JP2005236219A - 複合磁性シート - Google Patents
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Abstract
【課題】 混練圧延法で製造される際のロール離れ性が良好で、高透磁率で、加熱時における厚み変化量も小さく、UL94規格のV−0水準の難燃性を備えている複合磁性シートを提供する。
【解決手段】 扁平な軟磁性粉末と結合材とから成る混練物の圧延シートであって、扁平な軟磁性粉末は圧延シートの面内方向に配向しており、結合材は、アクリルゴム20〜70質量%と、ノンハロゲンであるNBR、SBR、EPDMのような非極性ポリマ成分30〜80質量%とから成る複合磁性シート。
【選択図】 なし
【解決手段】 扁平な軟磁性粉末と結合材とから成る混練物の圧延シートであって、扁平な軟磁性粉末は圧延シートの面内方向に配向しており、結合材は、アクリルゴム20〜70質量%と、ノンハロゲンであるNBR、SBR、EPDMのような非極性ポリマ成分30〜80質量%とから成る複合磁性シート。
【選択図】 なし
Description
本発明は混練圧延法で製造される複合磁性シートに関し、更に詳しくは、高透磁率であり、寸法安定性が良好で、またUL94規格のV−0以上の難燃性を備えている複合磁性シートに関する。
近年の通信機器や電子機器では、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数化が進んでいるが、そのことに伴ってノイズ電磁波の放射頻度が高まり、外部または内部干渉による機器それ自体の誤動作や周辺機器への悪影響などが発生している。
このような電磁波障害の発生を防止するために、適量の軟磁性粉末をゴムやプラスチックスのような結合材に分散・混合して成る各種の複合磁性シートが提案されている。
このような電磁波障害の発生を防止するために、適量の軟磁性粉末をゴムやプラスチックスのような結合材に分散・混合して成る各種の複合磁性シートが提案されている。
このような複合磁性シートは、準マイクロ波帯の電磁波に対して高い透磁率を示し、当該ノイズ電磁波を吸収してそのエネルギーを熱に変換し、電磁波ノイズの放射を抑制する。
準マイクロ波帯で測定される複合磁性シートの透磁率は、実数部(μ’)と虚数部(μ”)をもっているが、μ’とシート体積の積またはμ”とシート体積の積が大きければ大きいほど、そのシートは電磁波ノイズに対する抑制効果が大きい。
準マイクロ波帯で測定される複合磁性シートの透磁率は、実数部(μ’)と虚数部(μ”)をもっているが、μ’とシート体積の積またはμ”とシート体積の積が大きければ大きいほど、そのシートは電磁波ノイズに対する抑制効果が大きい。
例えば、厚みが同一であるとすれば、シートの透磁率が高ければ高いほど電磁波ノイズに対する抑制効果は大きくなる。このようなことから、複合磁性シートに関してはその高透磁率化の検討が行われており、例えば、軟磁性粉末として扁平形状のものを用い、その扁平面をシートの面内方向に配向させた複合磁性シートが提案されている(特許文献1を参照)。
また、透磁率が同水準にあるとすれば、厚みが厚いシートほど電磁波ノイズに対する抑制効果は大きくなる。
ところで、上記したような複合磁性シートの製造に関しては、大別して、混練圧延法と塗工法がある。
混練圧延法は、軟磁性粉末とゴムや塩素化ポリエチレンのようなプラスチックの結合材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所定厚みに圧延し、更に必要に応じて所定温度に加熱して結合材を架橋してシート化する方法である。
ところで、上記したような複合磁性シートの製造に関しては、大別して、混練圧延法と塗工法がある。
混練圧延法は、軟磁性粉末とゴムや塩素化ポリエチレンのようなプラスチックの結合材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所定厚みに圧延し、更に必要に応じて所定温度に加熱して結合材を架橋してシート化する方法である。
また塗工法は、結合材を所定の溶剤に溶解し、得られた溶液に所定量の軟磁性粉末を混合して流動性に富むスラリーを調製し、このスラリーを例えばドクターブレードで所定厚みに塗工・乾燥してシート化する方法である。
前者の混練圧延法の場合、軟磁性粉末と結合材とを機械的に結合させているので、得られたシートにおける軟磁性粉末の充填量が多くなり、シートは高密度になる。また扁平な軟磁性粉末を用いると、当該扁平粉末はシートの面内方向に配向する。そして圧延ロール間の間隔を調整することにより、所望厚み、例えばシート厚が厚いシートを容易に製造することができるという利点を備えている。
前者の混練圧延法の場合、軟磁性粉末と結合材とを機械的に結合させているので、得られたシートにおける軟磁性粉末の充填量が多くなり、シートは高密度になる。また扁平な軟磁性粉末を用いると、当該扁平粉末はシートの面内方向に配向する。そして圧延ロール間の間隔を調整することにより、所望厚み、例えばシート厚が厚いシートを容易に製造することができるという利点を備えている。
しかしながら、他方では、ニーダ混練時や圧延時に軟磁性粉末に歪みが加わるため、その磁気特性は急激に劣化し、得られたシートの透磁率を高くすることができないという問題がある。
一方、後者の塗工法の場合、軟磁性粉末へ加わる歪みは低減するので、粉末それ自体の磁気特性はそれほど劣化しない。
一方、後者の塗工法の場合、軟磁性粉末へ加わる歪みは低減するので、粉末それ自体の磁気特性はそれほど劣化しない。
しかしながら、スラリー調製時に溶剤が使用されるので、塗工後におけるシートの乾燥時に、溶剤が揮散した痕跡が気孔として残留し、シートの密度は低下する。すなわち、軟磁性粉末の実効的な充填割合が低下して、結局、シートの透磁率は高くならないという問題がある。しかし、この問題に関しては、塗工・乾燥後のシートをその面と垂直な方向に加圧して高密度化することにより、高透磁率化を実現することが可能である。
また、塗工法の場合、塗工時の厚みを厚くすると乾燥時における溶剤の揮散が迅速に進まないので、溶剤の揮散に要する乾燥時間が著しく長くなり工業的には不利である。そのため、塗工法においては、シート厚は最大でも150μm程度に制限せざるを得ない。
したがって、塗工法で電磁波ノイズに対する抑制効果が大きいシートを製造する場合には、塗工法で製造した薄い各シートの所望数を積層して全体としての厚みが厚い積層シートにすることが必要になる。しかしながら、その場合、積層作業が必要であるため得られた積層シートの製造コストが高くなることは勿論のこと、薄い各シートが相互の積層界面で剥離することもある。
したがって、塗工法で電磁波ノイズに対する抑制効果が大きいシートを製造する場合には、塗工法で製造した薄い各シートの所望数を積層して全体としての厚みが厚い積層シートにすることが必要になる。しかしながら、その場合、積層作業が必要であるため得られた積層シートの製造コストが高くなることは勿論のこと、薄い各シートが相互の積層界面で剥離することもある。
このように混練圧延法と塗工法を対比すると、混練圧延法の場合は、用いる軟磁性粉末に歪みが加わって得られるシートを高透磁率化することは困難であるが、他方では、シートの厚みを容易に厚くすることができ、そのことにより得られるシートの透磁率とシート厚との積の絶対値を大きくすることができるという利点を備えている。すなわち、混練圧延法は、工業的にみると、高透磁率の複合磁性シートを容易かつ安価に製造できるという点で優れている。
一方、塗工法の場合は、用いる軟磁性粉末の劣化という問題は起こらず、得られるシートは高透磁率である。しかし、そのシートの厚みは最大で150μm程度と極めて薄く、透磁率とシート厚との積の絶対値は小さい。この絶対値を大きくするためには、積層シートにしなければならないため、その製造コストは高くなり、工業的に有利とはいえない。
なお、混練圧延法と塗工法のいずれにおいても、用いる軟磁性粉末と結合材とは互いになじみがよく、相互の間に多数の空隙などが発生しないことが好ましい。その理由は、粉末と結合材の間に多数の空隙が存在していると、目標厚みに成形したシートが実機に配置され、そして例えば高温環境に曝された場合、空隙の膨張が起こるため、空隙が存在する個所では当該シートのシート厚が厚くなり、そして全体としてシートに厚み変動が生ずるからである。
なお、混練圧延法と塗工法のいずれにおいても、用いる軟磁性粉末と結合材とは互いになじみがよく、相互の間に多数の空隙などが発生しないことが好ましい。その理由は、粉末と結合材の間に多数の空隙が存在していると、目標厚みに成形したシートが実機に配置され、そして例えば高温環境に曝された場合、空隙の膨張が起こるため、空隙が存在する個所では当該シートのシート厚が厚くなり、そして全体としてシートに厚み変動が生ずるからである。
このような問題に対しては、例えば混練圧延法の場合、圧延後のシートに更に架橋処理を施すことによりシート全体の強度を高めて、シートの厚み方向への膨張を抑制することが必要になる。しかしながら、そのような処置は、コスト高を招くことになるので工業的には好ましいこととはいえない。
一方、複合磁性シートに対しては、それが高透磁率であることの外に、更には、耐熱性に優れ、実用上、難燃性を備えていることが要求される。
一方、複合磁性シートに対しては、それが高透磁率であることの外に、更には、耐熱性に優れ、実用上、難燃性を備えていることが要求される。
これは、最近の電子機器の実装回路は高密度化しているのでその発熱量は増大し、機器温度の上昇傾向が進んでいるからであり、また、何らかの原因で回路がショートして発火する場合も起こり得るが、そのような場合であっても、磁性シートは発火しないことが必要とされるからである。
このようなことから、複合磁性シートには、通常、ハロゲン系やリン系の難燃剤を配合して難燃性を付与する処置や、それに加えて、三酸化アンチモンや二酸化すずのような難燃助剤を配合して、より高水準の難燃性を確保する処置がとられている(特許文献1を参照)。
このようなことから、複合磁性シートには、通常、ハロゲン系やリン系の難燃剤を配合して難燃性を付与する処置や、それに加えて、三酸化アンチモンや二酸化すずのような難燃助剤を配合して、より高水準の難燃性を確保する処置がとられている(特許文献1を参照)。
しかしながら、このようなシートの場合、その廃却時にハロゲン系難燃剤からのダイオキシンの発生が懸念され、また上記した難燃助剤は発ガン性などが危惧されている物質でもあるため、近年では、シート製造時や廃却時の取り扱いのことを考慮してこれら難燃剤や難燃助剤の使用が敬遠されはじめている。
このようなことから、混練圧延法においては、ハロゲン系難燃剤や上記した難燃助剤に代えてノンハロゲン系の難燃剤を用いることにより、複合磁性シートの難燃性を確保するための試みがなされている。
このようなことから、混練圧延法においては、ハロゲン系難燃剤や上記した難燃助剤に代えてノンハロゲン系の難燃剤を用いることにより、複合磁性シートの難燃性を確保するための試みがなされている。
その場合、用いる結合材としては様々なものが提案されているが、それらのうち、耐熱性、耐候性、耐オゾン性という点でアクリルゴムが最適であるとされている(特許文献2を参照)。
特開2002−158488号公報
特開2003−243879号公報
アクリルゴムはFe基の軟磁性粉末とのなじみがよいので、軟磁性粉末とアクリルゴムとの間に空隙は発生しにくい。そのため、得られたシートはそれが高温環境に曝されても厚み方向への膨張は少なく、厚みは安定している。
しかしながら、アクリルゴムはその分子構造内に極性元素(O原子)を含んでいるので全体として極性を有しており、そのため、通常の混練圧延法で採用されている圧延温度(40〜70℃程度)ではロールへの付着傾向が強く現れ、結局、ロール離れ性が悪く、ロール圧延された圧延シートがロールに付着してしまい安定した状態で良品を製造することが事実上不可能であるという問題がある。
しかしながら、アクリルゴムはその分子構造内に極性元素(O原子)を含んでいるので全体として極性を有しており、そのため、通常の混練圧延法で採用されている圧延温度(40〜70℃程度)ではロールへの付着傾向が強く現れ、結局、ロール離れ性が悪く、ロール圧延された圧延シートがロールに付着してしまい安定した状態で良品を製造することが事実上不可能であるという問題がある。
そのため、複合磁性シートをアクリルゴム単体を結合材として混練圧延法で製造する場合には、ロール離れ性を確保するために、圧延時の温度を20℃前後の低温に設定することが余儀される。
しかしながら、ロール圧延時の温度をこのような低温にまで下げると、圧延対象の混練物は充分に軟化していないので、シート化のためには混練物へ大きな加圧力を印加することが必要となる。そのため、軟磁性粉末の歪みは大きくなり、得られたシートの透磁率は劣化する。
しかしながら、ロール圧延時の温度をこのような低温にまで下げると、圧延対象の混練物は充分に軟化していないので、シート化のためには混練物へ大きな加圧力を印加することが必要となる。そのため、軟磁性粉末の歪みは大きくなり、得られたシートの透磁率は劣化する。
本発明は結合材としてアクリルゴムを用いる混練圧延法で得られる複合磁性シートにおける上記した問題を解決し、ロール離れ性は良好で、透磁率も高く、また加熱時における厚み変化も小さく、ノンハロゲン系難燃剤を含有させることにより実用的な耐熱性・難燃性を備えている新規な複合磁性シートの提供を目的とする。
上記した目的を達成するために、本発明においては、扁平な軟磁性粉末と結合材とから成る混練物の圧延シートであって、前記扁平な軟磁性粉末は前記圧延シートの面内方向に配向しており、前記結合材は、アクリルゴム20〜70質量%と、ノンハロゲンの非極性ポリマ成分30〜80質量%とから成ることを特徴とする複合磁性シートが提供される。
その場合、ポリマ成分は、ゴムまたは/および熱可塑性エラストマであり、前記ゴムとしては、アクリルニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、ブチルゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、イソプレンゴム、ニトリルイソプレンゴム、ブタジエンゴム、およびイソブチルイソプレンゴムの群から選ばれる少なくとも1種であることを好適とし、また前記熱可塑性エラストマとしては、ポリスチレン系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、およびポリエステル系エラストマの群から選ばれる少なくとも1種であることを好適とする。
その場合、ポリマ成分は、ゴムまたは/および熱可塑性エラストマであり、前記ゴムとしては、アクリルニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、ブチルゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、イソプレンゴム、ニトリルイソプレンゴム、ブタジエンゴム、およびイソブチルイソプレンゴムの群から選ばれる少なくとも1種であることを好適とし、また前記熱可塑性エラストマとしては、ポリスチレン系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、およびポリエステル系エラストマの群から選ばれる少なくとも1種であることを好適とする。
本発明の複合磁性シートでは、結合材としてアクリルゴムと上記したようなノンハロゲンの非極性ポリマ成分の混合物を使用しているので、圧延時のロール離れ性は向上し、アクリルゴム単体のときよりも圧延温度を高めることができる。
そのため、得られた圧延シートは高透磁率化する。また、加熱時にあっても厚み方向の膨張は小さくなり、厚み安定性が向上する。
そのため、得られた圧延シートは高透磁率化する。また、加熱時にあっても厚み方向の膨張は小さくなり、厚み安定性が向上する。
そして、難燃性を確保するためには、リン系、窒素系、水酸化物系のノンハロゲン難燃剤を添加することにより、UL94規格のV−0水準の難燃性を確保することができる。したがって、廃却時にあっても、ダイオキシン発生の虞はなく、難燃助剤(Sn、Sb成分)による発ガンの心配もない。
本発明の複合磁性シートは、扁平な軟磁性粉末と後述する結合材とを必須成分とする混練物に対し、混練圧延法を適用して製造された圧延シートである。
このシートにおいて、扁平な軟磁性粉末は、結合材によって相互に結着され、かつシートの面内方向にその扁平面を揃えた状態で配向して存在している。
用いる軟磁性粉末としては、Fe−Si−Al系合金の粉末、Fe−Si系合金の粉末、Fe−Ni系合金の粉末、またはこれら2種以上の混合粉末を好適例としてあげることができる。これらの合金は、いずれも磁歪定数がゼロであるため、得られるシートの高透磁率化を実現することができるからである。
このシートにおいて、扁平な軟磁性粉末は、結合材によって相互に結着され、かつシートの面内方向にその扁平面を揃えた状態で配向して存在している。
用いる軟磁性粉末としては、Fe−Si−Al系合金の粉末、Fe−Si系合金の粉末、Fe−Ni系合金の粉末、またはこれら2種以上の混合粉末を好適例としてあげることができる。これらの合金は、いずれも磁歪定数がゼロであるため、得られるシートの高透磁率化を実現することができるからである。
用いる軟磁性粉末は扁平形状になっている。具体的には、平均粒径が20μm以上であり、かつ厚みが5μm以下の箔片形状をしていることが好ましい。この条件を満たさず、平均粒径が小さすぎたり、また厚みが厚すぎる粉末は、全体的な形状が球形状に近づいているので、反磁界係数が大きくなり、製造したシートの透磁率を低くする。
扁平度が20〜80である粉末が好適である。
扁平度が20〜80である粉末が好適である。
なお、ここでいう平均粒径とは、レーザ回折式粒度分布計で測定した値である。またここでいう扁平度は、それぞれの粉末をSEM観察して長軸長(L)と短軸長(S)を測定し、その平均値La(=(L+S)/2)を求め、ついで粉末を樹脂に埋め込み、研磨後、厚み方向を光学顕微鏡で観察し、平均厚み(d)を測定し、La/dとして算出された値である。
本発明で用いる扁平な軟磁性粉末の製造に際しては、まず、例えば所定組成の合金溶湯を例えばガスアトマイズ法で粉末にし、ついで例えばアトライタを用いて扁平形状にする。このときアトライタの運転条件を適宜に選定して、上記した形状ファクタの扁平粉末にする。
ついで、この扁平粉末に対し、非酸化性雰囲気下において温度600〜800℃で2時間程度の焼鈍処理を施して粉末に蓄積された加工歪みを除去する。この蓄積歪みを除去しない状態で用いると、得られたシートの高透磁率化が阻害されるからである。
ついで、この扁平粉末に対し、非酸化性雰囲気下において温度600〜800℃で2時間程度の焼鈍処理を施して粉末に蓄積された加工歪みを除去する。この蓄積歪みを除去しない状態で用いると、得られたシートの高透磁率化が阻害されるからである。
本発明の複合磁性シートにおける結合材は、アクリルゴムと後述するノンハロゲンの非極性ポリマ成分の2種類で構成される。
ここでいう非極性ポリマ成分とは、分子構造中に、Br、Clなどのハロゲンや、O、Nなどの極性元素やCOOH基のような極性基を持たず、CとHのみで構成されているポリマであり、これは、結合材としてアクリルゴムだけを用いていたときに生じていた劣悪なロール離れ性を改善するために用いられる。このポリマ成分としては、ゴム、熱可塑性エラストマのいずれか1種、または両者の混合物を用いることができる。
ここでいう非極性ポリマ成分とは、分子構造中に、Br、Clなどのハロゲンや、O、Nなどの極性元素やCOOH基のような極性基を持たず、CとHのみで構成されているポリマであり、これは、結合材としてアクリルゴムだけを用いていたときに生じていた劣悪なロール離れ性を改善するために用いられる。このポリマ成分としては、ゴム、熱可塑性エラストマのいずれか1種、または両者の混合物を用いることができる。
アクリルゴムの外にこのような非極性ポリマ成分を含む結合材を用いることにより、次のような効果が得られる。
アクリルゴム単体の場合には、ロール離れ性を確保しようとすれば圧延を低温下で実施することを余儀され、そのため、混練物は充分に軟化していないので得られるシートの高透磁率化は困難であった。
アクリルゴム単体の場合には、ロール離れ性を確保しようとすれば圧延を低温下で実施することを余儀され、そのため、混練物は充分に軟化していないので得られるシートの高透磁率化は困難であった。
しかし、上記した非極性ポリマ成分を含む結合材を用いると、アクリルゴムが有している極性はこの非極性ポリマ成分が配合されていることにより希釈されることになり、その結果、20℃前後よりも高い温度でロール圧延を行ってもロール離れ性が確保される。そのため、混練物は軟化するので、ロール圧延時の加圧力も軽減することができ、したがって、アクリルゴム単体を用いる場合よりも得られたシートを高透磁率化することができる。
この結合材において、アクリルゴムの配合割合は、20〜70質量%、したがって、非極性ポリマ成分の配合割合は30〜80質量%となるように設定される。
アクリルゴムの配合割合が20質量%より少ない場合(非極性ポリマ成分が80質量%より多い場合)は、圧延時の温度を比較的高い温度にしてもロール離れ性を確保することはできるが、しかし、アクリルゴムが少なすぎるので、得られたシートの耐熱性、耐候性が劣化してしまう。また、結合材と扁平な軟磁性粉末との間に空隙の発生量が多くなり、加熱時におけるシートの厚み方向への膨張量が大きくなりはじめる。
アクリルゴムの配合割合が20質量%より少ない場合(非極性ポリマ成分が80質量%より多い場合)は、圧延時の温度を比較的高い温度にしてもロール離れ性を確保することはできるが、しかし、アクリルゴムが少なすぎるので、得られたシートの耐熱性、耐候性が劣化してしまう。また、結合材と扁平な軟磁性粉末との間に空隙の発生量が多くなり、加熱時におけるシートの厚み方向への膨張量が大きくなりはじめる。
一方、アクリルゴムの配合割合が70質量%より多い場合(非極性ポリマ成分が30質量%より少ない場合)は、シートの耐熱性、耐候性は良好で、また加熱下における厚み方向の膨張も小さいが、しかし、ロール離れ性は劣化して、圧延時の温度を40℃以上に上げることができず、結局、シートの高透磁率化は困難になる。
このような作用効果を発揮するノンハロゲンの非極性ポリマ成分としては次のようなものをあげることができる。
このような作用効果を発揮するノンハロゲンの非極性ポリマ成分としては次のようなものをあげることができる。
まず、ゴムとしては、例えば、アクリルニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、ブチルゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、イソプレンゴム、ニトリルイソプレンゴム、ブタジエンゴム、またはイソブチルイソプレンゴムの1種または2種以上を用いることができる。
また熱可塑性エラストマとしては、例えば、ポリスチレンとポリブタジエンの重合体、ポリスチレンとポリイソプレンの重合体であるポリスチレン系エラストマ、ポリエチレンとEPDMの混合物、ポリエチレンとEPMの混合物であるポリオレフィン系エラストマ、ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレングリコールの重合体であるポリエステル系エラストマの1種または2種以上を用いることができる。
本発明の複合磁性シートの製造に際しては、まず、所定の扁平な軟磁性粉末と結合材を例えばニーダで混練して混練物を調製する。
このとき、粉末の量が多すぎると混練物の流動性が悪くなり、混練や圧延時に粉末への加工歪みが加わるようになり、また粉末の量が少なすぎると、得られるシートにおける粉末の充填割合が少なすぎるのでシートの透磁率は低くなる。このようなことから、粉末の量は、結合材100質量部に対し、400〜1100質量部程度に設定することが好ましい。
このとき、粉末の量が多すぎると混練物の流動性が悪くなり、混練や圧延時に粉末への加工歪みが加わるようになり、また粉末の量が少なすぎると、得られるシートにおける粉末の充填割合が少なすぎるのでシートの透磁率は低くなる。このようなことから、粉末の量は、結合材100質量部に対し、400〜1100質量部程度に設定することが好ましい。
調整された混練物は、次にロール圧延して所定の厚みに成形される。このとき、圧延時の温度は30〜60℃程度に設定しても、既に説明したポリマ成分の働きで圧延シートのロール離れ性は劣化しない。
なお、この製造過程で難燃剤が添加される。その場合、ノンハロゲン系難燃剤が用いられる。
なお、この製造過程で難燃剤が添加される。その場合、ノンハロゲン系難燃剤が用いられる。
用いる難燃剤としては、例えば、赤リン、ポリリン酸アンモニウムのような無機リン系;トリアニルフォスフェート、アルキルアリルフォスフェート、アルキルフォスフェート、フォスフォネート、フォスフォリンのような有機リン系;トリアジン、イソシアヌレート、尿素、グアニシン、シアヌール誘導体、メラミンシアヌレートのような窒素系;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムのような水酸化物系をあげることができる。
したがって、本発明の複合磁性シートには、ハロゲン系難燃剤とSn、Sb系の難燃助剤は全く含まれていない。
実施例1〜6、比較例1〜2
(1)軟磁性粉末
下記する3種類の軟磁性粉末を用意した。
A:Fe−9.5質量%Si−5.5質量%Alの粉末。平均粒径56μm。扁平度43。タップ密度1.1g/cm3。
(1)軟磁性粉末
下記する3種類の軟磁性粉末を用意した。
A:Fe−9.5質量%Si−5.5質量%Alの粉末。平均粒径56μm。扁平度43。タップ密度1.1g/cm3。
B:Fe−6.5質量%Siの粉末。平均粒径63μm。扁平度48。タップ密度1.3g/cm3。
C:Fe−78質量%Ni−4質量%Moの粉末。平均粒径59μm。扁平度45。タップ密度1.1g/cm3。
これらの粉末は、いずれも、扁平化後に、Ar雰囲気下において温度600〜800℃で2時間の焼鈍処理を施したものである。
C:Fe−78質量%Ni−4質量%Moの粉末。平均粒径59μm。扁平度45。タップ密度1.1g/cm3。
これらの粉末は、いずれも、扁平化後に、Ar雰囲気下において温度600〜800℃で2時間の焼鈍処理を施したものである。
なお、平均粒径は、レーザ回折式粒度分布計(日機装(株)製のマイクロトラック9320OHRA)で測定した値であり、タップ密度は、セイシン企業製のタップデンサーKYT−4000を用い、1000回タッピング後における値である。
また扁平度は、それぞれの粉末をSEM観察して長軸長(L)と短軸長(S)を測定し、その平均値La(=(L+S)/2)を求め、ついで、各粉末を樹脂に埋め込み、研磨後、厚み方向を光学顕微鏡で観察し、平均厚み(d)を測定し、La/dとして算出された値である。
また扁平度は、それぞれの粉末をSEM観察して長軸長(L)と短軸長(S)を測定し、その平均値La(=(L+S)/2)を求め、ついで、各粉末を樹脂に埋め込み、研磨後、厚み方向を光学顕微鏡で観察し、平均厚み(d)を測定し、La/dとして算出された値である。
(2)シートの製造
表1で示した結合材を用意した。ニーダを用いて、これらの結合材100質量部に対して粉末A,B,Cを表示の割合(質量部)で混練した。混練温度は100〜150℃とした。なお、このとき、無機リン系の難燃剤を20〜40質量部の範囲内で同時に混練した。
表1で示した結合材を用意した。ニーダを用いて、これらの結合材100質量部に対して粉末A,B,Cを表示の割合(質量部)で混練した。混練温度は100〜150℃とした。なお、このとき、無機リン系の難燃剤を20〜40質量部の範囲内で同時に混練した。
得られた各混練物を表1で示した圧延温度でロール圧延して厚み500μmのシートを成形した。
(3)シートの特性評価
ロール離れ性:ロール圧延時にシートがロールに付着して厚み中心箇所から裂けた状態になる場合を×、円滑にシート化ができた場合を○として評価した。
(3)シートの特性評価
ロール離れ性:ロール圧延時にシートがロールに付着して厚み中心箇所から裂けた状態になる場合を×、円滑にシート化ができた場合を○として評価した。
透磁率:各シートを外径7mm、内径3mmの円環に打ち抜いて試験片とし、得られた試験片に12ターンの巻線を施し、その試験片の周波数1MHzと100MHzにおけるインダクタンスを測定し、その値から試験片の透磁率(実数部)を算出した。
なお、インダクタンスの測定には、アジレントテクノロジー社製のプレシジョンインピーダンスアナライザーHP4294Aを用いた。
なお、インダクタンスの測定には、アジレントテクノロジー社製のプレシジョンインピーダンスアナライザーHP4294Aを用いた。
加熱時の厚み増加率(%):圧延直後における各試験片の厚み(t0)を測定しておき、ついで各試験片を温度85℃の恒温槽内に500時間放置したときの厚み(t)を測定し、次式:100×(t0−t)/t0に基づいて算出した。この値が小さいシートほど、粉末と結合材との間に空隙が少ないので加熱下における空隙の膨張に基づく厚み増加が少なく、厚み安定性が優れていることを表す。
加熱後の硬さの増減:東洋精機製作所社のデジタル硬度計で、JIS K6253に準拠して圧延直後における各試験片の表面硬さ(H0)を測定しておき、ついで各試験片を温度85℃の恒温槽内に500時間放置しておき、そのときの表面硬さ(H)を測定し、次式:H−H0に基づいて算出した。この値が大きいシートほど、シートが酸化劣化したことを意味し、柔軟性が失われるだけではなく、割れや欠けが発生しやすくなることを表す。
難燃性:UL94が定める垂直式試験法に準じて評価。
以上の結果を一括して表1に示した。
以上の結果を一括して表1に示した。
表1から次のことがわかる。
(1)比較例1から明らかなように、結合材がアクリルゴム単体である場合は、得られたシートの加熱時における厚みの増加率は小さい。これは、アクリルゴムと軟磁性粉末とのなじみが良好であることを意味している。
しかし、比較例1の場合、ロール離れ性は悪く、圧延温度を30℃に下げざるを得ず、そのため、透磁率が低くなってしまう。
(1)比較例1から明らかなように、結合材がアクリルゴム単体である場合は、得られたシートの加熱時における厚みの増加率は小さい。これは、アクリルゴムと軟磁性粉末とのなじみが良好であることを意味している。
しかし、比較例1の場合、ロール離れ性は悪く、圧延温度を30℃に下げざるを得ず、そのため、透磁率が低くなってしまう。
比較例2の場合は、ニトリルブタジエンゴム単体を結合材とし、アクリルゴムを用いていないのでロール離れ性は良好で、高温で圧延することができる。そのため、透磁率は高くなる。しかし、ニトリルブタジエンゴムと軟磁性粉末とのなじみが悪いので、加熱時における厚み増加率は極めて大きくなり、加熱下における寸法安定性に欠ける。更に、硬さの変化も大きいことから、酸化劣化しやすく、耐候性で劣っている。
(2)これに対し、各実施例の場合、アクリルゴムと非極性ポリマ成分の混合物を結合材としているので、アクリルゴムとニトリルブタジエンゴムの作用効果がバランスよく発現している。
すなわち、ロール離れ性は改善され、40℃以上の温度での圧延が可能となり、その結果、透磁率30以上(1MHzにおいて)で、加熱下における厚みの安定性が良好な複合磁性シートが得られている。
すなわち、ロール離れ性は改善され、40℃以上の温度での圧延が可能となり、その結果、透磁率30以上(1MHzにおいて)で、加熱下における厚みの安定性が良好な複合磁性シートが得られている。
その場合、実施例1の透磁率データと実施例2の厚み変化率データを勘案して、結合材におけるアクリルゴムの混合割合は20〜70質量%の範囲内に設定すべきであることがわかる。
(3)また、各実施例は、ノンハロゲンの難燃剤を添加することにより、いずれも、UL94規格のV−0を満たす水準の難燃性を備えている。
(3)また、各実施例は、ノンハロゲンの難燃剤を添加することにより、いずれも、UL94規格のV−0を満たす水準の難燃性を備えている。
本発明の複合磁性シートは、高い透磁率を有するので電磁波ノイズに対する抑制効果が優れ、ノンハロゲン系難燃剤の添加によりUL94規格V−0の難燃性を備え、加熱時にあっても厚み変化が小さいなどの特性を備えており、また混練圧延法で製造することができるので安価であり、各種電気・電子機器からの輻射ノズル低減や、ケーブルなどでの電動ノイズ低減のための部材として使用することができる。
Claims (9)
- 扁平な軟磁性粉末と結合材とから成る混練物の圧延シートであって、前記扁平な軟磁性粉末は前記圧延シートの面内方向に配向しており、前記結合材は、アクリルゴム20〜70質量%と、ノンハロゲンの非極性ポリマ成分30〜80質量%とから成ることを特徴とする複合磁性シート。
- 前記非極性ポリマ成分が、ゴムまたは/および熱可塑性エラストマである請求項1の複合磁性シート。
- 前記ゴムが、アクリルニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、イソプレンゴム、ニトリルイソプレンゴム、ブタジエンゴム、およびイソブチルイソプレンゴムの群から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2の複合磁性シート。
- 前記熱可塑性エラストマが、ポリスチレン系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、およびポリエステル系エラストマの群から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2の複合磁性シート。
- 前記扁平な軟磁性粉末の平均粒径が20μm以上であり、かつ厚みが5μm以下である請求項1〜4のいずれかの複合磁性シート。
- 前記扁平な軟磁性粉末は、Fe−Si−Al系合金から成る粉末、Fe−Si系合金から成る粉末、Fe−Ni系合金から成る粉末、またはそれら粉末の2種以上の混合粉末であり、かつ焼鈍処理が施されている請求項1〜5のいずれかの複合磁性シート。
- 圧延直後におけるシート厚に対し、温度85℃で加熱したときのシート厚の増加率が10%以下である請求項1〜6のいずれかの複合磁性シート。
- 透磁率の実数部が、周波数1MHz以下において30以上であり、かつ、周波数1〜100MHzにおいて15以上である請求項1〜7のいずれかの複合磁性シート。
- ノンハロゲン難燃剤が配合され、UL94規格のV−0水準の難燃性を備えている請求項1〜8のいずれかの複合磁性シート。
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-
2004
- 2004-02-23 JP JP2004046715A patent/JP2005236219A/ja active Pending
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