CN107250253A - 磁性复合物、天线和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，使用间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m‑PPE)树脂之中的至少任一者，提供高频特性优异且机械强度优异的磁性复合物及其相关物。提供一种磁性复合物的相关技术，所述磁性复合物具有：金属磁性粉末；以及，间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m‑PPE)树脂之中的至少任一种树脂，该树脂的含量为21质量％以上。

Description

磁性复合物、天线和电子设备
技术领域
本发明涉及磁性复合物、天线和电子设备。
背景技术
对于电子设备、通信设备而言，为了应对市场需求的多种功能，积极地开发了各种材料。其中，对于高频区域等中使用的设备而言，复合性的功能材料会左右通信设备的性能，因此成为重要的技术要素。
例如，专利文献1记载了在高频区域内也会发挥功能的磁性体复合材料。该磁性体复合材料优选通过使长径比(长轴长度/短轴长度)为1.5～20的针状磁性金属颗粒分散在例如聚亚芳基醚树脂、聚乙烯树脂等介电体材料中来形成(专利文献1的[权利要求1]、[权利要求2]、[0025])。
通过这样操作，可适合地用于在GHz频带的高频区域内使用的电子设备、通信设备中装备的高频电子部件，而且，通过使用特定的针状金属颗粒，无论金属颗粒在介电体材料中是否取向均能够具备特定的磁特性(专利文献1的[0024]、[0029])。
此外，专利文献2记载了能够在宽频带内使用的小型天线中可应用的复合磁性材料。该复合磁性材料是使复合磁性材料分散在绝缘性材料中而得到的。前述磁性粉末是包含软磁性金属的大致球状的粉末，其平均粒径D50为0.1～3μm、且颗粒内具有平均微晶直径为2～100nm的微晶，作为前述绝缘性材料，记载了各种树脂(专利文献2的[0018]～[0021])。例如，实施例中通过将磁性粉末与热塑性的PC/ABS系树脂与溶剂等混合来制作天线([0069])。并记载了：该天线的频率为2GHz时的介电常数的损耗系数tanδε低于0.01，前述磁性粉末的体积相对于总体积的比率为2～50vol％，通过该构成而实现了天线的小型化([0031]、[0032])。
专利文献3记载了通过金属磁性粉末而将电感器、天线等在GHz频带内的损耗系数抑制得较低。并公开了：将以铁作为主要成分的软磁性金属粉末成形，该金属粉末的平均粒径为100nm以下、轴比(＝长轴长度/短轴长度)为1.5以上、矫顽力(Hc)为39.8～198.9kA/m(500～2500Oe)、饱和磁化强度为100Am2/kg以上，能够将磁性部件在kHz～GHz频带内的损耗系数抑制得较低(专利文献3的[0011]～[0026])。
专利文献4记载了具有耐热性的粘结磁体中包含磁体粉末、聚苯硫醚(PPS)树脂和聚酰胺(PA)树脂，复合物中的磁体粉末的含有比率为79～94.5wt％、PPS树脂的含有比率为5～20wt％、PA树脂的含有比率为0.1～2wt％(专利文献4的[权利要求1])。
像这样，针对包含金属磁性粉末和树脂的磁性复合体(或者，也称为磁性复合物)有所公开，但对于包含金属磁性粉末和树脂材料的磁性复合物而言，金属磁性粉末为无机化合物的微粒，树脂为高分子化合物。换言之，由于金属磁性粉末与树脂各自的化学性质和物性完全不同，因此难以预测其会实现何种性能，如现有技术那样地需要各种各样的不断摸索。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-116332号公报
专利文献2：日本特开2011-096923号公报
专利文献3：日本特开2013-236021号公报
专利文献4：日本特开2013-077802号公报
发明内容
发明要解决的问题
对于将金属磁性粉末与树脂材料等混炼得到的磁性复合物而言，随着电子设备的高性能化的要求，期望改善其特性，另一方面，从小型化的要求出发，还期望机械强度的提高。
专利文献1～4公开了磁性材料与树脂材料的磁性复合物(复合磁性体)中，磁性材料的含有比率高。但是，随着通过本申请人等的研究而能够实现的磁性材料的性能改善，即使将复合物中的磁性材料的含量降低至某种程度也能够获得充分的高频特性。但是可知：使这种磁性粉末分散于树脂时，会在混炼阶段起火、或者与未添加磁性粉末时相比出现强度的显著降低。即，尚未获得可同时满足机械强度和高频特性那样的复合物材料。
例如，专利文献4记载了由于PPS树脂与磁体粉末的润湿性差等，导致在混炼/成形时存在发生其它预料不到的影响的情况等。已经确认：间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂的高频特性优异，但难以与金属磁性粉末进行混炼。
另一方面，随着小型化而细线化，为了耐受与柔性基板、其它部件之间的干渉，期望弯曲强度、韧性更优异的材料。专利文献1中作为可使用的树脂而例示出各种树脂，但作为实施例而示出的聚乙烯树脂虽然是据称机械强度较高的高密度树脂，但弯曲强度低至6.9MPa左右，因此难以在容易承受冲击的实际环境中使用。已确认：间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂的弯曲强度为60MPa以上、弹性模量为1900MPa左右，可期待机械强度的提高。
本发明的课题在于，使用间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂之中的至少任一者，提供高频特性优异且机械强度优异的磁性复合物，提供由该磁性复合物形成的天线、以及使用该天线的电子设备。
用于解决问题的方案
根据本发明人的见解，由将金属磁性粉末混入树脂而得到的物质来形成天线时，通过波长缩短效果，能够减小天线自身，进而可有助于便携仪器、智能手机的小型化。
以往，如专利文献1代表的那样，作为天线等中使用的磁性复合物用材料，即使采取混合至树脂的构成，也仅停留至金属材料的相关研究。
与此相对，本发明人认为成为金属磁性粉末的混入对象的树脂存在可解决上述课题的线索，而非混合至树脂并能够表现出特性的金属磁性粉末，并进行了研究。
首先，作为可成为混入候补的树脂，认为选择机械特性(尤其是弯曲强度)优异、此外树脂自身的损耗小的材料是条捷径。然而，尝试了将上述专利文献3公开的金属磁性粉末混合至可成为候补的树脂中，但得到了因该金属磁性粉末起火而产生焚毁的见解。此外，作为方法，还考虑了通过提高树脂比例，用树脂密封金属磁性粉末，从而防止起火的方法，但金属磁性粉末的构成比例必然降低，磁性复合物自身的磁导率降低，因此可以认为其作为天线有可能不会充分运作。因而，针对将金属磁性粉末混入至树脂的方法进行了研究。
本发明的实施方式如下所示。
本发明的第1实施方式是一种磁性复合物，其具有：
金属磁性粉末；以及
选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂，
前述金属磁性粉末被选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体覆盖了该金属磁性粉末的表面的一部分或全部，
前述树脂的含量为21质量％以上。
本发明的第2实施方式是一种磁性复合物，其具有金属磁性粉末和树脂，
作为前述树脂，由选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂、改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂构成，
前述金属磁性粉末被选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体覆盖了该金属磁性粉末的表面的一部分或全部。
本发明的第3实施方式是一种磁性复合物，其具有：
金属磁性粉末；以及
选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂，
前述金属磁性粉末在覆盖工序中被选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体覆盖处理，
前述树脂的含量为21质量％以上。
本发明的第4实施方式是一种磁性复合物，其具有金属磁性粉末和树脂，
作为前述树脂，由选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂、改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂构成，
前述金属磁性粉末在覆盖工序中被选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体覆盖处理。
本发明的第5实施方式是第1～第4实施方式中任一项所述的磁性复合物，其中，
前述金属磁性粉末被选自邻苯二甲酸、马来酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐以及它们的衍生物中的一种以上覆盖体覆盖了该金属磁性粉末的表面的一部分或全部。
所述衍生物是指进行了官能团的导入、氧化、还原、原子的置换等不大幅改变母体的结构、性质的程度的改变而得到的化合物，“原子的置换”还包括末端被碱金属取代使其呈现可溶性的操作。
本发明的第6实施方式是：
在第5实施方式所述的发明中，
包含前述金属磁性粉末和覆盖体的金属磁性粉末复合体的通过高频燃烧法得到的碳计测值为0.1质量％以上且10质量％以下。
本发明的第7实施方式是：
在第5或第6中的任一实施方式所述的发明中，
可以制成构成前述覆盖体的选自邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸、马来酸酐以及它们的衍生物中的一种以上化学结构所包含的碳原子数为4以上且20以下的结构。
本发明的第8实施方式是：
在第1～第7中的任一实施方式所述的发明中，
含有30vol％的金属磁性粉末复合体来构成前述磁性复合物时，测定频率为2GHz时的磁导率的实数部μ'为1.5以上、且tanδμ和tanδε为0.05以下。
所述金属磁性粉末复合体是向前述树脂中添加相对于100质量份前述金属磁性粉末为5质量份的前述选自邻苯二甲酸、马来酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐以及它们的衍生物中的一种以上而制作的。
本发明的第9实施方式是一种磁性复合物，
在第1～第8中的任一实施方式所述的发明中，
针对前述磁性复合物，在0.75GHz以上且1.0GHz以下的范围以每0.05GHz进行测定时，磁导率的实数部μ'和介电常数的实数部ε'的标准偏差为0.01以下。
本发明的第10实施方式是一种磁性复合物，其具有：
金属磁性粉末；以及
选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂、改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂，前述树脂的含量为21质量％以上，
含有30vol％的由前述金属磁性粉末和选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体构成的金属磁性粉末复合体来构成前述磁性复合物时，
测定频率为2GHz时的磁导率的实数部μ'显示为1.5以上、且tanδμ和tanδε显示为0.05以下。
本发明的第11实施方式是一种天线，其由第1～第10中的任一实施方式所述的磁性复合物构成。
本发明的第12实施方式是：
在第1～第10中的任一实施方式所述的发明中，
前述磁性复合物是通过将金属磁性粉末与邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸、马来酸酐以及它们的衍生物中的至少任一者混合而形成金属磁性粉末复合体后，与树脂进行混炼而得到的。
本发明的第13实施方式是一种电子设备，其具备由第1～第10、12中任一项所述的磁性复合物构成的天线。
发明的效果
根据本发明，使用选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂、改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上，能够提供高频特性优异且机械强度优异的磁性复合物及其相关物。
具体实施方式
以下，针对本实施方式，按照下述顺序进行说明。
1.磁性复合物
1-1.金属磁性粉末
1-2.覆盖体
1-3.树脂
2.磁性复合物的制造方法
2-1.准备工序
2-2.覆盖工序
2-3.与树脂混炼的工序
3.变形例等
本说明书中，“～”是指特定的值以上且特定的值以下。
<1.磁性复合物>
本实施方式的磁性复合物由金属磁性粉末、覆盖体、间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂构成。
以下，针对各构成进行说明。
1-1.金属磁性粉末
本实施方式的金属磁性粉末作为一例而具有下述构成。
金属磁性粉末使用对磁性特性、粒径等进行适当设计而得到的产物即可。
作为磁性特性，可通过饱和磁化强度(σs)来设定磁性复合物的磁导率、介电常数。除此之外，作为矫顽力(Hc)、矩形比(SQ)等粉体特性，可以调整粒径、形状、BET(比表面积)、TAP(振实)密度。例如，关于本实施方式的金属磁性粉末，在Fe(铁)中或者在Fe和Co(钴)中包含稀土元素(包括Y(钇)，以下相同)、Al(铝)、Si(硅)、Mg(镁)之中的至少一种(以下称为“Al等”)。
在包含成为金属磁性粉末原材料的元素的水溶液中，通过变更包含Y的稀土元素量，能够变更最终得到的金属颗粒的轴比(＝长轴长度/短轴长度)。
稀土元素少时，轴比变大，能够得到损失进一步降低的金属粉末，稀土元素过少时，磁导率降低。另一方面，稀土元素多时，轴比变小、损失略微变大，与不含稀土元素的情况相比时，磁导率变大。
换言之，通过设为适当的稀土含量，会具有更低的损失和更高的磁导率，因此，能够获得在自以往的kHz至GHz频带的宽范围内可应用的金属粉末。
此处，为了如上所述地维持特性的平衡，适当的元素的含有范围以相对于Fe和Co的总和的稀土元素含量计优选设为0at％(优选超过0at％)～10at％，更优选超过0at％且为5at％以下。此外，作为要使用的稀土元素种类，特别优选为Y、La。
金属磁性粉末包含Co时，关于Co含量，以原子比例计以Co相对于Fe的比例(以下称为“Co/Fe原子比”)的形式含有0～60at％。Co/Fe原子比更优选为5～55at％，进一步优选为10～50at％。这种范围内，金属粉末的饱和磁化强度高，且容易获得稳定的磁特性。
此外，Al等还具有抑制烧结的效果，由热处理时的烧结导致的颗粒粗大化受到抑制。本说明书中，Al等被视作1种“抑制烧结的元素”。其中，Al等为非磁性成分，含有过多时，磁特性被稀释，故不优选。Al等的含量相对于Fe和Co的总和优选设为1at％～20at％，更优选为3at％～18at％，进一步优选为5at％～15at％。
本实施方式的金属磁性粉末优选具有：由包含金属成分的核和主要包含氧化物成分的壳构成的核/壳结构。是否具有核/壳结构例如可通过TEM照片来确认，此外，组成分析例如可采用ICP发光分析、ESCA(别称为XPS)、TEM-EDX、SIMS等方法。
应予说明，优选金属磁性粉末的平均一次粒径为10nm以上且500nm以下(优选为100nm以下)的纳米颗粒。即使是微米级别(μm)大小的金属磁性粉末也可以使用，从提高通信特性、小型化的观点出发，期望为更小的粒径。
此外，以磁性复合物中的金属磁性粉末的含量达到50vol％以下、优选达到40vol％以下、进一步优选达到35vol％以下的方式调整配混即可。这是因为：会达到期望的优异通信特性，但是不损害树脂的弯曲强度，可实现弹性模量的提高。
此外，以树脂的含量达到21质量％以上的方式调整配混时，能够将磁性复合物的弯曲强度维持得较高，故而优选。
1-2.覆盖体
本实施方式的覆盖体通过后述的表面处理工序而形成于金属磁性粉末的表面。认为该覆盖体可能附着于金属磁性粉末的至少表面的一部分或全部，从而形成了金属磁性粉末复合体。该覆盖体由二羧酸或通过其分子内的脱水作用而生成的酸酐以及它们的衍生物之中的至少任一者构成。此处，“衍生物”是指进行了官能团的导入、氧化、还原、原子的置换等不大幅改变母体的结构、性质的程度的改变而得到的化合物，“原子的置换”还包括末端被碱金属取代使其呈现可溶性的操作。
本发明人进行研究时，在二羧酸之中，与树脂那样地分子量高达数万的高分子相比，分子量不高且分子量为500以下的二羧酸是优选的。进而，二羧酸及其衍生物之中，优选为邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸、马来酸酐、邻苯二甲酸或马来酸的衍生物、或者邻苯二甲酸酐或马来酸酐的衍生物，进一步优选制成以邻苯二甲酸或马来酸作为主骨架、碳原子数为4以上且20以下的结构。应予说明，这些二羧酸、二羧酸酐或其衍生物不一定需要仅由一种构成，将它们使用多种也无妨。若碳原子数在上述范围内，则分子的体积变为适当大小，容易向树脂中添加金属磁性粉末复合体，因此是适合的。
应予说明，作为进行覆盖的覆盖体量，将金属磁性粉末的表面用覆盖体进行了覆盖的金属磁性粉末复合体的利用高频燃烧法得到的碳计测值优选为0.1质量％以上且10质量％以下。另一方面，在磁性复合物中，覆盖剂除了残留在颗粒表面之外还有可能分散在树脂中、或者进行化合。因此，作为磁性复合物，通过设定金属磁性粉末的量和树脂量，能够得到期望的各特性。
1-3.树脂
作为本实施方式的树脂极其适合的是SPS(间同立构聚苯乙烯)树脂和m-PPE(改性聚苯醚)树脂之中的任一者。如实施例的项目中记载得那样，可采用SPS和m-PPE之中的至少任一者作为树脂，将该树脂与上述金属磁性粉末复合体进行混炼。
应予说明，若为低损失材料、例如IEC60250或JISC2138:2007中规定的1MHz下的tanδε为0.05以下的热塑性树脂，则即使使用上述之外的树脂，有时也会起到本实施方式的效果。
作为基于本发明的磁性复合物(复合物中的金属磁性粉末复合体的构成：相当于30vol％)的高频(2GHz)区域内的磁特性，优选复相对磁导率的实数部μ'为1.50以上、优选为1.70以上。具有这种特性的磁性复合物的磁导率高，因此能够发挥出充分的小型化效果，且对于回波损耗小的天线的构筑是极其有用的。
此外，针对基于本发明的磁性复合物的磁气损失和介电损失，在测定频率2GHz下，tanδμ和tanδε可以为0.10以下、更优选为0.05以下、进一步优选为0.02以下。
此外，若基于本发明的磁性复合物的磁导率的实数部μ'和介电常数的实数部ε'在0.75GHz以上且1.0GHz以下的范围内，以每0.05GHz进行测定时的标准偏差为0.01以下，则制作在0.8GHz附近使用的天线时，能够得到稳定的天线特性，故而优选。
<2.磁性复合物的制造方法>
以下，针对磁性复合物的制造方法进行说明。
2-1.准备工序
本工序中，进行用于制作磁性复合物的各种准备。例如，准备上述金属磁性粉末等各种原材料、覆盖体的原材料、成为掺混对象的树脂。
2-2.覆盖工序(表面处理)
对于金属磁性粉末，添加成为覆盖体的有机化合物(二羧酸、二羧酸酐及其衍生物之中的至少任一者)并混合，从而得到金属磁性粉末复合体。二羧酸之中，与树脂那样地分子量高达数万的高分子相比，优选为分子量不大的低分子量500以下的二羧酸。进而，二羧酸、二羧酸酐及其衍生物之中，优选为邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸、马来酸酐、邻苯二甲酸或马来酸的衍生物、或者邻苯二甲酸酐或马来酸酐的衍生物，进一步优选制成以邻苯二甲酸或马来酸作为主骨架、碳原子数为4以上且20以下的结构。应予说明，这些二羧酸、二羧酸酐或其衍生物不一定需要仅由一种构成，使用多种有机化合物也无妨。此外，若碳量为0.1质量％以上，则向树脂中的分散可适合地进行，故而优选。另一方面，若碳量为10质量％以下，则非磁性成分不会过量，能够确保制成复合物时的磁导率，故而优选。
应予说明，上述有机化合物的添加量以质量比计相对于100金属磁性粉末为2～15、更优选为2.5～10、进一步优选为5～10。
若为2以上，则金属磁性粉末与树脂匹配，因此，生产时的制品的性质稳定性提高。若为15以下，金属磁性粉末中的非磁性成分变得适量，能够抑制由覆盖有覆盖体的金属磁性粉末构成的金属磁性粉末复合体自身的磁特性降低。进而，将金属磁性粉末复合体混入至树脂而制成磁性复合物时的高频特性可维持得较高，针对最终形成的天线的特性，也同样地可维持得较高。
尚不明确上述覆盖体提高金属磁性粉末复合体与该树脂之间的“润湿性”的详细机理，因此仅停留在推测阶段，鉴于有机化合物的结构式，可以认为：羧基侧被吸引至金属磁性粉末的表面，而相反侧(不存在羧基的一侧)与疏水性的树脂侧匹配，其结果，金属磁性粉末复合体与树脂良好地匹配。此外，作为另一种说法，可推测：将金属磁性粉末与特定的有机化合物混合，使其一部分覆盖金属磁性粉末，不特意去除“未应用于覆盖的”游离状态的该有机化合物，使其残留在金属磁性粉末复合体中，并保持该状态，从而形成金属磁性粉末与有机化合物的复合体，由此，除了前述“润湿性”的作用之外还会产生某种分散作用。
应予说明，作为表面处理时添加的溶剂(为了提高金属磁性粉末与覆盖体的匹配而添加的液体)，不会完全溶解上述有机化合物的溶剂亦可。优选采用如下的方法：向添加上述有机化合物和该溶剂而得到的物质中添加金属磁性粉末，使金属磁性粉末在该溶剂中浸泡后，去除溶剂。
此外，可以采用如下的方法：向上述覆盖体的溶液中添加金属磁性粉末，并利用自转公转并用式搅拌机进行搅拌，或者一边施加剪切力一边搅拌，从而使之糊剂化。通过经由糊剂化的工序，上述覆盖体与金属磁性粉末被混合而达到良好地匹配，因此，覆盖体容易吸附于金属磁性粉末的表面，进而容易形成金属磁性粉末复合体。其中，只要是覆盖体完全遍布金属磁性粉末，则没有问题。此外，为了一边进行混炼一边进行溶剂的去除、干燥，也可以使用混合器等。应予说明，重要的是，在该去除、干燥后，使覆盖体残留于金属磁性粉末的颗粒表面。
此外，需要使金属磁性粉末与上述覆盖体之间有效地接触且形成金属磁性粉末复合体，因此，可以使用具有高剪切力的分散、混炼机，也可以一边对该溶剂施加强剪切力一边使金属磁性粉末分散于该溶剂。
作为采用制作糊剂后进行干燥而制成粉末态的方法时使用的、具有强剪切力的分散机，可例示出作为涡轮定子型搅拌机而已知的プライミクス公司的T.K.ホモミクサー(注册商标)、IKA公司的Ultra-Turrax(注册商标)等，作为胶体磨，可例示出プライミクス公司的T.K.マイコロイダー(注册商标)、T.K.ホモミックラインミル(注册商标)、T.K.ハイラインミル(注册商标)、ノリタケカンパニーリミテド公司的スタティックミキサー(注册商标)、高压マイクロリアクター(注册商标)、高压ホモジナイザー(注册商标)等。
关于剪切力的强弱，若为具有搅拌叶片的装置，则可利用搅拌叶片的叶片圆周速度来评价。本实施方式中，“强剪切力”是指叶片圆周速度为3.0(m/s)以上、优选为5.0(m/s)以上。若叶片圆周速度为上述的数值以上，则剪切力适度高，能够缩短糊剂化的时间，生产效率适度良好。其中，考虑到降低对金属磁性粉末造成的损伤时，也可以将叶片圆周速度调整得较低来降低损伤。
应予说明，叶片圆周速度可通过圆周率×涡轮叶片的直径(m)×平均1秒的搅拌转速(转速)来计算。例如，若涡轮叶片的直径为3.0cm(0.03m)且搅拌转速为8000rpm，则平均1秒的转速达到133.3(rps)，叶片圆周速度达到12.57(m/s)。
所得糊剂状的处理物进行干燥而去除溶剂即可。此时，可以将糊剂铺展在浅底方盘(バット)上，设定为溶剂的干燥温度以上且低于覆盖物质的分解温度来进行干燥。关于溶剂的干燥，例如对于容易氧化的物质进行覆盖处理时，在不活性气氛下，若从成本方面考虑，则可以在氮气中进行干燥处理。
此处，使用可牢固地覆盖金属磁性粉末的有机化合物来进行表面处理时，例如可以采用进行过滤而去除某种程度的溶剂后，再进行干燥的方法。通过这样操作，能够预先减少溶剂的含量，因此，还能够缩短干燥时间。应予说明，为了确认该覆盖是否牢固，例如也可以使滤液蒸发，并通过残留成分为何种程度来进行评价。
另一方面，采用不制成糊剂而是将溶剂与可被覆的有机化合物混合后，添加金属磁性粉末，一边进行搅拌混合一边进行表面处理的方法时，可以使用日本コークス株式会社的FM混合器、カワタ公司的超级混合器之类的混合器。此外，为了使溶剂蒸发而在这种装置上安装加热装置并使用时，不需要取出处理后的粉末并施加干燥的操作，故而优选。
进行这种处理时，为了抑制由金属磁性粉末的氧化导致的特性降低，优选在不活性气氛下实施处理。进而，更优选先实施向将溶剂与有机化合物混合得到的液体中通入不活性气体(从成本考虑为氮气)的操作。可以用不活性气体对处理容器内进行置换后，将金属磁性粉末以不会氧化的方式进行添加，将溶剂、有机化合物、金属磁性粉末混合而制作混合体后，进行加热处理而设定为溶剂的干燥温度以上且低于覆盖物质的分解温度，从而进行干燥。为了在更短的时间内进行干燥，优选的是，开动混合器，一边使混合体转动一边进行干燥。
对于这样操作而得到的、在表面形成有覆盖体的金属磁性粉末复合体的聚集体而言，使用分级机、筛等去除粗颗粒较佳。若存在过大的粗颗粒，则制作天线时对粗颗粒的某一部分施加力，机械特性有可能变差。使用筛进行分级时，使用网眼为500目以下的筛是适当的。
应予说明，经由上述工序得到的金属磁性粉末复合体的特性和组成通过下述方法进行确认。
(BET比表面积)
BET比表面积使用ユアサアイオニクス株式会社制造的4ソーブUS，通过BET一点法来求出。
(金属磁性粉末复合体的磁特性评价)
作为所得金属磁性粉末复合体(或金属磁性粉末)的磁特性(主体特性)，使用东英工业株式会社制造的VSM装置(VSM-7P)，以10kOe(795.8kA/m)的外部磁场，能够测定矫顽力Hc(Oe或kA/m)、饱和磁化强度σs(Am2/kg)、矩形比SQ。Δσs用百分率(％)来表示将磁性粉末在60℃、90％的高温多湿环境下放置一星期时的饱和磁化强度的降低比例。
(TAP密度的测定)
可通过日本特开2007-263860号说明书记载的方法进行测定。此外，也可以采用JISK-5101:1991的方法进行测定。
2-4.与树脂进行混炼的工序
将所得金属磁性粉末复合体与上述树脂进行混炼，从而形成磁性复合物。通过混炼工序而呈现金属磁性粉末混合至树脂中的分散状态。混炼后的状态期望是金属磁性粉末浓度均一地分散在树脂中。能够混入至树脂中的金属磁性粉末复合体的量多的情况下，施加高频时的磁导率变得特别高，另一方面，会使树脂所具备的机械特性变差。因此，金属磁性粉末复合体的添加量需要考虑到机械特性与高频特性之间的平衡来研究。
作为制作磁性复合物的手段，没有特别限定。例如，使用市售的混炼机，调整混炼强度等即可。
可以采用将包含树脂、金属磁性粉末、上述有机化合物的混合物进行加热来制作磁性复合物的方法，也可以采用在使树脂熔融时添加金属磁性粉末复合体的方法。
应予说明，关于树脂的熔融温度，通常在比树脂的熔融温度高的温度下进行，在树脂的分解性高时，设定为分解温度以下。
此外，为了改善树脂的机械强度等，可以添加已知作为公知添加物的纤维形态的玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、芳纶纤维、维尼纶纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、麻纤维、洋麻纤维、竹纤维、钢铁纤维、木棉、人造丝、铝纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、棉花原纤、氮化硅晶须、氧化铝晶须、碳化硅晶须、镍晶须、板状的滑石、高岭土、粘土、云母、玻璃片、文石、硫酸钙、氢氧化铝、有机化蒙脱石、膨润性合成云母、石墨、粒状的碳酸钙、二氧化硅、玻璃珠、氧化钛、氧化锌、硅灰石、蛭石、火山灰发泡颗粒(シラスバルーン)、玻璃空心球、纳米氧化钛、纳米二氧化硅、炭黑之类的添加物。此外，在天线的特性不会因添加而降低的范围内，也可以添加抗经时劣化的物质。
(磁性复合物的特性评价)
将通过上述方法得到的磁性复合物0.2g投入至甜甜圈状的容器内，使用手动加压机或热加压机，形成外径为7mm、内径为3mm的环形的磁性复合物的成形体。其后，使用アジレント·テクノロジー株式会社制造的网络分析仪(E8362C)和株式会社关东电子应用开发制造的同轴型S参数法样品架套装(制品型号：CSH2-APC7、试样尺寸：φ7.0mm-φ3.04mm×5mm)，针对所得磁性复合物的成形体的高频特性、即0.5～5GHz的区间，测定范围以每0.05GHz进行，测定磁导率的实数部(μ')、磁导率的虚数部(μ")、介电常数的实数部(ε')、介电常数的虚数部(ε")，确认高频特性。此处，可通过tanδε＝ε"/ε'、tanδμ＝μ"/μ'来算出。
以上，根据本实施方式，使用选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂、改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上，能够提供高频特性优异且机械强度优异的磁性复合物及其相关物。
<3.变形例等>
应予说明，本发明的技术范围不限定于上述实施方式，还包括在能够实现通过本发明的构成要素、其组合得到的特定效果的范围内加以各种变更、改良而得到的方式。
(金属磁性颗粒、覆盖体和树脂)
本实施方式中，关于金属磁性颗粒、覆盖体和树脂，针对主要元素、化合物进行了详述。另一方面，金属磁性颗粒、覆盖体和树脂也可以含有除了上述列举出的元素、化合物之外的物质。
(应用)
本实施方式的磁性复合物可以用于天线、电感器、电波屏蔽材料。尤其是，对于通过该磁性复合物构成的天线、进而具备该天线的电子通信设备(电子设备)而言，也能够享受后述实施例的项目中示出那样的较高通信特性。换言之，本实施方式的磁性复合物可加工成上述那样的电子部件、天线、电子设备等，例如，磁性复合物可成为天线材料。
作为这种电子通信设备，可列举出例如下述设备，其具有：基于本实施方式的天线所接收的电波而发挥出作为电子通信设备的功能的部分、以及基于所接收的电波来控制该部分的控制部。
应予说明，作为本实施方式的电子通信设备，从具备天线的观点出发，优选为具有通信功能的通信设备。然而，若是通过天线来接收电波并发挥出功能的电子设备，则也可以是不具备通话等通信功能的电子设备。
实施例
以下示出实施例，针对本发明进行具体说明。当然，本发明不限定于以下的实施例。
应予说明，本项目中列举出的各例的各种条件如下述的各表所述。
表1记载了与实施例1～6相关的各种条件、以及750MHz～1GHz下的高频特性和2GHz下的高频特性。
表2针对实施例1～6记载了800MHz、1.5GHz、2.5GHz和3GHz下的高频特性。
[表1]
[表2]
另一方面，表3记载了与比较例1～4相关的各种条件、以及750MHz～1GHz下的高频特性和2GHz下的高频特性。
表4针对比较例1～4记载了800MHz、1.5GHz、2.5GHz和3GHz下的高频特性。
此外，表5记载了与比较例5～7相关的各种条件、以及750MHz～1GHz下的高频特性和2GHz下的高频特性。
表6针对比较例5～7记载了800MHz、1.5GHz、2.5GHz和3GHz下的高频特性。
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
应予说明，各表的空栏是未测定或无法测定的项目。
以下，针对各例进行说明。
<实施例1>
首先，向邻苯二甲酸(和光纯药工业株式会社制造的特级试剂)25g中，作为溶剂，以达到500g的方式添加乙醇(和光纯药工业株式会社制造的特级试剂)，使邻苯二甲酸溶解于乙醇。对于该溶液，在不活性气氛下添加金属磁性粉末(DOWAエレクトロニクス株式会社制：铁-钴金属颗粒、长轴长度：40nm、BET：37.3m2/g、σs：179.3Am2/kg、碳含量(高频燃烧法)：0.01质量％)500g，使金属磁性粉末在溶液中沉降。将其在大气中用高速搅拌机(プライミクス株式会社制造的TK均质混合器MarkII)以8000rpm搅拌2分钟来进行混合，从而制成金属磁性粉末的糊剂状态。
将所得糊剂铺展在铝制浅底方盘上，在乙醇的挥发温度附近(78℃)加热1小时，其后升温至120℃并加热1.5小时，从糊剂中去除乙醇，得到混存有邻苯二甲酸和金属磁性粉末的聚集体。由此，金属磁性粉末的一部分以上的表面被邻苯二甲酸覆盖。将所得聚集体置于500目的筛来去除粗大颗粒，制成本例所述的金属磁性粉末复合体。所得金属磁性粉末复合体具有BET：34.9m2/g、σs：173.5Am2/kg、碳含量(高频燃烧法)：2.82质量％的特性。应予说明，利用气相(He气)置换法求取所得金属磁性粉末复合体的真密度，结果为5.58g/cm3。求出的真密度值用于计算为了使复合物中的金属磁性粉末复合体的含量处于期望比例时的配混比。
分别在氮气中称量形成成形体时的体积填充率相当于20vol％的金属磁性粉末复合体和比重为1.18g/cm3的XAREC(注册商标)SP105(SPS/出光兴产株式会社制、间同立构聚苯乙烯)各11.5g，投入至5号标准瓶中并加盖。用手轻轻振混后，利用小型混炼机(DSMXplore(注册商标)MC15、Xplore Instruments公司制)，在氮气气氛中以300℃的设定温度、100rpm的混炼搅拌速度混炼10分钟(包括树脂和磁性粉末的投入时间)，从而制作混炼物、即磁性复合物。
在机筒温度为300℃、模具温度为130℃的条件下，向作为小型混炼机的选配设备的注射成形机中投入所得磁性复合物，制作弯曲试验用的成形体(ISO178标准尺寸：80mm×10mm×4mm)后，使用数字测力计(株式会社イマダ制ZTS-500N)，将支点间距离设为16mm，测定弯曲强度，算出弯曲位移后，测定弹性模量(MPa)。
进而，为了测定高频特性，将磁性复合物0.2g投入至直径为6mm的甜甜圈形夹具中，然后利用小型热加压机(アズワン公司制)以300℃加热20分钟。通过这样操作而使磁性复合物中的树脂熔融后，一边加压一边成形为外径7mm、内径3mm的环状成形体，并进行冷却，对于所得成形体，利用上述实施方式所述的方法测定高频特性。
<实施例2>
本例中，将实施例1中的金属磁性粉末复合体的添加量变更为相当于30vol％的量，一并调整SPS的添加量，除此之外，与实施例1同样操作。
<实施例3>
本例中，将实施例1中的金属磁性粉末复合体的添加量变更为相当于40vol％的量，一并调整SPS的添加量，除此之外，与实施例1同样操作。
<实施例4>
本例中，除了将树脂变更成比重为1.06g/cm3的Zylon(注册商标)AH-40(m-PPE/旭化成化学株式会社制改性聚苯醚)之外，与实施例2同样操作。
<实施例5>
将金属磁性粉末用500目的筛进行筛分，向筛下的金属磁性粉末(50g)中添加相对于磁性粉末为5％(2.5g)的马来酸，作为溶剂，添加相对于磁性粉末为30重量％(15g)的乙醇，在玛瑙乳钵中混合5分钟。干燥在60℃下进行2小时，从而得到粉末。
分别在氮气中称量比重为1.18g/cm3的XAREC(注册商标)SP105(SPS/出光兴产株式会社制、间同立构聚苯乙烯)11.5g，投入至5号标准瓶中并加盖。用手轻轻振混后，利用小型混炼机(DSM Xplore(注册商标)MC15、Xplore Instruments公司制)，在氮气气氛中以300℃的设定温度、100rpm的混炼搅拌速度混炼10分钟(包括树脂和磁性粉末的投入时间)，从而制作混炼物、即磁性复合物。
在机筒温度为300℃、模具温度为130℃的条件下，向作为小型混炼机的选配设备的注射成形机中投入这样操作而得到的复合物，制作弯曲试验用的成形体(ISO178标准尺寸：80mm×10mm×4mm)。针对所得成形品，分别测定各自的机械强度(弯曲特性·弯曲弹性模量)。
进而，为了测定高频特性，将混炼物0.2g投入至直径为6mm的甜甜圈形夹具中，然后利用小型热加压机(アズワン公司制)以300℃加热20分钟，使树脂熔融后，一边加压一边成形并冷却，从而制成外径为7mm、内径为3mm的环状成形体。
<实施例6>
除了将使用的树脂变更成比重为1.06g/cm3的Zylon(注册商标)AH-40(m-PPE/旭化成化学株式会社制改性聚苯醚)之外，与实施例5同样操作，进行同样的处理。
<比较例1>
本例中，在实施例1中使用未利用邻苯二甲酸进行表面处理的金属磁性粉末。以金属磁性粉末达到30vol％的方式称量环氧树脂(单液型环氧树脂テスク株式会社制)，使用株式会社EME公司制造的真空搅拌·脱泡混合器(V-mini300)，使该金属磁性粉末分散至环氧树脂中，制成糊剂状。将该糊剂在加热板上以60℃干燥2小时，得到金属磁性粉末-树脂的复合体。将该复合体粉碎而制作复合体的粉末，将该复合体粉末0.2g投入至甜甜圈状的容器内，用手动加压机施加1t的载重，从而制成外径为7mm、内径为3mm的环状成形体。之后与实施例1同样操作并评价。
<比较例2>
本例中，除了将比较例1中使用的金属磁性粉末变更为实施例2中使用的金属磁性粉末复合体之外，同样进行操作。
<比较例3>
本例中，除了未在实施例2中添加金属磁性粉末复合体之外，同样进行操作。
<比较例4>
本例中，除了未在实施例4中添加金属磁性粉末复合体之外，同样进行操作。
<比较例5>
本例中，除了未在实施例2中用邻苯二甲酸对金属磁性粉末进行表面处理之外，同样进行操作。
本例中，制作混炼物时，在将混炼物取出至大气中的阶段，金属磁性粉末起火而冒烟，根本无法制作混炼物。
<比较例6>
本例中，除了未在实施例4中用邻苯二甲酸对金属磁性粉末进行表面处理之外，同样进行操作。
本例中，制作混炼物时，在将混炼物取出至大气中的阶段，金属磁性粉末起火而冒烟，根本无法制作混炼物。
<比较例7>
本例中，使用了作为机械特性优异且树脂自身的损失小的树脂而已知的PPS树脂，以及使用了作为与磁性粉末之间的表面匹配的改善方法而已知的日本特开2013-77802号公报所述的现有技术、即热塑性树脂与芳香族尼龙的混合树脂，在该基础上，确认了可观察到与磁性复合物各实施例相同的效果。具体而言，除了在实施例1中未用邻苯二甲酸对金属磁性粉末进行表面处理，且将树脂设为ジュラファイド(注册商标)(PPS/聚苯硫醚树脂宝理塑料株式会社制A0220A9)与芳香族尼龙6Tベスタミド(注册商标)(ダイセル·エボニック株式会社制HTplus M1000)以9:1的重量比比例混合得到的树脂之外，同样进行操作。
本例中，制作混炼物时，在将混炼物取出至大气中的阶段，金属磁性粉末起火而冒烟，根本无法制作混炼物。
<结果>
将上述内容总结在之前列举出的各表中。
观察上述各表时，任意实施例在各表记载的全部频率下，包括磁导率的实数部(μ')、磁导率的虚数部(μ")、介电常数的实数部(ε')、介电常数的虚数部(ε")、以及750MHz～1GHz下的μ'、ε'的标准偏差在内，全部呈现良好的数值。
另一方面，对于比较例而言，磁导率的实数部(μ')、磁导率的虚数部(μ")之中，必定呈现任一者比实施例差的结果。此外，针对混入有磁性粉末的样品，除了基于本发明的样品之外，在制造复合物的阶段中，因磁性粉末起火而导致焚毁，无法制作复合物。
根据上述结果可明确：根据上述实施例，使用间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂之中的至少任一者，能够提供高频特性优异且机械强度优异的磁性复合物及其相关物。
若用将金属磁性粉末混入至树脂而得到的产物形成天线，则通过波长缩短效果能够降低天线自身的大小，进而可有助于便携设备、智能手机的小型化。除了用于天线之外，还可利用于电波屏蔽材料、电感器等。

Claims (13)

1.一种磁性复合物，其具有：
金属磁性粉末；以及
选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂，
所述金属磁性粉末被选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体覆盖了该金属磁性粉末的表面的一部分或全部，
所述树脂的含量为21质量％以上。
2.一种磁性复合物，其具有金属磁性粉末和树脂，
作为所述树脂，由选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂、改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂构成，
所述金属磁性粉末被选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体覆盖了该金属磁性粉末的表面的一部分或全部。
3.一种磁性复合物，其具有：
金属磁性粉末；以及
选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂和改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂，
所述金属磁性粉末在覆盖工序中被选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体覆盖处理，
所述树脂的含量为21质量％以上。
4.一种磁性复合物，其具有金属磁性粉末和树脂，
作为所述树脂，由选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂、改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂构成，
所述金属磁性粉末在覆盖工序中被选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体覆盖处理。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的磁性复合物，其中，所述金属磁性粉末被选自邻苯二甲酸、马来酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐和它们的衍生物中的一种以上覆盖体覆盖了该金属磁性粉末的表面的一部分或全部，
所述衍生物是指进行了官能团的导入、氧化、还原、原子的置换等不大幅改变母体的结构、性质的程度的改变而得到的化合物，原子的置换还包括末端被碱金属取代使其呈现可溶性的操作。
6.根据权利要求5所述的磁性复合物，其中，包含所述金属磁性粉末和覆盖体的金属磁性粉末复合体的通过高频燃烧法得到的碳计测值为0.1质量％以上且10质量％以下。
7.根据权利要求5或6所述的磁性复合物，其中，构成所述覆盖体的选自邻苯二甲酸、马来酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐以及它们的衍生物中的一种以上化学结构所包含的碳原子数为4以上且20以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的磁性复合物，其中，含有30vol％的金属磁性粉末复合体来构成所述磁性复合物时，测定频率为2GHz时的磁导率的实数部μ'显示为1.5以上、且tanδμ和tanδε显示为0.05以下，
所述金属磁性粉末复合体是向所述树脂中添加相对于100质量份所述金属磁性粉末为5质量份的所述选自邻苯二甲酸、马来酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐以及它们的衍生物中的一种以上而制作的。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的磁性复合物，其中，针对所述磁性复合物，在0.75GHz以上且1.0GHz以下的范围以每0.05GHz进行测定时，磁导率的实数部μ'和介电常数的实数部ε'的标准偏差为0.01以下。
10.一种磁性复合物，其具有：
金属磁性粉末；以及
选自间同立构聚苯乙烯(SPS)树脂、改性聚苯醚(m-PPE)树脂中的一种以上树脂，
所述树脂的含量为21质量％以上，
含有30vol％的由所述金属磁性粉末和选自二羧酸、二羧酸酐及其衍生物中的一种以上覆盖体构成的金属磁性粉末复合体来构成所述磁性复合物时，
测定频率为2GHz时的磁导率的实数部μ'显示为1.5以上、且tanδμ和tanδε显示为0.05以下。
11.一种天线，其由权利要求1～10中任一项所述的磁性复合物构成。
12.根据权利要求1～10中任一项所述的磁性复合物，其中，所述磁性复合物是通过将金属磁性粉末与邻苯二甲酸、马来酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐以及它们的衍生物中的至少任一者混合而形成金属磁性粉末复合体后，与树脂进行混炼而得到的。
13.一种电子设备，其具备由权利要求1～10、权利要求12中任一项所述的磁性复合物构成的天线。
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