JP5245985B2

JP5245985B2 - Reactor

Info

Publication number: JP5245985B2
Application number: JP2009084251A
Authority: JP
Inventors: 浩之奥平; 幸司岡本; 孝司青木; 和生加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010235729A

Description

本発明は、金属粉末と合成樹脂との接着性を向上できるリアクトルに関する。 The present invention relates lapis Akutoru can improve the adhesion between the metal powder and synthetic resin.

従来から、シリカ等の無機フィラーを合成樹脂の中に分散させた樹脂組成物が知られている。この樹脂組成物は、合成樹脂と無機フィラーとの接着性を向上させるために、シランカップリング剤を添加することがある（特許文献１参照）。 Conventionally, a resin composition in which an inorganic filler such as silica is dispersed in a synthetic resin is known. In order to improve the adhesiveness between the synthetic resin and the inorganic filler, a silane coupling agent may be added to this resin composition (see Patent Document 1).

シランカップリング剤は、無機フィラーの表面に存在する水酸基と反応する加水分解基と、合成樹脂と反応または相互作用する有機官能基とを１分子中に有する。シランカップリング剤を合成樹脂に添加すると、加水分解基が無機フィラー表面上の水酸基と反応し、有機官能基が合成樹脂と反応または相互作用する。これにより、無機フィラーと合成樹脂との結着力を向上できる。この効果により、樹脂組成物の強度や耐久性、更には熱伝導性の向上が期待される。 The silane coupling agent has a hydrolyzable group that reacts with a hydroxyl group present on the surface of the inorganic filler and an organic functional group that reacts or interacts with the synthetic resin in one molecule. When the silane coupling agent is added to the synthetic resin, the hydrolyzable group reacts with the hydroxyl group on the surface of the inorganic filler, and the organic functional group reacts or interacts with the synthetic resin. Thereby, the binding force between the inorganic filler and the synthetic resin can be improved. This effect is expected to improve the strength and durability of the resin composition and further the thermal conductivity.

特許４１５６８５８号公報Japanese Patent No. 4156858 特開２００６−４９５８号公報JP 2006-4958 A

しかしながらシランカップリング剤は、無機フィラーの表面上に反応する為の水酸基が存在しない場合はその結着効果は低いことが知られている。例えば合成樹脂の中に鉄粉やアルミニウム等の金属粉末を分散させる場合があるが、これら金属粉末の表面には水酸基が十分に存在しないため、シランカップリング剤を添加しても金属粉末と樹脂との接着性は向上しにくい。そのため、金属粉末と合成樹脂とを強く接着できる接着付与剤と、その接着付与剤が添加された樹脂組成物が望まれている。 However, silane coupling agents are known to have a low binding effect when there is no hydroxyl group to react on the surface of the inorganic filler. For example, metal powders such as iron powder and aluminum may be dispersed in a synthetic resin, but since there are not enough hydroxyl groups on the surface of these metal powders, the metal powder and resin can be added even if a silane coupling agent is added. Adhesion with is difficult to improve. Therefore, an adhesion promoter capable of strongly bonding metal powder and synthetic resin and a resin composition to which the adhesion promoter is added are desired.

一方、合成樹脂中に金属粉末として磁性粉末を分散させた樹脂組成物が知られている（特許文献２参照）。この金属粉を含む樹脂組成物からなるコアに、コイルを埋設したリアクトルが開発されている。リアクトルは、コアが割れると性能が低下するため、コアに十分な強度が要求される。またコアは、コイルから発生した熱を放熱するため、高い熱伝導性が要求される。そのため、上記樹脂組成物を用いることにより、コアに高い強度と熱伝導性を付与できるリアクトルが望まれている。 On the other hand, a resin composition in which a magnetic powder is dispersed as a metal powder in a synthetic resin is known (see Patent Document 2). A reactor in which a coil is embedded in a core made of a resin composition containing this metal powder has been developed. Since the performance of the reactor decreases when the core is broken, the core is required to have sufficient strength. Further, since the core dissipates heat generated from the coil, high thermal conductivity is required. Therefore, the reactor which can provide high intensity | strength and heat conductivity to a core by using the said resin composition is desired.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、金属粉末と合成樹脂とが強い力で接着したリアクトルを提供しようとするものである。 The present invention, such conventional been made in view of the problems, it is intended to provide a re Akutoru adhered with a strong force and a metal powder and a synthetic resin.

第１の発明は、酸性リン酸エステル化合物を含有する合成樹脂の中に金属粉末を分散させたコアと、該コア内に埋設され通電により磁束が発生するコイルとを備えたリアクトルであって、
上記酸性リン酸エステル化合物は下記化学式１または化学式２で表される化合物であり、

上記化学式中のＲまたはＲ’は炭素数２〜８（炭素数８を除く）の炭化水素基であり、
上記合成樹脂はエポキシ樹脂であり、
上記金属粉末は鉄粉または鉄と珪素との合金の粉末であり、
上記金属粉末の平均粒径は５〜３００μｍであり、
上記金属粉末の表面には、酸化被膜以外の被膜が形成されていないことを特徴とするリアクトル。 1st invention is a reactor provided with the core which disperse | distributed the metal powder in the synthetic resin containing an acidic phosphate ester compound , and the coil which is embed | buried in this core and generate | occur | produces magnetic flux by electricity supply,
The acidic phosphate compound is a compound represented by the following chemical formula 1 or chemical formula 2,

R or R in the formula 'is Ri hydrocarbon radical der 2 to 8 carbon atoms (excluding 8 carbon atoms),
The synthetic resin is an epoxy resin,
The metal powder is iron powder or a powder of an alloy of iron and silicon,
The average particle size of the metal powder is 5 to 300 μm,
A reactor , wherein a film other than an oxide film is not formed on the surface of the metal powder .

次に、本発明の作用効果につき説明する。
第１の発明では、酸性リン酸エステル化合物を含有する合成樹脂中に、金属粉末を分散させた。酸性リン酸エステル化合物は、リン酸（Ｏ＝Ｐ（ＯＨ）_３）が持つ３個の水素のうち、１個または２個が有機基で置き換わった構造を有する。すなわち、１分子中に少なくとも１個の水酸基と、少なくとも１個の有機基を有する。この水酸基と金属表面に存在する酸化被膜の酸素原子との強い相互作用が期待される。また、酸性リン酸エステル化合物骨格の有機基は、合成樹脂と親和性が高い為、樹脂との相互作用が期待される。すなわち、酸性リン酸エステル化合物の添加によって金属粉末と合成樹脂との接着力を高めることができる。これにより、金属粉末と合成樹脂とが密着し、樹脂組成物の強度や耐久性、熱伝導性を向上させることができる。 Next, the effects of the present invention will be described.
In 1st invention, the metal powder was disperse | distributed in the synthetic resin containing an acidic phosphate compound. The acidic phosphate compound has a structure in which one or two of the three hydrogen atoms of phosphoric acid (O = P (OH) ₃ ) are replaced with an organic group. That is, it has at least one hydroxyl group and at least one organic group in one molecule. A strong interaction between this hydroxyl group and oxygen atoms of the oxide film present on the metal surface is expected. Moreover, since the organic group of the acidic phosphate ester compound skeleton has high affinity with the synthetic resin, interaction with the resin is expected. That is, the adhesive force between the metal powder and the synthetic resin can be increased by adding the acidic phosphate compound. Thereby, the metal powder and the synthetic resin are in close contact with each other, and the strength, durability, and thermal conductivity of the resin composition can be improved.

従来のシランカップリング剤は、表面に充分な水酸基が存在していない鉄粉等の金属粉に対しては大きな効果は得られないが、本発明によれば、金属粉末の表面に水酸基が存在していなくても、酸化等によって金属表面に酸素原子が存在していれば、金属粉末と合成樹脂とを強く接着させることができる。 Conventional silane coupling agents do not have a significant effect on metal powders such as iron powder that do not have sufficient hydroxyl groups on the surface, but according to the present invention, there are hydroxyl groups on the surface of the metal powder. Even if not, the metal powder and the synthetic resin can be strongly bonded as long as oxygen atoms are present on the metal surface by oxidation or the like.

また、本発明では、樹脂組成物中の金属粉末を磁性粉末とし、該樹脂組成物を使ってコアを形成した。そして、このコアの中にコイルを埋設してリアクトルを構成した。
この場合には、金属粉末と合成樹脂との接着力が強い樹脂組成物を使ってコアを形成したため、コアの強度や耐久性、熱伝導性を向上させることができる。上述したように、コアには十分な強度と熱伝導性が要求されるが、本発明の樹脂組成物を利用することにより、これらの要求を満たすことができる。 In the present invention, the metal powder in the resin composition is a magnetic powder, and the core is formed using the resin composition. And the coil was embed | buried in this core and the reactor was comprised.
In this case, since the core is formed using a resin composition having a strong adhesive force between the metal powder and the synthetic resin, the strength, durability, and thermal conductivity of the core can be improved. As described above, the core is required to have sufficient strength and thermal conductivity, but these requirements can be satisfied by using the resin composition of the present invention.

以上のごとく、本発明によると、金属粉末と合成樹脂とが強い力で接着した樹脂組成物と、該樹脂組成物からなるコアを備えたリアクトルを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a resin composition in which a metal powder and a synthetic resin are bonded with a strong force, and a reactor including a core made of the resin composition.

実施例１における、樹脂組成物の拡大断面図。The expanded sectional view of the resin composition in Example 1. FIG. 実施例１における、金属粉末と、合成樹脂と、酸性リン酸エステル化合物との相互作用を表した概念図。The conceptual diagram showing interaction with the metal powder in Example 1, a synthetic resin, and an acidic phosphate ester compound. 実施例１における、樹脂組成物を用いたリアクトルの分解斜視図。The exploded perspective view of the reactor using the resin composition in Example 1. FIG. 図３のリアクトルの断面図。Sectional drawing of the reactor of FIG. 実験例１における、剪断接着強度の測定方法についての説明図。Explanatory drawing about the measuring method of the shear bond strength in Experimental example 1. FIG.

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記合成樹脂は熱硬化性樹脂または室温硬化性樹脂である。
合成樹脂として熱硬化性樹脂または室温硬化性樹脂を用いた場合は、高温状態における金属粉末の分散安定性を向上させることができる。
すなわち、合成樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合は、樹脂の温度が上昇すると軟化するため、金属粉末が沈殿する可能性がある。しかし、合成樹脂として熱硬化性樹脂または室温硬化性樹脂を用いた場合は、樹脂の温度が上昇しても樹脂の３次元ネットワークにより、金属粉末が沈殿する等の問題が生じにくい。そのため、樹脂の温度が上昇する使用環境では、特に効果が大きい。 A preferred embodiment of the present invention described above will be described.
In the first invention, the synthetic resin Ru der thermosetting resin or room temperature curing resin.
When a thermosetting resin or a room temperature curable resin is used as the synthetic resin, the dispersion stability of the metal powder in a high temperature state can be improved.
That is, when a thermoplastic resin is used as the synthetic resin, the resin powder softens when the temperature of the resin rises, so that the metal powder may precipitate. However, when a thermosetting resin or a room temperature curable resin is used as the synthetic resin, problems such as precipitation of metal powder due to the three-dimensional network of the resin hardly occur even when the temperature of the resin rises. Therefore, the effect is particularly great in a use environment where the temperature of the resin rises.

また、上記合成樹脂はエポキシ樹脂である。
硬化後のエポキシ樹脂は水酸基を有するので、この水酸基に含まれる水素原子と、金属粉末表面に存在する酸素原子とが水素結合しやすくなる。そのため、酸性リン酸エステル化合物による、金属粉末とエポキシ樹脂との接着効果と、エポキシ樹脂の水酸基による接着効果とが重畳的に発揮され、金属粉末と樹脂との接着力を特に強くすることが可能となる。
上記硬化性樹脂として、例えばエポキシ樹脂、ウレタン、シリコーン、変成シリコーン、アクリル系の樹脂が挙げられる。これらの中でも架橋密度が高く、耐熱性に優れるエポキシ樹脂が好ましい樹脂として挙げられる。エポキシ樹脂は、酸無水物、芳香族アミン、ジシアンジアミド、フェノール類、或いは３級アミンを硬化剤或いは重合触媒とする加熱硬化型、１級、２級、３級アミン、チオール等を硬化剤或いは触媒とする室温硬化型が挙げられる。本発明は何れの硬化系でも効果を発揮できる。 Further, the synthetic resin is Ru epoxy resin der.
Since the epoxy resin after curing has a hydroxyl group, hydrogen atoms contained in the hydroxyl group and oxygen atoms present on the surface of the metal powder are likely to be hydrogen-bonded. Therefore, the adhesive effect between the metal powder and the epoxy resin by the acidic phosphoric ester compound and the adhesive effect by the hydroxyl group of the epoxy resin are exhibited in a superimposed manner, and the adhesive force between the metal powder and the resin can be particularly strengthened. It becomes.
Examples of the curable resin include epoxy resin, urethane, silicone, modified silicone, and acrylic resin. Among these, an epoxy resin having a high crosslinking density and excellent heat resistance can be mentioned as a preferred resin. Epoxy resin is a heat curing type, primary, secondary, tertiary amine, thiol or the like that uses acid anhydride, aromatic amine, dicyandiamide, phenols, or tertiary amine as a curing agent or polymerization catalyst. And room temperature curing type. The present invention can be effective in any curing system.

また、上記酸性リン酸エステル化合物は下記化学式３または化学式４で表される化合物であり、

上記化学式中のＲまたはＲ’は炭素数１〜１８の炭化水素基である。
そのため、合成樹脂に少量の酸性リン酸エステル化合物を添加しただけで、合成樹脂と金属粉末との高い接着効果を発揮できる。すなわち、ＲまたはＲ’の炭素数が１８を超えると、酸性リン酸エステル化合物全体の重量に占める水酸基の割合が少なくなるので、多量の酸性リン酸エステル化合物を添加する必要が生じる。しかし、炭素数が１８以下であれば、全体の重量に占める水酸基の割合が多いので、少量の酸性リン酸エステル化合物を添加しただけで、高い上記接着効果を発揮することができる。 The acidic phosphate compound is a compound represented by the following chemical formula 3 or chemical formula 4 ,

R or R in the formula 'is Ru der hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
Therefore , a high adhesion effect between the synthetic resin and the metal powder can be exhibited only by adding a small amount of the acidic phosphate compound to the synthetic resin. That is, when the carbon number of R or R ′ exceeds 18, the proportion of hydroxyl groups in the total weight of the acidic phosphate compound decreases, so that a large amount of acidic phosphate compound needs to be added. However, if the number of carbon atoms is 18 or less, the proportion of hydroxyl groups in the total weight is large, so that the high adhesive effect can be exhibited only by adding a small amount of an acidic phosphate compound.

また、上記ＲまたはＲ’は炭素数１〜１０の炭化水素基である。
そのため、酸性リン酸エステル化合物全体の重量に占める水酸基の割合がさらに多くなるので、酸性リン酸エステル化合物の添加量がより少なくても、合成樹脂と金属粉末とを強い力で接着させることができる。 Further, the R or R 'is Ru der hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
Therefore, since the proportion of the hydroxyl group in the total weight of the acidic phosphate compound is further increased, the synthetic resin and the metal powder can be bonded with a strong force even if the addition amount of the acidic phosphate compound is smaller. .

また、上記ＲまたはＲ’は、酸素原子を含む炭化水素基であってもよい。
この場合、例えば、炭化水素基中に水酸基やエーテル結合等の形で酸素原子を含んでいる酸性リン酸エステル化合物も使用することが可能となる。そのため、酸性リン酸エステル化合物の分子構造の自由度を高められるとともに、より容易に入手できる酸性リン酸エステル化合物を使用することが可能になる。 Further, the R or R 'may it hydrocarbon radical der containing an oxygen atom.
In this case, for example, it is possible to use an acidic phosphate ester compound containing an oxygen atom in the form of a hydroxyl group or an ether bond in the hydrocarbon group. Therefore, the degree of freedom of the molecular structure of the acidic phosphate compound can be increased, and an acidic phosphate compound that can be obtained more easily can be used.

また、上記金属粉末は鉄粉または鉄と珪素との合金の粉末である。
鉄粉の表面は酸化している場合が多いので、その鉄粉の表面に存在する酸素原子と、酸性リン酸エステル化合物の水酸基に含まれる水素原子とが水素結合を形成することができる。そのため、金属粉末として鉄粉を用いた場合は、酸性リン酸エステル化合物を添加することにより、合成樹脂と金属粉末（鉄粉）との接着力を十分に高めることができる。
また、鉄と珪素との合金は磁歪が小さいので、磁性材料として好適に用いることができる。 Further, the metal powder Ru powder der of an alloy of iron powder or iron and silicon.
Since the surface of the iron powder is often oxidized, oxygen atoms present on the surface of the iron powder and hydrogen atoms contained in the hydroxyl group of the acidic phosphate compound can form hydrogen bonds. Therefore, when iron powder is used as the metal powder, the adhesive force between the synthetic resin and the metal powder (iron powder) can be sufficiently increased by adding an acidic phosphate ester compound.
Further, an alloy of iron and silicon has a small magnetostriction and can be suitably used as a magnetic material.

また、上記金属粉末の平均粒径は５〜３００μｍである。
この場合には、金属粉末と合成樹脂とを強い力で接着できるとともに、樹脂組成物の粘度を低くすることができる。すなわち、金属粉末の平均粒径が３００μｍを超えると金属粉末の表面エネルギーが小さくなり、酸性リン酸エステル化合物との相互作用が小さくなる。そのため、金属粉末と合成樹脂との接着力が低下しやすくなる。また、金属粉末の平均粒径が５μｍ未満の場合は、酸性リン酸エステル化合物との相互作用は大きいが、粘度が上昇するため、鉄粉入り合成樹脂の注型作業性が悪くなる場合がある。 The average particle diameter of the metal powder Ru 5~300μm der.
In this case, the metal powder and the synthetic resin can be bonded with a strong force, and the viscosity of the resin composition can be lowered. That is, when the average particle diameter of the metal powder exceeds 300 μm, the surface energy of the metal powder becomes small, and the interaction with the acidic phosphate ester compound becomes small. Therefore, the adhesive force between the metal powder and the synthetic resin tends to be reduced. Further, when the average particle size of the metal powder is less than 5 μm, the interaction with the acidic phosphate compound is large, but the viscosity is increased, so that the casting workability of the synthetic resin containing iron powder may be deteriorated. .

（実施例１）
本発明の実施例にかかる樹脂組成物およびリアクトルにつき、図１、図２を用いて説明する。
図１に示すごとく、本例の樹脂組成物１は、酸性リン酸エステル化合物２を含有する合成樹脂３の中に金属粉末４が分散している。
本例では、合成樹脂３は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂である。 Example 1
A resin composition and a reactor according to an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, in the resin composition 1 of this example, the metal powder 4 is dispersed in the synthetic resin 3 containing the acidic phosphate compound 2.
In this example, the synthetic resin 3 is an epoxy resin that is a thermosetting resin.

また、酸性リン酸エステル化合物２は下記化学式５または化学式６で表される化合物であり、

上記化学式中のＲまたはＲ’は炭素数１〜１８の炭化水素基である。 The acidic phosphate ester compound 2 is a compound represented by the following chemical formula 5 or chemical formula 6 ,

R or R ′ in the above chemical formula is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.

なお、上記ＲまたはＲ’は炭素数１〜１０の炭化水素基であることが好ましい。また、ＲまたはＲ’は、酸素原子を含む炭化水素基にすることができる。
本例では、金属粉末４は鉄粉または鉄と珪素との合金の粉末である。また、金属粉末４の平均粒径は５〜３００μｍである。 In addition, it is preferable that said R or R 'is a C1-C10 hydrocarbon group. R or R ′ can be a hydrocarbon group containing an oxygen atom.
In this example, the metal powder 4 is an iron powder or an alloy of iron and silicon. Moreover, the average particle diameter of the metal powder 4 is 5-300 micrometers.

一方、図３、図４に示すごとく、本例のリアクトル５は、上記金属粉末４として磁性粉末を用いた樹脂組成物１からなるコア１０と、該コア１０内に埋設され通電により磁束が発生するコイル７とを備えている。
コア１０を構成する樹脂組成物１は、合成樹脂３としてエポキシ樹脂を用い、金属粉末４として鉄と珪素の合金の粉末で、平均粒径が５〜３００μｍのものを用いる。また、酸性リン酸エステル化合物２は、上記化学式３、化学式４で表される化合物で、ＲまたはＲ’が炭素数１〜１０のものを用いる。
また、リアクトル５のケース６はアルミニウム製で、コイル７は銅線を巻き回して構成したものである。 On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the reactor 5 of this example includes a core 10 made of the resin composition 1 using magnetic powder as the metal powder 4, and a magnetic flux generated by energization embedded in the core 10. And a coil 7 to be operated.
In the resin composition 1 constituting the core 10, an epoxy resin is used as the synthetic resin 3, and an iron-silicon alloy powder having an average particle diameter of 5 to 300 μm is used as the metal powder 4. Moreover, the acidic phosphoric acid ester compound 2 is a compound represented by the above chemical formulas 3 and 4, and R or R ′ having 1 to 10 carbon atoms is used.
The case 6 of the reactor 5 is made of aluminum, and the coil 7 is formed by winding a copper wire.

本例の作用効果につき説明する。
本例では、図１に示すごとく、酸性リン酸エステル化合物２を含有する合成樹脂３中に、金属粉末４を分散させた。酸性リン酸エステル化合物２は、リン酸（Ｏ＝Ｐ（ＯＨ）_３）が持つ３個の水素のうち、１個または２個が有機基で置き換わった構造を有する。すなわち、１分子中に少なくとも１個の水酸基と、少なくとも１個の有機基Ｒを有する。図２に示すごとく、この水酸基に含まれる水素原子が、金属表面に存在する酸素原子と水素結合をすると考えられる。また、酸性リン酸エステル化合物骨格の有機基Ｒは、合成樹脂３と親和性が高い為、樹脂との相互作用が期待される。すなわち、酸性リン酸エステル化合物２の添加によって金属粉末４と合成樹脂３との接着力を高めることができる。これにより、金属粉末４と合成樹脂３とが密着し、樹脂組成物１の強度や耐久性、熱伝導性を向上させることができる。 The function and effect of this example will be described.
In this example, as shown in FIG. 1, the metal powder 4 was dispersed in the synthetic resin 3 containing the acidic phosphate ester compound 2. The acidic phosphoric acid ester compound 2 has a structure in which one or two of the three hydrogens possessed by phosphoric acid (O = P (OH) ₃ ) are replaced with organic groups. That is, it has at least one hydroxyl group and at least one organic group R in one molecule. As shown in FIG. 2, it is considered that the hydrogen atom contained in the hydroxyl group forms a hydrogen bond with the oxygen atom present on the metal surface. In addition, since the organic group R of the acidic phosphate compound skeleton has high affinity with the synthetic resin 3, interaction with the resin is expected. That is, the adhesive force between the metal powder 4 and the synthetic resin 3 can be increased by adding the acidic phosphate compound 2. Thereby, the metal powder 4 and the synthetic resin 3 adhere, and the strength, durability, and thermal conductivity of the resin composition 1 can be improved.

従来のシランカップリング処理法では、表面に充分な水酸基が存在していない鉄粉等の金属粉末４に対しては大きな効果は得られないが、本発明によれば、金属粉末４の表面に水酸基が存在していなくても、酸化等によって金属表面に酸素原子が存在していれば、金属粉末４と合成樹脂３とを強く接着させることができる。 In the conventional silane coupling treatment method, a large effect cannot be obtained for the metal powder 4 such as iron powder in which sufficient hydroxyl groups do not exist on the surface. Even if no hydroxyl group is present, the metal powder 4 and the synthetic resin 3 can be strongly bonded as long as oxygen atoms are present on the metal surface by oxidation or the like.

また、図３、図４に示すごとく、本例では、樹脂組成物１中の金属粉末４を磁性粉末とし、樹脂組成物１を使ってコア１０を形成した。そして、このコア１０の中にコイルを埋設してリアクトル５を構成した。
金属粉末４と合成樹脂３との接着力が強い樹脂組成物１を使ってコア１０を形成したため、コア１０の強度や耐久性、熱伝導性を向上させることができる。上述したように、コア１０には十分な強度と熱伝導性が要求されるが、本発明の樹脂組成物１を利用することにより、これらの要求を満たすことができる。 As shown in FIGS. 3 and 4, in this example, the metal powder 4 in the resin composition 1 was a magnetic powder, and the core 10 was formed using the resin composition 1. Then, the reactor 5 was configured by embedding a coil in the core 10.
Since the core 10 is formed using the resin composition 1 having a strong adhesive force between the metal powder 4 and the synthetic resin 3, the strength, durability, and thermal conductivity of the core 10 can be improved. As described above, the core 10 is required to have sufficient strength and thermal conductivity, but these requirements can be satisfied by using the resin composition 1 of the present invention.

また、合成樹脂３として熱硬化性樹脂または室温硬化性樹脂を用いたことにより、高温状態における金属粉末４の分散安定性を向上させることができる。
すなわち、合成樹脂３として熱可塑性樹脂を用いた場合は、樹脂の温度が上昇すると軟化する為、金属粉末４が沈殿する可能性がある。しかし、合成樹脂３として熱硬化性樹脂または室温硬化性樹脂を用いた場合は、樹脂の温度が上昇しても３次元架橋構造により、金属粉末４が沈殿する等の問題が生じにくい。そのため、樹脂の温度が上昇する使用環境では、特に効果が大きい。 Moreover, the dispersion stability of the metal powder 4 in a high temperature state can be improved by using a thermosetting resin or a room temperature curable resin as the synthetic resin 3.
That is, when a thermoplastic resin is used as the synthetic resin 3, the metal powder 4 may precipitate because it softens as the resin temperature rises. However, when a thermosetting resin or a room temperature curable resin is used as the synthetic resin 3, problems such as precipitation of the metal powder 4 due to the three-dimensional cross-linking structure hardly occur even if the temperature of the resin rises. Therefore, the effect is particularly great in a use environment where the temperature of the resin rises.

合成樹脂３として、例えばエポキシ樹脂、ウレタン、シリコーン、変成シリコーン、アクリル等が挙げられるが、これらの中でもエポキシ樹脂は架橋密度が高く、特に耐熱性に優れることから好ましい。
硬化後のエポキシ樹脂は水酸基を有するので、この水酸基に含まれる水素原子と、金属粉末４表面に存在する酸素原子とが水素結合しやすくなる。そのため、酸性リン酸エステル化合物２による、金属粉末４とエポキシ樹脂との接着効果と、エポキシ樹脂の水酸基による接着効果とが重畳的に発揮され、金属粉末４表面と樹脂との接着力を特に強くすることが可能となる。 Examples of the synthetic resin 3 include an epoxy resin, urethane, silicone, modified silicone, and acrylic. Among these, an epoxy resin is preferable because it has a high crosslinking density and is particularly excellent in heat resistance.
Since the epoxy resin after curing has a hydroxyl group, hydrogen atoms contained in the hydroxyl group and oxygen atoms present on the surface of the metal powder 4 are likely to be hydrogen-bonded. Therefore, the adhesion effect between the metal powder 4 and the epoxy resin by the acidic phosphate compound 2 and the adhesion effect due to the hydroxyl group of the epoxy resin are exhibited in a superimposed manner, and the adhesion force between the surface of the metal powder 4 and the resin is particularly strong. It becomes possible to do.

また、酸性リン酸エステル化合物２は上記化学式３または化学式４で表される化合物であり、この化学式中のＲまたはＲ’は炭素数１〜１８の炭化水素基である。
この場合には、合成樹脂３に少量の酸性リン酸エステル化合物２を添加しただけで、合成樹脂３と金属粉末４との高い接着効果を発揮できる。すなわち、ＲまたはＲ’の炭素数が１８を超えると、酸性リン酸エステル化合物２全体の重量に占める水酸基の割合が少なくなるので、多量の酸性リン酸エステル化合物２を添加する必要が生じる。しかし、炭素数が１８以下であれば、全体の重量に占める水酸基の割合が多いので、少量の酸性リン酸エステル化合物２を添加しただけで、高い接着効果を発揮することができる。 The acidic phosphate compound 2 is a compound represented by the above chemical formula 3 or 4 and R or R ′ in this chemical formula is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
In this case, a high adhesion effect between the synthetic resin 3 and the metal powder 4 can be exhibited only by adding a small amount of the acidic phosphate ester compound 2 to the synthetic resin 3. That is, when the carbon number of R or R ′ exceeds 18, the proportion of the hydroxyl group in the total weight of the acidic phosphate compound 2 is reduced, so that a large amount of the acidic phosphate compound 2 needs to be added. However, if the number of carbon atoms is 18 or less, the proportion of hydroxyl groups in the total weight is large, so that a high adhesive effect can be exhibited only by adding a small amount of acidic phosphate compound 2.

上記ＲまたはＲ’は炭素数１〜１０の炭化水素基であるため、酸性リン酸エステル化合物２全体の重量に占める水酸基の割合をさらに多くできる。従って、酸性リン酸エステル化合物２の添加量がより少なくても、合成樹脂３と金属粉末４とを強い力で接着させることができる。 Since R or R ′ is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, the proportion of the hydroxyl group in the total weight of the acidic phosphate compound 2 can be further increased. Therefore, even if the addition amount of the acidic phosphate compound 2 is smaller, the synthetic resin 3 and the metal powder 4 can be bonded with a strong force.

ＲまたはＲ’は、酸素原子を含む炭化水素基であるため、例えば、炭化水素基中に水酸基やエーテル結合等の形で酸素原子を含んでいる酸性リン酸エステル化合物２も使用することが可能となる。そのため、酸性リン酸エステル化合物２の分子構造の自由度を高められるとともに、より容易に入手できる酸性リン酸エステル化合物２を使用することが可能になる。 Since R or R ′ is a hydrocarbon group containing an oxygen atom, for example, an acidic phosphate compound 2 containing an oxygen atom in the form of a hydroxyl group or an ether bond in the hydrocarbon group can also be used. It becomes. Therefore, the degree of freedom of the molecular structure of the acidic phosphate compound 2 can be increased, and the acidic phosphate compound 2 that can be obtained more easily can be used.

また、金属粉末４は鉄粉または鉄と珪素との合金の粉末にすることができる。
鉄粉の表面は酸化している場合が多いので、その鉄粉の表面に存在する酸素原子と、酸性リン酸エステル化合物２の水酸基に含まれる水素原子とが水素結合を形成することができる。そのため、金属粉末４として鉄粉を用いた場合は、酸性リン酸エステル化合物２を添加することにより、合成樹脂３と金属粉末４（鉄粉）との接着力を十分に高めることができる。
また、鉄と珪素との合金は磁歪が小さいので、磁性材料として好適に用いることができる。 The metal powder 4 may be iron powder or an alloy powder of iron and silicon.
Since the surface of the iron powder is often oxidized, the oxygen atom present on the surface of the iron powder and the hydrogen atom contained in the hydroxyl group of the acidic phosphate ester compound 2 can form a hydrogen bond. Therefore, when iron powder is used as the metal powder 4, the adhesive force between the synthetic resin 3 and the metal powder 4 (iron powder) can be sufficiently increased by adding the acidic phosphate ester compound 2.
Further, an alloy of iron and silicon has a small magnetostriction and can be suitably used as a magnetic material.

また、本例では、金属粉末４の平均粒径は５〜３００μｍである。
そのため、金属粉末４と合成樹脂３とを強い力で接着できるとともに、樹脂組成物１の粘度を低くすることができる。すなわち、金属粉末４の平均粒径が３００μｍを超えると金属粉末４の表面エネルギーが小さくなり、酸性リン酸エステル化合物２との相互作用が小さくなる。そのため、金属粉末４と合成樹脂３との接着力が低下しやすくなる。また、金属粉末４の平均粒径が５μｍ未満の場合は、酸性リン酸エステル化合物２との相互作用は大きいが、粘度が上昇するため、注型作業性が悪くなる場合がある。 Moreover, in this example, the average particle diameter of the metal powder 4 is 5-300 micrometers.
Therefore, the metal powder 4 and the synthetic resin 3 can be bonded with a strong force, and the viscosity of the resin composition 1 can be lowered. That is, when the average particle diameter of the metal powder 4 exceeds 300 μm, the surface energy of the metal powder 4 becomes small and the interaction with the acidic phosphate compound 2 becomes small. Therefore, the adhesive force between the metal powder 4 and the synthetic resin 3 tends to be reduced. Moreover, when the average particle diameter of the metal powder 4 is less than 5 μm, the interaction with the acidic phosphate ester compound 2 is large, but the viscosity is increased, so that the casting workability may be deteriorated.

以上のごとく、本例によると、金属粉末４と合成樹脂３とが強い力で接着した樹脂組成物１と、樹脂組成物１からなるコア１０を備えたリアクトル５を提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide the resin composition 1 in which the metal powder 4 and the synthetic resin 3 are bonded with a strong force, and the reactor 5 including the core 10 made of the resin composition 1.

（実験例１）
本発明の効果を確認するため、実験を行った。まず、下記表１に示すごとく、本発明に属する試料１〜試料５の樹脂組成物と、本発明に属しない比較例１、２の樹脂組成物を作成した。
各々の樹脂組成物は、主剤としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００ｇと、硬化剤として酸無水物９０ｇと、金属粉末４として鉄粉２０００ｇとを含む。試料１〜試料５の樹脂組成物は、表１に示す重量の酸性リン酸エステル化合物Ａ〜Ｄをさらに含む。また、酸性リン酸エステル化合物およびシランカップリング剤を添加しない樹脂組成物を比較例１とし、シランカップリング剤を３ｇ添加した樹脂組成物を比較例２とした。 (Experimental example 1)
An experiment was conducted to confirm the effect of the present invention. First, as shown in Table 1 below, the resin compositions of Samples 1 to 5 belonging to the present invention and the resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 not belonging to the present invention were prepared.
Each resin composition contains 100 g of bisphenol A type epoxy resin as the main agent, 90 g of acid anhydride as the curing agent, and 2000 g of iron powder as the metal powder 4. The resin compositions of Sample 1 to Sample 5 further include acidic phosphate ester compounds AD having the weights shown in Table 1. Moreover, the resin composition which does not add an acidic phosphate ester compound and a silane coupling agent was made into the comparative example 1, and the resin composition which added 3g of silane coupling agents was made into the comparative example 2.

表１のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、ジャパンエポキシレジン株式会社のエピコート８２８を用いた。酸無水物は新日本理化株式会社のＭＨ−７００を使用した。また、イミダゾール化合物は四国化成工業株式会社の２Ｅ４ＭＺを用いた。鉄粉の平均粒子径は２０〜３００μｍにした。また、酸性リン酸エステル化合物Ａ〜Ｄは、城北化学工業株式会社のＪＰ−５０２、ＪＰ−５０４、ＪＰ−５０８、ＪＰ−５０６Ｈを各々用いた。 As the bisphenol A type epoxy resin in Table 1, Epicoat 828 of Japan Epoxy Resin Co., Ltd. was used. As the acid anhydride, MH-700 manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd. was used. Moreover, Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. 2E4MZ was used for the imidazole compound. The average particle size of the iron powder was 20 to 300 μm. Moreover, JP-502, JP-504, JP-508, and JP-506H of Johoku Chemical Industry Co., Ltd. were used as the acidic phosphate ester compounds A to D, respectively.

表２の樹脂組成物を用いて、１０×４×８０ｍｍの大きさ、形状を有する強度測定用サンプル８を作成した。そして、この強度測定用サンプル８の曲げ歪と曲げ強度を測定した。
測定方法は、JIS K7171に従い、試験速度２ｍｍ/minで実施した。
なお、曲げ歪は、下記式で求められる。
曲げ歪（％）＝たわみ量×６×厚み／（支点間距離）² Using the resin composition shown in Table 2, a sample 8 for strength measurement having a size and shape of 10 × 4 × 80 mm was prepared. Then, the bending strain and bending strength of the sample 8 for strength measurement were measured.
The measurement method was performed according to JIS K7171 at a test speed of 2 mm / min.
The bending strain is determined by the following formula.
Bending strain (%) = Deflection x 6 x Thickness / (Distance between fulcrums) ²

次に、図５に示すごとく、２０×５０×２ｍｍのアルミ板８２同士を重ね合わせ、この重ね合わせた部分に表１に示す樹脂組成物を塗布し、１５０℃で３時間硬化した。これを剪断試験用サンプル８３とした。重ね合わせた部分は５×１５ｍｍとし、樹脂組成物１の厚さは１ｍｍとした。この剪断試験用サンプル８３を、２３℃の下、図５に示す矢印の方向へアルミ板８２を５ｍｍ／分で引張り、樹脂組成物１が破壊される瞬間の強度を測定した。また、アルミ板８２と樹脂組成物１の接触界面が剥離した場合は「界面剥離」と記載し、樹脂組成物１の内部で破壊した場合は「凝集破壊」と記載した。樹脂組成物１とアルミ板８２との接着力が高い場合は、凝集破壊となり、接着力が低い場合は界面剥離となる。 Next, as shown in FIG. 5, 20 × 50 × 2 mm aluminum plates 82 were overlapped with each other, and the resin composition shown in Table 1 was applied to the overlapped portion and cured at 150 ° C. for 3 hours. This was designated as a shear test sample 83. The overlapped portion was 5 × 15 mm, and the thickness of the resin composition 1 was 1 mm. This shear test sample 83 was pulled at 5 mm / min in the direction of the arrow shown in FIG. 5 at 23 ° C., and the strength at the moment when the resin composition 1 was broken was measured. Moreover, when the contact interface of the aluminum plate 82 and the resin composition 1 peeled, it described as "interfacial peeling", and when it destroyed inside the resin composition 1, it described as "cohesive failure". When the adhesive force between the resin composition 1 and the aluminum plate 82 is high, cohesive failure occurs, and when the adhesive force is low, interface peeling occurs.

表１に示すごとく、本発明に属する試料１〜５のサンプルは、比較例１、２のサンプルと比べて、曲げ歪および曲げ強度が大きいことが分かる。これから、試料１〜５の樹脂組成物１は、酸性リン酸エステル化合物によって鉄粉４とエポキシ樹脂３との接着力が高まり、その結果、曲げ強度が高くなっていることが確認できる。
また、試料１〜５のサンプルは、比較例１、２のサンプルと比べて、剪断接着強度が高いことが分かる。これから、試料１〜５の樹脂組成物１は、酸性リン酸エステル化合物によってアルミ板８２との接着力が高くなっていることが確認できる。アルミ板８２の表面は酸化しているので、この表面の酸素原子と、酸性リン酸エステル化合物の水酸基に含まれる水素原子とが水素結合していると考えられる。 As shown in Table 1, it can be seen that the samples 1 to 5 belonging to the present invention have higher bending strain and bending strength than the samples of Comparative Examples 1 and 2. From this, it can be confirmed that the resin compositions 1 of Samples 1 to 5 have increased adhesive strength between the iron powder 4 and the epoxy resin 3 due to the acidic phosphoric ester compound, and as a result, the bending strength is increased.
Moreover, it turns out that the samples of Samples 1 to 5 have higher shear bond strength than the samples of Comparative Examples 1 and 2. From this, it can confirm that the resin composition 1 of the samples 1-5 has high adhesive force with the aluminum plate 82 with an acidic phosphoric acid ester compound. Since the surface of the aluminum plate 82 is oxidized, it is considered that the oxygen atoms on this surface and hydrogen atoms contained in the hydroxyl group of the acidic phosphate ester compound are hydrogen bonded.

１樹脂組成物
２酸性リン酸エステル化合物
３合成樹脂
４金属粉末
５リアクトル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin composition 2 Acid phosphate ester compound 3 Synthetic resin 4 Metal powder 5 Reactor

Claims

A reactor comprising a core in which metal powder is dispersed in a synthetic resin containing an acidic phosphate compound , and a coil that is embedded in the core and generates magnetic flux when energized,
The acidic phosphate compound is a compound represented by the following chemical formula 1 or chemical formula 2,