(57)【要約】    【課題】電磁気特性にも、射出成形性にも優れ、しかも焼成後の変形の問題をも解消し得るフェライトコアの製造方法を提供すること。    【解決手段】まず、フェライト粉末と、熱可塑性樹脂と、ワックスとを準備する。そして、フェライト粉末１００ｗｔ％に対して、熱可塑性樹脂５〜１０ｗｔ％、ワックス５〜１０ｗｔ％の割合で混合し、混合物を、加熱下で、分散度５０％以下に混練する。こうして得られた混練物を用いて射出成型し、その後、焼成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライトコアの製造方法であって、
フェライト粉末と、熱可塑性樹脂と、ワックスとを準備し、
前記フェライト粉末１００ｗｔ％に対して、前記熱可塑性樹脂５〜１０ｗｔ％、前記ワックス５〜１０ｗｔ％の割合で混合し、
混合物を、加熱下で、分散度５０％以下となるように混練し、
混練物を用いて射出成型し、
その後、焼成する
工程を含むフェライトコアの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたフェライトコアの製造方法であって、前記熱可塑性樹脂は、変性ポリアセタール樹脂である、製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたフェライトコアの製造方法であって、前記フェライト粉末は、平均粒径が０．５〜５μｍの範囲にある、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種磁気回路を構成するフェライトコアの製造方法に関する。更に詳しくは、フェライト粉末、熱可塑性樹脂およびワックスの混練物を用いて射出成形し、更に、焼成してフェライトコアを製造する方法の改良に係る。
【背景技術】
【０００２】
チョークコイル、マイクロインダクタ、ロータリートランス等に用いられるフェライトコアの製造に当たり、一般的な粉末成形法に代え、高分子材料とフェライト粉末よりなるフェライト樹脂スラリーを用い、これを射出成形し、脱脂、焼成することによって、フェライトコアを得る方法が知られている（例えば、特許文献１など）。
【０００３】
この製造方法は、汎用型のものに限らず、一般的な粉末成形で実現の困難な形状が要求されるフェライトコアや、小型のフェライトコアの製造にも適している。
【０００４】
しかし、フェライト粉末のほかに、磁気特性に寄与せず、専ら、成形性のために選択された高分子材料を含んでおり、これが焼成によって焼却除去されてしまうため、電磁気特性面では、従来の一般的な粉末成形により得られるフェライトコアの電磁気特性と同等の高い電磁気特性を得るには至っていない。
【０００５】
特性改善の最も簡単な方法は、フェライト粉末の含有量を増やすことであるが、フェライト粉末の含有率が高くなると、フェライト樹脂スラリーの流動性が悪くなり、射出成形性が劣化する。また、フェライト樹脂スラリーの流動性が低いと、製品に欠陥が生じやすく、歩留も低下する。
【０００６】
逆に、流動性を上げるために、単に熱可塑性樹脂等の添加量を増やしたのでは、電磁気特性（透磁率）が低下してしまうばかりか、脱脂に時間がかかるなどの問題も生じる。更に問題なのは、焼成後に変形が生じてしまうことであり、この変形の問題をいかに解消するかが、実用化に向けた重要な課題になる。
【０００７】
上述した問題は、一方を改善すると他方が悪くなるという、二律背反の関係にあり、これらを同時に満たすことは、本質的に困難であり、現在のところ、この問題解決に成功したものは見当たらない。
【特許文献１】特開平７−８２０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、電磁気特性にも、射出成形性にも優れ、しかも焼成後の変形の問題をも解消し得るフェライトコアの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係るフェライトコアの製造方法ででは、まず、フェライト粉末と、熱可塑性樹脂と、ワックスとを準備する。そして、前記フェライト粉末１００ｗｔ％に対して、前記熱可塑性樹脂５〜１０ｗｔ％、前記ワックス５〜１０ｗｔ％の割合で混合し、混合物を、加熱下で、分散度５０％以下となるように混練する。こうして得られた混練物を用いて射出成型し、その後、焼成する。
【００１０】
本発明者等は、従来、フェライト粉末と熱可塑性樹脂は親和性が低いため、十分にフェライト粉末が樹脂に分散していないことが、原因であるとの知見に基づき、樹脂に対するフェライト粉末のをコントロールすることにより、一般的な粉末成形により得られるフェライトコアの電磁気特性と同等の高い電磁気特性を、射出成形によるフェライトコアで得ることができた。しかも、焼成後の変形も抑えられる。
【００１１】
具体的には、フェライト粉末と、熱可塑性樹脂と、ワックスとの混合物を、加熱下で、分散度５０％以下になるように混練する。この分散度まで混練すると、本来、熱可塑性樹脂に対する親和性の低いフェライト粉末が、熱可塑性樹脂中に、均一に分散した状態になるので、電磁気特性が、著しく改善されるとともに、焼成後の変形などもおきにくくなる。
【００１２】
フェライト粉末と、熱可塑性樹脂と、ワックスとの混合比は、フェライト粉末１００ｗｔ％に対して、熱可塑性樹脂５〜１０ｗｔ％、ワックス５〜１０ｗｔ％の範囲が好適である。
【００１３】
フェライト粉末１００ｗｔ％に対して、熱可塑性樹脂５〜１０ｗｔ％の範囲に保つと、電磁気特性の劣化を殆ど引き起こさない。フェライト粉末１００ｗｔ％に対して、ワックス５〜１０ｗｔ％の範囲に保つと、均一分散に寄与する流動性を確保することができる。熱可塑性樹脂及びワックスの最も好ましい含有量は、実験によれば、７.５ｗｔ％である。
【００１４】
熱可塑性樹脂としては、変性ポリアセタール樹脂が好適である。変性ポリアセタール樹脂を用いると、製造プロセス及び成形後の使用状態において、熱的な安定性を確保することができる。
【００１５】
フェライト粉末は、平均粒径が0.５〜５μｍの範囲にあることが好ましい。平均粒径が０.５μｍよりも小さくなると、熱可塑性樹脂、ワックスとの濡れ性が悪くなり、本発明の目的とするフェライトコアを得ることができなくなるし、平均粒径が６μｍ以上になると、必要な電磁気特性を得ることができなくなる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明によれば、電磁気特性にも、射出成形性にも優れ、しかも焼成後の変形の問題をも解消し得るフェライトコアの製造方法を提供することができる。
【００１７】
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、実施例及び比較例によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施例１
１．次のフェライト粉末、熱可塑性樹脂及びワックスを準備した。
（１）フェライト粉末
仮焼後粉砕したNi-Zn系フェライト粉末
組成：Fe2O3  ４７モル％、ZnO  ２６モル％、NiO  １８モル％、
CuO  ９モル％
平均粒径：５μm
初透磁率μi：４００
（２）熱可塑性樹脂
ペレット状の変性ポリアセタール樹脂
Ni-Zn系フェライト粉末１００ｗｔ％に対して７.５ｗｔ％
（３）ワックス
粉末状のパラフィン系ワックス
Ni-Zn系フェライト粉末１００ｗｔ％に対して７.５ｗｔ％
（４）フェライト粉末、熱可塑性樹脂及びワックスの全重量は１０ｋｇである。
【００１９】
２．加熱、混練
上述したフェライト粉末、熱可塑性樹脂及びワックスを、ミキサーで３分間混合した。
次に、混合物を、１６０℃に加熱されたニーダーで、１〜２時間混練した。
得られた混練物を１３０℃に加熱されたペレタイザーで処理し、ペレットを成形した。ペレットの外形は、φ２ｍｍ×３ｍｍとした。
【００２０】
３．射出成形
上記工程によって得られた、ペレットを１６０℃に加熱した成型機に入れ、金型に充填し、成形した。金型は、水冷方式により冷却されている。
【００２１】
４．分散度の測定
上記工程によって得られた成形品のサンプルにについて、FeのCV値、つまり分散度、及び、初透磁率を、次の手法に従って算出した。
（１）ＣＶ値の測定条件
ＣＶ値はEPMA(島津製作所製EPMA−１６００、分光結晶：LS12L)を用いて、次の条件で算出した。
加速電圧：１５kV
照射電流：０．１４μA
計測時間：３０msec/点
電子線径：spot
測定点数：３００×３００ポイント(画素数：９００００点)
測定間隔：１０μm
測定点数と測定間隔からの測定視野は３mm×３mm
測定する特性X線
Fe-Kα線の条件で画像を得て、測定元素を含む粒子のスポット（２）ＣＶ値の測定方法
サイズ当たりのカウント数を計測してデータを収集し、
CV値(％)=（σ/Xavg）×１００（％）
の式により、ＣＶ値を算出した。
【００２２】
式中の記号の意味は次の通りである。
Xavg=(Σx)/n
σ=√｛Σx2一(Σx)2/n｝／n
但し、σは標準偏差、Xavgは試料平均、xは測定値、nは試料数である。
実施例１によって得られた実施例サンプル１のＣＶ値(分散度）は５０％以下であった。
【００２３】
（２）初透磁率μiの算出
外径×内径×高さ＝１８×１０×５(ｍｍ)のトロイダルコアのサンプルで初透磁率μiを測定した。
測定条件：周波数１００kHz、磁界強度H=０．４A／m
実施例１によって得られた実施例サンプル１の初透磁率μiは、４００であった。
【００２４】
実施例２
フェライト粉末として、平均粒径＝２μｍ、初透磁率μi＝４００のものを用いた以外は、実施例１と同様の条件及びプロセスによって、実施例サンプル２を得た。そして、実施例１で説明した手法により、実施例サンプル２のＣＶ値及び初透磁率μiを算出したところ、ＣＶ値は５０％以下、初透磁率μiは４００であった。
【００２５】
実施例３
フェライト粉末として、平均粒径＝０．７μｍ、初透磁率μi＝４００のものを用いた外は、実施例１と同様の条件及びプロセスにより、実施例サンプル３を得た。そして、実施例１で説明した手法により、実施例サンプル３のＣＶ値及び初透磁率μiを算出したところ、ＣＶ値は５０％以下、初透磁率μiは４００であった。
【００２６】
実施例４
フェライト粉末として、平均粒径＝０．５μｍ、初透磁率μi＝４００のものを用いた以外は、実施例１と同様にして、成形品のサンプルを得た。そして、実施例１で説明した手法により、実施例４によって得られた実施例サンプル４のＣＶ値及び初透磁率μiを算出したところ、ＣＶ値は５０％以下、初透磁率μiは４００であった。
【００２７】
比較例１
粉末形成法により、実施例１〜４と同一の形状を持つ比較例サンプル１を製造した。初透磁率μiは４００であった。
【００２８】
比較例２
フェライト粉末として、平均粒径＝２μｍ、初透磁率μi＝４００のものを用いたこと、及び、混練時間を実施例１よりも短くしたことを除いて、実施例１と同様のプロセスにより、比較例サンプル２を得た。そして、実施例１で説明した手法により、比較例サンプル２のＣＶ値及び初透磁率μiを算出したところ、ＣＶ値は６０％、初透磁率μiは３５０であった。
【００２９】
比較例３
フェライト粉末として、平均粒径＝２μｍ、初透磁率μi＝４００のものを用いたこと、及び、混練時間を比較例３よりも更に短くしたことを除いて、実施例１と同様のプロセスにより、比較例サンプル３を得た。そして、実施例１で説明した手法により、比較例サンプル３のＣＶ値及び初透磁率μiを算出したところ、ＣＶ値は６５％、初透磁率μiは３３０であった。
【００３０】
比較例４
フェライト粉末として、平均粒径＝６μｍ、初透磁率μi＝４００のものを用いた以外は、実施例１と同様の条件及びプロセスにより、比較例サンプル４を得た。そして、実施例１で説明した手法により、比較例サンプルのＣＶ値及び初透磁率μiを算出したところ、ＣＶ値は５０％以下であるが、初透磁率μiは３００であった。
表１に以上の結果をまとめて示してある。
【００３１】
【表１】
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表１を検討すると、ＣＶ値が６０％である比較例サンプル２では、成形品の電磁気特性である初透磁率μｉが、基準となるフェライト粉末の初透磁率μｉ＝４００より、１３％も劣化している。ＣＶ値が６５％である比較例サンプル３では、初透磁率μｉが、基準となるフェライト粉末の初透磁率μｉ＝４００より、１８％も劣化している。比較例サンプル４は、ＣＶ値が５０％以下であるが、フェライト粉末の平均粒径が６μｍと大きいために、初透磁率μｉが、基準となるフェライト粉末の初透磁率μｉ＝４００よりも２５％も劣化している。
【００３２】
これに対して、ＣＶ値が５０％以下である実施例サンプル１〜４の何れも、基準となるフェライト粉末の初透磁率μｉ＝４００からの劣化が見られない。データの表示は省略するが、フェライト粉末１００ｗｔ％に対して、熱可塑性樹脂５〜１０ｗｔ％、ワックス５〜１０ｗｔ％の割合で混合し、混合物を、加熱下で、分散度５０％以下となるように混練したところ、同様の結果が得られた。また、フェライト粉末としては、Ni-Zn系のほか、Mn-Zn系、Mg-Zn系など、各種のものを用いることができ、同様の効果を得ることができる。
【００３３】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。