JP2002313621A

JP2002313621A - シリコーン樹脂組成物、樹脂結合型金属成型部品

Info

Publication number: JP2002313621A
Application number: JP2001117604A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kawada; 義浩川田; Haruki Niimoto; 昭樹新本
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】結合樹脂の少量添加で、透磁率値を維持しつ
つ、高周波領域での透磁率の減衰を防ぐことが可能な樹
脂組成物であって、これを硬化して得られる樹脂結合型
金属成型部品は広範囲な周波数領域での使用を達成する
ことのできるような樹脂組成物を提供すること。【解決手段】シリコーン樹脂（ａ）、金属又は金属化合
物の粉末（ｂ）及びシランカップリング剤（ｃ）を含有
するシリコーン樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透磁率特性に優れ
た樹脂結合型金属成型物を与えるシリコーン樹脂組成物
及びそれを使用した金属成型物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ノイズフィルター用トロイダルコアやチ
ョークコイル、電子ビーム用偏向ヨーク、変圧器や高周
波部品の磁心、磁気ヘッドなどの電気電子部品の一部に
は、樹脂を結合材として磁性金属粉末から圧粉成型して
得る樹脂結合型金属成型タイプのものがある。近年、各
種部品の小型化、薄肉化要求に加え、使用周波数の高周
波化の下、上記の樹脂結合型金属成型タイプの部品に対
して透磁率特性に優れた成型部品が求められている。し
かし、透磁率特性は使用する結合樹脂によるところが大
きく、未だ小型化・薄肉化・高周波領域での使用に対
し、優れた透磁率特性を与えうる結合樹脂の検討は不十
分であり、満足いく部品が得られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】樹脂結合型金属成型に
おいて、結合樹脂を多く添加すると高周波領域における
透磁率の減衰を押さえることができる利点はあるが、逆
に透磁率の値を低下させるという相反した事情を抱えて
いる。本発明の目的は、結合樹脂の少量添加で、透磁率
値を維持しつつ、高周波領域での透磁率の減衰を防ぐこ
とが可能な樹脂組成物であって、これを硬化して得られ
る樹脂結合型金属成型部品は広範囲な周波数領域での使
用を達成することのできるような樹脂組成物を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記した
ような課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明
を完成した。即ち、本発明は、（１）シリコーン樹脂
（ａ）、金属又は金属化合物の粉末（ｂ）及びシランカ
ップリング剤（ｃ）を含有するシリコーン樹脂組成物、
（２）シリコーン樹脂が下記式（１）

【化２】（式中のｎは、１０〜３０の整数を示す。また、Ｒは、
水素原子、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基またはフ
ェニル基の何れかを示しそれぞれ互いに同一であっても
異なっていてもよい。）で表される上記（１）に記載の
シリコーン樹脂組成物、（３）金属又は金属化合物の粉
末（ｂ）が磁性を示す金属又は金属化合物を含有する粉
末である上記（１）または（２）に記載のシリコーン樹
脂組成物、（４）磁性を示す金属又は金属化合物が少な
くとも鉄成分を含有する上記（３）に記載のシリコーン
樹脂組成物、（５）上記（１）ないし（４）のいずれか
１項に記載のシリコーン樹脂組成物を使用した樹脂結合
型金属成型部品に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のシリコーン樹脂組成物
は、シリコーン樹脂（ａ）、金属又は金属化合物の粉末
（ｂ）及びシランカップリング剤（ｃ）を含有する。本
発明において用いるシリコーン樹脂（ａ）としては、オ
ルガノポリシロキサン構造を有するものであれば特に限
定される物ではないが、加熱により硬化するシリコーン
樹脂を使用する方が機械強度、透磁率特性の点で良い。
好ましくは、上記式（１）に示す構造を有したものが良
く、その中でも式（１）中のＲがメチル基、フェニル基
を含むのものが良い。式（１）で示されるシリコーン樹
脂（ａ）の分子量としては、ＧＰＣ（ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー）測定によるポリスチレンスタ
ンダード換算の数平均分子量で３００以上に重合してい
る物を使用するのが好ましい。また、作業性の点から軟
化する温度が３０℃以上に調製された固形のシリコーン
樹脂を使用するのがより好ましい。軟化点が３０℃以下
では後述する（ｂ）成分への処理後にべたつきを生じ作
業性の悪化につながる恐れがある。これらシリコーン樹
脂（ａ）は、全樹脂中の３０〜１００重量％含有させる
ことが好ましい。また、本発明の樹脂結合型金属成型部
品を得る際にシリコーン樹脂組成物を高温で熱処理する
必要がある場合には、全樹脂中の５０〜１００重量％、
より好ましくは７０〜１００重量％シリコーン樹脂
（ａ）を含有させる事が望ましい。

【０００６】本発明では、透磁率特性を損なわない程度
にシリコーン樹脂（ａ）以外の他の樹脂を使用すること
が可能である。他の樹脂としては、例えば、フェノール
樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、
ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、フェノキシ樹脂、イソ
シアネート樹脂、アクリル樹脂、熱硬化性ポリイミド樹
脂、更にその他熱可塑性樹脂が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。

【０００７】金属又は金属化合物の粉末（ｂ）として
は、圧粉成型後磁性部品として使用するため磁性を有す
る金属又は金属化合物を含有するものが好ましいが、そ
れら以外でも例えばアルミニウム粉、銅粉、Ｎｉ粉、Ａ
ｌ−Ｎｉ粉等の各種合金等の磁性を有しないものを含有
していてもよい。磁性を有する金属又は金属化合物の用
いうる具体例としては、アトマイズ鉄粉、還元鉄粉、パ
ーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ合金）、珪素鋼や珪素鉄（Ｆｅ−
Ｓｉ）、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）、アルパ
ーム（Ｆｅ−Ａｌ合金）等の鉄成分を含有するものが挙
げられる。他にも、アルニコ合金粉末、希土類金属粉
末、金属酸化物粉末等各種磁性を有する金属又は金属化
合物の粉末が挙げられる。これら（ｂ）成分のうち鉄成
分を含有する粉末が好ましい。

【０００８】使用する金属又は金属化合物の粉末（ｂ）
の平均粒度は特に限定されるものではなく、成型条件・
透磁率特性等を勘案して最適な粒度のものを選択する必
要があるが、一般的に２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以
下、より好ましくは５００μｍ以下のものを使用するの
がよい。

【０００９】シランカップリング剤（ｃ）としては特に
限定されるものではないが、具体例としては、３−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキ
シシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３
−クロロプロピルトリメトキシシランや分子内にエポキ
シ基、アミノ基、ケチミン構造及びイミダゾール構造か
らなる群より選ばれる１種以上の官能基又は構造を有す
る３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−
グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グ
リシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、２−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキ
シシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）
３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−（ビニルベンジ
ルアミノ）エチル）３−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン塩酸塩、Ｎ−（１，３ジメチルブチリデン）−３−
（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン、イミダ
ゾールタイプのシランカップリング材としては例えば２
メチルイミダゾールと３−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランとの反応物、２エチル４メチルイミダゾー
ルと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの
反応物、２エチル４メチルイミダゾールと３−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシランとの反応物等が挙げ
られる。これらシランカップリング剤は一種または二種
以上混合して使用することも可能である。中でも、シリ
コーン樹脂（ａ）の加熱時の反応促進剤となり得るアミ
ノ基、ケチミン基、イミダゾール基などを有するシラン
カップリング剤を使用するのが特に好ましい。また、こ
れらと反応性を有するシランカップリング剤の併用も可
能である。

【００１０】本発明では、透磁率特性に悪影響が無い限
りこれらシランカップリング剤とそれ以外の他のカップ
リング剤を併用することが出来る。他のカップリング剤
としては、ジルコニウム系カップリング剤、アルミニウ
ム系カップリング剤、チタネート系カップリング剤等が
挙げられる。用いうるカップリング剤の具体例として
は、イソプロピル（Ｎ−エチルアミノエチルアミノ）
チタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネ
ート、チタニュウムジ（ジオクチルピロフォスフェー
ト）オキシアセテート、テトライソプロピルジ（ジオ
クチルフォスファイト）チタネート、ネオアルコキシ
トリ（p−Ｎ−（β−アミノエチル）アミノフェニル）
チタネート等のチタン系カップリング剤、Ｚｒ−アセチ
ルアセトネート、Ｚｒ−メタクリレート、Ｚｒ−プロピ
オネート、ネオアルコキシジルコネート、ネオアルコキ
シトリスネオデカノイルジルコネート、ネオアルコキシ
トリス（ドデカノイル）ベンゼンスルフォニルジルコ
ネート、ネオアルコキシトリス（エチレンジアミノエ
チル）ジルコネート、ネオアルコキシトリス（m−アミ
ノフェニル）ジルコネート、アンモニュウムジルコニ
ュウムカーボネート、Ａｌ−アセチルアセトネート、Ａ
ｌ−メタクリレート、Ａｌ−プロピオネート等のジルコ
ニウム、或いはアルミニウム系カップリング剤等が挙げ
られる。

【００１１】尚、シランカップリング剤と他のカップリ
ング剤を併用する場合、シランカップリング剤は、全カ
ップリング剤中通常３０重量％以上、好ましくは５０重
量％以上、より好ましくは８０重量％以上を占める割合
で使用するのが好ましい。

【００１２】本発明のシリコーン樹脂組成物には、目的
に応じ着色剤、レベリング剤、滑剤等を添加することが
できる。着色剤としては特に限定はなく、例えばフタロ
シアニン、アゾ系色素、ジスアゾ系色素、キナクリド
ン、アントラキノン、フラバントロン、ペリノン、ペリ
レン、ジオキサジン、縮合アゾ系色素、アゾメチン系色
素又はメチン系色素等の各種有機系色素が、又無機顔料
としては酸化チタン、硫酸鉛、酸化亜鉛、クロムエロ
ー、ジンクエロー、クロムバーミリオン、弁柄、コバル
ト紫、紺青、群青、カーボンブラック、クロムグリー
ン、酸化クロム、コバルトグリーン等が挙げられる。

【００１３】レベリング剤としては、例えばエチルアク
リレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルア
クリレート等のアクリレート類からなる分子量４０００
〜１２０００のオリゴマー類、エポキシ化大豆脂肪酸、
エポキシ化アビエチルアルコール、水添ひまし油等が挙
げられる。滑剤としては例えばパラフィンワックス、マ
イクロワックス、ポリエチレンワックス等の炭化水素系
滑剤、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステ
アリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸等の高級脂肪酸系滑
剤、ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレイルア
ミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステ
アロアミド等の高級脂肪酸アミド系滑剤、硬化ひまし
油、ブチルステアレート、エチレングリコールモノステ
アレート、ペンタエリスリトール（モノ−，ジ−，トリ
−，又はテトラ−）ステアレート等の高級脂肪酸エステ
ル系滑剤、セチルアルコール、ステアリルアルコール、
ポリエチレングリコール、ポリグリセロール等のアルコ
ール系滑剤、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リシノー
ル酸、ナフテン酸等のマグネシウム、カルシウム、カド
ミウム、バリュウム、亜鉛、鉛等の金属塩である金属石
鹸類、カルナウバロウ、カンデリラロウ、密ロウ、モン
タンロウ等の天然ワックス類が挙げられる。

【００１４】本発明の樹脂結合型金属成型部品を得るた
めには、上記各成分を所定の割合で任意の手法で混合し
樹脂被覆された金属又は金属化合物の粉末（本発明のシ
リコーン樹脂組成物；尚、必要により粉砕し粒径を揃え
てもよい。）を得、その後圧粉成型、加熱硬化を行う。
さらに、硬化後焼結を必要とする場合は通常４００℃以
上で数時間加熱処理してもよい。上記各成分の配合割合
として、全組成物中、金属又は金属化合物の粉末（ｂ）
が通常５０重量％以上含有するようにその他の各成分を
配合するのが好ましく、高透磁率品を得る場合は金属又
は金属化合物の粉末（ｂ）が９０重量％以上、さらに好
ましくは９８重量％以上含有するのが良い。シリコーン
樹脂（ａ）とシランカップリング材（ｃ）の使用比率は
特に制限されるものではないが、金属成型物の機械強
度、耐熱性を考慮すると重量割合で、通常９９：１〜３
０：７０、好ましくは９８：２〜８０：２０特に好まし
くは９５：５〜９０：１０である。混合方法としては、
適当な溶剤に予め前記した樹脂類（ニーダー等で予備混
合したものでも可）を溶解させ、その溶液を金属又は金
属化合物の粉末と均一に混合しその後、溶剤を除去して
粉体を得る方法、または、原料類（金属粉を含む）をヘ
ンシェルミキサー等を用いて乾式混合後、ニーダー、エ
クストルーダー、バッチニーダー、反応釜等の加熱溶融
させて混練できるような機械で、溶融加熱、溶融混合処
理を施し、その後、混合物を冷却固化し、粉砕後所望の
粒度のものを採取して粉体を得る方法がある。樹脂類と
金属又は金属化合物の粉末を混合する方法はこれらに限
らず、透磁率特性を損なわないように適切な方法・条件
で行うことが必要である。前記において溶媒としては、
各成分を溶解できるものであれば特に制限はないが、例
えばケトン系溶媒としてはメチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、アセトンなど、その他トルエン、キ
シレン、メシチレン、ジメチルホルムアミド等の有機溶
剤等が挙げらる。

【００１５】

【実施例】次に実施例によって、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。尚、以下の実施例において「部」は重量部
を意味する。

【００１６】実施例１式（１）中のＲが全てメチル基であるシリコーン樹脂
（Ａ１）１００部、３−グリシドキシプロピルメチルジ
メトキシシラン５部をメチルエチルケトン３９５部に均
一に溶解させ濃度２０重量％の樹脂液を調製した。この
樹脂液を用いて、全固形分中の樹脂成分が１．０重量％
を占める割合になるように還元鉄粉に混ぜ合わせ均一混
合した後、溶剤を自然乾燥させて粉末状の本発明のシリ
コーン樹脂組成物を得た。得られたシリコーン樹脂組成
物をリング成型用金型に投入し圧粉成型を行い外径２０
ｍｍφ、内径１０ｍｍφ、厚さ７ｍｍの金属成型物を得
た。次いで、この金属成型物を１５０℃で１時間予備加
熱硬化を行い、さらに４７０℃で４時間焼成し本発明の
樹脂結合型金属成型部品を得た。得られた樹脂結合型金
属成型部品につき透磁率を測定した。透磁率の測定は１
Ｋ、１Ｍ、１０ＭＨｚの各周波数で行い、１ＫＨｚの透
磁率値を初期値とし、１Ｍ、１０ＭＨｚでの透磁率値の
保持率が５０％以上の物を○、保持率が５０％を下回る
物を×として、表２に周波数依存性の結果を示した。

【００１７】実施例２式（１）中のＲが全てフェニル基であるシリコーン樹脂
（Ａ２）１００部、Ｎ−（１，３ジメチルブチリデン）
−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン５
部をメチルエチルケトン３９５部に均一に溶解させ濃度
２０重量％の樹脂液を調製した。この樹脂液を用いて、
全固形分中の樹脂成分が１．０重量％を占める割合にな
るように還元鉄粉に混ぜ合わせ均一混合した後、溶剤を
自然乾燥させて粉末状の本発明のシリコーン樹脂組成物
を得た。得られたシリコーン樹脂組成物をリング成型用
金型に投入し圧粉成型を行い外形φ２０ｍｍ、内径１０
ｍｍ、厚さ７ｍｍの金属成型物を得た。次いで、この金
属成型物を１５０℃で１時間予備加熱硬化を行い、さら
に４７０℃で４時間焼成し本発明の樹脂結合型金属成型
部品を得た。得られた樹脂結合型金属成型部品につき実
施例１と同様にして透磁率を測定した。測定結果を周波
数依存性として表２に示す。比較例１表１に示した各成分を使用した以外は実施例１と同様に
して比較用の樹脂結合型金属成型物を得た。得られた樹
脂結合型金属成型部品につき実施例１と同様にして透磁
率を測定した。測定結果を周波数依存性として表２に示
す。尚、表１の組成欄の数値は「部」を表す。

【００１８】表１／組成物の配合表実施例−１ −２比較例シリコーン樹脂（Ａ１）１００ − １００シリコーン樹脂（Ａ２） − １００ − カップリング剤（Ｃ１）５ − − カップリング剤（Ｃ２） − ５ − ＭＥＫ３９５３９５４００

【００１９】

【００２０】尚、表１に記載の原料の略号は以下の通
り。シリコーン樹脂（Ａ１）：式（１）中のＲが全てメチル
基で表されるシリコーン樹脂シリコーン樹脂（Ａ２）：式（１）中のＲが全てフェニ
ル基で表されるシリコーン樹脂カップリング剤（Ｃ１）：３−グリシドキシプロピルト
リメトキシシランカップリング剤（Ｃ２）：Ｎ−（１，３ジメチルブチリ
デン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンア
ミンＭＥＫ：メチルエチルケトン

【００２１】

【発明の効果】本発明のシリコーン樹脂組成物は、透磁
率の周波数特性に優れた樹脂結合型金属成型部品を与え
ることができる。従って、本発明の樹脂結合型金属成
型部品は、ノイズ防止用トロイダルコア、チョークコイ
ル、電子ビーム用偏向ヨーク、変圧器や高周波部品の磁
心、磁気ヘッド等、さらには家電製品または自動車等に
使用されるモーター用ボンド磁石類等として極めて有用
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F071 AA67 AB06 AB09 AB12 AC16 AE14 AE19 AF36 AH12 BA01 BB01 BC07 4J002 CP051 DA066 DA086 DA096 DC006 EX067 EX077 EX087 FD090 FD170 FD200 FD206 FD207 5E041 AA01 AA11 BB05 CA02 HB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコーン樹脂（ａ）、金属又は金属化合
物の粉末（ｂ）及びシランカップリング剤（ｃ）を含有
するシリコーン樹脂組成物。
【請求項２】シリコーン樹脂が下記式（１）【化１】（式中のｎは、１０〜３０の整数を示す。また、Ｒは、
水素原子、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基またはフ
ェニル基の何れかを示しそれぞれ互いに同一であっても
異なっていてもよい。）で表される請求項１に記載のシ
リコーン樹脂組成物。
【請求項３】金属又は金属化合物の粉末（ｂ）が磁性を
示す金属又は金属化合物を含有する粉末である請求項１
または２に記載のシリコーン樹脂組成物。
【請求項４】磁性を示す金属又は金属化合物が少なくと
も鉄成分を含有する請求項３に記載のシリコーン樹脂組
成物。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
シリコーン樹脂組成物を使用した樹脂結合型金属成型部
品。