JPH04154869A

JPH04154869A - フェライト・樹脂複合組成物

Info

Publication number: JPH04154869A
Application number: JP28096890A
Authority: JP
Inventors: Shigehisa Yamamoto; 恵久山本; Masaru Kawabata; 河端　優
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-27
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2876088B2

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、大きな透磁率を有し、且つ、流動性が優れて
いるフェライト・樹脂複合組成物を提供することを目的
とする。

本発明に係るフェライト・樹脂複合組成物の主な用途は
、ボンド磁性体であり、コンピュータ、通信機器、民生
用機器等の各種電子機器の誘導コイル、変圧器等の磁心
材料や電磁遮蔽用磁性シート等に用いられる。

〔従来の技術〕

周知の如く、ボンド磁性体は焼結磁性体に比べ、寸法精
度、加工性及び脆弱性等に優れている為に小形、薄形、
そして複雑な形状品でも容易に量産化できる利点があり
、近年、エレクトロニクスの発展とともにこれらの利点
を生かしての軽量化、小型化及び精密化の要求が一層強
まって来ている。

一般にボンド磁性体は、磁性材料粉末とナイロン、フェ
ノール等の樹脂とを混練した後、圧縮成形や射出成形し
て成形体を得ることにより製造されている。

上記磁性材料粉末としては、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等の酸化物系のものが使用され
ており、通常、主原料であるＰｅ２０３　、Ｍｎ０１Ｚ
ｎＯ及びＮｉＯ等を所望の組成になるように予め湿式又
は乾式で配合混合し、径が散開〜数十Ｉ程度に造粒した
後、焼成を行い、続いて、平均粒子径が数μｍ〜数百μ
ｍ程度の大きさまで粉砕を施す方法により得られている
。

ボンド磁性体としては、透磁率が出来るだけ大きいこと
が要求されており、近時、ボンド磁性体の高性能化の要
求に伴って、その要求は益々強まっている。

ところで、近時、ボンド磁性体の高性能化に伴い、成形
体の小形化、薄形化、複雑な形状品に対する要求が益々
高まっている。この要求を満足させる為には、フェライ
ト・樹脂複合組成物が型の細部に亘り十分充填されやす
いものであることが肝要であり、その為には、上記フェ
ライト・樹脂複合組成物の流動性が優れていることが要
求される。

〔発明が解決しようとする課題〕

大きな透磁率を有し、且つ、流動性が優れているフェラ
イト・樹脂複合組成物は、現在、最も要求されていると
ころであるが、上記従来法によるＭｎ−Ｚｎ系フェライ
ト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト粒子粉末を用いて得られた
フェライト・樹脂複合組成物は未だこれら緒特性を十分
満足するものではない。

この事実について、以下に説明する。

フェライト・樹脂複合組成物の透磁率及び流動性は、主
として樹脂組成物構成法材中に配合されるフェライト粒
子粉末の特性に左右される。即ち、フェライト・樹脂複
合組成物の透磁率は、配合されるフェライト粒子の透磁
率が大きくなる程大きくなる傾向にあり、また、フェラ
イト・樹脂複合組成物の流動性は、配合されるフェライ
ト粒子の平均粒子径が小さくなる程、また、粒子の表面
が平滑になる程優れる傾向にある。フェライト粒子粉末
の透磁率は平均粒子径と密接な関係があり、平均粒子径
が大きくなる程、透磁率が大きくなり、従って、フェラ
イト・樹脂複合組成物の透磁率も大きくなるが、一方、
フェライト粒子粉末の平均粒子径が大きくなることによ
ってフェライト・樹脂複合組成物の流動性は逆に劣化す
る傾向にある。

前記従来法によって得られるフェライト粒子粉末は、そ
の製造法に起因して結晶粒が数百μｍと巨大に成長して
不均一になっており、しかも該結晶粒内には多くの空孔
を内包しており、これら結晶粒の不均一と空孔の存在に
より透磁率は低下し、結果的に透磁率の小さい粒子しか
得られなかったのである。また、粒子の形態は粉砕によ
って角ばった粒子となる為、流動性の優れているフェラ
イト粒子粉末は得られていなかったのである。因みに、
前記従来法により得られたフェライト粒子粉末の透磁率
と平均粒子径との関係を見ると、一般に平均粒子径が１
００μｍ程度の場合、透磁率１８程度、平均粒子径が２
００μ■程度の場合、透磁率２３程度である。

従って、透磁率が大きく、且つ、流動性が優れているフ
ェライト・樹脂複合組成物を得る為には、配合されるフ
ェライト粒子粉末の透磁率が大きく、且つ、流動性を阻
害しない程度の適当な大きさの平均粒子径、殊に、２０
０Ｉ１ｍ程度以下であって表面が出来るだけ平滑である
ことが要求される。

そこで、本発明は、配合されるフェライト粒子粉末が透
磁率が大きく、且つ、適当な大きさを有し、出来るだけ
平滑であることによって、透磁率が大きく、且つ、流動
性が優れているフェライト・樹脂複合組成物を得ること
を技術的課題とする。

〔課題を解決する為の手段〕

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成でき
る。

、即ち、本発明は、平均粒径が５〜１５μｍの結晶粒に
よって形成されている平均粒子径２０〜１５０μｍのマ
ンガン・亜鉛フェライト球状粒子粉末が樹脂組成物構成
基材中に配合されているフェライト・樹脂複合組成物で
あり、該フェライト・樹脂複合組成物の透磁率が２５以
上であって、且つ、流動性が優れていることからなるフ
ェライト・樹脂複合組成物である。

次に、本発明実施にあたっての諸条件について説明する
。

本発明における平均粒径が５〜１５μｍの結晶粒によっ
て形成されている平均粒子径２０〜１５０μｍのマンガ
ン・亜鉛フェライト球状粒子粉末は、Ｆｅ２Ｏ３に換算
したとき４７〜５８モル％となる量の酸化鉄又は含水酸
化鉄粉末とＭｎＯに換算したとき２２〜３０モル％とな
る量の酸化マンガン、二酸化マンガン、三二酸化マンガ
ン及び炭酸マンガンから選ばれたマンガン化合物の１種
又は２種以上の粉末とＺｎＯに換算したとき１５〜３２
モル％となる量の酸化亜鉛粉末とからなるフェライト形
成用混合粉末を、該フェライト形成用混合粉末重量に対
して０．２〜１．０重量％の界面活性剤を含有する水に
分散混合し、スラリー濃度が４０〜６０重景％の重量散
スラリーに調製した後、噴霧乾燥して平均粒子径２５〜
１８０μｍの球状の造粒物とした後、当該造粒物を窒素
ガス中１１５０〜１３５０°Ｃの温度範囲で焼成するこ
とによって得られる。

本発明におけるフェライト粒子粉末は、ＦｅｚＯ１４７
〜５８モル％、Ｍｎ０２２〜３０モル％、２１０１５〜
３２モル％で表される組成をもつフェライト粒子がらな
り、この範囲の組成のフェライト粒子粉末はボンド磁性
体用のフェライト材料として使用できるが、この範囲外
では透磁率が低くなり実用上好ましくない。

出発原料の一つである酸化鉄粉末としては、α−Ｆｅ２
０．、、ｙ−Ｆｅ、Ｏ，又はＦｅ３０ａ等が、含水酸化
鉄粉末としては、α−Ｐｅ００Ｈ１β−Ｆｅ００）１．
１−ＦｅＯＯｌｌ等が使用できる。最も好ましいのはα
−Ｆｅ２０．．である。

本発明におけるフェライト粒子粉末は、平均粒径が５〜
１５μｍの結晶粒によって形成されている平均粒子径２
０〜１５０μｍのマンガン・亜鉛フェライト球状粒子粉
末でなければならない。２０μｍ未満の場合には、粒子
成長が不十分となり好ましくない。１５０μｍを越える
場合には、結晶粒が異常成長し、しかも空孔が残り易く
なり透磁率が低下する為好ましくない。

上述した本発明におけるフェライト粒子粉末を得るため
には、焼成前の造粒物の平均粒子径は２５〜１８０μｍ
の範囲に制御しておく必要がある。　　　　　　−その
為には、フェライト形成用混合粉末を、０゜２〜１．０
重量％（フェライト形成用混合粉末の重量に対して）の
界面活性剤を含有する水に分散混合し、スラリー濃度が
４０〜６０重量％の水分散スラリーに調製した後、該ス
ラリーを噴霧乾燥しなげればならない。スラリー濃度が
４０重量％未満の場合には、噴霧乾燥効率が悪くなり生
産性が低下し、６０重重量を越える場合には供給が困難
となり噴霧乾燥が不可能となる。

界面活性剤としては、水分散スラリーの分散剤として通
常用いられる陰イオン界面活性剤のアルカリ金属塩、ア
ミン塩、アンモニウム塩や陽イオン界面活性剤の低級脂
肪酸塩、塩酸塩などが使用でき、その使用量は得られる
フェライト粒子粉末の球形性を考慮すれば、フェライト
形成用混合粉末重量に対して０．２〜１．０重量％が好
ましい。

焼成は窒素ガス中ｌｌ５０〜１３５０°Ｃの温度範囲で
ある。】１５０°Ｃ未満の場合には、フェライト生成が
不十分で結晶粒の大きいものが得られない。１３５０°
Ｃを越える場合には、結晶粒の異常成長が促進され、不
均一で空孔が多く発生する為好ましくない。

本発明におけるマンガン・亜鉛フェライト球状粒子粉末
は、分散性等の緒特性向上の為、通常、表面処理剤とし
て使用されるシランカップリング剤、チタンカップリン
グ剤アルミニウム系力、プリング剤、ジルコアルミ７−
ト系カツプリング剤等の力、７プリング剤や陽イオン性
、陰イオン性、非イオン性等の界面活性剤等であらかし
め被覆しておいてもよい。

本発明におけるマンガン・亜鉛フェライト球状粒子粉末
の配合割合は、樹脂組成物構成基材５〜１０重量部に対
し９０〜９５重量部の範囲で使用することができ、フェ
ライト・樹脂複合組成物の透磁率及び流動性を考慮すれ
ば、樹脂組成物構成基材６〜８重量部に対し９２〜９４
Ｍ量部が好ましい＼。

本発明における樹脂組成物構成Ｊ１（材としては、樹脂
及び必要に応し、て可塑剤、滑剤、酸化防止剤等が配合
される。

樹脂としては、樹脂組成物用とＵ７て通常使用されるポ
リエチレンｐ４脂、ポリエチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、塩化ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂ＥＥＡ樹脂及びＰ
ＰＳ樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂
、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂及びポ
リウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂等を用いることができ
る。

本発明に係るフェライト　樹脂複合組成物は、圧縮成形
法、射出成形法等いずれの方法にも使用出来るが、流動
性が優れているので、殊に、射出成形用に好適に用いら
れる。

〔作　　用〕

先ず、本発明において最も重要な点は、平均粒径が５〜
１５μｍの結晶粒によって形成されている平均粒子径２
０〜１５０μｍのマンガン・亜鉛フェライト球状粒子粉
末が樹脂組成物構成基材中に配合されているフェライト
・樹脂複合組成物は、配合されている上記マンガン・亜
鉛フェライト球状粒子粉末の透磁率が大きいことに起因
して、透磁率が２５以上と大きいという事実である。

本発明におけるマンガン・亜鉛フェライト球状粒子粉末
は、適当な大きさを有し、表面が平滑な球状の形態を呈
した粒子であるため、該マンガン・亜鉛フェライト球状
粒子粉末を配合したフェライト・樹脂複合組成物は、流
動性に優れたものである。

本発明において配合されるマンガン・亜鉛フェライト球
状粒子粉末の透磁率が大きい理由について、本発明者は
、結晶粒が均一でしかも適度の大きさを有し、空孔の存
在が少ない粒子となっているこ々によるものと考えてい
る。

〔実施例〕

次に、実施例並びに比較例により本発明を説明する。

尚、以下の実施例並び番こ比較例におけるフェライト粒
子粉末の透磁率は、フェライト粒子粉末２０重量部とポ
リビニルアルコール水溶液１重量部との混合物を造粒し
、］　ｔｏｎ／ｃＪの圧力で外径３６１φ×内径２４ｍ
ｍφ×高さ１０ｍｍの円筒形にプレス成型した圧粉成型
体を測定試料として用い、また、フェライト・樹脂複合
組成物の透磁率は、上記圧粉成型体と同一の大きさのフ
ェライト樹脂複合組成物からなる成型体を測定試料とし
て用い、それぞれの測定試料に巻線（０，２５ｍｍφ）
を４０回巻いたものをインピーダンスアナライザー４１
９４Ａ　（横河・ヒユーレット・パラカート■製）を用
いて周波数ＩＭＨｚの条件で測定した値である。

〈マンガン亜鉛フェライト粒子粉末の製造〉実施例１〜
６比較例１〜７；実施例Ｉ酸化鉄（ａ　−Ｐｅｇ’ｓ）　　４１．９２ｋｇと酸化
マンガン１１゜４４ｋｇ及び酸化亜鉛８．６３ｋｇとを
混合してＰｅ２０３　　：５２．４モル％、ＭｎＯ：　
２６．４モル％、ＺｎＯ：　２１．２モル％の組成を有
したフェライト形成用混合粉末を作製した。次いで、該
混合物をポリカルボン酸アンモニウム塩（ＳＮデイスパ
ーサント５４６８　　サンノブコ社製）０．３重量％（
フェライト形成用混合粉末重量に対し、で）を溶解した
６０２の水溶液中に投入した。水溶液中におけるスラリ
ー濃度は５０．８重量％であった。続いて該スラリーを
噴霧乾燥して平均粒子径１１０μｍの造粒物を得た。

得られた造粒物を１３４０℃の温度で３時間焼成してフ
ェライト化を行い、マンガン・亜鉛フェライト球状粒子
粉末からなるボンド磁性体用フェライト粒子粉末を得た
。

得られたポンド磁性体用フェライト粒子粉末の透磁率は
３２．５であり、図１に示す走査型電子顕微鏡写真での
観察の結果、平均粒径が１４．８μｍの結晶粒によって
形成されている平均粒子径９４μｍのマンガン・亜鉛フ
ェライト球状粒子であり、空孔の少ないものであること
が確認できた。

実施例２〜６、比較例１〜７フェライト形成用混合粉末の組成比、界面活性剤の種類
及び量、フェライト形成用混合スラリー濃度、造粒物の
大きさ並びに焼成温度を種々変化させた以外は実施例１
と同様にしてフェライト粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及びフェライト粒子粉末の特性を
表１に示す。

尚、実施例３に於ける酸化鉄原料はＦｅ３０ａを用い、
実施例４におけるマンガン原料は三二酸化マンガンを用
い、実施例５に於ける界面活性剤はポリカルボン酸ナト
リウム塩（ノプコサントＫ　サンノプコ社製）を用いた
。

また、比較例７はフェライト形成用混合粉末を噴霧乾燥
せずに従来法で５ｍｍ程度の造粒物を作製し７、この造
粒物を１３００°Ｃの温度範囲で焼成し、次いで、焼成
物を粉砕して平均粒子径４６．０μｍで空孔の多いフェ
ライト粒子粉末を得た。

〈フェライト・樹脂複合組成物の製造〉実施例７〜ＩＩ比較例８〜１１；実施例７実施例１で得られたフェライト粒子粉末１９０　ｇ（組
成物に対し５９５重量部に該当する。）、エチレン−酢
酸ヒニール共重合体樹脂エバフレックス２５０（密度０
．９５ｇ／ｃｃ）　（三井ポリケミカル■製）　ｌｏｇ
（組成物に対し５．０重量部に該当する。）及びステア
リン酸亜鉛０．２ｇ　（組成物に対し０．１重量部に該
当する。）とをプラストミル３０Ｃ−１５０（東洋精機
■製）を用いて、温度１１０°Ｃで１５分間混練して混
練物を得た。

得られた混練物を造粒して平均粒子径約３ｍｍの造粒物
とした後、１．５ｔｏｎ／ｃｎｌの圧力下、温度７５°
Ｃにおいてプレス成型し、外径３６ｍｍφ×内径２４ｍ
ｍφ×高さ１０ｍｍの円筒形の成形体を得た。成形体は
、フェライト・樹脂組成物が角の細部まで十分に充部の
一部には、欠落や変形が見られた。

填された結果表面が平滑であり、且つ、円筒形の上面及
び下面の円周部も完全な円を形成しており、欠落や変形
はなかった。

この成形体の透磁率は３０６であった。

実施例８〜１１．比較例８〜１１フェライト粒子粉末の種類及び量、樹脂の種類及び量、
添加物の種類及び量、混練温度及び時間を種々変化させ
た以外は、実施例７と同様にＵ７てフェライト・樹脂複
合組成物を得た。

この時の主要製造条件及び特性を表２に示す。

実施例８〜１１で得られたフェライト・樹脂組成物を用
いて製造した成形体は、実施例７で得られたフェライト
・樹脂組成物の成形体と同様に、フェライト・樹脂組成
物が角の細部まで十分に充填された結果表面が平滑であ
り、且つ、円筒形の上面及び下面の円周部も完全な円を
形成しており、欠落や変形はなかった。

比較例８及び比較例ＩＯで得られたフェライト・樹脂組
成物を用いて製造した成形体は、表面に凹凸が見られ、
且つ、円筒形の一ヒ面及び下面の円周〔発明の効果〕本発明に係るフェライト・樹脂複合組成物は、前出実施
例に示した通り、樹脂接合物構成基材中に配合されてい
るフェライト粒子粉末の透磁率が大きいことに起因し７
て、透磁率が大きく、殊に、２５以トであり、また、フ
ェライト粒子粉末が適当な大きさを有し、且つ、表面が
平滑な球状を呈していることに起因して流動性が優れた
ものであるから、現在要求されているフェライト・樹脂
組成物として好適である。

尚、本発明に係るフェライト・樹脂複合組成物は、大き
な透磁率を有するものであるから、電磁波吸収材、電磁
波遮蔽材としてめ利用も期待される。

【図面の簡単な説明】

図１乃至図６は、いずれも走査型電子顕微鏡写真（Ｘ６
５０　）であり、図１は実施例１、図２は実施例２、図
３は実施例４で得られたフェライト粒子粉末の粒子構造
を示す走査型電子顕微鏡写真であり、図４は比較例３、
図５は比較例４、図６は比較例７で得られたフェライト
粒子粉末の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真である
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均粒径が５〜１５μｍの結晶粒によって形成さ
れている平均粒子径２０〜１５０μｍのマンガン・亜鉛
フェライト球状粒子粉末が樹脂組成物構成基材中に配合
されているフェライト・樹脂複合組成物であり、該フェ
ライト・樹脂複合組成物の透磁率が２５以上であって、
且つ、流動性が優れていることを特徴とするフェライト
・樹脂複合組成物。