JP2001119190A - 複合磁性体、及びそれを用いた電磁干渉抑制体 - Google Patents
複合磁性体、及びそれを用いた電磁干渉抑制体Info
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Abstract
難燃性である自己消火性を確保する複合磁性体、および
電磁干渉抑制体を提供すること。 【解決手段】 軟磁性粉末2と結合剤3を含む複合磁性
体1において、前記軟磁性粉末3の表面積が0.1m
2 /g〜3m2 /gである。
Description
て不要電磁波の干渉によって生じる電磁障害を抑制する
ために用いられる複合磁性体とそれを用いた電磁干渉抑
制体に関し、特に複合磁性体の難燃化技術に関する。
ターといった高周波を利用する電子機器類が普及し、と
りわけ、小型化、軽量化の要求が顕著であり電磁ノイズ
障害が問題となっている。そこで、この高周波電磁障害
の対策手段として、複合磁性体及び電磁干渉抑制体が商
品化されてきている。
抑制体は、軟磁性粉末とりわけ軟磁性合金粉末と結合剤
と組み合わせると、軟磁性金属粉末の触媒作用や熱伝導
性の向上により燃焼性が結合剤自身に比べ促進するとい
った現象が生じ、難燃性の主たる要素である自己消火性
の確保が非常に困難であるという問題があった。
軟磁性粉末の粒径を規格化し製品特性の均一性を管理し
ていた。
は粉末の大きさを示すものであって、前述の触媒作用や
熱伝導性を左右する粉末の表面状態、即ち、空気あるい
は他の媒質と接触する面の面積を一義的に規定するもの
ではない。
場合でも、難燃性に差異が生じていた。
末の表面状態を表面積で規格し、難燃性の主たる要素で
ある自己消火性を確保する複合磁性体、および電磁干渉
抑制体を提供することにある。
難燃性の関係につき鋭意研究し、軟磁性粉末の表面積が
難燃性に大きな影響を及ぼすことを見出した。
めに、軟磁性粉末の表面積を規定し、さらに、その形状
を勘案しつつ、結合剤へ難燃剤を含有させ、複合磁性体
および電磁干渉抑制体の難燃化を行うものである。
む複合磁性体において、前記軟磁性粉末の表面積が0.
1m2 /g〜3m2 /gであることを特徴とする複
合磁性体である。
前記軟磁性粉末は扁平形状を有する磁性合金粉末である
ことを特徴とする複合磁性体である。
前記軟磁性粉末のアスペクト比が3以上であることを特
徴とする複合磁性体である。
前記結合剤はハロゲンを含有する結合剤であることを特
徴とする複合磁性体である。
難燃剤としてハロゲンを含有する難燃剤を添加すること
を特徴とする複合磁性体である。
難燃助剤としてアンチモンを含む酸化物を添加すること
を特徴とする複合磁性体である。
難燃剤として少なくとも水酸化マグネシウム、水酸化ア
ルミニウムのいづれか一種類以上を添加することを特徴
とする複合磁性体である。
難燃剤としてリンを含む難燃剤を添加することを特徴と
する複合磁性体である。
前記軟磁性粉末は少なくとも、チタネート系、アルミネ
ート系、及びシラン系のうちの少なくとも一種のカップ
リング剤により表面処理が施されていることを特徴とす
る複合磁性体である。
て、前記軟磁性粉末は、軟磁性粉末のSP値よりも小さ
く、結合剤のSP値よりも大きいSP値を有するプライ
マーにより表面処理が施されていることを特徴とする複
合磁性体である。
前記軟磁性粉末が、少なくともFe、Si、Alを含む
合金粉末で構成されることを特徴とする複合磁性体であ
る。
前記軟磁性粉末が、少なくともNi、Feを含む合金粉
末で構成されることを特徴とする複合磁性体である。
用いて、不要電磁波の干渉によって生ずる電磁障害を抑
制することを特徴とする電磁干渉抑制体である。
て説明する。
体の構造を示す断面図である。図1に示すように、複合
磁性体1は、扁平状の表面積0.1m2 /g〜3m
2 /gの軟磁性粉末2を結合剤3によって結着したも
のである。この軟磁性粉末2の面方向は一方向に配向し
て結合剤中に含有されている。
の内部および周辺部で使用する場合に不要電磁波の干渉
によって生じる電磁障害を抑制する電磁干渉抑制体とし
て機能する。
体は、あくまでも以下に述べる組成物を以下の方法で得
られた物として扱い、その得られた複合磁性体を電気機
器等の内部および周辺部で使用する場合に電磁干渉抑制
体と呼ぶことにする。
は、その構成成分及び製造過程に着目すれば同じである
が、その用途に着目すると異なるものになるということ
で、別の表現として記載している。
体が記載されているところでは、上記した理由によって
使い分けているのでこのことに留意されたい。
わる複合磁性体及び電磁干渉抑制体の一実施の形態につ
いて説明する。
合組成は下記表1の本発明例1に示した様に、軟磁性粉
末は、扁平形状を有する磁性合金粉末であるFe−Si
−Al合金を用いた。また、更に軟磁性合金粉末として
はFe−Si−Al−Ni系の組成等であってもよい。
i、4〜7wt%Al、残りFeの組成のものを用いて
いる。また、これの軟磁性合金粉末は、表面積が1.5
m2/g、平均粒径が32μm、アスペクト比は3以上
である。前記軟磁性粉末385重量部とチタネート系カ
ップリング剤4重量部をミキサー等で撹拌し、あらかじ
め表面処理しておく。このとき、均一に表面処理ができ
るように表面処理剤を希釈剤等で希釈してもよい。
ト系またはシラン系カップリング剤を用いてもよい。
末にリンを含む難燃剤でかつ可塑剤の効果も併せもつ、
リン酸エステル化合物であるイソプロピル化トリアリー
ルフォスフェートを20重量部をミキサー等で撹拌し分
散させる。また、この作業はカップリング処理時に同時
に行ってもよい。また、リン系難燃剤として、例えばリ
ン酸エステル化合物であるトリクレジルフォスフェート
や、クレジルジフェニルフォスフェートを用いてもよ
い。
レン100重量部と、これらカップリング剤による表面
処理およびリン系難燃剤を分散処理した軟磁性粉末の合
計409重量部と、難燃剤である水酸化マグネシウム2
0重量部、および臭素系ポリマー難燃剤18重量部とさ
らに臭素系難燃剤に対し難燃助剤として機能する三酸化
アンチモン18重量部とを混練機であるニーダーで混練
することにより、混練磁性物を得る。混練機としては他
にインテンシブミキサーや混練用のミキシングロールを
用いてもよい。
のハンドリング改良のため、前記カップリング処理をす
る際に、難燃剤である水酸化マグネシウム、臭素系ポリ
マー難燃剤、および難燃助剤である三酸化アンチモンを
混合し、表面処理を行ってもよい。また、難燃剤の水酸
化マグネシウムは水酸化アルミニウムに変更してもよ
く、水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムの混合物
でもほぼ同様の効果がある。
たロール間に通して圧延してシート状の複合磁性体を得
る。また、シート状の複合物を得るには、ロール以外に
押し出し機やプレス成形、射出成形を用いてもよい。
性体を電気機器等の内部および周辺部で使用することに
よって、該複合磁性体は不要電磁波の干渉によって生じ
る電磁障害を抑制する電磁干渉抑制体として機能する。
よび従来例の燃焼試験の結果を示す。従来例は本発明例
1と同組成のFe−Si−Al合金で扁平形状を有する
表面積3.5m2 /gの軟磁性粉末を用いた。燃焼試
験方法は複合磁性体の用途が電子部品であることが多い
ため、機器の部品用プラスチック材料の燃焼性試験に対
する安全性のUL規格に準じ、以下の垂直燃焼試験UL
94Vにて行った。試料の寸法は長さ127mm、幅1
2.7mm、厚み0.5mmとした。また、垂直燃焼試
験は試料No.1〜No.5と5本の試験片を用いて行
うが、1回目の接炎後の燃焼時間(秒)を第1残炎の欄
に、2回目の接炎後の燃焼時間(秒)を第2残炎の欄
に、そして第2残炎+火種の欄には、2回目の接炎後の
燃焼時間と火種時間の合計を標記した。火種時間とは、
有炎燃焼が停止してから、または有炎燃焼が生じない場
合の材料の無炎燃焼を続ける時間をいう。
接炎すると燃焼してしまい、試料No.2,3,4では
試験片全体が燃焼してしまった。これらの結果から従来
例は自己消火性を有さず、規格不適合である。これに対
し、本発明例1では、自己消火性を有し、各試験片の1
回目および2回目の接炎後の燃焼時間が10秒以下であ
る。また、全10回の接炎後の残炎時間の合計が15秒
である。この値は、同規格におけるV−0クラスに定め
る規格値50秒以下を満足する。さらに各試験片の2回
目の接炎後の燃焼時間と火種時間の合計は30秒以下で
ある。これは同規格中V−0クラスを満足し、従来例と
比較して、自己消火性を付与することができた。
磁性体の垂直燃焼試験UL94Vの結果を示す。尚、複
合磁性体の製造方法は、本発明例1と同様である。
燃焼試験UL94Vの結果である。なお、ここでの秒数
とは、試験片No.1〜No.5の5本それぞれ1回目
の接炎後の残炎時間(秒)と2回目の接炎後の残炎時間
の合計、即ち、全10回の接炎後の残炎時間である。表
面積が0.1m2/g以下の場合は、全10回の接炎後
の残炎時間は、約10秒である。また、表面積が0.6
m2/gの場合は、17秒、1.4m2/gでは、20
秒、2.6m2/gでは、37秒であった。そして、表
面積が3m2/g以上の3.2m2/gでは48秒、さ
らに4.1m2/gでは415秒に達した。これらの軟
磁性粉末の表面積と複合磁性体の難燃特性の結果から、
燃焼試験におけるV−0クラスを確保するには、マージ
ンも含めると表面積が3m2/g以下の場合となる。ま
た、表面積が0.1m2/g以下のものを用いても、燃
焼試験はV−0クラスであり、自己消火性の確保はでき
るが、表面積が小さくなったことで、磁気特性が劣化し
て充分な電磁障害抑制の効果が得られない。
本発明例1と同組成のFe−Si−Al合金で表面積が
0.1m2/g未満のものを用いたときも同様である。
これらは、自己消火性は確保できるが、粉末の扁平度減
少に伴ってアスペクト比が3未満となり、粉末の形状磁
気異方性に伴って磁気特性が劣化してしまい複合磁性体
として、充分な電磁障害抑制効果が発現しない。
よる配合組成を本発明例2として表3に示す。これらの
例は複合磁性体における配合で結合剤、軟磁性粉末、難
燃剤のリン酸エステル化合物、水酸化マグネシウム、臭
素化ポリマー難燃剤、難燃助剤の三酸化アンチモンは全
て本発明例1と同様である。
磁性粉末のSP値より小さく、結合剤である塩素化ポリ
エチレンのSP値より大きなSP値を有するプライマー
4重量部をミキサー等で撹拌し、あらかじめ前記軟磁性
粉末をプライマー処理しておく。このとき、均一に表面
処理ができるようにプライマーを希釈剤等で希釈しても
よい。また、本発明例2では、カップリング剤メーカ推
奨のプライマーを用いたが、例えば、ポリ塩化ビニルや
ポリ塩化ビニリデン等の希薄溶液を用いても良い。
件とした。また、本発明例2と比較するために、比較例
1の配合も併せて表3に示す。比較例1は、本発明例2
の軟磁性粉末Fe−Si−Al合金粉末の表面積が1.
5m2 /gに対して、表面積が2m2 /g大きい
3.5m2 /gの粉末を使用した。また、製造方法も
比較し易い様に本発明例1と同一条件とした。
の燃焼試験の結果を示す。
火性を持たない。これに対し、本発明例2は、自己消火
性を有し、各試験片の1回目および2回目の接炎後の燃
焼時間が夫々10秒以下である。また、全10回の接炎
後の残炎時間の合計が15秒であり、同規格値である5
0秒以下を満足する。さらに各試験片の2回目の接炎後
の燃焼時間と火種時間の合計は30秒以下である。これ
はV−0クラスの規格50秒以下を満足し、比較例1と
比べて自己消火性を付与することができた。
Al合金で表面積が0.1m2 /g未満のものでも自
己消火性は確保できるが、前述と同様その小ささ故に粉
末形状により磁気特性が劣化してしまい複合磁性体とし
て、充分な電磁障害抑制効果が発現しない。
よる配合組成を本発明例3として表5に示す。これらの
実施例は複合磁性体における配合で結合剤、カップリン
グ剤、難燃剤のリン酸エステル化合物、水酸化マグネシ
ウム、臭素化ポリマー難燃剤、三酸化アンチモンは全て
本発明例1と同様である。軟磁性粉末は扁平形状を有し
磁性合金粉末であるNi−Fe合金を用いた。また、磁
性合金粉末は少なくともNi,Feを含む合金粉末であ
って、更に、所望の電磁障害抑制効果や機械加工性向上
を目的として、Cu,Mo,Cr,Mn等を添加したも
のであってもよい。
件とした。また、比較例2は、本発明例3が軟磁性粉末
Ni−Fe合金粉末の表面積が1.5m2 /gに対し
て、表面積が2m2 /g大きい3.5m2 /gの粉
末を使用した。また、製造方法も比較し易い様に本発明
例1と同一条件とした。
の燃焼試験の結果を示す。
ある。自己消火性を持たない。これに対し、本発明例3
は、自己消火性を有し、各試験片の1回目および2回目
の接炎後の燃焼時間が夫々10秒以下である。また、全
10回の接炎後の残炎時間の合計が12秒であり、同規
格値である50秒以下を満足する。さらに各試験片の2
回目の接炎後の燃焼時間と火種時間の合計は30秒以下
である。これはV−0クラスの規格を満足し、比較例1
と比べて自己消火性を付与することができた。
金で表面積が0.1m2 /g未満のものでも自己消火
性は確保できるが、前述同様にその小ささ故に粉末形状
により磁気特性が劣化してしまい複合磁性体として、充
分な電磁障害抑制効果が発現しない。
複合磁性体の軟磁性粉末において、表面積が0.1m
2 /g〜3m2 /gの粉末を用いることで、難燃性
の主たる要素である自己消火性を有する複合磁性体およ
び電磁干渉抑制体を提供することができる。
難燃規格UL94V−0クラスを確保することができ
る。
示す断面図である。
表面積に対して垂直燃焼試験UL94Vの結果を示す図
である。
/g) 3 結合剤
Claims (13)
- 【請求項1】 軟磁性粉末と結合剤を含む複合磁性体に
おいて、前記軟磁性粉末の表面積が0.1m2 /g〜
3m2 /gであることを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項2】 請求項1記載の複合磁性体において、前
記軟磁性粉末は扁平形状を有する磁性合金粉末であるこ
とを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の複合磁性体におい
て、前記軟磁性粉末のアスペクト比が3以上であること
を特徴とする複合磁性体。 - 【請求項4】 請求項1乃至3の内のいずれかに記載の
複合磁性体において、前記結合剤はハロゲンを含有する
結合剤であることを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項5】 請求項1乃至3の内のいずれかに記載の
複合磁性体において、更に、難燃剤としてハロゲンを含
有する難燃剤を添加したことを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項6】 請求項1乃至3の内のいずれかに記載の
複合磁性体において、更に、難燃助剤としてアンチモン
を含む酸化物を添加したことを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項7】 請求項1乃至3の内のいずれかに記載の
複合磁性体において、更に、難燃剤として水酸化マグネ
シウム及び水酸化アルミニウムの内の少なくとも一種を
添加したことを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項8】 請求項1乃至3の内のいずれかに記載の
複合磁性体において、更に、難燃剤としてリンを含む難
燃剤を添加したことを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項9】 請求項1乃至8の内のいずれかに記載の
複合磁性体において、前記軟磁性粉末は少なくとも、チ
タネート系、アルミネート系、及びシラン系のうちの少
なくとも一種のカップリング剤により表面処理が施され
ていることを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項10】 請求項1乃至8の内のいずれかに記載
の複合磁性体において、前記軟磁性粉末は、当該軟磁性
粉末のSP値よりも小さく、前記結合剤のSP値より大
きいSP値を有するプライマーにより表面処理が施され
ていることを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項11】 請求項1乃至10の内のいずれかに記
載の複合磁性体において、前記軟磁性粉末が、少なくと
もFe、Si及びAlを含む合金粉末で構成されている
ことを特徴とする複合磁性体。 - 【請求項12】 請求項1乃至10の内のいずれかに記
載の複合磁性体において、前記軟磁性粉末が、少なくと
もNi及びFeを含む合金粉末で構成されていることを
特徴とする複合磁性体。 - 【請求項13】 請求項1乃至12の内のいずれかに記
載の複合磁性体を用い、不要電磁波の干渉によって生ず
る電磁障害を抑制することを特徴とする電磁干渉抑制
体。
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