JP2004140026A

JP2004140026A - 複合磁性シート

Info

Publication number: JP2004140026A
Application number: JP2002300831A
Authority: JP
Inventors: Haruo Koyama; 小山　治雄; Kiyoshi Suzuki; 鈴木　喜代志; Shinichiro Yahagi; 矢萩　慎一郎
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】高透磁率で電磁波障害対策に用いて好適な複合磁性シートを提供する。
【解決手段】軟磁性粉末と有機高分子材料とから成る塗料を塗工法で成形して成る厚みｔ_ａの磁性シート１が、厚みｔ_ｂの接着剤層２を介して複数枚積層されている複合磁性シートであって、全体の厚みｔが１２５μｍ以上であり、積層されている磁性シートの全体の厚みをｔ_１、積層されている接着剤層の全体の厚みをｔ_２としたとき、ｔ_１，ｔ_２は、２．５≦ｔ_１／ｔ_２≦１５を満足する厚みである複合磁性シート。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複合磁性シートに関し、更に詳しくは、全体が厚く、かつ高透磁率特性を有する複合磁性シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器は、デジタル電子機器に代表されるようにクロック周波数の高周波化が進んでいる。そして、それに伴ってこれら機器から発生する高周波電磁波（ノイズ）が増大している。しかも高周波化とともに機器の筐体の隙間や内部の短い配線箇所からは広範囲の周波数成分を含むノイズが発生し、これが機器の外部に漏洩して周辺機器へ悪影響を及ぼす事例が増加している。
【０００３】
このような電磁波障害に対しては、機器の設計・組立時に、筐体の内側に導電塗料の塗布、導体の蒸着、金属めっきなどを施すことが行われている。
しかしながら、このような導電材料の施工は、単にノイズを反射させるだけであってノイズを吸収・除去することにはならず、逆に、反射したノイズによってノイズ発生源の回路系の誤動作が引き起こされるという問題を招くこともある。しかも、導電材料が回路系のアースに接続されていない場合には、この導電材料それ自体がアンテナとして機能することにより、電磁波を再輻射してかえって電磁波障害を拡大することになる。
【０００４】
このようなことから、最近では、機器の筐体内に電磁波吸収材を配置し、当該筐体内でノイズを吸収してそのエネルギーを熱に変えることにより、筐体外部にノイズを漏洩させないということが行われている。
このような電磁波吸収材としては、例えば粉末形状の軟磁性材料を有機質材料で結合した磁性シートが知られている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００５】
このような磁性シートは、準マイクロ波帯の電磁波に対して高い透磁率を示すので、導電材料の場合のような電磁波ノイズの反射が抑制される。
その場合、磁性シートにおける透磁率は、実数部（μ’）と虚数部（μ”）をもつが、磁性シートにおける電磁波ノイズの抑制効果は、当該磁性シートの体積（面積一定とすれば厚み）と実数部（μ’）との積、または磁性シートの体積と虚数部（μ”）との積が大きければ大きいほど効果的になるということが知られている。
【０００６】
ところで、上記した磁性シートの製造に関しては、通常、カレンダーロール圧延法が採用されてきた。
この方法は、通常、扁平形状をした所定の軟磁性粉末と、通常はゴムや有機高分子材料であるバインダ成分とを所定の割合でニーダ混練し、得られた混練物を例えばカレンダーロールで圧延して所定厚みのシートに成形する方法である。
【０００７】
この方法によれば、通常、密度が高く、１００μｍ〜２ｍｍ程度の厚いシートに成形することができるので、シートの体積（厚み）を大きく（厚くする）ことができる。しかしながら他方では、混練工程と圧延工程、とりわけ圧延工程では、軟磁性粉末に歪みが加わるため、当該軟磁性粉末の磁気特性は劣化し、結局、得られた磁気シートの透磁率は低下してしまう。
【０００８】
このようなことから最近では、磁性シートの製造に関しては塗工法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
この塗工法は、通常、扁平形状をした軟磁性粉末と、バインダ成分である有機高分子材料と、この有機高分子を溶解する溶剤とを所定の割合で混合して液状混合物を調製し、この液状混合物を例えばドクターブレードを用いてシート状に成形したのち、乾燥する方法である。
【０００９】
この方法によれば、軟磁性粉末に歪みはほとんど加わらないので、軟磁性粉末の透磁率は低下しない状態でシートを製造することができる。しかしながら、液状混合物をドクターブレードでシート成形するので、厚いシートを製造することはできず、高々１００μｍがシート厚の限度である。
そのため、この方法で得られた磁性シートは、高い透磁率をもつものの体積（厚み）を大きくすることができないため、電磁波ノイズの抑制効果を高くすることには限界がある。
【００１０】
【非特許文献１】
「ノイズ対策シート」ＥＭＣ　Ｎｏ．　１６２　ｐ６５〜７１　１０月号　２００１年
【特許文献１】
特開２０００−２４３６１５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、塗工法で製造する磁性シートにおける上記した問題、すなわち、軟磁性粉末の透磁率低下は招かないが、厚膜シートを成形することができないので、結局は、１枚では電磁波抑制効果の高い磁性シートにならないという問題を、これらを積層して厚膜化し、その際に必要とされる要素を最適化することによって解決した新規な複合磁性シートの提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、軟磁性粉末と有機高分子材料とから成る塗料を塗工法で成形して成る磁性シートが、接着剤層を介して複数枚積層されている複合磁性シートであって、全体の厚みが１００μｍを超えることを特徴とする複合磁性シートが提供される。好適には１１０μｍ以上である。
【００１３】
その場合、積層されている前記磁性シートの全体の厚みをｔ_１、積層されている前記接着剤層の全体の厚みをｔ_２としたとき、ｔ_１，ｔ_２は、２．５≦ｔ_１／ｔ_２≦１５を満足する厚みであり、また、前記磁性シートと前記接着剤層との間の剥離強度が、０．１Ｎ／ｎｍ以上であり、前記有機高分子材料と前記接着剤層の主成分が同一材料であることが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の複合磁性シートの１例Ａを示す。このシートＡは、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、ＣＤ−ＲＷなどの電子機器の筐体内壁に貼着して、内部回路系からの電磁波を吸収する材料として実使用される。
このシートＡは、後述する塗工法で成形され、厚みがｔ_ａである２枚の磁性シート１，１が厚みｔ_ｂの接着剤層２で接着された構造になっている。したがって、このシートＡの場合、２枚の磁性シート１，１の全体の厚み（ｔ_１とする）は２×ｔ_ａであり、接着剤層２の全体の厚み（ｔ_２とする）は、それが１層であるがゆえに、ｔ_ｂ（＝ｔ_２）になっている。
【００１５】
このシートＡは、その全体の厚み（ｔとする）、すなわち、ｔ_１＋ｔ（＝２ｔ_ａ＋ｔ_ｂ）が１００μｍを超える厚みになっていることを特徴とする。ｔを１００μｍを超える厚みに設定した理由は、塗工法で成形された従来の磁性シートの厚みの上限は１００μｍ程度であり、そのため、従来の電磁波抑制効果に限界があることを突破して、より効果の高い電磁波吸収材を実現するためである。
【００１６】
ところで、このシートＡは、前記したような用途分野での使用を想定しているのであるが、その場合、折り曲げたり、屈曲したりして使用されることが想定できる。そして、そのような使用態様に適応できるためには、２枚の磁性シートが使用時に剥離しないことが必要になる。すなわち、両者間の剥離強度は適正な値になっていることが必要である。
【００１７】
このようなことを想定すると、このシートＡにおいては、磁性シート間の剥離強度、すなわち磁性シートと接着剤層との剥離強度を０．１Ｎ／ｍｍ以上にすることが好ましい。このような剥離強度になっていれば、上記したような使用態様や、また使用に当たっての適合形態への加工時にあっても、剥離して不良品になるという事態を回避することができる。
【００１８】
また、このシートＡにおいて、磁性シートの全体の厚み（ｔ_１）と接着剤の全体の厚み（ｔ_２）との間では、２．５≦ｔ_１／ｔ_２≦１５の関係が満たされていることを好適とする。
この関係が満たされていないと、理由は明確ではないが、上記した０．１Ｎ／ｍｍ以上の剥離強度の実現が困難になるからである。また、例えば、ｔ_１／ｔ_２が小さくなるということは、シートＡにおける接着剤層の割合が多くなること（磁性シートの割合が少なくなること）であり、そのためシートＡの透磁率が低下して、目的達成が困難になるからである。
【００１９】
上記したシートＡは塗工法で成型され、軟磁性粉末とバインダ成分である有機高分子材料とから成る成形品である。
まず、有機高分子材料とそれを溶解する溶剤を混合して樹脂溶液を調製する。そして、この樹脂溶液に軟磁性粉末を投入して両者を混合し、軟磁性粉末を溶液に均一に分散せしめて液状混合物にする。
【００２０】
用いる軟磁性粉末としては、シートＡにおける目的透磁率との関係で選定されるが、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末、Ｆｅ−Ｃｒ粉末、Ｆｅ−Ｎｉ粉末などをあげることができる。これらは単独で用いてもよく、また２種以上を適当に混合した状態で用いてもよい。
また、この軟磁性粉末は、扁平形状のものであることが好ましい。成形後のシートＡは、相対的に高透磁率になるからである。扁平形状の粉末は、軟磁性合金のインゴットを粉砕したのち、その粉砕粉に例えばアトライタ処理を施し、ついで歪み取りの焼鈍を行ったものを使用することが好ましい。
【００２１】
バインダ成分である有機高分子材料としては、例えば、塩素化ポリエチレン、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂などを好適に用いることができる。これらは単独で用いてもよく、また２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、とくに、塩素化ポリエチレンが作業性や結着性の点で好適である。
【００２２】
また、上記有機高分子材料の溶剤としては、例えば、トルエン、ベンゼン、メチルイソブチルケトン、クロロベンゼン、四塩化炭素などを用いることができる。
軟磁性粉末と有機高分子材料の配合割合は、後者が少なすぎるとシート成形が困難になり、また後者が多すぎる（前者が少なすぎる）とシート成形は円滑に進むが、溶剤量も多くなるため、後述する乾燥時に溶剤がシートＡから抜けきれずに残留するとともに、シートＡの高透磁率化が困難になる。このようなことから、軟磁性粉末が全体の３０〜６０体積％の割合になっていることが好ましい。
【００２３】
調製した液状混合物を例えばドクターブレードを用いてシート成形する。このとき、成形シートの厚みはブレード間隔を調整して所定の厚みに制御すればよい。また、扁平形状の軟磁性粉末は、その扁平面が成形方向に沿う状態で配向する。
ついで、成形シートを乾燥して含有されている溶剤を除去したのち、例えば軟磁性粉末が熱劣化を起こさない程度の温度でかつ有機高分子材料が軟化して結着能を発揮する温度でプレス成形することにより目的とする厚み（ｔ_ａ）の磁性シートが製造される。
【００２４】
ついで、上記した磁性シートの表面に、乾燥後の厚みがｔ_ｂとなるような厚みで接着剤を塗布して乾燥し、更にその上に、別の上記した磁性シートを重ね合わせ、再び、上記した温度でプレス成形する。
２枚の磁性シートの間には、厚みがｔ_ｂである接着剤層が介在した状態で図１に示した構造のシートＡが製造される。
【００２５】
用いる接着剤としては、磁性シートの成形時に用いた有機高分子材料と同一種類のものであることが好ましい。磁性シートとのなじみがよく、前記した剥離強度の確保が実現されやすくなるからである。
なお、シートＡは、２枚の磁性シートを積層した事例であるか、本発明にあっては、接着剤層を介して更に磁性シートを積層してもよい。その場合には、製造した上記シートＡの上に更に上記した操作を反復すればよい。
【００２６】
【実施例】
実施例１〜１０、比較例１〜４
（１）磁性シートの製造
まず、表１で示した成分の合金をアトマイズ法で粉末化し、それをアトライタ処理を行って扁平度２０の粉末にし、更に温度８００℃で歪み取り焼鈍を行うことにより、軟磁性粉末を製造した。
【００２７】
なお、ここでいう扁平度は、粉末の面方向をＳＥＭ観察して長軸長さ（Ｌ）と短軸長さ（Ｓ）を測定し、（Ｌ＋Ｓ）／２を平均径として求め、一方、粉末を樹脂に埋め込んだのち研磨して粉末の厚みを光学顕微鏡で観察して最大厚み（ｄｍａｘ）と最小厚み（ｄｍｉｎ）を測定し、（ｄｍａｘ＋ｄｍｉｎ）／２を平均厚みと求め、平均径／平均厚みとして示される値である。その場合の測定個数は５０個とし、上記平均径と平均厚みはそれらの平均値とする。
【００２８】
各軟磁性粉末１００質量部に対し、１１．１質量部の塩素化ポリエチレンを２群用意し、また２２２．２質量部のトルエンを用意した。一方の群の塩素化ポリエチレンを３３３．３質量部のトルエンで溶解し、その溶液に軟磁性粉末を投入して均一混合することにより、液状混合物を調製した。
また、他方の群の塩素化ポリエチレン１１．１質量部を２２２．２質量部のトルエンに溶解して接着剤を調製した。
【００２９】
液状混合物をドクターブレードを用いてシート成形し、更に乾燥したのち、温度８０℃、圧力１００ＭＰａでプレス成形して表１で示した厚み（ｔ_ａ）の磁性シートを成形した。
ついで、この磁性シートの片面に上記した接着剤を、乾燥後の厚みが表１で示した厚みとなるように塗布し、乾燥後、その上に上記磁性シートを重ね合わせたのち、温度８０℃、圧力１００ＭＰａでプレス成形して図１で示した複合磁性シートＡを製造した。
【００３０】
なお、２層以上積層する場合は、上記操作を必要回数反復した。
（２）特性評価
シート密度の測定：各シートから４０ｍｍ×４０ｍｍの試験片を切り出し、その全体の厚み（ｔ）と重量を測定し、重量／体積（ｇ／ｃｍ^３）として算出。
透磁率（実数部：μ’）：各シートから外径７ｍｍ、内径３ｍｍの円環コアを打ち抜き、それに１２ターンの巻線を施し、インピーダンス測定器（プレシジョンインピーダンスアナライザＨＰ４２９４Ａ、アジレントテクノロジー社製）を用い、周波数１ＭＨｚのときのインピーダンスから算出。
【００３１】
剥離強度：各シートから切り出した幅１５ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験片の両面にそれぞれ両面テープを貼着し、その両面テープを、引張試験機で、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで上下方向に引っ張って上下の磁性シートを強制的に剥離させ、２０ｍｍ剥離してから完全に剥離するまでの強度を測定し、その平均値として表示。
以上の結果を一括して表１に示した。
【００３２】
なお、比較のために、粉末の充填量が５０体積％となるように粉末とゴムをニーダ混練し、ついで、混練物をカレンダーロールで圧延して厚み２５０μｍの磁性シートを成形し、その特性評価も表１に併記した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１から明らかなように、塗工法で製造された磁性シートの積層構造体である実施例は、いずれも、カレンダーロール圧延法で成形した比較例２〜４に比べて約３倍の透磁率を示していて電磁波抑制効果が大きい。
しかしながら、実施例４の場合は、ｔ_１／ｔ_２値が２５と非常に大きいのでその剥離強度が０．０５Ｎ／ｍｍと小さくなっている。したがって、ｔ_１／ｔ_２値は本発明で規定する範囲内に設定することが好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の複合磁性シートは、塗工法で成形した磁性シートを接着剤層を介して積層したものであり、その際に、磁性シートの厚みと接着剤層の厚みを最適化しているので、高い透磁率を示していて、高周波障害を防止するための電磁波吸収材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合磁性シートの１例Ａを示す断面図である。
【符号の説明】
１　磁性シート
２　接着剤層

Claims

軟磁性粉末と有機高分子材料とから成る塗料を塗工法で成形して成る磁性シートが、接着剤層を介して複数枚積層されている複合磁性シートであって、全体の厚みが１００μｍを超えることを特徴とする複合磁性シート。
全体の厚みが１１０μｍ以上である請求項１の複合磁性シート。
積層されている前記磁性シートの全体の厚みをｔ_１、積層されている前記接着剤層の全体の厚みをｔ_２としたとき、ｔ_１，ｔ_２は、２．５≦ｔ_１／ｔ_２≦１５を満足する厚みである請求項１または２の複合磁性シート。
前記磁性シートと前記接着剤層との間の剥離強度が、０．１Ｎ／ｎｍ以上である請求項１〜３のいずれかの複合磁性シート。
前記有機高分子材料と前記接着剤層の主成分が同一材料である請求項１〜４のいずれかの複合磁性シート。
前記有機高分子材料が、塩素化ポリエチレン、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂およびフッ素系樹脂の群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜５のいずれかの複合磁性シート。
前記軟磁性粉末が、Ｆｅ−Ｓｉ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末、Ｆｅ−Ｃｒ粉末、およびＦｅ−Ｎｉ粉末の群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜６のいずれかの複合磁性シート。