい。また、混合物Ａに、エポキシ樹脂または硬化剤を、各々全量を一括で添加混合してもよいし、徐々に添加混合してもよい。

混合工程（ｂ）は予備混合工程（ａ）と同様に、大気下、常温（２５℃）で行ことができる。混合工程（ｂ）における混合時間は、混合装置の容量や攪拌力によって異なるものの、例えば、当該工程の時間は、２０秒～１０分間、好ましくは３０秒～８分間、より好ましくは１分間～５分間で行うことができる。

混合工程（ｂ）は、予備混合工程（ａ）で触媒が添加されていない場合、さらに、触媒を混合する工程を含むことができる。混合物Ａを攪拌混合しながら、そこに触媒をエポキシ樹脂および硬化剤とともに添加してもよく、エポキシ樹脂および硬化剤を添加する前または後に添加することもできる。本実施形態においては、エポキシ樹脂および硬化剤とともに添加することが好ましい。

また、混合工程（ｂ）は、さらに、カップリング剤を混合する工程を含むことができる。混合物Ａを攪拌混合しながら、そこにカップリング剤をエポキシ樹脂および硬化剤とともに添加してもよく、エポキシ樹脂および硬化剤を添加する前または後に添加することもできる。

本実施形態においては、カップリング剤をエポキシ樹脂および硬化剤を添加する前または後に添加することが好ましい。その場合、当該工程の時間は、２０秒～１０分間、好ましくは３０秒～８分間、より好ましくは１分間～５分間で行うことができる。

さらに、後述するその他の成分を添加する場合には、混合工程（ｂ）においてその他の成分を添加混合してもよく、別途その他の成分を添加混合する工程を含むこともできる。

なお、本実施形態においては、軟磁性粒子と、ワックスと、エポキシ樹脂と、硬化剤とを混合する工程と、得られた混合物に必要に応じてカップリング剤を混合する工程と、を含む低温成形材料の製造方法であってもよい。
以下、本実施形態に用いられる各成分について説明する。

（軟磁性粒子）
軟磁性とは、保磁力が小さい強磁性のことを指し、一般的には、保磁力が８００Ａ／ｍ以下である強磁性のことを軟磁性という。

軟磁性粒子は、鉄基粒子を含むことが好ましい。鉄基粒子とは、鉄原子を主成分とする（化学組成において鉄原子の含有質量が一番多い）粒子のことを言い、より具体的には化学組成において鉄原子の含有質量が一番多い鉄合金のことをいう。

鉄基粒子は、鉄基アモルファス粒子を含むものであればよく、鉄基アモルファス粒子のみで構成されてもよいが、鉄基アモルファス粒子および鉄基結晶粒子を含んでもよい。また、鉄基粒子としては、１種の化学組成からなるものを用いてもよいし、異なる化学組成のものを２種以上併用してもよい。
鉄基アモルファス粒子とは、粒子内部にアモルファス相を有するものであればよく、一部または全体がアモルファス相で構成されてもよい。

鉄基アモルファス粒子において、１つの粒子中の全ての相に対するアモルファス相が、体積基準で、たとえば、８０％以上、好ましくは９０％以上、さらに好ましくは１００％でもよい。
鉄基粒子としてより具体的には、軟磁性を示し、鉄原子（Ｆｅ）の含有率が８５質量％以上である粒子（軟磁性鉄高含有粒子）を用いることができる。

軟磁性粒子の構成材料としては、構成元素としての鉄の含有率が８５質量％以上である金属含有材料が挙げられる。このように構成元素としての鉄の含有率が高い金属材料は、透磁率や磁束密度等の磁気特性が比較的良好な軟磁性を示す。このため、例えば磁性コア等に成形されたとき、良好な磁気特性を示し得る低温成形材料が得られる。

上記の金属含有材料の形態としては、例えば、単体の他、固溶体、共晶、金属間化合物のような合金等が挙げられる。このような金属材料で構成された粒子を用いることにより、鉄に由来する優れた磁気特性、すなわち、高透磁率や高磁束密度等の磁気特性を有する低温成形材料を得ることができる。

また、上記の金属含有材料は、構成元素として鉄以外の元素を含んでいてもよい。鉄以外の元素としては、例えば、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いられる。本実施形態においては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｏから選ばれる１種類以上の元素を主要元素として含むことができる。

上記の金属含有材料の具体例としては、例えば、純鉄、ケイ素鋼、鉄－コバルト合金、鉄－ニッケル合金、鉄－クロム合金、鉄－アルミニウム合金、カルボニル鉄、ステンレス鋼、またはこれらのうちの１種もしくは２種以上を含む複合材料等が挙げられる。入手性などの観点からケイ素鋼やカルボニル鉄を好ましく用いることができる。
軟磁性粒子（Ｆｅ基軟磁性粒子）はそれ以外の粒子であってもよい。例えば、Ｎｉ基軟磁性粒子、Ｃｏ基軟磁性粒子等を含む磁性体粒子であってもよい。

軟磁性粒子の、体積基準におけるメジアン径Ｄ_５０は、好ましくは０．５～７５μｍ、より好ましくは０．７５～６５μｍ、さらに好ましくは１～６０μｍである。粒径（メジアン径）を適切に調整することで、成形時の流動性を更に良好にしたり、磁性性能を向上させたりすることができる。

なお、Ｄ_５０は、例えば、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置により得ることができる。具体的には、ＨＯＲＩＢＡ社製の粒子径分布測定装置「ＬＡ－９５０」により、軟磁性粒子を乾式で測定することで粒子径分布曲線を得、この分布曲線を解析することでＤ_５０を求めることができる。

（ワックス）
ワックスは、ステアリン酸等の高級脂肪酸およびその金属塩類、カルナバワックス等の天然ワックス、モンタン酸エステルワックス、パラフィン、エルカ酸アミド等のカルボン酸アミド、酸化ポリエチレンワックス等の合成ワックスから選択される少なくとも1種を含むことができる。

本実施形態において、ワックスは、前記軟磁性粒子１００質量部に対して０．０１～５質量部、好ましくは０．０５～１質量部、さらに好ましくは０．１～０．５質量部の量で用いることができる。

（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂として、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、トリスフェニルメタン型エポキシ樹脂、ザイロック型エポキシ樹脂等を挙げることができる。

本実施形態において、エポキシ樹脂を１種のみ含んでもよいし、２種類以上含んでもよい。また、同種のエポキシ樹脂であっても異なる分子量のものを併用してもよい。

本実施形態のエポキシ樹脂は、本発明の効果の観点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、トリスフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ザイロック型エポキシ樹脂、およびビフェニル型エポキシ樹脂から選択される少なくとも１種であることが好ましく、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましく、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂がさらに好ましい。

トリフェニルメタン型エポキシ樹脂とは、具体的には、メタン（ＣＨ_４）の４つの水素原子のうちの３つがベンゼン環で置換された部分構造を含むエポキシ樹脂である。ベンゼン環は、無置換であっても置換基で置換されていてもよい。置換基としては、ヒドロキシ基やグリシジルオキシ基などを挙げることができる。

具体的には、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂は、以下一般式（ａ１）で表される構造単位を含む。この構造単位が２つ以上連なることで、トリフェニルメタン骨格が構成される。

一般式（ａ１）において、
Ｒ^１１は、複数ある場合はそれぞれ独立に、１価の有機基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基またはシアノ基であり、
Ｒ^１２は、複数ある場合はそれぞれ独立に、１価の有機基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基またはシアノ基であり、
ｉは、０～３の整数であり、
ｊは、０～４の整数である。

Ｒ^１１およびＲ^１２の１価の有機基の例としては、後述の一般式（ＢＰ）におけるＲ^ａおよびＲ^ｂの１価の有機基として列挙されているものを挙げることができる。
ｉおよびｊは、それぞれ独立に、好ましくは０～２であり、より好ましくは０～１である。

一態様として、ｉおよびｊはともに０である。つまり、一態様として、一般式（ａ１）中のベンゼン環の全ては、１価の置換基としては、明示されたグリシジルオキシ基以外の置換基を有しない。

ビフェニル構造を含むエポキシ樹脂とは、具体的には、２つのベンゼン環が単結合で連結している構造を含むエポキシ樹脂のことである。ここでのベンゼン環は、置換基を有していてもいなくてもよい。
具体的には、ビフェニル構造を含むエポキシ樹脂は、以下一般式（ＢＰ）で表される部分構造を有する。

一般式（ＢＰ）において、
Ｒ^ａおよびＲ^ｂは、複数ある場合はそれぞれ独立に、１価の有機基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子であり、
ｒおよびｓは、それぞれ独立に、０～４であり、
＊は、他の原子団と連結していることを表す。

Ｒ^ａおよびＲ^ｂの１価の有機基の具体例としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデン基、アリール基、アラルキル基、アルカリル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヘテロ環基、カルボキシル基などを挙げることができる。

アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、ビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、例えばエチニル基などが挙げられる。
アルキリデン基としては、例えばメチリデン基、エチリデン基などが挙げられる。
アリール基としては、例えばトリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基が挙げられる。
アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
アルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基などが挙げられる。
シクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。

アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、ｓ－ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔ－ブトキシ基、ｎ－ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、ｎ－ヘキシルオキシ基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えばエポキシ基、オキセタニル基などが挙げられる。

Ｒ^ａおよびＲ^ｂの１価の有機基の総炭素数は、それぞれ、例えば１～３０、好ましくは１～２０、より好ましくは１～１０、特に好ましくは１～６である。
ｒおよびｓは、それぞれ独立に、好ましくは０～２であり、より好ましくは０～１である。一態様として、ｒおよびｓはともに０である。

より具体的には、ビフェニル構造を含むエポキシ樹脂は、以下一般式（ＢＰ１）で表される構造単位を有するビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂であることが好ましい。

一般式（ＢＰ１）において、
Ｒ^ａおよびＲ^ｂの定義および具体的態様は、一般式（ＢＰ）と同様であり、
ｒおよびｓの定義および好ましい範囲は、一般式（ＢＰ）と同様であり、
Ｒ^ｃは、複数ある場合はそれぞれ独立に、１価の有機基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子であり、
ｔは、０～３の整数である。
Ｒ^ｃの１価の有機基の具体例としては、Ｒ^ａおよびＲ^ｂの具体例として挙げたものと同様のものを挙げることができる。
ｔは、好ましくは０～２であり、より好ましくは０～１である。

本実施形態の低温成形材料中のエポキシ樹脂の量は、好ましくは０．１～１０質量％、より好ましくは０．５～５質量％である。

（硬化剤）
硬化剤は、エポキシ樹脂が有するエポキシ基と反応して結合形成可能なものである限り、特に限定されない。例えば、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、芳香族ジアミン、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フェノール化合物、イミダゾール化合物等を挙げることができる。特定硬化剤としては、これらの中から、常温（２５℃）で固形のものを挙げることができる。

硬化剤は、特に特定硬化剤として、好ましくはフェノール系硬化剤（フェノール化合物）を含む。これにより、最終的に得られる成形体の耐久性の一層の向上などが期待
できる。フェノール系硬化剤は、典型的には、１分子あたり２以上のヒドロキシ基を有する。

フェノール系硬化剤は、好ましくは、ノボラック骨格およびビフェニル骨格からなる群より選ばれるいずれかの骨格を含む。フェノール系硬化剤がこれらの骨格のいずれかを含むことで、特に成形体の耐久性を高めることができる。
「ビフェニル骨格」とは、具体的には、前述のエポキシ樹脂の説明における一般式（ＢＰ）のように、２つのベンゼン環が単結合で連結している構造である。

ビフェニル骨格を有するフェノール系硬化剤として具体的には、前述のエポキシ樹脂の説明における一般式（ＢＰ１）において、グリシジル基を水素原子に置き換えた構造のものなどを挙げることができる。
ノボラック骨格を有するフェノール系硬化剤として、具体的には以下一般式（Ｎ）で表される構造単位を有するものを挙げることができる。

一般式（Ｎ）において、
Ｒ^４は、１価の置換基を表し、
ｕは、０～３の整数である。
Ｒ^４の１価の置換基の具体例としては、一般式（ＢＰ）におけるＲ^ａおよびＲ^ｂの１価の置換基として説明したものと同様のものを挙げることができる。
ｕは、好ましくは０～２であり、より好ましくは０～１であり、更に好ましくは０である。

本実施形態においては、フェノール硬化剤は、ノボラック型フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂およびザイロック型フェノール樹脂から選択される少なくとも１種であることが好ましく、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂であることがより好ましい。

フェノール硬化剤が高分子またはオリゴマーである場合、フェノール硬化剤の数平均分子量（ＧＰＣ測定による標準ポリスチレン換算値）は、例えば２００～８００程度である。

低温成形材料中の硬化剤の含有量は、好ましくは０．１～１０質量％、より好ましくは０．２～５質量％である。

硬化剤の量を適切に調整することにより、流動性を一層向上させることができ、得られる硬化物の機械特性や磁気特性を向上させることができる。

本実施形態においては、本発明の効果の観点、特に金型内への充填性の観点から、エポキシ樹脂およびフェノール硬化剤の少なくとも一方がビフェニルアラルキル構造を有し、好ましくは何れもビフェニルアラルキル構造を有する。
本実施形態の低温成形材料は、エポキシ樹脂およびフェノール硬化剤の少なくとも一方がビフェニルアラルキル構造を含むことから、低温での成形プロセスにおいて反応性を低下させることができ、低温成形材料の溶融粘度をさらに安定して低下させることができる。すなわち、このような樹低温成形材料は、金型等への充填性により優れており成形性に優れる。

（触媒）
触媒としては、本発明の効果を奏する範囲で公知の触媒を用いることができる。本実施形態においては、触媒としてイミダゾール触媒を用いることが好ましい。

イミダゾール触媒は、炭素数６～２０の飽和または不飽和の長鎖炭化水素基を末端に含む。当該長鎖脂肪族基の炭素数は好ましくは８～１８、さらに好ましくは１０～１８である。
当該基を含むイミダゾール触媒を含有することにより、低温成形材料の溶融粘度が低下し、成形プロセスにおいて金型等への充填性に優れ、成形性に優れる。
さらに、当該基を含むイミダゾール触媒は硬化系に取り込まれることから、曲げ強度等の機械強度に優れた硬化物を提供することができる。
イミダゾール触媒は下記一般式（１）で表される化合物を含むことが好ましい。

一般式（１）中、Ｒは炭素数６～２０の飽和または不飽和の長鎖脂肪族基を示す。当該長鎖脂肪族基の炭素数は好ましくは８～１８、より好ましくは１０～１８である。

飽和または不飽和の長鎖脂肪族基としては、例えば、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基などが挙げられる。飽和または不飽和の脂肪族基としては、例えば、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基などがあげられる

Ｑはシアノ基、置換されていてもよいトリアジニル基を示す。置換されたトリアジニル基の置換基としてはアミノ基、炭素数１～５のアルキル基、ハロゲン原子等を挙げることができ、好ましくはアミノ基である。
ｎは１～５、好ましくは１～３の整数を示す。

イミダゾール触媒は構造中にトリアジン骨格を備える化合物を含むことがより好ましい。これによりイミダゾール触媒の活性温度が上がり、低温での成形プロセス（１００～１５０℃程度）により適した低温成形材料を提供することができる。

（カップリング剤）
本実施形態の材料は、本発明の効果を奏する範囲で公知の触媒を用いることができる。本実施形態においては、炭素数６～２０の飽和または不飽和の２価長鎖脂肪族基を含むシランカップリング剤を含むことが好ましい。当該長鎖脂肪族基の炭素数は好ましくは８～１８、さらに好ましくは１０～１８である。当該シランカップリング剤を含むことにより、流動性がさらに改善される。
シランカップリング剤としては、下記一般式（２）で表されるカップリング剤を挙げることができる。

一般式（２）中、Ｒは、それぞれ独立に、炭素数１～３のアルコキシ基または炭素数１～３のアルキル基を示し、少なくとも２つのＲは炭素数１～３のアルコキシ基である。Ｒの全てが、炭素数１～３のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数１～２のアルコキシ基であることがより好ましい。

Ｌは、炭素数６～２０の飽和または不飽和の２価長鎖脂肪族基を示す。具体的には、炭素数６～２０の直鎖状または分岐状アルキレン基等を挙げることができる。Ｌは、炭素数６～１５の直鎖状または分岐状アルキレン基であることが好ましく、炭素数６～１２の直鎖状または分岐状アルキレン基であることがより好ましい。
Ｌが長鎖のアルキレン基であることにより、軟磁性粒子の表面に対する樹脂の濡れ性が改善され、成形性や流動性が向上すると推察される。

Ｘは、ビニル基、エポキシ基、グリシジルエーテル基、オキセタニル基、（メタ）アクリロイル基、アミノ基、メチル基、アニリノ基を示す。Ｘは、本発明の効果の観点から、ビニル基、エポキシ基、グリシジルエーテル基、メチル基、アニリノ基が好ましく、エポキシ基、グリシジルエーテル基、メチル基、アニリノ基がより好ましい。低温成形材料の溶融時の流動性をより向上させる観点から、Ｘは、エポキシ基、グリシジルエーテル基、アニリノ基が好ましい。

カップリング剤としては、ＫＢＭ－１０８３（オクテニルトリメトキシシラン、信越化学工業社製）、ＫＢＭ－３１０３Ｃ（デシルトリメトキシシラン、信越化学工業社製）、ＫＢＭ－４８０３（グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、信越化学工業社製）、ＫＢＭ－５８０３（メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、信越化学工業社製）
ＣＦ－４０８３（Ｎ－フェニル－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、東レ・ダウコーニング社製）等を挙げることができる。

（その他の成分）
本実施形態の低温成形材料は、上述した成分以外の成分を含んでいてもよい。例えば、離型剤、低応力剤、密着助剤、着色剤、酸化防止剤、耐食剤、染料、顔料、難燃剤等のうち１または２以上を含んでもよい。

［低温成形材料］
上述の製造方法により得られた低温成形材料は、前記軟磁性粒子と、前記ワックスと、前記エポキシ樹脂と、前記硬化剤との合計１００質量％中に、前記軟磁性粒子を８５質量％以上、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上の量で含むことができる。

前記軟磁性粒子と、前記ワックスと、前記エポキシ樹脂と、前記硬化剤との合計１００質量％中に、エポキシ樹脂を０．５質量％以上５質量％以下、好ましくは０．８質量％以上３質量％以下、より好ましくは１質量％以上２質量％以下の量で含むことができる。

エポキシ樹脂１００質量部に対して、硬化剤を、２０質量部以上８０質量部以下、好ましくは２５質量部以上７０質量部以下、より好ましくは３０質量部以上６０質量部以下の量で含むことができる。

本実施形態の低温成形材料は、常温（２５℃）、好ましくはタブレット状または顆粒状であり、より好ましくはタブレット状である。低温成形材料がタブレット状または顆粒状であることにより、低温成形材料の流通や保管がしやすく、また、トランスファー成形や圧縮成形に適用しやすい。

＜成形品＞
本実施形態の製造方法で得られた上述の低温成形材料は、硬化して成形品を得ることができる。

本実施形態の成形品は上述のように飽和磁束密度が高い複合材料から構成されているため、高飽和磁束密度を実現することができ、１．０Ｔ以上、好ましくは１．２Ｔ以上、より好ましくは１．３Ｔ以上とすることができる。

＜成形品の製造方法＞
成形品の製造方法は、特に限定されないが、トランスファー成形法または圧縮成形法等を挙げることができる。

（トランスファー成形法）
トランスファー成形法による成形品の製造方法は、トランスファー成形装置を用いて、上述の低温成形材料の溶融物を金型に注入する工程と、その溶融物を硬化させる工程とを含む。

トランスファー成形については、公知のトランスファー成形装置を適宜用いるなどして行うことができる。具体的には、まず、予熱した低温成形材料を、トランスファー室とも言われる加熱室に入れて溶融し、溶融物を得る。その後、その溶融物をプランジャーで金型に注入し、そのまま保持して溶融物を硬化させる。これにより、所望の成形物を得ることができる。
トランスファー成形は、成形品の寸法の制御性や、形状自由度の向上などの点で好ましい。

トランスファー成形における各種条件は、任意に設定することができるが、本実施形態の低温成形材料は低温での成形プロセス（１００～１５０℃程度）に成形性に優れていることから、例えば、予熱の温度は６０～１００℃、溶融の際の加熱温度は１００～１５０℃、金型温度は１００℃～１５０℃、金型に低温成形材料の溶融物を注入する際の圧力は１～２０ＭＰａの間で適宜調整することができる。
金型温度を高くしすぎないことで、成形物の収縮を抑えることができる。

（圧縮成形法）
圧縮成形法（コンプレッション成形法）による成形品の製造方法は、前記低温成形材料を圧縮成形する工程を含む。

圧縮成形については、公知の圧縮成形装置を適宜用いて行うことができる。具体的には、上方に開口した凹形状の固定金型の凹部内に前記低温成形材料を載置する。低温成形材料は予め加熱しておくことができる。これにより、成形品を均一に硬化させることができ、成形圧力を低くすることができる。

次いで、上方から、凸形状の金型を凹形状の固定金型に移動して、凸部および凹部によって形成されたキャビティ内において低温成形材料を圧縮する。初めは低圧で低温成形材料を十分に軟化流動させ、次いで、金型を閉じて、再度加圧して所定時間硬化させる。

圧縮成形における各種条件は、任意に設定することができるが、本実施形態の低温成形材料は低温での成形プロセス（１００～１５０℃程度）に成形性に優れていることから、例えば、予熱の温度は６０～１００℃、溶融の際の加熱温度は１００～１５０℃、金型温度は１００～１５０℃、金型で低温成形材料を圧縮する際の圧力は１～２０ＭＰａ、硬化時間６０～３００秒の間で適宜調整することができる。
金型温度を高くしすぎないことで、成形物の収縮を抑えることができる。

本実施形態の低温成形材料は、高透磁率を有する磁性材料が得られることから、当該低温成形材料を硬化して得られる成形体は、インダクタ中の磁性コアや、磁性コアおよびコイルを封止する外装部材に使用することができる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の様々な構成を採用することができる。

以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１～９、比較例１～２、参考例１］
表１に記載の各成分を、ヘンシェルミキサー（型番：ＦＭ２０Ｂ、容量：２０Ｌ、ブレード回転数：７００ｒｐｍ、三井三池化工機社製）を用い、常温（２５℃）で、表１に示す攪拌時間で混合した。
なお、ドライ分散処理は、深江ハイスピードミキサー（型番：ＦＳ２、容量：２Ｌ、ブレード回転数：７００ｒｐｍ、チョッパ回転数：４０ｒｐｍ、深江パウテック社製）を用いて混合した。
実施例１～３、６～９、比較例１、参考例１においては、予備混合工程（ａ）において、前記ヘンシェルミキサーで磁性粉１と磁性粉２とを大気下で１０秒間混合した後、表１に示す各成分を投入し２分間混合した。次いで、混合工程（ｂ）において、表１に示す各成分を均一に混合して混合物を得た。
比較例２は、前記ハイスピードミキサーを用いて、磁性粉１と磁性粉２とを、大気下で、９０℃１５分間ドライ分散処理した後、室温に戻し、混合工程において、前記ヘンシェルミキサーを用いて、混合された前記磁性粉と、表１に示す各成分とを均一に混合して混合物を得た。
実施例４は、前記ハイスピードミキサーを用いて、磁性粉１と磁性粉２とを、大気下で、９０℃１５分間ドライ分散処理した後、室温に戻し、前記ヘンシェルミキサーを用いて、混合された前記磁性粉とワックス１とを添加し２分間攪拌混合した（予備混合工程（ａ））。次いで、混合工程（ｂ）において、表１に示す各成分を均一に混合して混合物を得た。
実施例５は、前記ハイスピードミキサーを用いて、磁性粉１と磁性粉２とワックス１とを、大気下で、９０℃１５分間ドライ分散処理した後、室温に戻した（予備混合工程（ａ））。次いで、混合工程（ｂ）において、前記ヘンシェルミキサーを用いて、得られた混合物と、表１に示す各成分とを、均一に混合して混合物を得た。
以上のようにして得られた混合物を、９０℃、２分の条件で混練した。混練終了後、得られた混練物を室温まで冷却して固形状とし、そして粉砕、打錠成形した。以上により、タブレット状の低温成形材料を得た。
表１に記載された原料成分を以下に示す。低温成形材料の評価結果を表１に示す。なお、表１に記載された軟磁性体粒子の含有率（体積％）は、軟磁性粒子を含む樹脂成形材料を１００体積％としたときの含有率（すなわち充填率）である。

［軟磁性粒子（鉄基粒子）］
・磁性粉１：アモルファス磁性粉（エプソンアトミックス社製、ＫＵＡＭＥＴ９Ａ４－０３、メジアン径２９μｍ、Ｆｅ量９３．２質量％、Ｓｉ量３．３質量％）
・磁性粉２：結晶磁性粉（新東工業社製、ＦＳＣ－２、メジアン径２μｍ、Ｆｅ９１．１質量％、Ｓｉ量３．５質量％）

［エポキシ樹脂］
・エポキシ樹脂１：ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＮＣ－３０００Ｌ）

［硬化剤］
・フェノール樹脂１：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型樹脂（明和化成社製、ＭＥＨ－７８５１ＳＳ）

［触媒］
・イミダゾール触媒１：２，４－ジアミノ－６－〔２’－ウンデシルイミダゾリル－（１’）〕－エチル－ｓ－トリアジン（四国化成社製、Ｃ１１Ｚ－Ａ）

［カップリング剤］
・カップリング剤１：メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン（信越化学工業社製、ＢＭ－５８０３）
・カップリング剤２：γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＪＮＣ社製、ＧＰＳ－Ｍ）

［低応力剤］
・低応力剤１：変性ポリアルキルシロキサン（東レ・ダウコーニング社製、ＦＺ－３７３０）

［ワックス］
・ワックス１：ステアリン酸（日本油脂社製、ＳＲ－サクラ）
・ワックス２：カルナバワックス（東亜化成社製、ＴＯＷＡＸ－１３２）
・ワックス３：グリセリントリモンタン酸エステル（クラリアントジャパン社製、リコルブＷＥ－４）
・ワックス４：以下のように合成した。
炭素数２８～６０の１－アルケンと無水マレイン酸との共重合物（ダイヤカルナＲ３０、三菱ケミカル株式会社製）１００．０ｇ、およびステアリルアルコール４７．０ｇを、３００ｍｌの４つ口セパラブルフラスコに仕込み、７０℃で溶解させた後に、１０ｗｔ％トリフルオロメタンスルホン酸水溶液０．５ｇを添加した。得られた反応混合物を１５０℃で５時間撹拌した。その後、液温を１２０℃まで冷却して、３０Ｔｏｒｒの減圧下で、２時間減圧蒸留することにより、遊離のトリフルオロメタンスルホン酸と水を除去して、エステル化物であるワックス４を１４４ｇ得た。
・ワックス５：エルカ酸アミド（日油社製、アルフローＰ－１０）
・ワックス６：モンタン酸エチレングリコールエステル（クライアント・ジャパン社製、リコワックスＥ）

＜評価＞
（スパイラルフロー）
低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、ＫＴＳ－３０）を用いて、ＡＮＳＩ／ＡＳＴＭ Ｄ ３１２３－７２に準じたスパイラルフロー測定用金型に、低温成形材料を注入し、流動長を測定した。このとき、金型温度は１３０℃、注入圧力は６．９ＭＰａ、保圧時間は１２０秒の条件とした。参考例１では金型温度は１７５℃で行った。
スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい方が、流動性が良好である。単位はｃｍである。

（ゲルタイム）
１３０℃に制御された熱板上に低温成形材料を載せ、スパチュラで約１回／秒のストロークで練った。低温成形材料が熱により溶解してから硬化するまでの時間を測定し、ゲルタイムとした。ゲルタイムは、数値が小さい方が、硬化が速いことを示す。参考例１では熱板の温度を１７５℃で行った。

（高化式粘度）
高化式粘度測定装置（高化式フローテスター、株式会社島津製作所、ＣＦＴ－１００ＥＸ）を用いて、測定温度１３０℃、荷重５５ｋｇｆ、ノズル寸法：直径１．０ｍｍ×長さ２０ｍｍの条件で、低温成形材料の高化式粘度（Ｐａ・ｓ）を測定した。参考例１では測定温度を１７５℃で行った。

表１に示すように、予備混合工程において軟磁性材料とワックスとを事前に分散した実施例１～３、６～９は、当該工程を有さない比較例１に対して、スパイラルフロー長が長く、高化式粘度も低いことから、低温成形においても流動性に優れることが確認された。
また、軟磁性材料を事前ドライ混合し、ワックスを事前に分散しなかった比較例２に比べて、軟磁性材料を事前ドライ混合し、ワックスを事前に分散させた実施例４は、スパイラルフローが非常に長くなり、高化式粘度も大きく低くなることから、低温成形においても流動性により優れることが確認された。さらに、軟磁性材料とワックスとを事前にドライ分散させた実施例５も実施例４と同様に低温成形においても流動性により優れることが確認された。
なお、参考例1は、実施例３と同じように組成物を調製しているものの、スパイラルフロー、ゲルタイム、および高化式粘度を１７５℃で測定したところ、参考例1の高化式粘度は実施例３に比べて大きく低下する。このことから、ワックスの事前添加に関わらず１７５℃成形においては本発明の課題が発生しないものであった。

Claims (13)

1. 軟磁性粒子と、ワックスと、を混合する予備混合工程と、
   得られた混合物と、エポキシ樹脂と、硬化剤と、を混合する混合工程と、
   を含む、低温成形材料の製造方法。
2. 前記予備混合工程で得られる前記混合物１００質量部において、前記軟磁性粒子と前記ワックスとの合計量が９０質量部以上である、請求項１に記載の低温成形材料の製造方法。
3. 前記予備混合工程において、
   さらに、触媒を混合する、請求項１に記載の低温成形材料の製造方法。
4. 前記予備混合工程で得られる前記混合物１００質量部において、前記軟磁性粒子と前記ワックスと前記触媒との合計量が９０質量部以上である、請求項３に記載の低温成形材料の製造方法。
5. 前記混合工程において、
   さらに、触媒を混合する、請求項１に記載の低温成形材料の製造方法。
6. 前記混合工程において、
   さらに、カップリング剤を混合する、請求項１に記載の低温成形材料の製造方法。
7. 前記軟磁性粒子と前記ワックスとを混合する前記予備混合工程の前に、
   前記軟磁性粒子を温度７０℃以上１２０℃以下の条件下で攪拌する工程を含む、請求項１に記載の低温成形材料の製造方法。
8. 前記軟磁性粒子と前記ワックスとを混合する前記予備混合工程は、
   前記軟磁性粒子と前記ワックスとを温度７０℃以上１２０℃以下の条件下で攪拌混合する工程を含む、請求項１に記載の低温成形材料の製造方法。
9. 前記低温成形材料は、９０℃以上１５０℃以下の成形温度で成形可能な材料である、請求項１に記載の低温成形材料の製造方法。
10. 前記ワックスは、高級脂肪酸およびその金属塩類、天然ワックス、モンタン酸エステルワックス、パラフィン、カルボン酸アミド、合成ワックスから選択される少なくとも1種を含む、請求項１～９のいずれかに記載の低温成形材料の製造方法。
11. 前記軟磁性粒子と、前記ワックスと、前記エポキシ樹脂と、前記硬化剤との合計１００質量％中に、前記軟磁性粒子を８５質量％以上含む、請求項１～９のいずれかに記載の低温成形材料の製造方法。
12. 前記触媒は、末端に炭素数６～２０の飽和または不飽和の長鎖脂肪族基を含むイミダゾール触媒を含む、請求項３または５に記載の低温成形材料の製造方法。
13. 前記カップリング剤は、炭素数６～２０の飽和または不飽和の２価長鎖脂肪族基を含むシランカップリング剤を含む、請求項６に記載の低温成形材料の製造方法。