JPH02153003A - 磁気特性の優れた磁性複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気特性の他機械的特性にも優れた磁ある。

［従来の技術および 発明が解決しようとする課題］ 電気、電子機器部材として各ｆｆｆｉ磁性材料が用いら
れている。磁性材料としては従来より鋼や鉄粉焼結晶等
が汎用されているが、これらの材料は、重い、加工性が
悪い、ポーラスである、寸法精度が悪い等といりた問題
を有していた。

これらの問題を改善するため鉄等の磁性金属粉に、エポ
キシ樹脂、ナイロン、ゴム等をバインダーまたはマトリ
ックス材料として混合し、射出成形や圧縮成形して樹脂
ベースの磁性複合材料としたものや、磁性金属とアルミ
ニウムとを合金化してｉＢ磁性材料したものが提供され
つつある。

ところが樹脂ベースの磁性複合材料やＡ１合金よりなる
磁性材料は磁性材料としての重要な特性である透磁率が
低く、一般的な使用に耐え得るものではなかった。そこ
で透磁率を改善したものとして、鉄繊維と樹脂よりなる
複合磁性材料が提案された。しかしこの複合材料におい
でも、繊維と樹脂の均一混合が困難であること、鉄繊維
自体が高価であること等の問題を有していた。

また高周波用の磁芯材料としてフェライト焼結晶がある
が、これも寸法精度が悪く、シかも加工性が悪くて機械
加工費が嵩むという欠点があり、結局量産性の良い樹脂
ベースの磁性（芯）材料が望まれている。

そこで本発明においては加工が容易であると共に軽量で
磁気特性および機械的特性に優れた樹脂ベースの磁性複
合材料について検討した。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明の磁性複合材料
とは、長手方向平均粒子径が５０〜３００μｍで扁平率
が５以上である扁平状ｌ１ｉｉ性粉末を磁性複合材料全
体に対して５５〜９３％含み樹脂バインダーによって成
形されたものである。

また該磁性複合材料は長手方向平均粒子径が５０〜３０
０μｍで扁平率が５以上の扁平状磁性粉末５５〜９３％
と、平均粒子径１５０μｍ以下の樹脂バインダー粉末７
〜４５％とを混合し、金型にて成形することによって得
られる。

〔作用］ 樹脂をベースとした複合材料を製造する場合には金型成
形方法を用いるのが一般的である。従って金型成形に用
いる粉末は金型への充填が容易である様な球状のものを
用いることが一般化されている。磁性複合材料を製造す
る場合も従来は上記と同様の考え方で球状にした磁性金
属粉末を樹脂と混合して金型に充填し成形している。と
ころがこの様にして得た磁性複合材料を磁場の中に置く
と、磁性複合材料中の磁性体粉末そのものはその透磁率
に従フて磁化されるが、その時磁性体粉末内部に反磁場
を形成し、磁性複合材料の透磁率が低下してしまう、即
ち見かけ上の透磁率が低下する。

ところで反磁場形成の強さは複合材料に含まれる磁性体
形状にも依存することが知られており、Ｇｉｉ性体が細
く長くなるほど反磁場形成の強さは減少することが知ら
れており、磁気特性改善のために磁性金属ｉａ　ｉａと
樹脂との複合材料も提案されている。ところが金属繊維
は複合材料製造時の混合性が悪く、また金型で圧縮成形
する際に折損してしまう等の問題があった。

そこで本発明者等は種々研究の結果、磁性体粉末の形状
や含有率等を以下の様に設定してやると磁気特性に優れ
た複合材料が得られることを見出した。すなわち磁性体
粉末を扁平状とし、この扁平状６ｎ性体粉体の長手方向
の平均粒子径が５０〜３００μｍで扁平率を５以上とし
てその含有率を複合材料全体に対して５５〜９３％とす
れば、前記諸欠点のない優れた材料が得られることが分
かった。これは磁性複合材料中において磁性材料粉体が
扁平面同士で接触面しやすくなり、磁性材料同士が連結
された様な状態で分布することによって透磁率が高くな
る為と考えられる。

扁平状磁性粉体の長手方向の平均粒径が５０μｍ未満で
は反磁場形成の影響を少なくすることができず、３００
μｍを超えると複合材料成形時の充填性や流動性が低下
し、混合性や生産性が低下する。また扁平率が５未満で
は反磁場に影響が出易く複合材料の透磁率は低下する。

さらに上記の様な形状の磁性粉末の含有量が５５％末溝
では十分な磁気特性が得られず。９３％を超えると樹脂
バインダー成分量が相対的に少なすぎて複合材料の内部
結合力が弱くなり、強度が弱（なる。

また扁平状磁性粉末としてはＦｅまたはＦｅ合金、Ｃｏ
合金、アルニコ合金、Ｍｎ−Ａｌ合金等の粉末が例示さ
れるが、これらのうちいずれを使用するかについては特
に限定される訳ではない。

樹脂バインダーとしてはポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリスチレン、６−ナイロン、６ローナイロン、ポリ
塩化ビニル、ポリエステル等の熱可塑性樹脂や、ポリフ
ェノール、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂を用いることができる。そして硬化性樹脂の中
でも特にエポキシ樹脂は微粉化が容易であり、扁平状磁
性粉末と均一に混合し易いため、成形された部品内部で
の磁性粉の偏析が少なくなり好ましい。

上記構成よりなる磁性複合材料は透磁率および飽和磁束
密度も大きく良好な磁性材料となる。

またこの様な複合磁性材料は以下の様にして製造するこ
とができる。すなわち前記した形状の扁平状６１ｉ性粉
末５５〜９３％と平均粒径１５０μｍ以下の樹脂バイン
ダー粉末７〜４５％を混合し、金型に充填し各樹脂の軟
化点以上の温度に加熱し、圧力を加えて成形することに
よって得られる。また熱硬化性樹脂を用いる場合はさら
に成形中あるいは成形後夫々の樹脂の硬化温度に保って
熱硬化させる。必要であれば光硬化、その他の方法が採
用される。平均粒径１５０μｍ以下の樹脂バインダー粉
末を用いる理由は、樹脂粉末粒度が１５０μｍ以下のも
のを用いると磁性体粉体間の空隙部に樹脂粉末が入って
行きやすく、磁性体粉体間の空隙部を樹脂が埋めること
となりバインダーとしての作用が向上し複合材料の強度
を高くすることがでざるからである。

［実施例］ 第１表に示す様な扁平率と長手方向平均粒子径を有する
用事状鉄粉とエポキシ粉末を第１表に示す割合で混合し
、金型に充填して５トン／ｃｍ”の圧力を加えると共に
８０℃で１時間、次いで１５０℃で１時間保持して４５
ｍｍφの円盤状成形体を得た。得られた円盤状成形体の
最大透磁率、飽和磁束密度、抗折強度を第１表に示す。

第１表 上記の結果から、磁気特性及び機械的特性が共に優れた
磁性複合材料を製造するためには、本発明で規制した様
な形状の磁性粉体を用いると共に、本発明で規制した様
な体積分率にすることが必要であることが示され、これ
らの結果磁気特性および機械的強度の高い磁性複合材料
が得られる。また１５０μｍ以下の樹脂バインダー粉末
を用いると、当該樹脂がバインダーとして良好に作用す
ることも分かる。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されているので６ｉ１気特性に
優れていると共に高強度の磁性複合材料を得ることがで
きる。またバンダーとして樹脂を用いるので加工しやす
く軽量にすることができる。

Ｅｐｏ　：エポキシ樹脂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性複合材料全体に対して５５〜９３％（体積％
   、以下同じ）の扁平状磁性粉末を含み樹脂バインダーを
   用いて成形されると共に、前記扁平状磁性粉末の長手方
   向平均粒子径が５０〜３００μｍで扁平率（長手方向平
   均粒子径／扁平粒子の厚み、以下同じ）が５以上である
   ことを特徴とする磁気特性に優れた磁性複合材料。
2. （２）長手方向平均粒子径が５０〜３００μｍで扁平率
   が５以上の扁平状磁性粉末５５〜９３％と、平均粒子径
   １５０μｍ以下の樹脂バインダー粉末７〜４５％とを混
   合し、金型にて成形することを特徴とする磁性複合材料
   の製造方法。