KR20230061411A - 콤파운드, 성형체, 및 콤파운드의 경화물 - Google Patents

콤파운드, 성형체, 및 콤파운드의 경화물 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 관한 콤파운드는, 금속분과, 에폭시 수지, 경화제, 및 커플링제를 함유하는 수지 조성물을 구비하고, 커플링제가, 에폭시기, 아미노기, 유레이도기, 및 아이소사이아네이트기로부터 선택되는 관능기를 갖는 제1 실레인 화합물과, 탄소수가 6 이상인 쇄상 탄화 수소기를 갖는 제2 실레인 화합물을 포함하며, 금속분의 함유량이, 90질량% 이상 100질량% 미만이다.

Description

콤파운드, 성형체, 및 콤파운드의 경화물
본 발명은, 콤파운드, 성형체, 및 콤파운드의 경화물에 관한 것이다.
금속 분말 및 수지 조성물을 포함하는 콤파운드는, 금속 분말의 모든 물성에 따라, 다양한 공업 제품의 원재료로서 이용된다. 예를 들면, 콤파운드는, 인덕터, 밀봉재, 전자파 실드(EMI 실드), 또는 본드 자석 등의 원재료로서 이용된다(하기 특허문헌 1 참조.).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2014-13803호
콤파운드로부터 공업 제품이 제조되는 경우, 콤파운드가 유로를 통하여 형 내에 공급 및 충전되거나, 코일 등의 부품이 형 내의 콤파운드 중에 매립되거나 한다. 이들 공정에서는 콤파운드의 유동성이 요구된다. 콤파운드의 유동성은, 콤파운드 중의 금속분(金屬粉)의 함유량의 감소에 따라 향상되지만, 인덕터 등에 이용되는 콤파운드의 자기(磁氣) 특성을 향상시키기 위해서는, 콤파운드 중의 금속분의 함유량(충전율)이 높은 것이 바람직하다. 그러나, 콤파운드 중의 금속분의 함유량의 증가에 따라, 콤파운드의 용융 점도가 증가하여, 콤파운드의 유동성이 저하된다. 또, 콤파운드로 제작되는 성형체를 가열하는 공정에서는, 크랙이 성형체에 형성되는 경우가 있다. 그 때문에, 콤파운드에는, 성형 시의 유동성이 우수함과 함께, 성형체의 고온에 있어서의 기계 특성(예를 들면, 고온 굽힘 특성 등)을 향상시키는 것이 요구된다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 성형 시의 유동성이 우수함과 함께, 고온에서의 기계 특성이 우수한 성형체를 형성할 수 있는 콤파운드, 그것을 이용한 성형체, 및 콤파운드의 경화물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 관한 콤파운드는, 금속분과, 에폭시 수지, 경화제, 및 실레인 커플링제를 함유하는 수지 조성물을 구비하고, 상기 실레인 커플링제가, 에폭시기, 아미노기, 유레이도기, 및 아이소사이아네이트기로부터 선택되는 관능기를 갖는 제1 실레인 화합물과, 탄소수가 6 이상인 쇄상 탄화 수소기를 갖는 제2 실레인 화합물을 포함하며, 금속분의 함유량이, 90질량% 이상 100질량% 미만이다.
본 발명의 일 측면에 관한 성형체는, 상기 콤파운드를 포함한다. 본 발명의 일 측면에 관한 경화물은, 상기 콤파운드의 경화물이다.
본 발명에 의하면, 성형 시의 유동성이 우수함과 함께, 고온에서의 기계 특성이 우수한 성형체를 형성할 수 있는 콤파운드, 그것을 이용한 성형체, 및 콤파운드의 경화물이 제공된다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 설명한다. 단, 본 발명은 하기 실시형태에 결코 한정되는 것은 아니다.
[콤파운드]
본 실시형태에 관한 콤파운드는, 금속분과, 수지 조성물을 구비한다. 금속분은, 예를 들면, 금속 단체(單體), 합금, 어모퍼스 분말, 및 금속 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유해도 된다. 수지 조성물은, 적어도 에폭시 수지, 경화제 및 커플링제를 함유한다. 커플링제는, 에폭시기, 아미노기, 유레이도기, 및 아이소사이아네이트기로부터 선택되는 관능기를 갖는 제1 실레인 화합물과, 탄소수가 6 이상인 쇄상 탄화 수소기를 갖는 제2 실레인 화합물을 포함한다. 콤파운드에 있어서, 금속분, 에폭시 수지, 경화제 및 커플링제는 혼합되어 있다. 수지 조성물은, 다른 성분으로서 경화 촉진제, 이형제, 첨가제 등을 더 함유해도 된다. 수지 조성물은, 에폭시 수지, 경화제, 커플링제, 경화 촉진제, 이형제 및 첨가제를 포함할 수 있는 성분이며, 유기 용매와 금속분을 제외한 나머지의 성분(불휘발성 성분)이어도 된다. 첨가제란, 수지 조성물 중, 수지, 이형제, 경화제, 경화 촉진제, 및 커플링제를 제외한 잔부의 성분이다. 첨가제는, 예를 들면, 난연제, 윤활제 등이다. 콤파운드는, 분말(콤파운드 분말)이어도 된다.
콤파운드는, 금속분과, 당해 금속분을 구성하는 개개의 금속 입자의 표면에 부착된 수지 조성물을 구비해도 된다. 수지 조성물은, 당해 입자의 표면의 전체를 덮고 있어도 되고, 당해 입자의 표면의 일부만을 덮고 있어도 된다. 콤파운드는, 미(未)경화의 수지 조성물과, 금속분을 구비해도 된다. 콤파운드는, 수지 조성물의 반(半)경화물(예를 들면 B 스테이지의 수지 조성물)과, 금속분을 구비해도 된다. 콤파운드는, 미경화의 수지 조성물, 및 수지 조성물의 반경화물의 양방을 구비해도 된다. 콤파운드는, 금속분과 수지 조성물로 이루어져 있어도 된다.
콤파운드에 있어서의 금속분의 함유량은, 콤파운드 전체의 질량에 대하여, 90질량% 이상 100질량% 미만이다. 금속분의 함유량이 많아지면, 성형체의 이형성이 담보되기 어렵고, 작업성이 뒤떨어지는 경향이 있다. 성형체의 자기 특성의 관점에서, 금속분의 함유량은, 92질량% 이상이 바람직하고, 94질량% 이상이 보다 바람직하며, 95질량% 이상이 더 바람직하고, 96질량% 이상이 특히 바람직하다. 금속분의 함유량의 상한값은, 99질량% 이하, 98질량% 이하, 또는 97.5질량% 이하여도 된다.
(수지 조성물)
수지 조성물은, 금속분을 구성하는 금속 입자의 결합재(바인더)로서의 기능을 갖고, 콤파운드로 형성되는 성형체에 기계적 강도를 부여한다. 예를 들면, 콤파운드에 포함되는 수지 조성물은, 금형을 이용하여 콤파운드가 고압에서 성형될 때에, 금속 입자의 사이에 충전되어, 당해 입자를 서로 결착시킨다. 성형체 내의 수지 조성물을 경화시킴으로써, 수지 조성물의 경화물이 금속 입자끼리를 보다 강고하게 결착시켜, 성형체의 기계적 강도가 향상된다.
본 실시형태에 관한 수지 조성물은, 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 함유함으로써, 콤파운드의 유동성을 향상시킬 수 있다. 에폭시 수지는, 예를 들면, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 수지여도 된다. 에폭시 수지의 종류는 특별히 제한되지 않고, 조성물의 원하는 특성 등에 따라 선택할 수 있다.
에폭시 수지로서, 예를 들면, 바이페닐형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 다이페닐메테인형 에폭시 수지, 황 원자 함유형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지, 살리실알데하이드형 에폭시 수지, 나프톨류와 페놀류의 공중합형 에폭시 수지, 아랄킬형 페놀 수지의 에폭시화물, 비스페놀형 에폭시 수지, 비스페놀 골격을 함유하는 에폭시 수지, 알코올류의 글리시딜에터형 에폭시 수지, 파라자일릴렌 및/또는 메타자일릴렌 변성 페놀 수지의 글리시딜에터형 에폭시 수지, 터펜 변성 페놀 수지의 글리시딜에터형 에폭시 수지, 사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지, 다환 방향환 변성 페놀 수지의 글리시딜에터형 에폭시 수지, 나프탈렌환 함유 페놀 수지의 글리시딜에터형 에폭시 수지, 글리시딜에스터형 에폭시 수지, 글리시딜형 또는 메틸글리시딜형의 에폭시 수지, 지환형 에폭시 수지, 할로젠화 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 오쏘크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 하이드로퀴논형 에폭시 수지, 트라이메틸올프로페인형 에폭시 수지, 및 올레핀 결합을 과아세트산 등의 과산으로 산화하여 얻어지는 선상 지방족 에폭시 수지를 들 수 있다.
유동성의 관점에 있어서, 에폭시 수지는, 바이페닐형 에폭시 수지, 오쏘크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 수지, 살리실알데하이드 노볼락형 에폭시 수지, 및 나프톨 노볼락형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다.
기계 강도의 관점에 있어서, 에폭시 수지는, 바이페닐렌아랄킬형 에폭시 수지 및 오쏘크레졸 노볼락형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다.
에폭시 수지는, 결정성의 에폭시 수지여도 된다. 결정성의 에폭시 수지의 분자량은 비교적 낮음에도 불구하고, 결정성의 에폭시 수지는 비교적 높은 융점을 갖고, 또한 유동성이 우수하다. 결정성의 에폭시 수지(결정성이 높은 에폭시 수지)는, 예를 들면, 하이드로퀴논형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 싸이오에터형 에폭시 수지, 및 바이페닐형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다.
결정성의 에폭시 수지의 시판품으로서는, 예를 들면, 에피클론 860, 에피클론 1050, 에피클론 1055, 에피클론 2050, 에피클론 3050, 에피클론 4050, 에피클론 7050, 에피클론 HM-091, 에피클론 HM-101, 에피클론 N-730A, 에피클론 N-740, 에피클론 N-770, 에피클론 N-775, 에피클론 N-865, 에피클론 HP-4032D, 에피클론 HP-7200L, 에피클론 HP-7200, 에피클론 HP-7200H, 에피클론 HP-7200HH, 에피클론 HP-7200HHH, 에피클론 HP-4700, 에피클론 HP-4710, 에피클론 HP-4770, 에피클론 HP-5000, 에피클론 HP-6000, N500P-2, 및 N500P-10(이상, DIC 주식회사제의 상품명); NC-3000, NC-3000-L, NC-3000-H, NC-3100, CER-3000-L, NC-2000-L, XD-1000, NC-7000-L, NC-7300-L, EPPN-501H, EPPN-501HY, EPPN-502H, EOCN-1020, EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, CER-1020, EPPN-201, BREN-S, 및 BREN-10S(이상, 닛폰 가야쿠 주식회사제의 상품명); YX-4000, YX-4000H, YL4121H, 및 YX-8800(이상, 미쓰비시 케미컬 주식회사제의 상품명)을 들 수 있다.
수지 조성물은, 상기 중 1종의 에폭시 수지를 함유해도 된다. 수지 조성물은, 상기 중 복수 종의 에폭시 수지를 함유해도 된다. 수지 조성물은, 상기의 에폭시 수지 중에서도, 바이페닐 골격을 포함하는 에폭시 수지, 오쏘크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 또는 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 다관능형 에폭시 수지를 함유해도 된다.
경화제는, 저온에서부터 실온의 범위에서 에폭시 수지를 경화시키는 경화제와, 가열에 따라 에폭시 수지를 경화시키는 가열 경화형의 경화제로 분류된다. 저온에서부터 실온의 범위에서 에폭시 수지를 경화시키는 경화제는, 예를 들면, 지방족 폴리아민, 폴리아미노아마이드, 및 폴리머캅탄 등이다. 가열 경화형의 경화제는, 예를 들면, 방향족 폴리아민, 산무수물, 페놀 노볼락 수지, 및 다이사이안다이아마이드(DICY) 등이다. 경화제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 조성물의 원하는 특성 등에 따라 선택할 수 있다.
저온에서부터 실온의 범위에서 에폭시 수지를 경화시키는 경화제를 이용한 경우, 에폭시 수지의 경화물의 유리 전이점은 낮아, 에폭시 수지의 경화물은 부드러운 경향이 있다. 그 결과, 콤파운드로 형성된 성형체도 부드러워지기 쉽다. 한편, 성형체의 내열성을 향상시키는 관점에서, 경화제는, 바람직하게는 가열 경화형의 경화제, 보다 바람직하게는 페놀 수지, 더 바람직하게는 페놀 노볼락 수지여도 된다. 특히 경화제로서 페놀 노볼락 수지를 이용함으로써, 유리 전이점이 높은 에폭시 수지의 경화물이 얻어지기 쉽다. 그 결과, 성형체의 내열성 및 기계적 강도가 향상되기 쉽다.
페놀 수지는, 예를 들면, 아랄킬형 페놀 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 페놀 수지, 살리실알데하이드형 페놀 수지, 노볼락형 페놀 수지, 벤즈알데하이드형 페놀과 아랄킬형 페놀의 공중합형 페놀 수지, 파라자일릴렌 및/또는 메타자일릴렌 변성 페놀 수지, 멜라민 변성 페놀 수지, 터펜 변성 페놀 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 나프톨 수지, 사이클로펜타다이엔 변성 페놀 수지, 다환 방향환 변성 페놀 수지, 바이페닐형 페놀 수지, 및 트라이페닐메테인형 페놀 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유해도 된다. 페놀 수지는, 상기 중 2종 이상으로 구성되는 공중합체여도 된다. 페놀 수지의 시판품으로서는, 예를 들면, 아리카와 가가쿠 고교 주식회사제의 타마놀 758, 또는 히타치 가세이 주식회사제의 HP-850N 등을 이용해도 된다.
페놀 노볼락 수지는, 예를 들면, 페놀류 및/또는 나프톨류와, 알데하이드류를 산성 촉매하에서 축합 또는 공축합시켜 얻어지는 수지여도 된다. 페놀 노볼락 수지를 구성하는 페놀류는, 예를 들면, 페놀, 크레졸, 자일렌올, 레조신, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 페닐페놀, 및 아미노페놀로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다. 페놀 노볼락 수지를 구성하는 나프톨류는, 예를 들면, α-나프톨, β-나프톨, 및 다이하이드록시나프탈렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다. 페놀 노볼락 수지를 구성하는 알데하이드류는, 예를 들면, 폼알데하이드, 아세트알데하이드, 프로피온알데하이드, 벤즈알데하이드, 및 살리실알데하이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다.
경화제는, 예를 들면, 1분자 중에 2개의 페놀성 수산기를 갖는 화합물이어도 된다. 1분자 중에 2개의 페놀성 수산기를 갖는 화합물은, 예를 들면, 레조신, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 및 치환 또는 비치환의 바이페놀로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다.
수지 조성물은, 상기 중 1종의 페놀 수지를 함유해도 된다. 수지 조성물은, 상기 중 복수 종의 페놀 수지를 구비해도 된다. 수지 조성물은, 상기 중 1종의 경화제를 함유해도 된다. 수지 조성물은, 상기 중 복수 종의 경화제를 함유해도 된다.
에폭시 수지 중의 에폭시기와 반응하는 경화제 중의 활성기(페놀성 OH기)의 비율은, 에폭시 수지 중의 에폭시기 1당량에 대하여, 바람직하게는 0.5~1.5당량, 보다 바람직하게는 0.6~1.4당량, 더 바람직하게는 0.7~1.2당량이어도 된다. 경화제 중의 활성기의 비율이 0.5당량 미만인 경우, 얻어지는 경화물의 충분한 탄성률이 얻어지기 어렵다. 한편, 경화제 중의 활성기의 비율이 1.5당량을 초과하는 경우, 콤파운드로 형성된 성형체의 경화 후의 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 단, 경화제 중의 활성기의 비율이 상기 범위 외인 경우이더라도, 본 발명에 관한 효과는 얻어진다.
커플링제는, 수지 조성물과, 금속분을 구성하는 금속 원소 함유 입자의 밀착성을 향상시켜, 콤파운드로 형성되는 성형체의 가요성 및 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 관한 수지 조성물은, 커플링제로서 특정의 실레인 화합물을 함유함으로써, 콤파운드의 유동성 및 경화 특성을 향상시킬 수 있다. 커플링제는, 에폭시기, 아미노기, 유레이도기, 및 아이소사이아네이트기로부터 선택되는 관능기를 갖는 제1 실레인 화합물과, 탄소수가 6 이상인 쇄상 탄화 수소기를 갖는 제2 실레인 화합물을 포함한다. 본 명세서에 있어서, 탄소수가 6 이상인 쇄상 탄화 수소기를 장쇄 탄화 수소기라고 하는 경우가 있다.
수지 조성물이 제1 실레인 화합물을 포함함으로써, 고온 굽힘 특성이 우수한 성형체를 형성할 수 있다. 제1 실레인 화합물이 갖는 관능기는, 에폭시 수지 또는 경화제와 반응할 수 있다. 제1 실레인 화합물은, 장쇄 탄화 수소기를 갖지 않는 실레인 화합물이다.
에폭시기를 갖는 제1 실레인 화합물로서, 예를 들면, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이에톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이에톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, 및 3-글리시독시프로필트라이에톡시실레인을 들 수 있다.
아미노기를 갖는 제1 실레인 화합물로서, 예를 들면, 3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-아미노프로필트라이에톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트라이에톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이에톡시실레인, N-페닐-3-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-페닐-3-아미노프로필메틸다이에톡시실레인, 및 N-페닐-3-아미노프로필트라이메톡시실레인을 들 수 있다.
유레이도기를 갖는 제1 실레인 화합물로서, 예를 들면, 3-유레이도프로필트라이메톡시실레인, 3-유레이도프로필트라이에톡시실레인, 3-유레이도프로필메틸다이메톡시실레인, 및 3-유레이도프로필메틸다이에톡시실레인을 들 수 있다.
아이소사이아네이트기를 갖는 제1 실레인 화합물로서는, 예를 들면, 3-아이소사이아네이트프로필트라이메톡시실레인, 3-아이소사이아네이트프로필트라이에톡시실레인, 3-아이소사이아네이트프로필메틸다이메톡시실레인, 및 3-아이소사이아네이트프로필메틸다이에톡시실레인을 들 수 있다.
제1 실레인 화합물의 함유량은, 고온 굽힘 특성을 보다 향상시키는 관점에서, 에폭시 수지의 100질량부에 대하여 0.5질량부 이상 10질량부 이하, 1.0질량부 이상 8.0질량부 이하, 또는 2.0질량부 이상 7.0질량부 이하여도 된다.
수지 조성물이 제2 실레인 화합물을 포함함으로써, 콤파운드의 성형 시의 유동성을 향상시킬 수 있다. 제2 실레인 화합물이 갖는 쇄상 탄화 수소기의 탄소수는, 6 이상이며, 7 이상 또는 8 이상이어도 되고, 20 이하, 16 이하, 또는 14 이하여도 된다. 제2 실레인 화합물은, 스타이릴기, (메트)아크릴로일기, 또는 바이닐기를 가져도 된다.
제2 실레인 화합물로서, 예를 들면, 헥실트라이메톡시실레인, 헥실트라이에톡시실레인, 헵틸트라이메톡시실레인, 헵틸트라이에톡시실레인, 옥틸트라이메톡시실레인, 옥틸트라이에톡시실레인, 도데실트라이메톡시실레인, 도데실트라이에톡시실레인, 아크릴옥시헥실트라이메톡시실레인, 아크릴옥시헥실트라이에톡시실레인, 메타크릴옥시헥실트라이메톡시실레인, 메타크릴옥시헥실트라이에톡시실레인, 아크릴옥시헵틸트라이메톡시실레인, 아크릴옥시헵틸트라이에톡시실레인, 메타크릴옥시헵틸트라이메톡시실레인, 메타크릴옥시헵틸트라이에톡시실레인, 아크릴옥시옥틸트라이메톡시실레인, 아크릴옥시옥틸트라이에톡시실레인, 메타크릴옥시옥틸트라이메톡시실레인, 및 메타크릴옥시옥틸트라이에톡시실레인을 들 수 있다.
제2 실레인 화합물의 함유량은, 유동성을 보다 향상시키는 관점에서, 에폭시 수지의 100질량부에 대하여 0.1질량부 이상 5.0질량부 이하, 0.5질량부 이상 4.0질량부 이하, 또는 1.0질량부 이상 3.0질량부 이하여도 된다.
커플링제는, 머캅토기를 갖는 제3 실레인 화합물을 더 포함해도 된다. 제3 실레인 화합물은, 장쇄 탄화 수소기를 갖지 않는 실레인 화합물이다. 제3 실레인 화합물로서, 예를 들면, 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인, 3-머캅토프로필트라이에톡시실레인, 3-머캅토프로필메틸다이메톡시실레인, 및 3-머캅토프로필메틸다이에톡시실레인을 들 수 있다.
커플링제의 함유량은, 유동성과 기계 특성을 양립하는 관점에서, 에폭시 수지의 100질량부에 대하여 1.0질량부 이상 20질량부 이하, 2.0질량부 이상 15질량부 이하, 또는 3.0질량부 이상 10질량부 이하여도 된다.
경화 촉진제는, 예를 들면, 에폭시 수지와 반응하여 에폭시 수지의 경화를 촉진시키는 조성물이면 한정되지 않는다. 경화 촉진제는, 예를 들면, 인계 경화 촉진제, 이미다졸계 경화 촉진제, 또는 유레아계 경화 촉진제여도 된다. 수지 조성물은 경화 촉진제를 함유함으로써, 콤파운드의 성형성 및 이형성을 향상시킬 수 있다. 또, 수지 조성물이 경화 촉진제를 함유함으로써, 콤파운드를 이용하여 제조된 성형체(예를 들면, 전자 부품)의 기계적 강도가 향상되거나, 고온·고습인 환경 하에 있어서의 콤파운드의 보존 안정성이 향상되거나 한다.
인계 경화 촉진제로서는, 예를 들면, 포스핀 화합물 및 포스포늄염 화합물을 들 수 있다.
이미다졸계 경화 촉진제의 시판품으로서는, 예를 들면, 2MZ-H, C11Z, C17Z, 1,2DMZ, 2E4MZ, 2PZ-PW, 2P4MZ, 1B2MZ, 1B2PZ, 2MZ-CN, C11Z-CN, 2E4MZ-CN, 2PZ-CN, C11Z-CNS, 2P4MHZ, TPZ, 및 SFZ(이상, 시코쿠 가세이 고교 주식회사제의 상품명)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용해도 된다.
유레아계 경화 촉진제로서는, 유레아기를 갖는 경화 촉진제이면 특별히 한정되지 않지만, 보존 안정성의 향상의 관점에서, 알킬유레아기를 갖는 알킬유레아계 경화 촉진제인 것이 바람직하다. 알킬유레아기를 갖는 알킬유레아계 경화 촉진제로서는, 예를 들면, 방향족 알킬유레아 및 지방족 알킬유레아를 들 수 있다. 알킬유레아계 경화 촉진제의 시판품으로서는, 예를 들면, U-CAT3512T(상품명, 산아프로 주식회사제, 방향족 다이메틸유레아) 및 U-CAT3513N(상품명, 산아프로 주식회사제, 지방족 다이메틸유레아)을 들 수 있다. 이들 중에서도, 개열(開裂) 온도가 적절히 낮고, 콤파운드를 효율적으로 경화시키기 쉬운 점에서, 방향족 알킬유레아가 바람직하다.
경화 촉진제의 배합량은, 경화 촉진 효과가 얻어지는 양이면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 수지 조성물의 흡습 시의 경화성 및 유동성을 개선하는 관점에서는, 경화 촉진제의 배합량은, 에폭시 수지의 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1질량부 이상 30질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.5질량부 이상 15질량부 이하, 더 바람직하게는 1.0질량부 이상 10질량부 이하여도 된다. 경화 촉진제의 배합량이 0.1질량부 이상인 경우, 충분한 경화 촉진 효과가 얻어지기 쉽다. 경화 촉진제의 배합량이 30질량부 이하이면, 콤파운드의 보존 안정성이 저하되기 어렵다. 경화 촉진제의 함유량은, 에폭시 수지 및 페놀 수지의 질량의 합계 100질량부에 대하여 0.001질량부 이상 5질량부 이하인 것이 바람직하다. 단, 경화 촉진제의 배합량 및 함유량이 상기 범위 외인 경우이더라도, 본 발명에 관한 효과는 얻어진다.
콤파운드의 성형 수축률이 저감되기 쉽고, 성형체의 내열성 및 내전압성이 향상되기 쉬운 점에서, 수지 조성물은, 첨가제로서 실록세인 결합을 갖는 화합물(실록세인 화합물)을 함유해도 된다. 실록세인 결합은, 2개의 규소 원자(Si)와 1개의 산소 원자(O)를 포함하는 결합이며, -Si-O-Si-로 나타나도 된다. 실록세인 결합을 갖는 화합물은 폴리실록세인 화합물이어도 된다.
실록세인 화합물의 함유량은, 에폭시 수지의 100질량부에 대하여 1질량부 이상 50질량부 이하, 5질량부 이상 45질량부 이하, 또는 10질량부 이상 40질량부 이하여도 된다.
콤파운드의 환경 안전성, 리사이클성, 성형 가공성 및 저비용을 위하여, 콤파운드는 난연제를 포함해도 된다. 난연제는, 예를 들면, 브로민계 난연제, 인계 난연제, 수화(水和) 금속 화합물계 난연제, 실리콘계 난연제, 질소 함유 화합물, 힌더드 아민 화합물, 유기 금속 화합물, 및 방향족 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다. 수지 조성물은, 상기 중 1종의 난연제를 함유해도 되고, 상기 중 복수 종의 난연제를 함유해도 된다.
금형을 이용하여 콤파운드로부터 성형체를 형성하는 경우, 수지 조성물은, 왁스를 함유해도 된다. 왁스는, 콤파운드의 성형(예를 들면 트랜스퍼 성형)에 있어서의 콤파운드의 유동성을 높임과 함께, 이형제로서 기능한다. 왁스는, 고급 지방산 등의 지방산, 및 지방산 에스터 중 적어도 어느 하나여도 된다.
왁스는, 예를 들면, 몬탄산, 스테아르산, 12-옥시스테아르산, 라우르산 등의 지방산 또는 이들의 에스터; 스테아르산 아연, 스테아르산 칼슘, 스테아르산 바륨, 스테아르산 알루미늄, 스테아르산 마그네슘, 라우르산 칼슘, 라우르산 아연, 리놀레산 아연, 리시놀레산 칼슘, 2-에틸헥산산 아연 등의 지방산염; 스테아르산 아마이드, 올레산 아마이드, 에루크산 아마이드, 베헨산 아마이드, 팔미트산 아마이드, 라우르산 아마이드, 하이드록시스테아르산 아마이드, 메틸렌비스스테아르산 아마이드, 에틸렌비스스테아르산 아마이드, 에틸렌비스라우르산 아마이드, 다이스테아릴아디프산 아마이드, 에틸렌비스올레산 아마이드, 다이올레일아디프산 아마이드, N-스테아릴스테아르산 아마이드, N-올레일스테아르산 아마이드, N-스테아릴에루크산 아마이드, 메틸올스테아르산 아마이드, 메틸올베헨산 아마이드 등의 지방산 아마이드; 스테아르산 뷰틸 등의 지방산 에스터; 에틸렌글라이콜, 스테아릴알코올 등의 알코올류; 폴리에틸렌글라이콜, 폴리프로필렌글라이콜, 폴리테트라메틸렌글라이콜 및 이들의 변성물로 이루어지는 폴리에터류; 실리콘 오일, 실리콘 그리스 등의 폴리실록세인류; 불소계 오일, 불소계 그리스, 함불소 수지 분말 등의 불소 화합물; 및, 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 아마이드 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 에스터 왁스, 카나우바, 마이크로 왁스 등의 왁스류;로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.
왁스의 함유량은, 유동성과 이형성을 양립하는 관점에서, 에폭시 수지의 100질량부에 대하여 1질량부 이상 20질량부 이하, 2질량부 이상 15질량부 이하, 또는 3질량부 이상 10질량부 이하여도 된다.
(금속분)
금속분(금속 원소 함유 입자)은, 예를 들면, 금속 단체, 합금 및 금속 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유해도 된다. 금속 원소 함유분은, 예를 들면, 금속 단체, 합금 및 금속 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어져 있어도 된다. 합금은, 고용(固溶)체, 공정(共晶) 및 금속 간 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함해도 된다. 합금이란, 예를 들면, 스테인리스강(Fe-Cr계 합금, Fe-Ni-Cr계 합금 등)이어도 된다. 금속 화합물이란, 예를 들면, 페라이트 등의 산화물이어도 된다. 금속분은, 1종의 금속 원소 또는 복수 종의 금속 원소를 포함해도 된다. 금속분에 포함되는 금속 원소는, 예를 들면, 비(卑)금속 원소, 귀금속 원소, 천이 금속 원소, 또는 희토류(希土類) 원소여도 된다. 콤파운드는, 1종의 금속 원소 함유분을 포함해도 되고, 조성이 상이한 복수 종의 금속 원소 함유분을 포함해도 된다.
금속분에 포함되는 금속 원소는, 예를 들면, 철(Fe), 구리(Cu), 타이타늄(Ti), 망가니즈(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 크로뮴(Cr), 나이오븀(Nb), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 납(Pb), 은(Ag), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 및 디스프로슘(Dy)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다. 자기 특성을 향상시키는 관점에서, 금속분은, 철, 코발트, 및 니켈로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 금속분은, 금속 원소 이외의 원소를 더 포함해도 된다. 금속분은, 예를 들면, 탄소(C), 산소(O), 베릴륨(Be), 인(P), 황(S), 붕소(B), 또는 규소(Si)를 포함해도 된다.
금속분은, 자성분(磁性粉)이어도 된다. 금속분은, 연자성(軟磁性) 합금 또는 강자성(强磁性) 합금이어도 된다. 금속분은, 예를 들면, Fe-Si계 합금, Fe-Si-Al계 합금(센더스트), Fe-Ni계 합금(퍼멀로이), Fe-Cu-Ni계 합금(퍼멀로이), Fe-Co계 합금(퍼멘듈), Fe-Cr-Si계 합금(전자 스테인리스강), Nd-Fe-B계 합금(희토류 자석), Sm-Fe-N계 합금(희토류 자석), Al-Ni-Co계 합금(알니코 자석), 및 페라이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 자성분이어도 된다. 페라이트는, 예를 들면, 스피넬 페라이트, 육방정 페라이트, 또는 가닛 페라이트여도 된다. 금속분은, Cu-Sn계 합금, Cu-Sn-P계 합금, Cu-Ni계 합금, 또는 Cu-Be계 합금 등의 구리 합금이어도 된다. 금속분은, 상기의 원소 및 조성물 중 1종을 포함해도 되고, 상기의 원소 및 조성물 중 복수 종을 포함해도 된다.
금속분은, Fe 단체여도 된다. 금속분은, 철을 포함하는 합금(Fe계 합금)이어도 된다. Fe계 합금은, 예를 들면, Fe-Si-Cr계 합금, 또는 Nd-Fe-B계 합금이어도 된다. 금속 원소 함유분은, 어모퍼스계 철분 및 카보닐 철분 중 적어도 어느 하나여도 된다. 금속분이 Fe 단체 및 Fe계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하는 경우, 높은 점적률을 갖고, 또한 자기 특성이 우수한 성형체를 콤파운드로부터 제작하기 쉽다. 금속분은, Fe 어모퍼스 합금이어도 된다.
Fe 어모퍼스 합금분의 시판품으로서는, 예를 들면, AW2-08, KUAMET-6B2(이상, 엡손 아토믹스 주식회사제의 상품명), DAP MS3, DAP MS7, DAP MSA10, DAP PB, DAP PC, DAP MKV49, DAP 410L, DAP 430L, DAP HYB 시리즈(이상, 다이도 도쿠슈코 주식회사제의 상품명), MH45D, MH28D, MH25D, 및 MH20D(이상, 고베 세이코 주식회사제의 상품명)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 이용되어도 된다.
<콤파운드의 제조 방법>
콤파운드의 제조에서는, 금속분과 수지 조성물(수지 조성물을 구성하는 각 성분)을 가열하면서 혼합한다. 예를 들면, 금속분과 수지 조성물을 가열하면서 니더, 롤, 교반기 등으로 혼련해도 된다. 금속분 및 수지 조성물의 가열 및 혼합에 의하여, 수지 조성물이 금속분을 구성하는 금속 원소 함유 입자의 표면의 일부 또는 전체에 부착되고 금속 원소 함유 입자를 피복하여, 수지 조성물 중의 에폭시 수지의 일부 또는 전부가 반경화물이 된다. 그 결과, 콤파운드가 얻어진다. 금속분 및 수지 조성물의 가열 및 혼합에 의하여 얻어진 분말에, 왁스를 더 더함으로써, 콤파운드를 얻어도 된다. 미리 수지 조성물과 왁스가 혼합되어 있어도 된다.
혼련에서는, 금속분, 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제, 및 커플링제를 조(槽) 내에서 혼련해도 된다. 금속분 및 커플링제를 조 내에 투입하여 혼합한 후, 에폭시 수지, 경화제, 및 경화 촉진제를 조 내로 투입하여, 조 내의 원료를 혼련해도 된다. 실록세인 화합물, 에폭시 수지, 경화제, 및 커플링제를 조 내에서 혼련한 후, 경화 촉진제를 조 내에 넣어, 조 내의 원료를 더 혼련해도 된다. 미리 에폭시 수지, 경화제, 및 경화 촉진제의 혼합분(수지 혼합분)을 제작하고, 계속해서, 금속분과 커플링제를 혼련하여 금속 혼합분을 제작하며, 계속해서, 금속 혼합분과 상기의 수지 혼합분을 혼련해도 된다.
혼련 시간은, 혼련 기계의 종류, 혼련 기계의 용적, 콤파운드의 제조량에 따라서도 다르지만, 예를 들면, 1분 이상인 것이 바람직하고, 2분 이상인 것이 보다 바람직하며, 3분 이상인 것이 더 바람직하다. 또, 혼련 시간은, 20분 이하인 것이 바람직하고, 15분 이하인 것이 보다 바람직하며, 10분 이하인 것이 더 바람직하다. 혼련 시간이 1분 미만인 경우, 혼련이 불충분하며, 콤파운드의 성형성이 저해되어, 콤파운드의 경화도에 불균일이 발생한다. 혼련 시간이 20분을 초과하는 경우, 예를 들면, 조 내에서 수지 조성물(예를 들면, 에폭시 수지 및 페놀 수지)의 경화가 진행되어, 콤파운드의 유동성 및 성형성이 저해되기 쉽다.
조 내의 원료를 가열하면서 니더로 혼련하는 경우, 가열 온도는, 예를 들면, 에폭시 수지의 반경화물(B 스테이지의 에폭시 수지)이 생성되고, 또한 에폭시 수지의 경화물(C 스테이지의 에폭시 수지)의 생성이 억제되는 온도이면 된다. 가열 온도는, 경화 촉진제의 활성화 온도보다 낮은 온도여도 된다. 가열 온도는, 예를 들면, 50℃ 이상인 것이 바람직하고, 60℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 70℃ 이상인 것이 더 바람직하다. 가열 온도는, 150℃ 이하인 것이 바람직하고, 120℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 110℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 가열 온도가 상기의 범위 내인 경우, 조 내의 수지 조성물이 연화되어 금속분을 구성하는 금속 원소 함유 입자의 표면을 피복하기 쉽고, 에폭시 수지의 반경화물이 생성되기 쉬우며, 혼련 중인 에폭시 수지의 완전한 경화가 억제되기 쉽다.
[성형체]
본 실시형태에 관한 성형체는, 상기의 콤파운드를 구비해도 된다. 본 실시형태에 관한 성형체는, 상기의 콤파운드의 경화물을 구비해도 된다. 성형체는, 미경화의 수지 조성물, 수지 조성물의 반경화물(B 스테이지의 수지 조성물), 및 수지 조성물의 경화물(C 스테이지의 수지 조성물)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에 관한 성형체는, 전자 부품 또는 전자 회로 기판용의 밀봉재로서 이용되어도 된다. 본 실시형태에 의하면, 전자 부품 또는 전자 회로 기판이 구비하는 금속 부재와, 성형체(밀봉재)의 열팽창률차에 기인하는 성형체의 크랙을 억제할 수 있다.
콤파운드의 경화물은, 금속분과 수지 조성물의 경화물이며, 금속분의 함유량이 90질량% 이상 100질량% 미만이다. 경화물의 250℃에 있어서의 굽힘 강도는, 경화물의 강도를 높이는 관점에서 7.0MPa 이상인 것이 바람직하고, 8.0MPa 이상인 것이 보다 바람직하며, 8.5MPa 이상인 것이 더 바람직하다. 굽힘 강도의 상한값은, 10MPa 정도이다. 경화물의 250℃에 있어서의 굽힘 탄성률은, 경화물에 유연성을 부여하는 관점에서 1.3GPa 이하, 1.2GPa 이하, 또는 1.1GPa 이하여도 된다. 굽힘 탄성률의 하한값은, 0.1GPa 정도이다. 250℃에 있어서의 굽힘 강도(MPa)를 250℃에 있어서의 굽힘 탄성률(GPa)로 나눈 값을 경화물의 신뢰성의 지표로 할 수 있다. 당해 지표는, 9.0×10-3 이상인 것이 바람직하고, 9.2×10-3 이상인 것이 보다 바람직하며, 10.4×10-3 이상인 것이 더 바람직하다. 당해 지표의 상한값은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 5×10-2 이하여도 된다.
<성형체의 제조 방법>
본 실시형태에 관한 성형체의 제조 방법은, 콤파운드를 금형 내에서 가압하는 공정을 구비해도 된다. 성형체의 제조 방법은, 금속 부재의 표면의 일부 또는 전체를 덮는 콤파운드를 금형 내에서 가압하는 공정을 구비해도 된다. 성형체의 제조 방법은, 콤파운드를 금형 내에서 가압하는 공정만을 구비해도 되고, 당해 공정에 더하여 그 외의 공정을 구비해도 된다. 성형체의 제조 방법은, 제1 공정, 제2 공정 및 제3 공정을 구비해도 된다. 이하에서는, 각 공정의 상세를 설명한다.
제1 공정에서는, 상기의 방법으로 콤파운드를 제작한다.
제2 공정에서는, 콤파운드를 금형 내에서 가압함으로써, 성형체(B 스테이지의 성형체)를 얻는다. 제2 공정에서는, 금속 부재의 표면의 일부 또는 전체를 덮는 콤파운드를 금형 내에서 가압함으로써, 성형체(B 스테이지의 성형체)를 얻어도 된다. 제2 공정에 있어서, 수지 조성물이, 금속 원소 함유분을 구성하는 개개의 금속 원소 함유 입자 사이에 충전된다. 그리고 수지 조성물은, 결합재(바인더)로서 기능하여, 금속 원소 함유 입자끼리를 서로 결착시킨다.
제2 공정으로서, 콤파운드의 트랜스퍼 성형을 실시해도 된다. 트랜스퍼 성형에서는, 콤파운드를 5MPa 이상 50MPa 이하로 가압해도 된다. 성형 압력이 높을수록, 기계적 강도가 우수한 성형체가 얻어지기 쉬운 경향이 있다. 성형체의 양산성 및 금형의 수명을 고려한 경우, 성형 압력은 8MPa 이상 20MPa 이하인 것이 바람직하다. 트랜스퍼 성형에 의하여 형성되는 성형체의 밀도는, 콤파운드의 진밀도에 대하여, 바람직하게는 75% 이상 86% 이하, 보다 바람직하게는 80% 이상 86% 이하여도 된다. 성형체의 밀도가 75% 이상 86% 이하인 경우, 기계적 강도가 우수한 성형체가 얻어지기 쉽다. 트랜스퍼 성형에 있어서, 제2 공정과 제3 공정을 일괄하여 실시해도 된다.
제3 공정에서는, 성형체를 열처리에 의하여 경화시켜, C 스테이지의 성형체를 얻는다. 열처리의 온도는, 성형체 중의 수지 조성물이 충분히 경화되는 온도이면 된다. 열처리의 온도는, 바람직하게는 100℃ 이상 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 110℃ 이상 250℃ 이하여도 된다. 성형체 중의 금속분의 산화를 억제하기 위하여, 열처리를 불활성 분위기하에서 행하는 것이 바람직하다. 열처리 온도가 300℃를 초과하는 경우, 열처리의 분위기에 불가피적으로 포함되는 미량의 산소에 의하여 금속분이 산화되거나, 수지 경화물이 열화되거나 한다. 금속분의 산화, 및 수지 경화물의 열화를 억제하면서 수지 조성물을 충분히 경화시키기 위해서는, 열처리 온도의 유지 시간은, 바람직하게는 수 분 이상 10시간 이하, 보다 바람직하게는 3분 이상 8시간 이하여도 된다.
실시예
이하에서는 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의하여 결코 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예의 콤파운드의 조제에 사용한 각 성분의 상세를 이하에 나타낸다.
(에폭시 수지)
바이페닐렌아랄킬형 에폭시 수지(닛폰 가야쿠 주식회사제의 상품명: NC-3000, 에폭시 당량: 275g/eq)
다관능형 에폭시 수지(주식회사 프린텍제의 상품명: TECHMORE VG3101L, 에폭시 당량: 215g/eq)
(경화제)
트라이페닐메테인형 페놀 수지(에어·워터 주식회사제의 상품명: HE910-09, 수산기 당량: 101g/eq)
바이페닐렌아랄킬형 페놀 수지(메이와 가세이 주식회사제의 상품명: MEHC-7841-4S, 수산기 당량: 166g/eq)
(커플링제)
3-글리시독시프로필트라이에톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교 주식회사제의 상품명: KBM-403)
3-머캅토프로필트라이메톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교 주식회사제의 상품명: KBM-803)
메타크릴옥시옥틸트라이메톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교 주식회사제의 상품명: KBM-5803)
(경화 촉진제)
이미다졸계 경화 촉진제(시코쿠 가세이 고교 주식회사제의 상품명: 2P4MHZ-PW)
(이형제)
라우르산 아연(니치유 주식회사제의 상품명: 파우더 베이스 L)
부분 비누화 몬탄산 에스터 왁스(클라리언트 케미컬즈 주식회사제의 상품명: Licowax-OP)
(첨가제)
카프로락톤 변성 다이메틸실리콘(Gelest 주식회사제의 상품명: DBL-C32)
(금속분)
어모퍼스계 철분(엡손 아토믹스 주식회사제의 상품명: 9A4-II, 평균 입경 24μm)
어모퍼스계 철분(엡손 아토믹스 주식회사제의 상품명: AW2-08, 평균 입경 5.3μm)
[콤파운드의 조제]
(실시예 1~5)
표 1에 나타내는 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제, 및 이형제를, 동일한 표에 나타내는 배합량(단위: g)으로 폴리 용기에 투입했다. 이들 재료를 폴리 용기 내에서 10분간 혼합함으로써, 수지 혼합물을 조제했다. 수지 혼합물이란, 수지 조성물 중 커플링제 및 첨가제를 제외한 다른 전체 성분에 상당한다.
표 1에 나타내는 2종류의 어모퍼스계 철분을, 가압식 2축 니더(니혼 스핀들 세이조 주식회사제, 용량 5L)에서 5분간 균일하게 혼합하여, 금속분을 조제했다. 표 1에 나타내는 커플링제 및 첨가제를 2축 니더 내의 금속분에 첨가했다. 계속해서, 2축 니더의 내용물을 90℃가 될 때까지 가열하고, 그 온도를 유지하면서, 2축 니더의 내용물을 10분간 혼합했다. 계속해서, 상기의 수지 혼합물을 2축 니더의 내용물에 첨가하여, 내용물의 온도를 120℃로 유지하면서, 내용물을 15분간 용융·혼련했다. 이상의 용융·혼련에 의하여 얻어진 혼련물을 실온까지 냉각한 후, 혼련물이 소정의 입도를 갖게 될 때까지 혼련물을 해머로 분쇄했다. 또한, 상기의 "용융"이란, 2축 니더의 내용물 중 수지 조성물의 적어도 일부의 용융을 의미한다. 콤파운드 중의 금속분은, 콤파운드의 조제 과정에 있어서 용융되지 않는다. 이상의 방법에 의하여, 실시예 1~5의 콤파운드를 조제했다.
(비교예 1~3)
각 성분의 종류 및 배합량을 표 2에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예와 동일하게 조작하여, 비교예 1~3의 콤파운드를 조제했다.
[콤파운드의 평가]
실시예 및 비교예에서 얻어진 콤파운드에 대하여, 이하의 평가를 행했다. 결과를 표 1 및 2에 나타낸다.
(유동성)
유동성의 평가는, 주식회사 시마즈 세이사쿠쇼제의 플로 테스터 CFT-100을 이용하여 행했다. 콤파운드 7g을 성형하여, 태블릿을 제작했다. 태블릿을 이용하여, 130℃, 여열 20초, 하중 100kg의 조건에서, 유동성의 평가를 실시했다. 콤파운드의 유동이 정지할 때까지의 플런저의 삽입 거리(단위: mm)를 플로 테스터 스트로크라고 하고, 콤파운드의 유동이 정지할 때까지의 시간을 플로 타임으로서 측정하여, 유동성의 지표로 했다.
(젤 타임)
콤파운드의 젤 타임을, 이하의 방법으로 측정했다. 큐어라스토미터(JSR 트레이딩 주식회사제)를 이용하여, 시료량 1.5mL, 140℃의 조건에서 젤 타임을 측정했다. 얻어진 차트의 토크의 상승 개시의 시간을 젤 타임이라고 했다. 젤 타임이 짧을수록 경화성이 높은 것을 의미한다.
(굽힘 시험)
콤파운드를, 성형 금형 온도 140℃, 성형 압력 13.5MPa, 경화 시간 360초의 조건에서 트랜스퍼 성형한 후, 180℃에서 2시간 포스트큐어함으로써, 시험편을 얻었다. 시험편의 치수는, 세로폭 80mm×가로폭 10mm×두께 3.0mm였다.
항온조 부착 오토그래프를 이용하여, 시험편에 대하여 3점 지지형의 굽힘 시험을 250℃에서 실시했다. 오토그래프로서는, 주식회사 시마즈 세이사쿠쇼제의 AGS-500A를 이용했다. 굽힘 시험에서는, 2개의 지점에 의하여 시험편의 일방의 면을 지지했다. 시험편의 타방의 면에 있어서의 2개의 지점 간의 중앙의 위치에 하중을 가했다. 시험편이 파괴되었을 때의 하중을 측정했다. 굽힘 시험의 측정 조건은, 이하와 같았다.
2개의 지점 간의 거리 Lv: 64.0±0.5mm
헤드 스피드: 2.0±0.2mm/분
차트 스피드: 100mm/분
차트 풀스케일: 490N(50kgf)
하기 수학식 (A)에 근거하여, 굽힘 강도σ(단위: MPa)를 산출했다. 하기 수학식 (B)에 근거하여, 굽힘 탄성률 E(단위: GPa)을 산출했다. 하기 수학식에 있어서, "P"는, 시험편이 파괴되었을 때의 하중(단위: N)이다. "Lv"는, 2개의 지점 간의 거리(단위: mm)이다. "W"는, 시험편의 가로폭(단위: mm)이다. "t"는, 시험편의 두께(단위: mm)이다. "F/Y"는, 하중-굴곡 곡선의 직선 부분의 구배(勾配)(단위: N/mm)이다.
σ=(3×P×Lv)/(2×W×t2) (A)
E=[Lv3/(4×W×t3)]×(F/Y) (B)
(신뢰성)
250℃에 있어서의 굽힘 강도(MPa)를 250℃에 있어서의 굽힘 탄성률(GPa)로 나눈 값을 신뢰성의 평가의 지표로 했다. 이 값이 클수록, 강도와 탄성률의 밸런스가 우수한 것을 의미한다.
(리플로 처리)
트랜스퍼 성형에 의하여, 구리제의 금속 부재를 콤파운드로 밀봉하여, 콤파운드를 경화함으로써 성형체를 얻었다. 성형체에 리플로 처리를 행했다. 리플로 처리에 있어서의 최고 가열 온도는, 260℃였다. 가열 시간은, 300초였다. 리플로 처리 후, 성형체를 관찰하여, 성형체에 있어서의 크랙의 유무를 조사했다. 표 중의 "A"는, 크랙이 성형체에 형성되어 있지 않았던 것을 의미하고, "B"는, 크랙이 성형체에 형성된 것을 의미한다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002

Claims (9)

  1. 금속분과, 에폭시 수지, 경화제, 및 커플링제를 함유하는 수지 조성물을 구비하고,
    상기 커플링제가, 에폭시기, 아미노기, 유레이도기, 및 아이소사이아네이트기로부터 선택되는 관능기를 갖는 제1 실레인 화합물과, 탄소수가 6 이상인 쇄상 탄화 수소기를 갖는 제2 실레인 화합물을 포함하며,
    상기 금속분의 함유량이, 90질량% 이상 100질량% 미만인, 콤파운드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 커플링제가, 머캅토기를 갖는 제3 실레인 화합물을 더 포함하는, 콤파운드.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 실레인 화합물이, 에폭시기를 갖는, 콤파운드.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 실레인 화합물이, 스타이릴기, (메트)아크릴로일기, 또는 바이닐기를 갖는, 콤파운드.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커플링제의 함유량이, 상기 에폭시 수지의 100질량부에 대하여 1.0질량부 이상 20질량부 이하인, 콤파운드.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속분이, 철, 코발트, 및 니켈로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 원소를 포함하는, 콤파운드.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속분이, 자성분인, 콤파운드.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 콤파운드를 포함하는, 성형체.
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 콤파운드의 경화물.
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