JP7511319B2 - 熱硬化性樹脂組成物、磁性コアおよび/または外装部材を備えるコイルおよび成形品の製造方法 - Google Patents
熱硬化性樹脂組成物、磁性コアおよび/または外装部材を備えるコイルおよび成形品の製造方法 Download PDFInfo
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Description
ここで、上記の先行技術の実施例においては、熱可塑性樹脂であるナイロンを用いて成形品が得られているが、過酷な環境下での使用を考えたときには、熱硬化性樹脂で成形品を得ることが好ましい。
磁性コアや外装部材の磁気特性を向上させるには、その素となる樹脂組成物の磁気特性を向上させる必要がある。具体的には、樹脂組成物中の磁性体粒子の充填量を増やす(充填密度を大きくする)必要がある。しかし、磁性体粒子の充填量を増やす(充填密度を大きくする)ほど、一般には成形時の流動性は低くなってしまう。
つまり、熱硬化性樹脂組成物でコイルの磁性コアおよび/または外装部材を形成する場合、流動性を上げると磁気特性が悪化し、磁気特性を改善しようとすると流動性が悪くなる、という課題があった。
コイルの磁性コアおよび/または外装部材を形成するための熱硬化性樹脂組成物であって、
磁性体粒子と、熱硬化性樹脂とを含み、
前記磁性体粒子の体積基準の粒子径分布曲線における累積10%値をD10、累積50%値をD50、累積90%値をD90としたとき、D50の値が5~30μmであり、D90/D10の値が25~50である熱硬化性樹脂組成物
が提供される。
上記の熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成された磁性コアおよび/または外装部材を備えるコイル
が提供される。
トランスファー成形装置を用いて上記の熱硬化性樹脂組成物の溶融物を金型に注入し、前記溶融物が硬化した成形品を得る、成形品の製造方法
が提供される。
すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
すべての図面はあくまで説明用のものである。図面に表れている形状や縦横比などは、必ずしも現実を反映したものではなく、数学的に正確なものでもない。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書における「(メタ)アクリル」との表記は、アクリルとメタアクリルの両方を包含する概念を表す。「(メタ)アクリレート」等の類似の表記についても同様である。
記載の簡素化のため、本明細書においては、「コイルの磁性コアおよび/または外装部材を形成するための熱硬化性樹脂組成物」を、単に「熱硬化性樹脂組成物」または「樹脂組成物」などとも表記する。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、コイルの磁性コアおよび/または外装部材を形成するために用いられるものであり、磁性体粒子と、熱硬化性樹脂とを含む。そして、その磁性体粒子の体積基準の粒子径分布曲線における累積10%値をD10、累積50%値をD50、累積90%値をD90としたとき、D50の値が5~30μmであり、D90/D10の値が25~50である。
よって、本発明では、まず、磁性体粒子の粒子径分布における「中央値」であるD50の値を5~30μmとすることで、成形時の流動性と磁気特性とのバランスを取ることとした。
よって、本発明では、D50の値を5~20μmとすることに加え、磁性体粒子の粒子径分布を「幅広く」すること(つまり、D90/D10の値が25~50であることも満たすようにすること)とした。
図1は、とある磁性体粒子の、体積基準の粒子径分布曲線を模式的に示したグラフである。グラフの横軸が粒子径、縦軸が相対粒子量(体積基準)である。
この曲線とグラフの横軸とで囲まれる領域全体の面積を100としたとき、粒子径の小さい側から積分して、面積が10となる粒子径がD10、面積が50となる粒子径がD50、面積が90となる粒子径がD90である。
D90/D10の値は、25~50であれば特に限定されないが、好ましくは32~48、より好ましくは35~45である。
D10そのものの値としては、好ましくは0.5~5μm、より好ましくは1~3μmである。
D90そのものの値としては、好ましくは16~240μm、より好ましくは35~135μm、さらに好ましくは45~135μmである。
これら数値を適切に調整することで、磁気特性や流動性を一層最適化することができる。
粒子径分布曲線は、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。例えば、HORIBA社製の粒子径分布測定装置「LA-950」により、磁性体粒子を乾式で測定することで粒子径分布曲線を得ることができる。なお、この測定で得られる粒子径は、一般には1次粒子径であると認識される。
磁性体粒子の化学組成等については後述する。
磁性体粒子は、全体として上記の分布等を満たす限りにおいて、任意のもの、公知のものを用いることができる。具体的には、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銀およびマンガンからなる群より選択される1種以上の元素を含む磁性体粒子を挙げることができる。このような磁性体粒子を選択することで、磁気特性を一層高めることができる。
鉄基粒子としてより具体的には、軟磁性を示し、鉄原子の含有率が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。なお、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。
このような官能基としては、下記一般式(1)で表される官能基を用いることができる。
*-O-X-R ・・・(1)
[式中、Rは、有機基を表し、Xは、Si、Ti、Al、またはZrであり、*は、磁性体粒子を構成する原子の1つである。]
カップリング剤の使用量は、磁性体粒子の100質量部に対して、例えば、0.05~1質量部であるのが好ましく、0.1~0.5質量部であるのがより好ましい。
カップリング剤と磁性体粒子を反応させるときの溶媒としては、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。また、このときのカップリング剤の使用量は、溶媒100質量部に対して、0.1~2質量部であるのが好ましく、0.5~1.5質量部であるのがより好ましい。
カップリング剤と磁性体粒子との反応時間(例えば希釈溶液への浸漬時間等)は、1~24時間であることが好ましい。
酸素プラズマ処理の圧力は、特に限定されないが、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。
酸素プラズマ処理における処理ガスの流量は、特に限定されないが、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。
酸素プラズマ処理の出力は、特に限定されないが、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。
酸素プラズマ処理の処理時間は、上述の各種条件に応じて適宜設定されるが、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。
アルゴンプラズマ処理における処理ガスの流量は、特に限定されないが、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。
アルゴン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。
アルゴン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。
また、上述したような表面処理は、樹脂組成物中に含まれるすべての粒子に施されてもよく、一部の粒子のみに施されてもよい。
具体的には、以下で定義される「真円度」を、磁性体粒子の任意の10個以上(好ましくは50個以上)について求め、その値を平均することで求められる平均真円度が0.60以上であることが好ましく、0.75以上であることがより好ましい。
真円度の定義:磁性体粒子の輪郭を走査型電子顕微鏡で観察したときの、当該輪郭から求められる等面積円相当径をReq、当該輪郭に外接する円の半径をRcとしたときの、Req/Rcの値。
また、別観点として、磁性体粒子の含有量は、樹脂組成物の固形分(不揮発成分)全体に対して、好ましくは60体積%以上、より好ましくは70~95体積%、さらに好ましくは70~90体積%である。磁性体粒子をこの量とすることで、磁気特性を一層良化することができる。特に、磁性体粒子の「充填率」という点で、この体積%を大きくすることが好ましい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シアネートエステル樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂(オキセタン化合物)、(メタ)アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いられても2種以上が併用されてもよい。
熱硬化性樹脂は、室温25℃において半硬化(固形)状のものであってもよい。
熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含むことにより、得られる成形体の耐熱性を高くすることができる。
Rのアルキル基は、好ましくは炭素数1~6であり、より好ましくは炭素数1~3であり、さらに好ましくは炭素数1(すなわちメチル基)である。2つのRは、メチル基または水素原子であることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、上記の熱硬化性樹脂の硬化剤を含んでもよい。これにより、樹脂組成物を十二分に硬化させることができ、得られる成形体の耐熱性、耐久性の向上などが期待できる。
硬化剤は、室温25℃において半硬化(固形)状のものを使用してもよい。
また、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む場合、硬化剤として、例えば脂肪族ポリアミン、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(フェノール系硬化剤)、イミダゾール化合物等を用いることができる。
また、熱硬化性樹脂がマレイミド樹脂を含む場合、硬化剤としては例えばイミダゾール化合物を用いることができる。
フェノール系硬化剤を用いることで、硬化性を一層高めることができ、成形物の耐久性の一層の向上などが期待できる。この効果は、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む場合に特に顕著である。
硬化剤を用いる場合、その含有量は、樹脂組成物の固形分全体を100質量%として、例えば、0.5~20質量%であり、好ましくは1~15質量%である。また、硬化剤の含有量は、樹脂組成物の不揮発成分全体を100体積%としたとき、例えば、5~30体積%であり、好ましくは10~30体積%である。このような数値範囲とすることにより、成形性および機械的特性を向上させることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、硬化促進剤を含んでもよい。これにより、樹脂組成物の硬化性を向上させることができる。
硬化促進剤を用いる場合、その含有量は、樹脂組成物の固形分(不揮発成分)全体を100質量%としたとき、好ましくは0.01~1質量%であり、より好ましくは0.05~0.8質量%である。このような数値範囲とすることにより、十分に硬化性向上の効果が得られる。
本実施形態の樹脂組成物は、離型剤を含んでもよい。これにより、成形時の樹脂組成物の離型性を高めることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、流動性の調整などの観点で、非磁性を示す非磁性体粒子を含んでもよい。非磁性体粒子は、例えば、粒子径分布曲線における累積50%値が3μm以下の粒子を用いることができる。なお、本明細書において、非磁性とは、強磁性を有さないことを指す。
また、セラミックス材料は、特にシリカを含むのが好ましい。シリカは、熱硬化性樹脂との親和性が高く、絶縁性が高いため、非磁性体粒子の構成粒子として有用である。
本実施形態の樹脂組成物は、熱硬化性であるが、流動性や成形性の調整の観点などから、熱可塑性樹脂を含んでもよい。
熱可塑性樹脂を用いる場合、その量は、樹脂組成物の固形分(不揮発成分)全体を100質量%としたとき、1~10質量%が好ましく、2~5質量%がより好ましい。これにより、流動性や成形性の調整効果を十分に得られると考えられる。
本実施形態の樹脂組成物は、上述した成分以外の成分を含んでいてもよい。
例えば、低応力剤、カップリング剤、密着助剤、着色剤、酸化防止剤、耐食剤、染料、顔料、難燃剤等を含んでもよい。
本実施形態の樹脂組成物は、前述のように、特定の粒子径分布の磁性体粒子を用いることにより、成形時の流動性が良好である。定量的に述べるならば、温度175℃のスパイラルフロー試験により測定される流動長が好ましくは50cm以上である。なお、この流動長は、より好ましくは60cm以上、さらに好ましくは70cm以上である。樹脂組成物がこのような流動長を有することは、磁性コアおよび/または外装部材の量産適性等の点で好ましい。
なお、流動長の上限は、例えば、260cmである。
溶融粘度の測定方法については、後述の実施例を参照されたい。
この測定方法の条件の詳細については、後述の実施例を参照されたい。
本実施形態の樹脂組成物の製造方法の一例を説明する。
その後、得られた混練物を冷却し、そして粉砕することにより、粉末状の樹脂組成物(成形材料)を得ることができる。
なお、この後、必要に応じて粉末状の樹脂組成物を打錠するなどして、顆粒状またはタブレット状に圧粉してもよい。
以上により、トランスファー成形に適する樹脂組成物が得られる。また、樹脂組成物を室温25℃で固形とすることにより、搬送性や保管性を高めることができる。
上述の本実施形態の樹脂組成物を用いて、コイル(リアクトル)の磁性コアや外装部材などの成形品を製造することができる。
例えば、本実施形態の樹脂組成物を、トランスファー成形法、射出成形法、押出成形法、プレス成形法等の各種成形法により成形することで、所望の成形品を製造することができる。これらの成形法においては、加熱により樹脂組成物が溶融するとともに流動し、所望の形状に成形される。
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他の成形法に比べて好ましい。
本実施形態の樹脂組成物の硬化物で構成された磁性コアを備えるコイル(リアクトル)の概要について、図2を参照しつつ説明する。
図2(a)は、上面から見たコイル100の概要を示す。図2(b)は、図2(a)におけるA-A’断面視における断面図を示す。
なお、コイル100は、巻線10と磁性コア20との間に、これらの絶縁を確保する観点から、不図示のインシュレータを介在させた構造としてもよい。
図3(a)は、コイル100Bの上面からみたコイルの概要を示す。図3(b)は、図3(a)におけるB-B’断面視における断面図を示す。
なお、コイル100Bは、巻線10Bと磁性コア20Bとの間に、これらの絶縁を確保する観点から、不図示のインシュレータを介在させた構造としてもよい。
更に別の態様として、本実施形態の樹脂組成物の硬化物で構成された磁性コアと外装部材を備える一体型インダクタの概要を、図4を参照しつつ説明する。
図4(a)は、一体型インダクタ100Cの上面からみた構造体の概要を示す。図4(b)は、図4(a)におけるC-C’断面視における断面図を示す。
上述のように、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、コイルの磁性コアおよび/または外装部材を形成するために用いられるものである。
一方、別観点として、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、好ましくは、トランスファー成形法により成形することで、コイルの磁性コアおよび/または外装部材に限らない、所望の形状の成形品を得ることができる。つまり、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、「トランスファー成形用」でありうる。
1.
トランスファー成形用の熱硬化性樹脂組成物であって、
磁性体粒子と、熱硬化性樹脂とを含み、
前記磁性体粒子の体積基準の粒子径分布曲線における累積10%値をD10、累積50%値をD50、累積90%値をD90としたとき、D50の値が5~30μmであり、D90/D10の値が25~50である熱硬化性樹脂組成物。
2.
1.に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記粒子径分布曲線が、粒子径1~3μmの領域と、粒子径20~45μmの領域とに極大を有する熱硬化性樹脂組成物。
3.
1.または2.に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記磁性体粒子の含有量が、組成物の固形分全体に対して95質量%以上である熱硬化性樹脂組成物。
4.
1.~3.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記磁性体粒子が、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銀およびマンガンからなる群より選択される1種以上の元素を含む熱硬化性樹脂組成物。
5.
1.~4.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
以下で定義される真円度を前記磁性体粒子の任意の10個以上について求め、その値を平均することで求められる平均真円度が0.60以上の磁性体粒子を含む熱硬化性樹脂組成物。
〔真円度の定義〕
磁性体粒子の輪郭を走査型電子顕微鏡で観察したときの、当該輪郭から求められる等面積円相当径をReq、当該輪郭に外接する円の半径をRcとしたときの、Req/Rcの値。
6.
1.~5.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物。
7.
6.に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂が、前掲の一般式(I)で表される化合物を含む熱硬化性樹脂組成物。
(一般式(I)中、2つのRは、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を表す。)
8.
1.~7.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物。
9.
8.に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記硬化剤が、フェノール系硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物。
10.
1.~9.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
温度175℃のスパイラルフロー試験により測定される流動長が50cm以上である熱硬化性樹脂組成物。
11.
1.~10.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂組成物を加熱溶融の後冷却して作製した硬化成形体を175℃で4時間保持する試験を行ったとき、当該試験前の前記硬化成形体の縦方向の長さをL0とし、当該試験後の前記硬化成形体の熱収縮量をL1としたとき、(L1/L0)×100で表される寸法収縮率が1%以下である熱硬化性樹脂組成物。
12.
1.~12.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成された成形品。
13.
トランスファー成形装置を用いて、1.~12.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物の溶融物を金型に注入し、前記溶融物が硬化した成形品を得る、成形品の製造方法。
以下、参考形態の例を付記する。
1.
コイルの磁性コアおよび/または外装部材を形成するための熱硬化性樹脂組成物であって、
磁性体粒子と、熱硬化性樹脂とを含み、
前記磁性体粒子の体積基準の粒子径分布曲線における累積10%値をD 10 、累積50%値をD 50 、累積90%値をD 90 としたとき、D 50 の値が5~30μmであり、D 90 /D 10 の値が25~50である熱硬化性樹脂組成物。
2.
1.に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記粒子径分布曲線が、粒子径1~3μmの領域と、粒子径20~45μmの領域とに極大を有する熱硬化性樹脂組成物。
3.
1.または2.に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記磁性体粒子の含有量が、組成物の固形分全体に対して95質量%以上である熱硬化性樹脂組成物。
4.
1.~3.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記磁性体粒子が、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銀およびマンガンからなる群より選択される1種以上の元素を含む熱硬化性樹脂組成物。
5.
1.~4.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
以下で定義される真円度を前記磁性体粒子の任意の10個以上について求め、その値を平均することで求められる平均真円度が0.60以上の磁性体粒子を含む熱硬化性樹脂組成物。
〔真円度の定義〕
磁性体粒子の輪郭を走査型電子顕微鏡で観察したときの、当該輪郭から求められる等面積円相当径をReq、当該輪郭に外接する円の半径をRcとしたときの、Req/Rcの値。
6.
1.~5.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物。
7.
6.に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂が、前掲の一般式(I)で表される化合物を含む熱硬化性樹脂組成物。
一般式(I)中、2つのRは、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を表す。
8.
1.~7.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物。
9.
8.に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記硬化剤が、フェノール系硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物。
10.
1.~9.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
温度175℃のスパイラルフロー試験により測定される流動長が50cm以上である熱硬化性樹脂組成物。
11.
1.~10.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂組成物を加熱溶融の後冷却して作製した硬化成形体を175℃で4時間保持する試験を行ったとき、当該試験前の前記硬化成形体の縦方向の長さをL 0 とし、当該試験後の前記硬化成形体の熱収縮量をL 1 としたとき、(L 1 /L 0 )×100で表される寸法収縮率が1%以下である熱硬化性樹脂組成物。
12.
1.~11.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
コイルの磁性コアを形成するために用いられる熱硬化性樹脂組成物。
13.
1.~12.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成された磁性コアおよび/または外装部材を備えるコイル。
14.
トランスファー成形装置を用いて1.~12.のいずれか1つに記載の熱硬化性樹脂組成物の溶融物を金型に注入し、前記溶融物が硬化した成形品を得る、成形品の製造方法。
各実施例のそれぞれについて、次のようにして樹脂組成物を調製した。まず、表1に示される原料成分およびその配合比率に従い、各原料成分をミキサーにより混合した。次いで、得られた混合物をロール混練した後、冷却、粉砕して、打錠成形することでタブレット状の樹脂組成物を得た。
表1に示される原料成分は、具体的には以下である。なお、鉄基粒子1~6のD50の値は、製造・購入元から提供された値である。また、真円度は後述の測定により求めた。
鉄基粒子1:アモルファス磁性粉(エプソンアトミックス(株)製、KUAMET6B2、D50:25μm、真円度:0.88)
鉄基粒子2:カルボニル鉄粉(BASF社製、CIP-HQ、D50:2μm、真円度:0.90)
鉄基粒子3:アモルファス磁性粉(エプソンアトミックス(株)製、KUAMET6B2、D50:50μm、真円度:0.85)
鉄基粒子4:合金鋼粉末(大同特殊鋼(株)製、DAPMSC5、D50:10μm、真円度:0.80)
鉄基粒子5:鉄合金粉末(山陽特殊製鋼(株)製、PST-S、D50:25μm、真円度:0.89)
鉄基粒子6:アモルファス磁性粉(エプソンアトミックス(株)製、KUAMETNC1、D50:25μm、真円度:0.86)
エポキシ樹脂1:エポキシ樹脂(三菱化学(株)製、トリスフェニルメタン型エポキシ樹脂、E1032H60、室温25℃で固形)
エポキシ樹脂2:エポキシ樹脂(三菱化学(株)製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、YL6810、室温25℃で固形)
なお、エポキシ樹脂2は、上述の一般式(I)において、2つのRがともにメチル基である化合物に相当する。
フェノール樹脂:ノボラック型フェノール樹脂(住友ベークライト(株)製、PR-HF-3、室温25℃で固形)
離型剤:合成ワックス(クラリアントケミカルズ(株)製、エステルワックスWE-4)
イミダゾール系硬化促進剤:イミダゾール系硬化促進剤(四国化成工業(株)製、キュアゾール2PZ-PW)
HORIBA社製の粒子径分布測定装置「LA-950」により、表1の各樹脂組成物に含まれる磁性体粒子(熱硬化性樹脂などの他成分は含まない)を乾式で測定することで、体積基準の粒子径分布曲線を得た。
表2において、S1とS2の値は、粒子径分布曲線全体の面積を100としたときの相対値である。
なお、「極大位置」について、各実施例および比較例において、表2に記載された位置以外には存在しなかった(つまり、実施例1~3および比較例2では極大は2つ、比較例1では極大は1つであった)。
以下手順により求めた。
(1)各実施例の樹脂組成物中に含まれる磁性体粒子の任意の10個を選び、選ばれた各粒子の輪郭を走査型電子顕微鏡で観察した。
(2)観察した各粒子について、その輪郭から、等面積円相当径Reqと、輪郭に外接する円の半径Rcとを求め、Req/Rcの値(各粒子の真円度)を算出した。
(3)各粒子のReq/Rcの値を平均して、平均真円度を求めた。
上記実施例・比較例で得られた樹脂組成物について、以下の評価項目に基づいて評価を行った。
各実施例および比較例の樹脂組成物を用いてスパイラルフロー試験を行った。
試験は、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)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、硬化時間120秒の条件で封止用樹脂組成物を注入し、流動長を測定することにより行った。
結果を表3に示す。数値が大きいほど、流動性が良好であることを示す。
各実施例及び比較例の樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-30」)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、外径27mmΦ、内径15mmΦ、厚み3mmのリング状成形品を得た。次いで、得られたリング状成形品を175℃、4時間で後硬化した。
これにより得られたリング状試験片に対して、交流直流磁化特性記録装置(メトロン技研株式会社製、MTR-3368)を用いて、励起磁束密度Bm:50mT、測定周波数:50kHzにおけるヒステリシス損Wh(kW/m3)及び渦電流損We(kW/m3)を測定した。そして、ヒステリシス損Whと渦電流損Weの和を鉄損(kW/m3)として算出した。
評価結果を表3に示す。値が小さいほど性能が良好であることを表す。
各実施例および比較例の樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間の条件で注入成形した。その後放冷し、直径100mm、厚さ3mmの円形状の収縮率測定用の成形品を得た。この成形品の直径を正確に測定し記録した。
次いで、上記の成形品を、温度を175℃に保持したオーブンに4時間入れて熱処理し、その後室温まで冷却した。この冷却された成形品の直径を正確に測定し記録した。
熱処理前の成形品の直径L0と、熱処理および冷却後の成形品の直径の収縮量L1から、
式:(L1/L0)×100
により、熱収縮率を算出した。この値を表3に記載した。
測定装置として、直径0.5mm、長さ10mmのダイスを装着した高化式フローテスター((株)島津製作所社製CFT-500D)を使用した。
測定温度175℃、荷重40kgfの条件下で、得られた樹脂組成物を装置に投入し、最低粘度を求めた。測定は3回行い、3回の平均値を、175℃における溶融粘度(Pa・s)とした。
得られた値を表3に記載した。
実施例をより詳しく見ると、D90/D10の値が32~48の範囲内にある実施例1および3のほうが、D90/D10の値が26.9である実施例2よりも、スパイラルフロー量および鉄損の両方で良好な結果となった。
なお、比較例1の樹脂組成物は、流動性が低すぎて(スパイラルフロー量が0)、鉄損等の評価ができなかった。
20 磁性コア
30 外装部材
100 コイル
10B 巻線
20B 磁性コア
30B 外装部材
100B コイル
10C 巻線
20C 磁性コア
30C 外装部材
100C 一体型インダクタ
Claims (11)
- コイルの磁性コアおよび/または外装部材を形成するための熱硬化性樹脂組成物であって、
磁性体粒子と、熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂の硬化剤と、を含み、
前記磁性体粒子の体積基準の粒子径分布曲線における累積10%値をD10、累積50%値をD50、累積90%値をD90としたとき、D50の値が5~30μmであり、D90/D10の値が25~50であり、
以下で定義される真円度を前記磁性体粒子の任意の10個以上について求め、その値を平均することで求められる平均真円度が0.75以上の磁性体粒子を含み、
前記粒子径分布曲線は、粒子径1~3μmの領域と粒子径20~45μmの領域とに極大を有する熱硬化性樹脂組成物。
〔真円度の定義〕
磁性体粒子の輪郭を走査型電子顕微鏡で観察したときの、当該輪郭から求められる等面積円相当径をReq、当該輪郭に外接する円の半径をRcとしたときの、Req/Rcの値。 - 請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記磁性体粒子の含有量が、組成物の固形分全体に対して95質量%以上である熱硬化性樹脂組成物。 - 請求項1または2に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記磁性体粒子が、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、銀およびマンガンからなる群より選択される1種以上の元素を含む熱硬化性樹脂組成物。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記硬化剤が、フェノール系硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
温度175℃のスパイラルフロー試験により測定される流動長が50cm以上である熱硬化性樹脂組成物。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂組成物を加熱溶融の後冷却して作製した硬化成形体を175℃で4時間保持する試験を行ったとき、当該試験前の前記硬化成形体の縦方向の長さをL0とし、当該試験後の前記硬化成形体の熱収縮量をL1としたとき、(L1/L0)×100で表される寸法収縮率が1%以下である熱硬化性樹脂組成物。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
コイルの磁性コアを形成するために用いられる熱硬化性樹脂組成物。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成された磁性コアおよび/または外装部材を備えるコイル。
- トランスファー成形装置を用いて請求項1~9のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物の溶融物を金型に注入し、前記溶融物が硬化した成形品を得る、成形品の製造方法。
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