WO2020153050A1 - 磁性部材用の難燃性粉末及びポリマー組成物 - Google Patents

磁性部材用の難燃性粉末及びポリマー組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2020153050A1
WO2020153050A1 PCT/JP2019/049422 JP2019049422W WO2020153050A1 WO 2020153050 A1 WO2020153050 A1 WO 2020153050A1 JP 2019049422 W JP2019049422 W JP 2019049422W WO 2020153050 A1 WO2020153050 A1 WO 2020153050A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
flame
mass
retardant
magnetic member
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/049422
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
滉大 三浦
澤田 俊之
亮介 越智
Original Assignee
山陽特殊製鋼株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 山陽特殊製鋼株式会社 filed Critical 山陽特殊製鋼株式会社
Priority to US17/424,225 priority Critical patent/US20220119713A1/en
Priority to KR1020217008803A priority patent/KR102620616B1/ko
Priority to CN201980068874.1A priority patent/CN112868071A/zh
Publication of WO2020153050A1 publication Critical patent/WO2020153050A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/02Inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10Metal compounds
    • C08K3/11Compounds containing metals of Groups 4 to 10 or of Groups 14 to 16 of the Periodic Table
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/016Flame-proofing or flame-retarding additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C2202/00Physical properties
    • C22C2202/02Magnetic

Definitions

  • the present invention relates to a flame-retardant powder and a polymer composition for magnetic members. More specifically, the present invention relates to a powder dispersed in a member such as an electromagnetic wave absorbing sheet, and a polymer composition containing the powder.
  • Radio wave noise radiated from electronic components mounted in this circuit causes radio wave interference between electronic components and radio wave interference between electronic circuits.
  • Radio wave interference causes malfunction of electronic devices.
  • An electromagnetic wave absorbing sheet is inserted into an electronic device for the purpose of suppressing malfunction.
  • the electromagnetic wave absorbing sheet is required to have flame retardancy.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-3324173 discloses a composite magnetic body containing a metal powder, a flame retardant and a base resin. This metal powder is composed of an Fe-Cr-Si alloy.
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-353686 discloses a radio wave absorber including an organic matrix, a powder dispersed in the matrix, and a flame retardant. This powder is composed of a Fe-Si-Cr alloy or a Fe-Al-Si alloy.
  • Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-170330 discloses magnetic powder composed of an Fe-Si-Cr alloy and magnetic powder composed of an Fe-Al-Si alloy. The particles of these powders have an oxide film. This oxide film can contribute to flame retardancy.
  • the object of the present invention is to provide a powder for magnetic members, which has a high saturation magnetic flux density and excellent flame retardancy.
  • the flame-retardant powder for a magnetic member is composed of a plurality (or a large number) of flat particles. These particles are composed of an Fe—Si alloy containing 7% by mass or more and 12% by mass or less of Si.
  • the mass content P(Si) of Si and the flame retardant parameter P NF in this alloy are represented by the following mathematical formulas (I) and (II): ( ⁇ 0.97 ⁇ P(Si)+13.0) ⁇ P NF ⁇ 10 (I)
  • P NF D50 ⁇ TD/ ⁇ (II) (In the formula, D50 represents the median diameter of the powder, TD represents the tap density of the powder, and ⁇ represents the true density of the powder).
  • the flame retardant powder has a saturation magnetic flux density of 1.3 T or more.
  • a polymer composition for a magnetic member according to another aspect of the present invention includes a base polymer and a flame-retardant powder dispersed in the base polymer.
  • This flame-retardant powder is composed of a plurality (or a large number) of flat particles. These particles are composed of an Fe—Si alloy containing 7% by mass or more and 12% by mass or less of Si.
  • the saturation magnetic flux density of the powder according to the present invention is large. Moreover, this powder has excellent flame retardancy.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing particles of flame-retardant powder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the Si content in the flame-retardant powder and the flame-retardant parameter.
  • the flame-retardant powder according to the present invention is an aggregate of a plurality of or a large number of particles.
  • a cross section of one particle is shown in FIG.
  • the symbol L indicates the length of the major axis of the particle
  • the symbol T indicates the thickness of the particle.
  • the length L is larger than the thickness T. In other words, the particles are flat.
  • the aspect ratio of this powder is preferably 1.5 or more and 100 or less.
  • the real part permeability ⁇ ′ and the imaginary part permeability ⁇ ′′ in the high frequency region are sufficiently large. From this viewpoint, an aspect ratio of 5 or more is particularly preferable.
  • the aspect ratio is particularly preferably 80 or less.
  • a resin-filled sample that can observe the flat powder thickness direction is used for measuring the aspect ratio.
  • This sample is polished and the polished surface is observed by a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • the magnification of the image at the time of observation is 500 times.
  • the image data is binarized.
  • the aspect ratio of each particle is measured, and these data are arithmetically averaged to calculate the powder aspect ratio.
  • the aspect ratio of each particle is “the length L of the major axis/the length T of the minor axis” when the binarized image is approximated to an ellipse.
  • composition The present inventor added various elements to Fe and evaluated flame retardancy and saturation magnetic flux density. The results are shown in Table 1 below.
  • the particles are composed of Fe-Si based alloy.
  • An oxide film whose composition is SiO 2 is formed on the surface of the particles containing Si. This oxide film suppresses the contact between Fe and oxygen, and thus suppresses the oxidation reaction of Fe.
  • the powder containing the particles having the oxide film has excellent flame retardancy. Further, the powder containing Si has low magnetocrystalline anisotropy, magnetostriction constant and coercive force. From these viewpoints, the Si content is preferably 7% by mass or more, and particularly preferably 8% by mass or more.
  • the saturation magnetic flux density of the powder containing excess Si is low. From the viewpoint of saturation magnetic flux density, the Si content is preferably 12% by mass or less, more preferably 11% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
  • the balance of Si in this alloy is preferably Fe and inevitable impurities.
  • This parameter P NF is represented by the following mathematical expression (I): ( ⁇ 0.97 ⁇ P(Si)+13.0) ⁇ P NF ⁇ 10 (I) Meet In this formula, P(Si) is the mass content of Si in the Fe-Si alloy.
  • a powder having a parameter P NF larger than the value of ( ⁇ 0.97 ⁇ P(Si)+13.0) has excellent flame retardancy.
  • the parameter P NF is more preferably a value of ( ⁇ 0.97 ⁇ P(Si)+14.5) or more, and particularly preferably a value of ( ⁇ 0.97 ⁇ P(Si)+15.0) or more.
  • a magnetic member that is uniform and has a smooth surface can be obtained from a powder having a parameter P NF of 10 or less.
  • the parameter P NF is more preferably 8 or less, and particularly preferably 6 or less.
  • the saturation magnetic flux density Bs of the powder is preferably 1.3 T or more, more preferably 1.4 T or more, and particularly preferably 1.5 T or more.
  • the saturation magnetic flux density Bs is preferably 2.0T or less.
  • the saturation magnetic flux density Bs is measured by a vibrating sample magnetometer (VSM).
  • VSM vibrating sample magnetometer
  • the magnetic resonance frequency is high in the powder having a large coercive force Hc.
  • the coercive force Hc of the powder is preferably 500 A/m or more, more preferably 550 A/m or more, and particularly preferably 600 A/m or more.
  • the coercive force Hc is preferably 1600 A/m or less.
  • Coercive force is the strength of the external magnetic field required to return a magnetized magnetic body to its unmagnetized state.
  • the coercive force can be measured, for example, by a coercive force meter “HC801” manufactured by Qumano.
  • the maximum applied magnetic field at the time of measurement is 144 kA/m.
  • the median diameter D50 of the powder is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 25 ⁇ m or more, and particularly preferably 30 ⁇ m or more. From the viewpoint that a homogeneous and smooth magnetic member can be obtained, the median diameter D50 is preferably 90 ⁇ m or less, more preferably 80 ⁇ m or less, and particularly preferably 70 ⁇ m or less.
  • the median diameter D50 is the particle diameter at which the cumulative curve becomes 50% when the cumulative curve is calculated with the total volume of the powder as 100%.
  • the median diameter D50 is measured, for example, by a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device “Microtrac MT3000” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • the powder is poured into the cell of this apparatus together with pure water, and the median diameter D50 is detected based on the light scattering information of the particles.
  • the tap density TD of the powder is preferably 0.6 g / cm 3 or more, 0.7 g / cm 3 or more, more preferably, 0.8 g / cm 3 or more is particularly preferable.
  • a tap density TD is preferably 1.7 g / cm 3 or less, more preferably 1.5g / cm 3, 1.3g / cm 3 or less Is particularly preferable.
  • the tap density TD is measured according to the regulations of "JIS Z 2512". In the measurement, about 20 g of powder is filled in a cylinder with a volume of 100 cm 3 . The measurement conditions are as follows. Drop height: 10 mm Number of taps: 200
  • the powder according to the present invention is obtained by subjecting the raw material powder to flattening.
  • the raw material powder can be obtained by a gas atomizing method, a water atomizing method, a disk atomizing method, a pulverizing method, or the like.
  • the gas atomizing method and the disk atomizing method are preferable.
  • the raw material metal is heated and melted to obtain a molten metal.
  • This molten metal flows out of the nozzle.
  • Gas argon gas, nitrogen gas, etc.
  • the energy of this gas pulverizes the molten metal into droplets, which are cooled while falling.
  • the droplets solidify to form particles.
  • the molten metal is instantly made into droplets and simultaneously cooled, so that a uniform fine structure can be obtained. Moreover, since droplets are continuously formed, the difference in composition between particles is extremely small.
  • the raw material metal is heated and melted to obtain a molten metal.
  • This molten metal flows out of the nozzle.
  • This melt is dropped onto a disk that rotates at high speed.
  • the molten metal is rapidly cooled and solidified to obtain particles.
  • Raw material powder can be obtained by classification.
  • the raw material powder is subjected to heat treatment, if necessary.
  • the flat powder is subjected to heat treatment, classification, etc., if necessary.
  • the powder is kneaded with a base polymer such as resin and rubber to obtain a polymer composition.
  • a base polymer such as resin and rubber
  • a known method can be adopted for the kneading.
  • kneading can be carried out using a closed kneading machine, an open roll or the like.
  • a magnetic member is molded from this polymer composition.
  • a known method can be adopted for the molding. Molding can be performed by a compression molding method, an injection molding method, an extrusion molding method, a rolling method, or the like.
  • a typical magnetic member has a sheet shape.
  • the magnetic member may have a ring shape, a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, or the like.
  • the magnetic member containing the powder according to the present invention is particularly suitable for use in the frequency range of 300 MHz or higher.
  • Various chemicals can be kneaded with the base polymer along with the powder.
  • Examples of chemicals include processing aids such as lubricants and binders.
  • the polymer composition may contain a flame retardant. Since the powder contributes to flame retardancy, it is not necessary to add a large amount of flame retardant.
  • Example 1 The powder of Example 1 having the composition shown in Table 2 below was produced by gas atomization, classification and flattening with a wet attritor.
  • the median diameter D50, tap density TD, flame retardance parameter P NF , saturation magnetic flux density Bs and coercive force Hc of this powder are shown in Table 2 below.
  • Example 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 Powders of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were produced in the same manner as in Example 1 except that the composition was as shown in Table 2 below.
  • the powder according to the present invention is suitable for various magnetic members.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

飽和磁束密度が高くかつ難燃性に優れた粉末が提供される。この粉末は、磁性部材用の難燃性粉末であり、複数の扁平粒子からなる。これらの粒子は、7質量%以上12質量%以下のSiを含有するFe-Si系合金で構成される。この合金におけるSiの質量含有率P(Si)と、難燃性パラメータPNFとは、下記数式(I)及び(II): (-0.97×P(Si)+13.0)<PNF≦10 (I) PNF=D50×TD/ρ (II) (式中、D50は粉末のメジアン径を表し、TDは粉末のタップ密度を表し、ρは粉末の真密度を表す) を満たす。

Description

磁性部材用の難燃性粉末及びポリマー組成物
 本発明は磁性部材用の難燃性粉末及びポリマー組成物に関する。詳細には、電磁波吸収シート等の部材中に分散される粉末、及びその粉末を含むポリマー組成物に関する。
 パーソナルコンピュータ、携帯電話機等の電子機器は、回路を有している。この回路に装着される電子部品から放射される電波ノイズに起因して、電子部品同士間の電波干渉、及び電子回路同士間の電波干渉が生じる。電波干渉は、電子機器の誤動作を招来する。誤作動の抑制の目的で、電子機器に電磁波吸収シートが挿入される。
 近年の情報通信では、通信速度の高速化が図られている。この高速通信には、高周波の電波が使用される。従って、高周波域での使用に適した電磁波吸収シートが、望まれている。
 電子部品の発熱は、電子機器の内部の昇温を招く。従って電磁波吸収シートには、難燃性が必要である。
 特許文献1(特開2001-332413号公報)には、金属粉末、難燃剤及び基材樹脂を含む複合磁性体が開示されている。この金属粉末は、Fe-Cr-Si合金で構成される。
 特許文献2(特開2005-353686号公報)には、有機マトリクスと、このマトリクスに分散する粉末と、難燃剤とを含む電波吸収体が開示されている。この粉末は、Fe-Si-Cr系合金又はFe-Al-Si系合金で構成される。
 特許文献3(特開2018-170330号公報)には、Fe-Si-Cr系合金で構成される磁性粉末、及びFe-Al-Si系合金で構成される磁性粉末が開示されている。これらの粉末の粒子は、酸化皮膜を有する。この酸化皮膜は、難燃性に寄与しうる。
特開2001-332413号公報 特開2005-353686号公報 特開2018-170330号公報
 高周波域で磁性粉末が使用されると、磁性の共鳴現象によって透磁率が損なわれる。従ってこの粉末には、高い飽和磁束密度が要求される。従来の難燃性粉末の飽和磁束密度は、十分ではない。
 本発明の目的は、飽和磁束密度が高くかつ難燃性に優れた、磁性部材用粉末の提供にある。
 本発明の一態様による磁性部材用の難燃性粉末は、複数(又は多数)の扁平粒子からなる。これらの粒子は、7質量%以上12質量%以下のSiを含有するFe-Si系合金で構成される。この合金におけるSiの質量含有率P(Si)と、難燃性パラメータPNFとは、下記数式(I)及び(II):
  (-0.97×P(Si)+13.0)<PNF≦10  (I)
  PNF=D50×TD/ρ  (II)
(式中、D50は粉末のメジアン径を表し、TDは粉末のタップ密度を表し、ρは粉末の真密度を表す)を満たす。
 好ましくは、難燃性粉末の飽和磁束密度は、1.3T以上である。
 本発明の他の一態様による磁性部材用のポリマー組成物は、基材ポリマーと、この基材ポリマー中に分散する難燃性粉末とを含む。この難燃性粉末は、複数(又は多数)の扁平粒子からなる。これらの粒子は、7質量%以上12質量%以下のSiを含有するFe-Si系合金で構成される。この合金におけるSiの質量含有率P(Si)と、粉末における難燃性パラメータPNFとは、下記数式(I)及び(II):
  (-0.97×P(Si)+13.0)<PNF≦10  (I)
  PNF=D50×TD/ρ  (II)
(式中、D50は粉末のメジアン径を表し、TDは粉末のタップ密度を表し、ρは粉末の真密度を表す)を満たす。
 本発明に係る粉末の飽和磁束密度は、大きい。しかもこの粉末は、難燃性に優れる。
図1は、本発明の一実施形態に係る難燃性粉末の粒子が示された模式的な断面図である。 図2は、難燃性粉末におけるSiの含有率と難燃性パラメータとの関係が示されたグラフである。
 以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
[粒子形状]
 本発明に係る難燃性粉末は、複数ないし多数の粒子の集合である。図1に、1つの粒子の断面が示されている。図1において、符号Lで示されているのは粒子の長軸の長さであり、符号Tで示されているのは粒子の厚さである。長さLは、厚さTよりも大きい。換言すれば、この粒子は扁平である。
 この粉末のアスペクト比は、1.5以上100以下が好ましい。アスペクト比が1.5以上である粉末が用いられた磁性部材では、高周波域での実部透磁率μ’及び虚部透磁率μ’’が十分大きい。この観点から、アスペクト比は5以上が特に好ましい。アスペクト比が100以下である粉末が用いられた磁性部材では、粉末同士が接触する箇所が抑制され、渦電流による損失が抑制される。この観点から、アスペクト比は80以下が特に好ましい。
 アスペクト比の測定には、扁平粉末の厚さ方向が観察できる樹脂埋め試料が用いられる。この試料が研磨され、研磨面が走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察される。観察時の画像の倍率は、500倍である。この画像の解析では、画像データが2値化される。この解析によって各粒子のアスペクト比が測定され、これらのデータが相加平均されて、粉末のアスペクト比が算出される。なお、各粒子のアスペクト比は、2値化画像が楕円に近似されたときの「長軸の長さL/短軸の長さT」である。
[組成]
 本発明者はFeに種々の元素を添加し、難燃性及び飽和磁束密度を評価した。この結果が、下記の表1に示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の結果から、Cr、Mo、W、V及びCoよりも、Si及びAlが、難燃性に寄与することが判明した。さらに、含有される原子百分率が同じ場合、AlよりもSiの方が、飽和磁束密度に寄与することが判明した。表1の結果に基づいて本発明者は、粒子の合金元素として、Siを選定した。
 粒子は、Fe-Si系合金で構成される。Siを含む粒子の表面には、その組成がSiOである酸化皮膜が生成する。この酸化皮膜は、Feと酸素との接触を抑制し、従ってFeの酸化反応を抑制する。この酸化皮膜を有する粒子を含む粉末は、難燃性に優れる。Siを含む粉末はさらに、結晶磁気異方性、磁歪定数及び保磁力が低い。これらの観点から、Siの含有率は7質量%以上が好ましく、8質量%以上が特に好ましい。Siを過剰に含む粉末の飽和磁束密度は、低い。飽和磁束密度の観点から、Siの含有率は12質量%以下が好ましく、11質量%以下がより好ましく、10質量%以下が特に好ましい。
 この合金のSiの残部は、好ましくは、Fe及び不可避的不純物である。
[難燃性パラメータ]
 本明細書では、下記の数式(II):
   PNF=D50×TD/ρ  (II)
により、難燃性パラメータPNFが算出される。この数式(II)において、D50は粉末のメジアン径を表し、TDは粉末のタップ密度を表し、ρは粉末の真密度を表す。真密度は、乾式密度計(島津製作所社製、型式アキュピック1330)で測定される。
 このパラメータPNFは、下記の数式(I):
  (-0.97×P(Si)+13.0)<PNF≦10  (I)
を満たす。この数式においてP(Si)は、Fe-Si系合金におけるSiの質量含有率である。
 パラメータPNFが(-0.97×P(Si)+13.0)の値よりも大きい粉末は、難燃性に優れる。この観点から、パラメータPNFは(-0.97×P(Si)+14.5)の値以上がより好ましく、(-0.97×P(Si)+15.0)の値以上が特に好ましい。パラメータPNFが10以下である粉末から、均質でかつ表面が平滑な磁性部材が得られうる。この観点から、パラメータPNFは8以下がより好ましく、6以下が特に好ましい。
[飽和磁束密度Bs]
 飽和磁束密度Bsが大きい粉末では、磁性の共鳴現象が高周波域で発生する。この観点から、粉末の飽和磁束密度Bsは1.3T以上が好ましく、1.4T以上がより好ましく、1.5T以上が特に好ましい。飽和磁束密度Bsは、2.0T以下が好ましい。
 飽和磁束密度Bsは、振動試料型磁力計(VSM)にて測定される。測定条件は、以下の通りである。
  最大印加磁場:1204kA/m
  粉末の質量:約70mg
[保磁力Hc]
 保磁力Hcが大きい粉末では、磁気共鳴周波数が高い。この観点から、粉末の保磁力Hcは、500A/m以上が好ましく、550A/m以上がより好ましく、600A/m以上が特に好ましい。保磁力Hcは、1600A/m以下が好ましい。
 保磁力は、磁化された磁性体を磁化されていない状態に戻すために必要な外部磁場の強さである。保磁力は、例えば、Qumano社の保磁力メータ「HC801」で測定されうる。測定時の最大印加磁場は、144kA/mである。
[メジアン径D50]
 難燃性の観点から、粉末のメジアン径D50は20μm以上が好ましく、25μm以上がより好ましく、30μm以上が特に好ましい。均質でかつ表面が平滑な磁性部材が得られうるとの観点から、メジアン径D50は90μm以下が好ましく、80μm以下がより好ましく、70μm以下が特に好ましい。
 メジアン径D50は、粉末の全体積を100%として累積カーブが求められたとき、その累積カーブが50%となる点の粒子直径である。メジアン径D50は、例えば、日機装社のレーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置「マイクロトラックMT3000」により測定される。この装置のセル内に、粉末が純水と共に流し込まれ、粒子の光散乱情報に基づいて、メジアン径D50が検出される。
[タップ密度TD]
 難燃性の観点から、粉末のタップ密度TDは0.6g/cm以上が好ましく、0.7g/cm以上がより好ましく、0.8g/cm以上が特に好ましい。均質でかつ表面が平滑な磁性部材が得られうるとの観点から、タップ密度TDは1.7g/cm以下が好ましく、1.5g/cm以下がより好ましく、1.3g/cm以下が特に好ましい。
 タップ密度TDは、「JIS Z 2512」の規定に準拠して測定される。測定では、約20gの粉末が、容積が100cmであるシリンダーに充填される。測定条件は、以下の通りである。
  落下高さ:10mm
  タップ回数:200
[粉末の製造]
 本発明に係る粉末は、原料粉末に扁平加工が施されることで得られる。原料粉末は、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、ディスクアトマイズ法、粉砕法等によって得られうる。ガスアトマイズ法及びディスクアトマイズ法が、好ましい。
 ガスアトマイズ法では、原料金属が加熱されて溶解し、溶湯が得られる。この溶湯が、ノズルから流れ出る。この溶湯に、ガス(アルゴンガス、窒素ガス等)が吹き付けられる。このガスのエネルギーにより、溶湯は粉化して液滴となり、落下されつつ冷却される。この液滴が凝固し、粒子が形成される。このガスアトマイズ法では、溶湯が瞬間的に液滴化し、これと同時に冷却されるので、均一な微細組織が得られる。しかも、連続的に液滴が形成されるので、粒子間の組成差がきわめて小さい。
 ディスクアトマイズ法では、原料金属が加熱されて溶解し、溶湯が得られる。この溶湯が、ノズルから流れ出る。この溶湯が、高速で回転するディスクの上に落とされる。溶湯は急冷されて凝固し、粒子が得られる。
 この原料粉末に、扁平加工が施される。典型的な扁平加工は、アトライタによってなされる。
 分級により、原料粉末が得られうる。原料粉末には、必要に応じて熱処理が施される。扁平粉末には、必要応じて、熱処理、分級等の処理が施される。
[磁性部材の成形]
 この粉末から磁性部材を得るためには、まず、粉末を、樹脂及びゴムのような基材ポリマーと混練して、ポリマー組成物を得る。混練には、既知の方法が採用されうる。例えば、密閉式混練機、オープンロール等により、混練がなされうる。
 次に、このポリマー組成物から、磁性部材が成形される。成形には、既知の方法が採用されうる。圧縮成形法、射出成形法、押出成形法、圧延法等により、成形がなされうる。典型的な磁性部材の形状は、シート形状である。リング状、立方体状、直方体状、円筒状等の形状が、磁性部材に採用されうる。本発明に係る粉末を含む磁性部材は、300MHz以上の周波数域における使用に、特に適している。
 基材ポリマーに、粉末と共に、種々の薬品が混練されうる。薬品として、潤滑材及びバインダーのような加工助剤が例示される。ポリマー組成物が、難燃剤を含有してもよい。粉末が難燃性に寄与するので、多量の難燃剤の添加は、不要である。
 以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
[実施例1]
 ガスアトマイズ、分級及び湿式アトライタによる扁平加工により、下記の表2に示された組成を有する実施例1の粉末を製作した。この粉末のメジアン径D50、タップ密度TD、難燃性パラメータPNF、飽和磁束密度Bs及び保磁力Hcが、下記の表2に示されている。
[実施例2~5及び比較例1~5]
 組成を下記の表2に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例2~5及び比較例1~5の粉末を製作した。
[難燃性の評価]
 粉末が、消防法に定められる第2類第1種可燃性固体に該当するか否かを、小ガス炎着火試験により判定した。判定基準は、以下の通り:
  A:下記Bに該当しない。
  B:3秒以内に着火し、かつ燃焼が継続する。
である。判定がAである粉末は、第1種可燃性固体でないと見なされる。判定がBである粉末は、第1種可燃性固体であると見なされる。この結果が、下記の表2に示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 図2のグラフに示された直線L2の方程式は、
 PNF=-0.97×P(Si)+13.0
である。実施例1~5の粉末は、このグラフにおいて、直線L2よりも上に位置する。換言すれば、実施例1~5の粉末は、下記数式を具備する。
 (-0.97×P(Si)+13.0)<PNF
 この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
 本発明に係る粉末は、種々の磁性部材に適している。

 

Claims (3)

  1.  複数の扁平粒子からなり、
     前記扁平粒子が、7質量%以上12質量%以下のSiを含有するFe-Si系合金で構成され、
     前記合金におけるSiの質量含有率P(Si)と、難燃性パラメータPNFとが、下記数式(I)及び(II):
      (-0.97×P(Si)+13.0)<PNF≦10  (I)
      PNF=D50×TD/ρ  (II)
    (式中、D50は前記粉末のメジアン径を表し、TDは前記粉末のタップ密度を表し、ρは前記粉末の真密度を表す)
    を満たす、磁性部材用の難燃性粉末。
  2.  前記難燃性粉末の飽和磁束密度が1.3T以上である、請求項1に記載の難燃性粉末。
  3.  基材ポリマーと、前記基材ポリマー中に分散する難燃性粉末とを含み、
     前記難燃性粉末が、複数の扁平粒子からなり、
     前記扁平粒子が、7質量%以上12質量%以下のSiを含有するFe-Si系合金で構成され、
     前記合金におけるSiの質量含有率P(Si)と、前記粉末における難燃性パラメータPNFとが、下記数式(I)及び(II):
      (-0.97×P(Si)+13.0)<PNF≦10  (I)
      PNF=D50×TD/ρ  (II)
    (式中、D50は前記粉末のメジアン径を表し、TDは前記粉末のタップ密度を表し、ρは前記粉末の真密度を表す)
    を満たす、磁性部材用のポリマー組成物。

     
PCT/JP2019/049422 2019-01-21 2019-12-17 磁性部材用の難燃性粉末及びポリマー組成物 WO2020153050A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/424,225 US20220119713A1 (en) 2019-01-21 2019-12-17 Flame Retardant Powder for Magnetic Member, and Polymer Composition
KR1020217008803A KR102620616B1 (ko) 2019-01-21 2019-12-17 자성부재용 난연성분말 및 폴리머 조성물
CN201980068874.1A CN112868071A (zh) 2019-01-21 2019-12-17 磁性构件用的阻燃性粉末和聚合物组成物

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-007663 2019-01-21
JP2019007663A JP7257150B2 (ja) 2019-01-21 2019-01-21 磁性部材用の難燃性粉末

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020153050A1 true WO2020153050A1 (ja) 2020-07-30

Family

ID=71735697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/049422 WO2020153050A1 (ja) 2019-01-21 2019-12-17 磁性部材用の難燃性粉末及びポリマー組成物

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220119713A1 (ja)
JP (1) JP7257150B2 (ja)
KR (1) KR102620616B1 (ja)
CN (1) CN112868071A (ja)
WO (1) WO2020153050A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005236219A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Daido Steel Co Ltd 複合磁性シート
WO2008020574A1 (fr) * 2006-08-14 2008-02-21 Tyco Electronics Raychem K.K. Élément d'antenne et procédé de fabrication de celui-ci
JP2011029678A (ja) * 2007-11-20 2011-02-10 Tyco Electronics Raychem Kk アンテナ素子およびその製造方法
JP2012104765A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Komatsu Seiren Co Ltd 磁性シート及びその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL174546C (nl) * 1972-09-08 1984-07-02 Akzo Nv Werkwijze voor de bereiding van een (ar)alkeen-carbonzuur.
JP4683178B2 (ja) 2001-03-12 2011-05-11 株式会社安川電機 軟質磁性材料およびその製造方法
JP2006147959A (ja) 2004-11-22 2006-06-08 Daido Steel Co Ltd 圧粉磁芯および圧粉磁芯の製造方法
JP2011222897A (ja) 2010-04-14 2011-11-04 Daido Steel Co Ltd 圧粉磁心、圧粉磁心用磁性粉体及び圧粉磁心の製造方法
JP6071211B2 (ja) 2011-02-22 2017-02-01 三菱マテリアル株式会社 低磁歪高磁束密度複合軟磁性材とその製造方法
JP6795995B2 (ja) * 2017-02-06 2020-12-02 山陽特殊製鋼株式会社 軟磁性扁平粉末

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005236219A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Daido Steel Co Ltd 複合磁性シート
WO2008020574A1 (fr) * 2006-08-14 2008-02-21 Tyco Electronics Raychem K.K. Élément d'antenne et procédé de fabrication de celui-ci
JP2011029678A (ja) * 2007-11-20 2011-02-10 Tyco Electronics Raychem Kk アンテナ素子およびその製造方法
JP2012104765A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Komatsu Seiren Co Ltd 磁性シート及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112868071A (zh) 2021-05-28
KR102620616B1 (ko) 2024-01-03
US20220119713A1 (en) 2022-04-21
JP2020119932A (ja) 2020-08-06
JP7257150B2 (ja) 2023-04-13
KR20210116417A (ko) 2021-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6472939B2 (ja) 軟磁性粉末、Fe基ナノ結晶合金粉末、磁性部品及び圧粉磁芯
US9840760B2 (en) Powder made of iron-base metallic glass
JP2016015357A (ja) 非晶質合金粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP6493639B1 (ja) Fe基ナノ結晶合金粉末及びその製造方法、Fe基アモルファス合金粉末、並びに、磁心
EP3441160A1 (en) Iron-based metallic glass alloy powder
KR102369149B1 (ko) 자성 편평 분말 및 이것을 함유하는 자성 시트
WO2020195968A1 (ja) 磁性部材用の合金粉末
JP6955685B2 (ja) 軟磁性金属粉体及びその製造方法
US20200243237A1 (en) Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device
JP6146051B2 (ja) 非晶質合金粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
WO2020153050A1 (ja) 磁性部材用の難燃性粉末及びポリマー組成物
JP2018073947A (ja) 軟磁性合金、軟磁性合金粉末及び磁性部品
EP3564972A1 (en) Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device
JP2007273732A (ja) ノイズ抑制用軟磁性金属粉末及びノイズ抑制シート
CN114914050A (zh) 软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件以及电子设备
US20200243236A1 (en) Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device
KR102155542B1 (ko) 근방계용 노이즈 억제 시트
WO2022172543A1 (ja) 軟磁性扁平粉末
JP2014167137A (ja) 非晶質合金粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP2022105907A (ja) 硬磁性粉末
US20200243235A1 (en) Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device
JP2023133693A (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
CN116403794A (zh) 软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件以及电子设备
WO2020054857A1 (ja) FeSiCrC合金粉末及び磁心

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19911013

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19911013

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1