JP2007304910A - 無線通信媒体用磁性シート - Google Patents

Abstract

【課題】周辺金属による影響を低減して通信距離を可及的に改善する無線通信媒体用磁性シートを提供する。
【解決手段】周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率μの実数部μ′が４０乃至６０、虚数部μ″が２以下、シート面垂直方向の誘電率εの実数部ε′が５０以下であることから、ＩＣカード１０による通信に好適に用いられる周波数帯域において周辺金属への帯電を抑制でき、延いてはループアンテナ２０の共振周波数の変動を好適に防ぐことができる。すなわち、周辺金属による影響を低減して通信距離を可及的に改善する磁性シート１６を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣカードや無線タグ等、シート状の無線通信媒体と一体的に設けられて用いられる無線通信媒体用磁性シートの改良に関する。

非接触で電子情報を通信することが可能な比較的薄いシート状の無線通信媒体が知られている。例えば、ＩＣカード、無線タグ等と呼ばれる非接触電子情報媒体がそれである。このようなシート状の無線通信媒体は、通常、アンテナとそれに接続されたＩＣチップとをシート内に備えており、学生証、社員証、電子マネー、貯金カード、タクシーチケット、クレジットカード等、様々な用途に用いられている。

通常、上記無線通信媒体は１０乃至３０ＭＨｚの周波数帯の電波が通信に用いられることが多いが、斯かる電波を介しての通信距離を可及的に長くするために、軟磁性粉末及びポリマ等から成る磁性シートを上記無線通信媒体と一体的に設ける技術が知られている。例えば、特許文献１に記載された複合磁性シートがそれである。この複合磁性シートは、無線通信媒体に備えられたアンテナと金属板との間に介挿されたり、無線通信媒体に貼り付けられる等して用いられ、その無線通信媒体の通信距離を改善する効果を示す。ここで、上記無線通信媒体の通信距離を可及的に長くするためには、上記磁性シートの複素透磁率の実数部μ′が高く且つ虚数部μ″が低いことが好ましく、上記特許文献１に記載された複合磁性シートのように、上記無線通信媒体の通信周波数として好適に用いられる１乃至２０ＭＨｚにおける複素透磁率の実数部μ′を３０以上、虚数部μ″を１０以下の数値範囲内とすることで、その周波数帯域において高い送受特性を示す磁性シートが得られる。

特開２００６−０３９９４７号公報

ところで、前記磁性シートの材料自体が比較的高い誘電性を有している場合には周辺金属への帯電を促し、その帯電した電荷が材料を通じて放電するとその材料の誘電率が変化する。その結果として無線通信媒体のアンテナの共振周波数にずれが生じ、その無線通信媒体の通信に支障を来すおそれがあった。このため、周辺金属による影響を低減して通信距離を可及的に改善する無線通信媒体用磁性シートの開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、周辺金属による影響を低減して通信距離を可及的に改善する無線通信媒体用磁性シートを提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、軟磁性粉末及びポリマからシート状に形成され、シート状の無線通信媒体と一体的に設けられて用いられる無線通信媒体用磁性シートであって、周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率の実数部が４０乃至６０、虚数部が２以下、シート面垂直方向の誘電率の実数部が５０以下であることを特徴とするものである。

このようにすれば、周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率の実数部が４０乃至６０、虚数部が２以下、シート面垂直方向の誘電率の実数部が５０以下であることから、無線通信媒体による通信に好適に用いられる周波数帯域において周辺金属への帯電を抑制でき、延いては無線通信媒体のアンテナの共振周波数の変動を好適に防ぐことができる。すなわち、周辺金属による影響を低減して通信距離を可及的に改善する無線通信媒体用磁性シートを提供することができる。

ここで、好適には、前記無線通信媒体用磁性シートは、周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、−４０乃至６０℃の温度範囲内におけるシート面方向の透磁率の実数部の変化が１０％以下である。無線通信媒体は一般に−４０乃至６０℃といった比較的広い温度範囲で使用可能に設計されているが、磁性シートの透磁率の実数部が温度変化によって変動するとその共振周波数もまた変動するため、上記温度範囲における下限に近い低温あるいは上限に近い高温では通信に支障を来すおそれがある。斯かる温度範囲内におけるシート面方向の透磁率の実数部の変化を１０％以下とすることで、温度変化によらず安定的に通信距離を改善することができる。

また、好適には、前記無線通信媒体用磁性シートは、周波数が３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率の実数部の変化に少なくとも１つの極大値を有するものである。無線通信媒体が携帯電話機等に適用される場合、通信周波数が９００ＭＨｚ乃至２ＧＨｚ程度とされるが、斯かる通信周波数を得るため一般に発振周波数３０乃至１００ＭＨｚであるものが逓倍されるため、その３０乃至１００ＭＨｚ付近の周波数の不要輻射ノイズが発生し易く、それらが無線通信媒体のアンテナ回路等に悪影響を及ぼすおそれがある。斯かる周波数帯域においてシート面方向の透磁率の実数部の変化に少なくとも１つの極大値を有することで、不要輻射ノイズの影響を好適に抑制することができる。

また、好適には、前記無線通信媒体用磁性シートは、周波数が３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率の虚数部の変化に少なくとも１つの極大値を有するものである。このようにすれば、３０乃至１００ＭＨｚの周波数帯域においてシート面方向の透磁率の虚数部の変化に少なくとも１つの極大値を有することで、不要輻射ノイズの影響を好適に抑制することができる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例の説明に用いる図は簡略化されており、各部の寸法等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用される無線通信媒体の一例であるＩＣカード１０の構成を説明するために、その一部を剥離させて示す斜視図である。また、図２は、斯かるＩＣカード１０の一部を拡大して示す断面図である。これらの図に示すＩＣカード１０は、好適には、全体としてある程度の可撓性を有するシート状（平板状）に構成されたものであり、例えば、横方向寸法８５．４６ｍｍ程度、縦方向寸法５３．９２ｍｍ程度、厚み寸法０．７６ｍｍ程度の大きさを備えている。

図１及び図２に示すように、本実施例のＩＣカード１０は、裏面シート１２、基体シート１４、本発明の一実施例である無線通信媒体用磁性シート１６（以下、単に磁性シート１６という）、及び表面シート１８が順次積層され、且つ熱圧着或いは接着剤等によって相互に固着された状態で構成されている。上記裏面シート１２及び表面シート１８は、例えば所定の文字やデザインの印刷が施された０．１〜０．２ｍｍ程度の厚みの樹脂製の化粧用製外装シートであり、互いに固着された基体シート１４及び磁性シート１６の裏面（下面）及び表面（上面）にそれぞれ貼り着けられている。

上記基体シート１４は、例えば高密度ポリエチレン樹脂等のような可撓性ではあるが比較的剛性の高いシート状樹脂から構成された０．２〜０．４ｍｍ程度の厚みのものであり、その一面（表面）の外周部において、導電体ペーストを用いた印刷配線や、細い銅線等の導電線が所定の矩形パターンに巻回されること等により構成されたループアンテナ２０が固着されている。また、そのループアンテナ２０の端子が接続されたＩＣチップ２２がループアンテナ２０の内周側に固着されている。このループアンテナ２０及びＩＣチップ２２は、通信に使用されるキャリヤ周波数例えば１０乃至３０ＭＨｚ、好適には１０乃至２０ＭＨｚ、国際標準化委員会で規格された帯域に従う場合は１３．５６ＭＨｚで共振するように、そのＬ及びＣが決定されている。この場合、通常、ループアンテナ２０は３乃至４ターンで構成される。

前記磁性シート１６は、軟磁性粉末及びポリマからシート状（平板状）に形成されると共に、上記ＩＣチップ２２を収容するための貫通穴２４を備えて上記基体シート１４の一面に積層されている。この磁性シート１６は、前記ＩＣカード１０の厚みを調整する機能だけでなく、軟磁性粉末を比較的高い割合で含む合成ゴム等のポリマ（結合剤）から成るものであり、軟磁性粉末の合金組成によって比較的高い透磁率を有しているため、ループアンテナ２０に重ねられる結果、通信範囲を好適に改善する機能を有している。

本実施例の磁性シート１６は、前記ＩＣカード１０による通信に好適に用いられる周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率μ（＝μ′＋ｊμ″）の実数部μ′が４０乃至６０、虚数部μ″が２以下とされたものである。前記磁性シート１６が適用されるＩＣカード１０等のシート状無線通信媒体の通信距離を可及的に長くするためには、その磁性シート１６のシート面方向すなわちシート面に平行を成す方向の複素透磁率μの実数部μ′が高く且つ虚数部μ″が低いことが好ましく、そのシート面方向の透磁率の実数部μ′及び虚数部μ″を上記数値範囲内とすることで通信距離が最適化される。

また、前記磁性シート１６は、周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面垂直方向の誘電率ε（＝ε′＋ｊε″）の実数部ε′が５０以下とされたものである。前記磁性シート１６がＩＣカード１０等のシート状無線通信媒体に適用された際の周辺金属部への帯電を低減させるためには、前記磁性シート１６のシート面垂直方向すなわち厚さ方向の誘電率εの実数部ε′を小さくすることが好ましく、その誘電率εの実数部ε′を上記数値範囲内とすることで周辺金属部への帯電が好適に抑制される。

また、前記磁性シート１６は、好適には、周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、−４０乃至６０℃の温度範囲内におけるシート面方向の透磁率μの実数部μ′の変化が１０％以下すなわち±１０％の範囲内とされたものである。前記ＩＣカード１０等の無線通信媒体は一般に−４０乃至６０℃といった比較的広い温度範囲で使用可能に設計されている。このため、斯かる無線通信媒体と一体的に設けられた用いられる前記磁性シート１６もまた−４０乃至６０℃の範囲内における温度変化を前提とすべきであり、斯かる温度範囲における前記磁性シート１６の透磁率μの実数部μ′の変化を上記範囲内とすることで温度変化による前記磁性シート１６の透磁率μの変動、延いてはその磁性シート１６が適用された無線通信媒体のアンテナの共振周波数の変動が好適に抑制される。

また、前記磁性シート１６は、好適には、周波数が３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率μの実数部μ′及び虚数部μ″の変化にそれぞれ少なくとも１つの極大値（ピーク）を有するものである。これは特に、前記磁性シート１６が後述する図５に示すように携帯電話機４０に適用される構成における通信特性の向上に関する。すなわち、前記磁性シート１６が携帯電話機４０に適用される場合、通信周波数が９００ＭＨｚ乃至２ＧＨｚ程度とされるが、斯かる通信周波数を得るために発振周波数３０乃至１００ＭＨｚであるものが逓倍されるため、その３０乃至１００ＭＨｚ付近の周波数の不要輻射ノイズが発生し易く、それらが無線通信媒体のアンテナ回路等に悪影響を及ぼすおそれがある。斯かる不要輻射ノイズの発生を抑制するためには、上記発振周波数３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対するシート面方向の透磁率μの実数部μ′及び虚数部μ″の両方が高いことが好ましく、実数部μ′が高ければ上記不要輻射ノイズを前記磁性シート１６により多く損失（吸収）させることができ、虚数部μ″が高ければその不要輻射ノイズを更に損失させることができる。一方、上述したように前記磁性シート１６は、周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率μの実数部μ′が４０乃至６０、虚数部μ″が２以下とされたものであるため、斯かる周波数帯域（実際の通信に用いられる周波数）においては透磁率μ、特に虚数部μ″が過大となってはならないが、上記発振周波数３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して透磁率μの実数部μ′及び虚数部μ″の変化にそれぞれ少なくとも１つの極大値を有する構成とすることで、無線通信媒体の通信距離を可及的に改善しつつ、不要輻射ノイズの発生を好適に防止できる。

以上に説明したような特性を示す磁性シート１６を得るために、軟磁性粉末の粉末合金成分、粉末特性、及び粉末形状、ポリマの種類及び加工方法等が以下に詳述するように定められる。

すなわち、上記軟磁性粉末は、磁歪ができるだけ小さく、例えば磁歪定数が−１００×１０^-6乃至１００×１０^-6の範囲内である、結晶磁気異方性がない材料を用いるのが好ましい。また、前記磁気シート１６の透磁率μの虚数部μ″を可及的に低くするためには高い飽和磁化を有する材料が好適であり、例えばＦｅ成分、Ｃｏ成分等を多く含む合金が好ましい。斯かる要請から、上記軟磁性粉末としては、Ｆｅ基であって、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｍｏ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金等が好適に用いられる。ここで、添加元素の種類にもよるが例えばＦｅ基であれば添加元素の合計が１６重量％以下の範囲とされるのが好ましい。

また、前記軟磁性粉末の形状を偏平状にすることで、粉末の反磁界を低減させるのが好ましい。偏平度が低いと透磁率μの実数部μ′が低くなる傾向にあり、逆に偏平度が高いと透磁率μの実数部μ′が高くなる傾向にあるが、その実数部μ′の上昇に伴って虚数部μ″も高くなることから、例えばレーザ回折式粒度分布測定で体積平均粒径Ｄ５０が３０〜６０μｍであって、アスペクト比すなわち偏平度（＝長径／厚み）が比較的高く少なくとも１５以上、好適には１５乃至６５の範囲内とされるのが好ましい。また、軟磁性粉末を偏平状に加工すると材料内に加工歪が残るため、材質によっては偏平化処理の後に焼鈍処理を行うのが好ましい。なお、−４０乃至６０℃といった比較的広い温度範囲では、ポリマの膨張・収縮に伴って軟磁性粉末に与える歪が変化するため、磁気特性もそれに応じて影響を受ける。ここで、歪に対して磁気特性が敏感に変化しないようにするため、磁歪のない成分系の選定やある程度歪を残留させておく等、加工法からも調整を行うのが好ましい。

また、上記ポリマとしては、例えば、ジエン系ゴム（スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等）、オレフィン系ゴム（ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−酢酸ビニルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム等）、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム等の合成ゴム或いはエラストマー等、常温硬化状態でも弾性を有する弾性結合剤が用いられる。上記複数種類の合成ゴム或いはエラストマーから選択された２種以上の材料が混合されたものでもよく、必要に応じて、炭酸カルシウム等のフィラーや添加剤が含まれる。

上記ポリマ及び上記軟磁性粉末からシート状の磁性シート１６を形成する方法としては、以下に詳述するように軟磁性粉末とポリマとを機械的に混練した後に圧延してシート化する方法の他に、ポリマを有機溶剤に溶解させて軟磁性粉末を混合・塗料化してシート化する方法等があるが、何れの方法においても磁性シート１６中における軟磁性粉末の割合が５０乃至６５容積％と比較的高くなるように充填することが、シート面方向の透磁率μの実数部μ′を高めるためには好ましい。また、金属粉末の配向性が高くなるとその配向した方向の誘電率εは高くなる傾向にあるため、前記磁性シート１６の厚さ方向の誘電率εを低くするためには、その磁性シート１６のシート化に際して面内方向の配向性を比較的高くするのが好ましい。なお、混練圧延によりシート化する方法では圧延パス数を増加させたり、圧縮率を高めたりすることで偏平状軟磁性粉末が面内方向に配列する。また、溶液塗工によりシート化する方法では、塗工厚さを薄くすることで偏平状軟磁性粉末が面内方向に配列する。

図３は、前記磁性シート１６の製造工程を含むＩＣカード１０の製造工程を説明する図である。図３において、Ｐ１乃至Ｐ５は軟磁性金属粉加工工程に相当し、Ｐ６乃至Ｐ８はシート化工程に相当し、Ｐ９乃至Ｐ１１は組立仕上工程に相当する。

溶融工程Ｐ１では、軟磁性金属である前記Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金等を得るための所定のＦｅ原料、Ｓｉ原料、及びＣｒ原料等が坩堝に投入されて溶融され、溶湯が生成される。金属粉末生成工程Ｐ２では、よく知られた方法により上記溶湯から軟磁性金属粉が生成される。例えば、水アトマイザーを用いて環状ノズルから噴射された噴射水中に溶湯が落下させられることにより粒子化される。図４はその水アトマイザーの要部を説明する図である。図４において、タンデシュ２６の底に設けられた５ｍｍ以下の注湯ノズル径から１７００℃以下の温度の溶融合金ＭＭが流されて細い流れが形成される。そして、その細い流れが通過する環状のノズル２８が設けられ、その細い流れの周囲から溶融合金ＭＭに向かって水が上記ノズル２８から所定の圧力及び水量で吹きつけられ、その水のジェット噴射のエネルギで溶湯ＭＭが粉粒化されて凝固させられる。

続いて、偏平化処理工程Ｐ３では、例えばアトライターボールミルによるアトライタ処理を用いて、上記軟磁性金属粉末がその偏平度（＝長径／厚み）が平均値で１５以上、好適には１５乃至６５の範囲内となるまで偏平粒子化され、例えば体積平均粒径Ｄ５０が３０〜６０μｍ以下のものに適宜分級される。そして、必要に応じて焼鈍工程Ｐ４及び被膜処理工程Ｐ５が行われる。焼鈍工程Ｐ４では所定の特性を得るための焼鈍処理が行われる。被膜処理工程Ｐ５では、必要に応じて例えば酸化膜、燐酸化合物膜等に代表される非良導性被膜が上記軟磁性金属粉末の表面に施される。

次いで、調整工程Ｐ６では、前記磁性シート１６を構成する材料すなわち、上記軟磁性金属粉末、ポリマ（結合剤）が所定の配合割合となるように秤量された後に、よく知られたニーダーを用いて混練され、シート原料となるコンパウンドが調整される。シート化工程Ｐ７では、そのコンパウンドが分出し圧延（粗圧延）された後で、さらにカレンダー圧延（精密圧延）されることにより、例えば５００μｍ程度の厚さのシート状に圧延され、ロール状に巻回される。架橋工程Ｐ８では、加熱ローラ等による熱プレスを用いて圧縮され且つ加熱されることにより、シートに含まれる結合剤の架橋処理が行われて磁性シート１６が得られる。

続くラミネート工程Ｐ９では、上記磁性シート１６に加えて、他の工程で得られた裏面シート１２、基体シート１４、及び表面シート１８が図１に示す順序で積層され、且つ必要に応じて加熱された状態で、加圧ロータ等のよく知られた加圧装置により押圧されることにより相互に圧着或いは接着され、適当な長さのシート状に切断される。打抜工程Ｐ１０では、図１に示すカード状となるように打抜き用金型を用いて所定の寸法に打ち抜かれる。そして、検査工程Ｐ１１において種々の項目の検査が行われることにより、ＩＣカード１０が得られる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図５は、電子情報端末或いは電子機器の一例である携帯電話機４０に前記磁性シート１６が用いられた例を示すために、その携帯電話機４０の構成を説明する斜視図である。図５では、携帯電話機４０の裏面カバー４２が取り外され、内部に密着状態で順次積層された状態で収容されているバッテリ金属ケース４４、磁性シート１６、及びシート状無線通信媒体であるＲＦＩＤタグ４６を分離させた状態で示している。ＲＦＩＤタグ４６は、ループアンテナ４８及びそれに接続されたＩＣチップ５０を備え、例えば図示しない質問器から発信されたキャリヤ周波数が１３．５６ＭＨｚ帯の質問波を受信すると同時に、所定の返信信号で変調した応答波を返信する。

図６は、前記磁性シート１６が外側に重ねられた状態で適用される例を示す図である。図６において、シート状無線通信媒体であるＩＣカード５２は、前記ＩＣカード１０に対して磁性シート１６が内部に備えられていない点の他は同様に構成されている。このＩＣカード５２の裏面には、磁性シート１６と必要に応じて金属板５４とが重ねられた状態で利用される。

以下、本発明者が磁性シート１６の透磁率μ及び誘電率ε等と無線通信媒体の通信距離との関係を確認するために行った実験例を説明する。本実験では、以下に示す偏平化処理条件で偏平化された図１１に示すように３種類の材質（試験粉末）を用い、軟磁性粉末の偏平度や配合比率（容積％）をそれぞれ所定の値として以下に示す条件でシート化処理し、図７に示すように平面部表面積Ａ＝３８．５ｍｍ²、厚さｔ＝５００μｍである円板状の１１種類の試験片（磁性シート）を作成して、以下に示す条件でその特性を評価した。図１１は、その評価結果を示している。

［偏平化処理条件］
・アトライタ処理

［焼鈍処理条件］
・窒素雰囲気
・５００℃乃至８００℃にて２時間

［シート化処理条件］
・ニーダー混練後に分出圧延し、５００μｍの厚みまでカレンダー圧延した後に熱加硫プレス。
・配合 試料No.1〜No.7、No.9〜No.11：塩化ポリエチレン（ＣＰＥ）
試料No.8：アクリルゴム（ＡＣＭ）
・金属量：４２〜５７vol.％

［シート面方向の透磁率μ′、μ″測定］
・偏平粉をゴムシート化後に、ヒューレットパッカード社製インピーダンスアナライザ「ＨＰ４２９１Ａ（１００ｋＨｚ〜５０ＭＨｚ）」又はインピーダンスマテリアルアナライザ「ＨＰ４２９１Ｂ（５０ＭＨｚ以上）」を用いて、周波数１３．５６ＭＨｚでの透磁率の実数部μ′及び虚数部μ″をそれぞれ測定。また、周波数を変化させた際、透磁率の実数部μ′及び虚数部μ″がそれぞれピーク（極大値）をとる周波数（ＭＨｚ）を測定。
・本測定に用いた測定システムは、「ＨＰ４２９１Ｂ」の高周波Ｉ−Ｖ法による高精度インピーダンス測定機能を有しており、容量法により環状（トロイダル）の磁性材料の複素比透磁率μ（＝μ′＋ｊμ″）を測定することができる。この測定システムによる環状試料ＴＰの測定における透磁率測定信号の流れを図８に示す。なお、本測定システムにより測定可能な周波数は５〜１０００ＭＨｚである。

［シート面垂直方向の誘電率ε′測定］
・ヒューレットパッカード社製テストフィクスチャ「ＨＰ１６４５３Ａ」を使用し、インピーダンスマテリアルアナライザ「ＨＰ４２９１Ｂ」を用いて、周波数１３．５６ＭＨｚでの誘電率の実数部ε′を測定。
・本測定に用いた測定システムは、「ＨＰ４２９１Ａ」の高周波Ｉ−Ｖ法による高精度インピーダンス測定機能を有しており、容量法によって５ＭＨｚ〜１．０ＧＨｚまでの誘電率測定を行うことができる。測定可能な試料は厚さ寸法ｔ＝３ｍｍ以下のシート状材料であり、径寸法Ｄ＝２０ｍｍφ程度の円板状試料や一辺２０ｍｍ程度の正方形板状試料が最適である。この測定システムでは、図９に示すように誘電材料測定電極の２つの電極ＥＬ１（スプリングＳＰを内包）、ＥＬ２に試料ＴＰを挟んで測定するため、試料の電極付け等の特別な加工を必要としない。試料を電極で挟むことにより形成されたコンデンサに対するアドミタンスが測定され、次の（１）式から複素誘電率ε（＝ε′＋ｊε″）が算出される。この（１）式において、Ｙｍはアドミタンス値、ε₀は空気中の誘電率、ｔ及びＡは図７に示す試料ＴＰの厚さ寸法及び平面部表面積である。

ε＝ε′−ｊε″＝Ｙｍ・（ｔ／ｊｗε₀Ａ） ・・・（１）

［温度特性試験］
・ヒューレットパッカード社製プレシジョンインピーダンスアナライザ「ＨＰ４２９４Ａ」を用いて下記の測定を行った。
・図８に示すような環状試料に１ターンのコイルを巻回した試験片をシリコンオイルを入れたビーカー中に浸漬させ、そのビーカーの周囲をヒータ又はドライアイスにより−４０℃から６０℃まで変化させた際のコイルのインダクタンス変化から、周波数１３．５６ＭＨｚでの透磁率μの実数部μ′の変動を測定。

［実機試験（通信距離試験）］
・ソニー社製のフェリカリーダライタ評価キット「ＲＣ−Ｓ４４０Ｃ」を用い、図１０に示すようにＩＣカード５２と金属板５４との間に試料である磁性シート１６を介挿した状態でそのＩＣカード５２とリーダ／ライタ３４のアンテナ３０との間で通信を行い、通信回数１００回中９９回以上正常応答できるときの最長距離を通信距離とした。上記の状態は、前述のＩＣカード１０の表面側を金属板５４に接触させた状態と等価である。

図１１に示すように、No.2、No.4、No.7、No.8の試料は、何れも本発明の一実施例（最適材）であり、周波数が１３．５６ＭＨｚの電磁波に対して、シート面方向の透磁率の実数部μ′が４０乃至６０、虚数部μ″が２以下、シート面垂直方向の誘電率の実数部ε′が５０以下である。また、周波数１３．５６ＭＨｚの電磁波に対して、−４０乃至６０℃の温度範囲内におけるシート面方向の透磁率の実数部μ′の変化が１０％以下である。また、シート面方向の透磁率μの実数部μ′及びμ″それぞれが周波数３０乃至１００ＭＨｚの範囲内でピーク（極大値）をとっている。これらの試料では、無線通信媒体に適用した場合の通信距離が何れも１０５ｍｍ以上といった比較的長い値を示し、その通信距離特性を可及的に改善していることがわかる。また、図１１には示していないが、これら最適材では顕著な不要輻射ノイズ改善効果が得られる。

他方、No.1の試料は、周波数が１３．５６ＭＨｚの電磁波に対して、シート面方向の透磁率の実数部μ′が３４．０であり上記最適材に比べて小さく、前記好適な数値範囲４０乃至６０内の値をとらない。また、No.3の試料は、シート面方向の透磁率μの虚数部μ″が４．４であり上記最適材に比べて大きく、前記好適な数値範囲２以下の値をとらないことに加え、シート面方向の透磁率μの実数部μ′及び虚数部μ″が何れも周波数３０乃至１００ＭＨｚの範囲内でピークを有しない。また、No.5の試料は、シート面方向の透磁率の実数部μ′が６４．２であり上記最適材に比べて大きく、前記好適な数値範囲４０乃至６０内の値をとらないことに加え、虚数部μ″が６．７であり上記最適材に比べて大きく、前記好適な数値範囲２以下の値をとらない。更に、シート面方向の透磁率μの実数部μ′及び虚数部μ″が何れも周波数３０乃至１００ＭＨｚの範囲内でピークを有しない。また、No.6の試料は、シート面垂直方向の誘電率の実数部ε′が６７であり上記最適材に比べて大きく、前記好適な数値範囲５０以下の値をとらない。斯かるNo.1、No.3、No.5、No.6の試料（従来材）では、無線通信媒体に適用した場合の通信距離が何れも９５ｍｍ以下であり、上記最適材に比べて通信距離特性の改善効果が薄いことがわかる。

また、No.9の試料は、周波数１３．５６ＭＨｚの電磁波に対して、−４０乃至６０℃の温度範囲内におけるシート面方向の透磁率の実数部μ′の変化が１０％を超えている。また、No.10の試料は、シート面方向の透磁率μの虚数部μ″が周波数３０乃至１００ＭＨｚの範囲内でピークを有しない。また、No.11の試料は、シート面方向の透磁率μの実数部μ′が周波数３０乃至１００ＭＨｚの範囲内でピークを有しない。斯かるNo.9、No.10、No.11の試料（改善材）は、何れも本発明の一実施例であり、周波数が１３．５６ＭＨｚの電磁波に対して、シート面方向の透磁率の実数部μ′が４０乃至６０、虚数部μ″が２以下、シート面垂直方向の誘電率の実数部ε′が５０以下の条件を満たすものであって、無線通信媒体に適用した場合の通信距離が何れも１００ｍｍ以上といった比較的長い値を示し、上記従来材に比べてその通信距離特性を可及的に改善していることがわかる。

このように、本実施例によれば、周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率μの実数部μ′が４０乃至６０、虚数部μ″が２以下、シート面垂直方向の誘電率εの実数部ε′が５０以下であることから、無線通信媒体であるＩＣカード１０等による通信に好適に用いられる周波数帯域において周辺金属への帯電を抑制でき、延いては何らかの電気的刺激があっても無線通信媒体のアンテナの共振周波数の変動を好適に防ぐことができる。すなわち、周辺金属による影響を低減して通信距離を可及的に改善する磁性シート１６を提供することができる。

また、前記磁性シート１６は、周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、−４０乃至６０℃の温度範囲内におけるシート面方向の透磁率μの実数部μ′の変化が１０％以下であるため、温度変化によらず安定的に無線通信媒体の通信距離を改善することができる。

また、前記磁性シート１６は、周波数が３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率μの実数部μ′の変化に少なくとも１つの極大値を有するものであるため、特に携帯電話機４０に適用される無線通信媒体と一体的に設けられて用いられる際に、不要輻射ノイズの影響を好適に抑制することができる。

また、前記磁性シート１６は、周波数が３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率μの虚数部μ″の変化に少なくとも１つの極大値を有するものであるため、特に携帯電話機４０に適用される無線通信媒体と一体的に設けられて用いられる際に、不要輻射ノイズの影響を好適に抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例において、結合剤としてゴム或いはエラストマーが用いられていたが、ナイロン、ポリフェニレン、サイファイド、エポキシ樹脂、ハロゲンフリーの塩素化ポリエチレン樹脂が用いられてもよい。また、その結合剤には、必要に応じて、ガラス繊維、セラミックス繊維などの繊維により繊維強化されてもよい。

また、前述の金属粉末生成工程Ｐ２において、水アトマイザーが用いられていたが、必ずしも水が用いられなくてもよく、油等の水以外の冷却流体が用いられてもよい。

また、前述のシート化工程Ｐ７では、分出圧延およびカレンダー圧延が用いられることによりコンパウンドがシート形状とされていたが、そのコンパウンドに換えて、流動性の塗料が生成され、その塗料がドクターブレード法或いはプレス法によりシート化されてもよい。

また、前述の実施例の磁性シート１６は、ＩＣカード１０内において一体的に基体シート１４と積層されていたが、ＩＣカード１０とは別体で、単体でそのＩＣカード１０等に重ねて使用することが可能である。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明の一実施例の磁性シートを含むＩＣカードを、その一部を剥がした状態で示す斜視図である。 図１の実施例のＩＣカードの要部を拡大して示す断面図である。 図１の実施例のＩＣカードの製造工程を説明する工程図である。 図３の金属粉末生成工程において用いられる水アトマイザーの原理を説明する斜視図である。 本発明の一実施例の磁性シートを含む携帯電話機をその裏面カバーを取り外して示す斜視図である。 本発明の一実施例の磁性シートがＩＣカードの外側に適用された例を示す図である。 本発明の磁性シートの性能を評価するための試験に用いられる試料を例示する図である。 本発明の磁性シートの性能を評価するための試験における複素比透磁率の測定を説明する図である。 本発明の磁性シートの性能を評価するための試験における複素比誘電率の測定を説明する図である。 本発明の磁性シートの性能を評価するために、通信範囲の測定に用いられる装置の配置を説明する図である。 本発明の磁性シートの性能を評価するために本発明者が行った試験における各試料の特性及び評価結果を示す図表である。

符号の説明

１０、５２：ＩＣカード（無線通信媒体）
１６：磁性シート
４６：ＲＦＩＤタグ（無線通信媒体）

Claims (4)

1. 軟磁性粉末及びポリマからシート状に形成され、シート状の無線通信媒体と一体的に設けられて用いられる無線通信媒体用磁性シートであって、
   周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率の実数部が４０乃至６０、虚数部が２以下、シート面垂直方向の誘電率の実数部が５０以下であることを特徴とする無線通信媒体用磁性シート。
2. 周波数が１２乃至１４ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、−４０乃至６０℃の温度範囲内におけるシート面方向の透磁率の実数部の変化が１０％以下である請求項１の無線通信媒体用磁性シート。
3. 周波数が３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率の実数部の変化に少なくとも１つの極大値を有するものである請求項１又は２の無線通信媒体用磁性シート。
4. 周波数が３０乃至１００ＭＨｚの範囲内の電磁波に対して、シート面方向の透磁率の虚数部の変化に少なくとも１つの極大値を有するものである請求項１から３の何れかの無線通信媒体用磁性シート。

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