JP2010050254A - 磁性シートの製造方法、磁性シートおよび磁性シートの製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の磁性シートを組み合わせることなく、１枚の磁性シートで相反する２つの特性を有することができる磁性シートの製造方法等を提供する。
【解決手段】本発明の磁性シートの製造方法は、スラリーシート形成工程、局所磁場印加工程、スラリー硬化工程を備える。局所磁場印加工程は、スラリーシート５の一部の領域Ａ２に対して所定の方向から磁場を局所印加し、その一部の領域Ａ２に存在する軟磁性金属扁平粉末の配向のみを所定の方向に揃えることにより、磁性シートの一部の領域Ａ２の磁性特性を他の領域Ａ１の磁性特性と異ならせる。
【選択図】図５
【解決手段】本発明の磁性シートの製造方法は、スラリーシート形成工程、局所磁場印加工程、スラリー硬化工程を備える。局所磁場印加工程は、スラリーシート５の一部の領域Ａ２に対して所定の方向から磁場を局所印加し、その一部の領域Ａ２に存在する軟磁性金属扁平粉末の配向のみを所定の方向に揃えることにより、磁性シートの一部の領域Ａ２の磁性特性を他の領域Ａ１の磁性特性と異ならせる。
【選択図】図５
Description
本発明は、磁性シートの製造方法、磁性シートおよび磁性シートの製造装置に係り、特に、ノイズ抑制シートとして好適に利用できる磁性シートの製造方法、磁性シートおよび磁性シートの製造装置に関する。
一般的に、磁性シートは、軟質または硬質の結着材シートの内部または表面に磁性材料が配合されたシート材を意味し、高周波機器の分野においては主に放射ノイズの抑制を目的として用いられている。
従来の磁性シートは、その一例として、スラリー形成工程、配向調整工程、スラリーシート硬化工程の３つの主工程を経て製造される。初期工程となるスラリー形成工程においては、扁平状の磁性材料を液体結着材に混合してスラリーを形成する。扁平状の磁性材料としては、主に、軟磁性金属扁平粉末が選択される。この段階においては、扁平状の磁性材料の配向は一方向に揃っていない。次に、中間工程となる配向調整工程においては、スラリーの全域を圧延し、スラリーシートを形成する。磁性材料が扁平状であるため、圧延されたスラリーシートに混合された磁性材料に加わる圧力を逃がすように磁性材料が移動し、その面内方向（面の法線との直交方向）が圧延方向と平行になる。その結果、スラリーシートの全域において磁性材料の配向が一致する。そして、最終工程となるスラリー硬化工程においては、磁性材料の配向を一致させたスラリーシートを硬化させる。以上の工程を経ることにより、所望の磁性シートが得られる（特許文献１を参照）。
なお、上記の配向調整工程においては、スラリーをシート状にした後そのスラリーシートの全域においてその面内方向に磁場を印加することにより、磁性材料の配向を一致させてもよい（特許文献２を参照）。
しかしながら、上記の配向調整工程におけるスラリーのシート加工またはスラリーシート全域への磁場印加により磁性材料の配向を調整すると、磁性材料の配向が磁性シートの全域において一致するため、磁性シートの一部の領域において磁性材料の配向を部分的に変更することが困難となり、磁性シートの特性を局所的に変えることができないという問題があった。
例えば、上記のように磁性シートの面内方向と磁性材料の面内方向とを平行にした磁性シート（磁性材料が横向きに配列された磁性シート）は高透磁率を有し、また、磁性シートの法線方向と磁性材料の法線方向とを直交させた磁性シート（磁性材料が縦向きに配列された磁性シート）は高誘電率を有するので、磁性材料の配向が磁性シートの全域において一致した磁性シートは、高透磁率または高誘電率の一方の特性しか得ることができない。
通常、上記問題に対処するためには、複数の磁性シートを接合することにより各層によって磁性材料の配向が異なる１枚の２層式磁性シートを製造することになるのだが、このような２層式磁性シートは接合面の強度不足、困難な接合位置あわせ、磁性シートの厚み増加といった問題を生じるおそれがある。
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、複数の磁性シートを組み合わせることなく、１枚の磁性シートで相反する２つの特性を有することができる磁性シートの製造方法、磁性シートおよび磁性シートの製造装置を提供することを本発明の目的としている。
前述した目的を達成するため、本発明の磁性シートの製造方法は、その第１の態様として、軟磁性金属扁平粉末を結着材に混合してスラリーを形成し、スラリーをシート状に加工してスラリーシートを形成するスラリーシート形成工程と、広げたスラリーシートの一部の領域に対して所定の方向から磁場を局所印加することにより、スラリーシートに混合されたすべての軟磁性金属扁平粉末のうち一部の領域に存在する軟磁性金属扁平粉末の配向のみを所定の方向に揃える局所磁場印加工程と、局所磁場印加工程後にスラリーシートを硬化させて磁性シートを形成するスラリー硬化工程とを備えていることを特徴としている。
本発明の第１の態様の磁性シートの製造方法によれば、スラリーシートの一部の領域における軟磁性金属扁平粉末の配向に基づいて、磁性シートの磁性特性が局所的に変化した磁性シートを製造することができる。
本発明の第２の態様の磁性シートの製造方法は、第１の態様の磁性シートの製造方法において、スラリーシート形成工程後であって局所磁場印加工程前において、広げたスラリーシートの全域に対して所定の方向に磁場を印加することにより、スラリーシートに混合されたすべての軟磁性金属扁平粉末の配向を所定の方向に揃える全体磁場印加工程を備えていることを特徴としている。
本発明の第２の態様の磁性シートの製造方法によれば、軟磁性金属扁平粉末の配向が磁性シートの一部の領域とその他の領域（全域）とで異なるので、磁性シートの磁性特性に二方向性をもたせた磁性シートを製造することができる。
本発明の第３の態様の磁性シートの製造方法は、第２の態様の磁性シートの製造方法において、全体磁場印加工程における磁場の印加方向は、広げたスラリーシートの面内方向と平行であり、局所磁場印加工程における磁場の印加方向は、広げたスラリーシートの厚さ方向と平行であることを特徴としている。
本発明の第３の態様の磁性シートの製造方法によれば、磁性金属扁平粉末の配向が磁性シートの一部の領域とその他の領域（全域）とで直交しているので、磁性特性において相反する２つの特性をもつ磁性シート、具体的には、ノイズ抑制特性に優れた磁性シートに対して相反特性となる高誘電性を局所的に付加した磁性シートを製造することができる。
本発明の第４の態様の磁性シートの製造方法は、第３の態様の磁性シートの製造方法において、全体磁場印加工程においては、通電された第１の空芯コイルの中心軸方向とスラリーシートの面内方向とが平行になるように第１の空芯コイルの内部にスラリーシートを通過させることにより、スラリーシートの全域に対してスラリーシートの面内方向と平行方向に磁場を印加し、局所磁場印加工程においては、通電された第２のコイルの中心軸方向とスラリーシートの厚さ方向とが平行であって第２のコイルの中心軸方向とスラリーシートの面内方向とが直交するように第２のコイルの端部周辺または内部にスラリーシートを通過させることにより、スラリーシートの厚さ方向と平行に磁場を印加することを特徴としている。
本発明の第４の態様の磁性シートの製造方法によれば、第１の空芯コイルの内部通過により軟磁性金属扁平粉末の配向全体を容易に変更することができるとともに、第２のコイルの端部周辺または内部の通過により軟磁性金属扁平粉末の配向を容易に局所変更することができる。
本発明の第５の態様の磁性シートの製造方法は、第４の態様の磁性シートの製造方法において、第２のコイルは、同一軸上の２箇所において１本の金属線を同一方向に巻回することにより直列配置された２連コイルであり、局所磁場印加工程においては、第２のコイルの内部であってその連結領域にスラリーシートを通過させることを特徴としている。
本発明の第５の態様の磁性シートの製造方法によれば、２連コイル状の第２のコイルの内部に通過する直線性の高い磁力線を磁性シートに通過させることができるので、スラリーシートの一部の領域における軟磁性金属扁平粉末の配向性を高めることができる。
本発明の第６の態様の磁性シートの製造方法は、第１から第５のいずれか１の態様の磁性シートの製造方法において、軟磁性金属扁平粉末は、アモルファス金属または金属ガラスの扁平粉末であることを特徴としている。
本発明の第６の態様の磁性シートの製造方法によれば、優れたノイズ抑制特性に局所的な高誘電性を両立させた磁性シートを製造することができる。
また、本発明の磁性シートは、その第１の態様として、軟磁性金属扁平粉末を結着材に混合して得たスラリーをシート状にしたスラリーシートを硬化することにより形成される磁性シートであって、軟磁性金属扁平粉末の法線方向は、磁性シートの一部の領域において磁性シートの厚さ方向と直交して配置されているとともに、一部の領域を除いた磁性シートの全域において磁性シートの厚さ方向と平行に配置されていることを特徴としている。
本発明の第１の態様の磁性シートによれば、軟磁性金属扁平粉末の配向が磁性シートの一部の領域とその他の領域（全域）とで直交しているので、磁性シートの磁性特性において相反する２つの特性をもたせること、具体的には、ノイズ抑制特性に優れた磁性シートに対して相反特性となる高誘電性を局所的に付加することができる。
また、本発明の磁性シートの製造装置は、その第１の態様として、軟磁性金属扁平粉末を結着材に混合したスラリーが載置される長尺フィルムと、長尺フィルムを移動させるフィルム移動装置と、長尺フィルム上に載置されたスラリーをシート状に加工するスラリーシート加工装置と、長尺フィルムの移動方向を中心軸方向とし、長尺フィルムが内部を通過するように配置される第１の空芯コイルと、長尺フィルムの厚さ方向を中心軸方向とし、第１の空芯コイルよりも長尺フィルムの移動方向の下流側において長尺フィルムが端部周辺または内部を通過するように配置される第２のコイルとを備えているとともに、第１の空芯コイルは、長尺フィルムに載置されたスラリーシートが第１の空芯コイルの内部を通過中に通電することにより、スラリーシートの全域に対してスラリーシートの移動方向と平行に磁場を印加し、第２のコイルは、第１の空芯コイルの内部を通過したスラリーシートが第２のコイルの端部周辺または内部を通過中に通電することにより、スラリーシートの厚さ方向と平行に磁場を印加することを特徴としている。
本発明の第１の態様の磁性シートの製造方法によれば、軟磁性金属扁平粉末の配向が磁性シートの一部の領域とその他の領域（全域）とで直交しているので、磁性特性において相反する２つの特性をもつ磁性シート、具体的には、ノイズ抑制特性に優れた磁性シートに対して相反特性となる高誘電性を局所的に付加した磁性シートを製造することができる。
本発明の第２の態様の磁性シートの製造装置は、第１の態様の磁性シートの製造装置において、第２のコイルは、同一軸上の２箇所において１本の金属線を同一方向に巻回することにより直列配置された２連コイルであり、第２のコイルの内部であってその連結領域にスラリーシートを通過させることを特徴としている。
本発明の第２の態様の磁性シートの製造装置によれば、２連コイル状の第２のコイルの内部に通過する直線性の高い磁力線を磁性シートに通過させることができるので、スラリーシートの一部の領域における軟磁性金属扁平粉末の配向性を高めることができる。
本発明の磁性シートの製造方法、磁性シートおよび磁性シートの製造装置によれば、磁性シートの内部に配合された軟磁性金属扁平粉末の配向を部分変化させて磁性シートの磁性特性を局所的に変化させているので、複数の磁性シートを組み合わせることなく１枚の磁性シートで相反する２つの特性を有することができるという効果を奏する。
以下、図を用いて、本発明の磁性シート、磁性シートの製造装置および磁性シートの製造方法をその一実施形態により説明する。
本実施形態の磁性シートは、軟磁性金属扁平粉末および結着材を含有したスラリーを、ドクターブレード法または軟磁性金属扁平粉末を結着材に噴射するコーテイング法によりシート加工し、磁場を印加した後に熱加圧によりシート硬化することにより得られる。
軟磁性金属としては、非晶質相を主相とするアモルファス金属やガラス転移を示す金属ガラス合金、特にＦｅ基金属ガラス合金を用いることが好ましい。Ｆｅ基金属ガラス合金の組成としては、一例として、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ（Ｍ：Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選ばれる１種または２種以上の元素）を用いることができる。この組成比を示すｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔは、０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％である。また、他の一例としては、従来から用いられているＦｅ−Ａｌ−Ｇａ−Ｃ−Ｐ−Ｓｉ−Ｂ系合金やその他のＦｅ基以外の組成の金属ガラス合金をも用いることができる。
軟磁性金属に金属ガラス合金を用いる場合、はじめに、所望する組成の金属ガラス合金溶湯を液体急冷法により急冷して得られた合金薄帯を粉砕するか、あるいは、水アトマイズ法もしくはガスアトマイズ法により得られた球状粒子をアトライタ等により機械的に粉砕することにより、金属ガラス合金の扁平粉末を得る。得られた金属ガラス合金については内部応力の緩和を目的として必要に応じて熱処理することが好ましい。熱処理温度Ｔａはキュリー温度Ｔｃ以上ガラス遷移温度Ｔｇ以下の範囲であることが好ましい。
軟磁性金属扁平粉末のアスペクト比（長径／厚さ）は、２．５以上が好ましく、１２以上がより好ましい。軟磁性金属扁平粉末のアスペクト比が２．５以上の場合、磁性シートの虚数透磁率μ”は１０以上となる。また、そのアスペクト比が１２以上の場合、磁性シートの虚数透磁率μ”は１５以上となる。なお、軟磁性金属扁平粉末のアスペクト比が高いほど磁性シートの圧縮形成時に軟磁性金属扁平粉末が配向してＧＨｚ帯域の虚数透磁率μ”が高くなるために電波吸収特性が向上するが、現在の製造技術のレベルからアスペクト比の上限は２５０程度である。
また、Ｆｅ基金属ガラス合金としては、ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ＞２５Ｋ（ΔＴｘ：過冷却液体の温度間隔、Ｔｘ：結晶化開始温度、Ｔｇ：ガラス遷移温度）の式を満たすものが好ましい。前述の式を満たすＦｅ基金属ガラス合金は、軟磁気特性に優れており、磁性シートの虚数透磁率μ”が１０以上、場合によっては１５以上となり、ＧＨｚ帯域での電磁波抑制効果が向上し、高周波ノイズを効果的に抑制する。
結着材としては、シリコーン樹脂等の耐熱性樹脂やポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。ここで、磁性シートには、軟磁性金属扁平粉末や結着材の他に、キシレン、トルエン、イソプロピルアルコールなどの分散媒やステアリン酸塩からなる潤滑剤が添加されていてもよい。
磁性シートにおける軟磁性金属扁平粉末の含有率としては、軟磁性金属扁平粉末に金属ガラス合金を用いる場合、４１体積％以上８３体積％以下の範囲であることが好ましい。軟磁性金属扁平粉末の含有率が４１体積％以上あれば、磁性シートの虚数透磁率μ”が１０以上になるので、ノイズ抑制効果が有効に発揮される。また、その含有率が８３体積％以下であれば、隣位する軟磁性金属扁平粉末同士が接触することがなくなるので、磁性シートのインピーダンス低下を有効に防止する。
磁性シートの厚みｔは、磁性シートの熱加圧前において２５μｍ以上４４０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。熱加圧前の磁性シートの厚みｔが２５μｍ以上４４０μｍ以下の範囲であれば、磁性シートの虚数透磁率μ”が１０以上になる。なお、熱加圧前の磁性シートの厚みｔが５５μｍ以上４００μｍ以下の範囲であれば、虚数透磁率μ”が１５以上になる。
図１は磁性シート１を示す平面図であり、図２は軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２および法線方向Ｈ２を示す正面図であり、図３は図１の３−３矢視断面図である。ここで、軟磁性金属扁平粉末２の配向については、図１に示すように、磁性シート１の一部の領域Ａ２に混合された軟磁性金属扁平粉末２とその他の領域（全域）Ａ１に混合された軟磁性金属扁平粉末２とにおいて異なる。図２に示すように、軟磁性金属扁平粉末２の法線方向Ｈ２を規定すると、磁性シート１の一部の領域Ａ２においては、図３に示すように、軟磁性金属扁平粉末２の法線方向Ｈ２が磁性シート１の厚さ方向Ｈ１と直交し、かつ、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２が磁性シート１の厚さ方向Ｈ１と平行に配置されている。それに対し、一部の領域Ａ２を除いた磁性シート１の全域Ａ１においては、軟磁性金属扁平粉末２の法線方向Ｈ２が磁性シート１の厚さ方向Ｈ１と平行に、かつ、かつ、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２が磁性シート１の面内方向ＰＤ１と平行に配置されている。
次に、図４および図５を用いて、本実施形態の磁性シート１の製造装置１１を説明する。
本実施形態の磁性シート１の製造装置１１は、長尺フィルム１３、フィルム移動装置１２、スラリーシート加工装置１４、第１の空芯コイル１５および第２のコイル１６を備えている。
長尺フィルム１３は、ＰＥＴフィルムを長尺状に形成したものである。この長尺フィルム１３の表面には、ディスペンサ１７から供給されるスラリー４が載置される。
フィルム移動装置１２とは長尺フィルム１３を移動させる手段であり、種々の機構が考えられる。本実施形態のフィルム移動装置１２においては、複数の大小異なる搬送ロール１２ａをフィルム移動経路に配置してなる。
スラリーシート加工装置１４は、長尺フィルム１３上に載置されたスラリー４をシート状に加工する。スラリー４からスラリーシート５を形成する方法は前述した通り種々のパターンが考えられるが、本実施形態においては、主として、ドクターブレード１８および圧延ローラ１９を用いてシート加工している。ドクターブレード１８は、長尺フィルム１３上に塗布されたスラリー４を均一の厚さに整えるものであり、スラリーシート５の幅（長尺フィルム１３の面内方向であって移動方向ＦＤと直交方向）よりも長く設定されている。また、圧延ローラ１９は、所望の厚さ、例えば前述した通り２５μｍ以上４４０μｍ以下の範囲に圧延するようにドクターブレード１８の下流側に配置されている。
第１の空芯コイル１５としては、直径もしくは長径が長尺フィルム１３の幅（長尺フィルム１３の長手方向（長尺方向）と直交する方向）よりも大きな円形もしくは楕円形のコイルが選択されている。この第１の空芯コイル１５は、図４および図５に示すように、長尺フィルム１３の移動方向ＦＤを中心軸方向と一致させ、長尺フィルム１３が第１の空芯コイル１５の内部を通過するように配置されている。また、第１の空芯コイル１５の通電方向は、第１の空芯コイル１５が発生する磁界の向きが長尺フィルム１３の移動方向ＦＤと同一または平行になる方向である。
それに対し、第２のコイル１６としては、スラリーシート５において軟磁性金属扁平粉末２の配向を他の領域と異ならせる一部の領域Ａ２の大きさと直径もしくは長径の大きさが等しい円形もしくは楕円形のコイルが選択されている。図４および図５に示すように、この第２のコイル１６は、空芯コイルであっても鉄芯コイルのいずれであっても良い。また、第２のコイル１６の内部に長尺フィルム１３を通過させるため、本実施形態の第２のコイル１６としては、図４および図５に示すように、２個のコイル１６ａ、１６ｂが一本の金属線を用いて巻回されたような形状の２連コイル１６ａ、１６ｂが選択されている。この２連コイル１６ａ、１６ｂは、同一軸上に直列配置されており、各々の金属線の巻回方向は同一方向である。
この第２のコイル１６は、第１の空芯コイル１５よりも長尺フィルム１３の移動方向ＦＤの下流側に配置されており、かつ、長尺フィルム１３の厚さ方向ｈを中心軸方向として長尺フィルム１３が第２のコイル１６の内部（２連コイル形状の第２のコイル１６にあっては連結領域）を通過するように配置されている。第１の空芯コイル１５と第２のコイル１６との配置間距離としては、一方のコイルの磁場が他方のコイルの磁場に悪影響を及ぼさない程度の距離に設定する。第２のコイル１６の通電方向は、第２のコイル１６が発生する磁界の向きが長尺フィルム１３の厚さ方向ｈと同一または平行になる方向である。
なお、特に図示はしないが、本実施形態の磁性シート１の製造装置１１については、スラリーシート５が第２のコイル１６を通過した後、スラリーシート５を所望の大きさに切断する切断装置や、スラリーシート５を熱硬化させるスラリーシート硬化装置が設置されている。
次に、本実施形態の磁性シート１の製造装置１１を用いて、本実施形態の磁性シート１の製造方法を説明する。本実施形態の磁性シート１の製造方法は、スラリーシート形成工程、全体磁場印加工程、局所磁場印加工程およびスラリー硬化工程を備えている。
第１工程となるスラリーシート形成工程においては、始めに、軟磁性金属扁平粉末２を結着材（図３を参照）３に混合してスラリー４を形成する。次に、そのスラリー４をシート状に加工してスラリーシート５を形成する。本実施形態の磁性シート１の製造装置１１を用いる場合、図４に示すように、スラリー４を投入したディスペンサ１７から長尺フィルム１３上にスラリー４を塗布し、塗布されたスラリー４がドクターブレード１８および圧延ローラ１９によって一定の厚みをもったスラリーシート５に加工される。
第２工程となる全体磁場印加工程においては、広げたスラリーシート５の全域Ａ１に対して所定の方向に磁場を印加する。軟磁性金属扁平粉末２に対して所定の方向に磁場が印加された場合、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２が磁場印加方向と平行になるので、スラリーシート５に混合されたすべての軟磁性金属扁平粉末２の配向が所定の方向に揃う。本実施形態の磁性シート１の製造装置１１を用いる場合、図４および図５に示すように、第１の空芯コイル１５がスラリーシート５の全域Ａ１に対して所定の方向に磁場を印加する。第１の空芯コイル１５は、その中心軸方向とスラリーシート５の面内方向ＰＤ１とを平行にしながら第１の空芯コイル１５の内部にスラリーシート５が通過するように配置されている。これにより、第１の空芯コイル１５による磁場の印加方向が広げたスラリーシート５の面内方向ＰＤ１と平行になるので、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２がスラリーシート５の面内方向ＰＤ１と平行になる方向に軟磁性金属扁平粉末２の配向が揃う。
なお、全体磁場印加工程については、前工程となるスラリーシート形成工程においてスラリーシート５の全域Ａ１における軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２が圧延によってスラリーシート５の面内方向ＰＤ１と平行になることが期待できる場合、本実施形態の磁性シート１の製造方法から全体磁場印加工程を省略し、スラリーシート形成工程、局所磁場印加工程およびスラリー硬化工程から本実施形態の磁性シート１の製造方法が成り立っていても良い。
第３工程となる局所磁場印加工程においては、全体磁場印加工程後において、広げたスラリーシート５の一部の領域Ａ２に対して所定の方向から磁場を局所印加する。前述した通り、軟磁性金属扁平粉末２に対して所定の方向に磁場が印加された場合、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２が磁場印加方向と平行になるので、スラリーシート５に混合されたすべての軟磁性金属扁平粉末２のうち、磁場が局所的に印加された一部の領域Ａ２に存在する軟磁性金属扁平粉末２の配向のみが所定の方向に揃う。本実施形態の磁性シート１の製造装置１１を用いる場合、図４および図５に示すように、第２のコイル１６がスラリーシート５の一部の領域Ａ２に対して所定の方向から磁場を局所印加する。この第２のコイル１６は、第１の空芯コイル１５よりも長尺フィルム１３の移動方向ＦＤの下流側に配置されており、かつ、長尺フィルム１３の厚さ方向ｈを中心軸方向として長尺フィルム１３が第２のコイル１６の内部（２連コイル形状の第２のコイル１６にあっては連結領域）を通過するように配置されている。したがって、第２のコイル１６からスラリーシート５の一部の領域Ａ２に対してスラリーシート５の厚さ方向Ｈ１と平行に磁場が局所印加される。そして、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２がスラリーシート５の厚さ方向Ｈ１と平行になる方向に軟磁性金属扁平粉末２の配向が揃う。全体磁場印加工程および局所磁場印加工程が終了すると、スラリーシート５に内在する軟磁性金属扁平粉末２の配向は図３に示す通りになる。
第４工程となるスラリー硬化工程においては、局所磁場印加工程後にスラリーシート５を熱加圧し、スラリーシート５を硬化させる。硬化したスラリーシート５は本実施形態の磁性シート１となる。
次に、図を用いて、本実施形態の磁性シート１、本実施形態の磁性シート１の製造装置１１および本実施形態の磁性シート１の製造方法についての作用を説明する。
始めに、本実施形態の磁性シート１の作用を説明する。磁性シート１に内在する軟磁性金属扁平粉末２の法線方向Ｈ２が磁性シート１の厚さ方向Ｈ１と平行に配置されていると、磁性シート１は高いノイズ抑制特性を発揮する。それに対し、軟磁性金属扁平粉末２の法線方向Ｈ２が磁性シート１の厚さ方向Ｈ１と直交して配置されていると、磁性シート１は高い誘電率特性を発揮する。そのため、本実施形態の磁性シート１においては、図３に示すように、磁性シート１に内在する軟磁性金属扁平粉末２の法線方向Ｈ２が磁性シート１の一部の領域Ａ２において磁性シート１の厚さ方向Ｈ１と直交して配置されており、その一部の領域Ａ２を除いた磁性シート１の全域Ａ１において軟磁性金属扁平粉末２の法線方向Ｈ２が磁性シート１の厚さ方向Ｈ１と平行に配置されている。これにより、磁性シート１の全域Ａ１において高いノイズ抑制特性を発揮させつつ、その一部の領域Ａ２において高い誘電率特性を発揮させることができる。また、磁性シート１の一部の領域Ａ２のみ軟磁性金属扁平粉末２の配向を変えているが、その一部の領域Ａ２があまりにも大きくない限りノイズの特性からみてその一部の領域Ａ２からノイズが進入するといったことはないので、ノイズ抑制特性を劣化させることなく、高誘電性を局所的に付加することができる。
次に、本実施形態の磁性シート１の製造装置１１の作用を説明する。本実施形態の磁性シート１の製造装置１１においては、図４および図５に示すように、スラリーシート５の移動方向ＦＤに対して上流側に第１の空芯コイル１５が、その下流側に第２のコイル１６が配設されている。第１の空芯コイル１５の通電中にスラリーシート５が第１の空芯コイル１５の内部をその中心軸方向に通過すると、スラリーシート５の全域Ａ１に対してスラリーシート５の移動方向ＦＤと平行に磁場が印加され、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２がスラリーシート５の面内方向ＰＤ１と平行になる。また、スラリーシート５が第１の空芯コイル１５の内部を通過した後、第２のコイル１６の通電中にそのスラリーシート５が第２のコイル１６を通過すると、スラリーシート５の厚さ方向Ｈ１と平行に磁場が印加され、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２がスラリーシート５の厚さ方向Ｈ１と平行になる。これにより、軟磁性金属扁平粉末２の配向が磁性シート１の一部の領域Ａ２とその他の領域（全域）Ａ１とで直交するので、ノイズ抑制特性に優れた磁性シート１に対して相反特性となる高誘電性を局所的に付加した磁性シート１を製造することができる。
ここで、スラリーシート５は第１の空芯コイル１５の内部をその中心軸方向に通過するため、スラリーシート５に内在する軟磁性金属扁平粉末２は第１の空芯コイル１５から発生する磁場の影響を受けやすく、スラリーシート５の全域Ａ１における軟磁性金属扁平粉末２の配向は揃いやすい。それに対し、スラリーシート５は第２のコイル１６をその中心軸方向の直交方向に通過するため、第２のコイル１６から発生する磁場の影響を軟磁性金属扁平粉末２に伝えにくく、スラリーシート５の一部の領域Ａ２における軟磁性金属扁平粉末２の配向性を高めることができない。
そこで、第２のコイル１６は、図４および図５に示すように、同一の金属線を用いた２連コイル１６ａ、１６ｂとなっており、第２のコイル１６の内部であってその連結領域にスラリーシート５を通過させている。これにより、図４に示すように、直線性の高い磁力線が生じている第２のコイル１６の内部（連結領域）にスラリーシート５を通過させることができるので、スラリーシート５の一部の領域Ａ２における軟磁性金属扁平粉末２の配向性を高めることができる。
次に、本実施形態の磁性シート１の製造方法の作用を説明する。
本実施形態の磁性シート１の製造方法においては、スラリーシート形成工程とスラリー硬化工程との間に局所磁場印加工程が設けられている。この局所磁場印加工程においては、広げたスラリーシート５の一部の領域Ａ２に対して所定の方向から磁場を局所印加する。通常、軟磁性金属扁平粉末２の配向は、スラリーシート５の全域Ａ１への圧延または磁場印加により、スラリーシート５に内在する軟磁性金属扁平粉末２の配向がすべて揃っているが、前述の局所磁場印加工程を追加することにより、スラリーシート５の一部の領域Ａ２に内在する軟磁性金属扁平粉末２の配向のみを所定の方向に揃えることができるので、その配向に基づいて、磁性シート１の磁性特性が局所的に変化した磁性シート１を製造することができる。
また、本実施形態の磁性シート１の製造方法においては、スラリーシート形成工程後であって局所磁場印加工程前に全体磁場印加工程が設けられている。広げたスラリーシート５の全域Ａ１に対して所定の方向に磁場を印加すれば、スラリーシート５に混合されたすべての軟磁性金属扁平粉末２の配向を所定の方向に揃う。そして、その後に局所磁場印加工程を行なうことにより、スラリーシート５の一部の領域Ａ２においてスラリーシート５の全域Ａ１に内在する軟磁性金属扁平粉末２の配向と異なる配向の軟磁性金属扁平粉末２が内在することになる。これより、磁性シート１の一部の領域Ａ２とその他の領域（全域）Ａ１とにおいて磁性シート１の磁性特性に二方向性をもたせた磁性シート１を製造することができる。
さらに、本実施形態においては、全体磁場印加工程における磁場印加方向がスラリーシート５の面内方向ＰＤ１と平行になっており、局所磁場印加工程における磁場印加方向がスラリーシート５の厚さ方向Ｈ１と平行になっている。これにより、全体磁場印加工程においてはスラリーシート５の全域Ａ１に内在する軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２がスラリーシート５の面内方向ＰＤ１と平行になり、局所磁場印加工程においてはスラリーシート５の一部の領域Ａ２に内在する軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２のみがスラリーシート５の厚さ方向Ｈ１と平行になるため、磁性シート１の全域Ａ１としてはノイズ抑制特性に優れ、その一部の領域Ａ２のみ高誘電性に優れた磁性シート１を製造することができる。
また、図４および図５に示すように、本実施形態の全体磁場印加工程においては、スラリーシート５の全域Ａ１に対してスラリーシート５の面内方向ＰＤ１と平行方向に磁場を印加するために、第１の空芯コイル１５の内部にスラリーシート５をその中心軸方向に通過させている。スラリーシート５は第１の空芯コイル１５から発生した磁場の中でも最も直線的かつ磁束密度が高い場所を通過するので、すべての軟磁性金属扁平粉末２の配向を容易に変更することができる。また、局所磁場印加工程においては、スラリーシート５の厚さ方向Ｈ１と平行に磁場を印加するため、第２のコイル１６の端部周辺または内部にスラリーシート５を通過させている。スラリーシート５は第２のコイル１６から発生した磁場の中でも比較的もしくは最も直線的かつ磁束密度が高い場所を通過するので、軟磁性金属扁平粉末２の面内方向ＰＤ２をスラリーシート５の厚さ方向Ｈ１に容易に局所変更することができる。
ただし、第２のコイル１６が通常のコイル形状であれば、図６に示すようにスラリーシート５を第２のコイル１６の端部周辺に通過させることが容易であっても、第２のコイル１６の内部にスラリーシート５を通過させることはスペースの問題で困難になる。そこで、本実施形態の第２のコイル１６は、図５に示すように、同一の金属線からなる同一巻回方向の２連コイル形状を採用しており、局所磁場印加工程においては、第２のコイル１６の内部であってその連結領域にスラリーシート５を通過させている。この方法であれば、スラリーシート５は第２のコイル１６から発生した磁場の中でも最も直線的かつ磁束密度が高い場所を通過することになるので、スラリーシート５の一部の領域Ａ２における軟磁性金属扁平粉末２の配向性を高めることができる。
また、磁性シート１の磁性特性を最も効果的に引き出すため、軟磁性金属扁平粉末２にはアモルファス金属または金属ガラスの扁平粉末を採用している。これにより、優れたノイズ抑制特性に局所的な高誘電性を両立させた磁性シート１を製造することができる。
すなわち、本実施形態の磁性シートの製造方法、磁性シートおよび磁性シートの製造装置によれば、磁性シートの内部に配合された軟磁性金属扁平粉末の配向を部分変化させて磁性シートの磁性特性を局所的に変化させているので、複数の磁性シートを組み合わせることなく１枚の磁性シートで相反する２つの特性を有することができるという作用効果を奏する。
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
１ 磁性シート
２ 軟磁性金属扁平粉末
３ 結着材
４ スラリー
５ スラリーシート
１１ 磁性シートの製造装置
１３ 長尺フィルム
１５ 第１の空芯コイル
１６ 第２のコイル
１８ ドクターブレード
１９ 圧延ローラ
２ 軟磁性金属扁平粉末
３ 結着材
４ スラリー
５ スラリーシート
１１ 磁性シートの製造装置
１３ 長尺フィルム
１５ 第１の空芯コイル
１６ 第２のコイル
１８ ドクターブレード
１９ 圧延ローラ
Claims (9)
- 軟磁性金属扁平粉末を結着材に混合してスラリーを形成し、前記スラリーをシート状に加工してスラリーシートを形成するスラリーシート形成工程と、
広げた前記スラリーシートの一部の領域に対して所定の方向から磁場を局所印加することにより、前記スラリーシートに混合されたすべての前記軟磁性金属扁平粉末のうち前記一部の領域に存在する前記軟磁性金属扁平粉末の配向のみを所定の方向に揃える局所磁場印加工程と、
前記局所磁場印加工程後に前記スラリーシートを硬化させて磁性シートを形成するスラリー硬化工程と
を備えていることを特徴とする磁性シートの製造方法。 - 前記スラリーシート形成工程後であって前記局所磁場印加工程前において、広げた前記スラリーシートの全域に対して所定の方向に磁場を印加することにより、前記スラリーシートに混合されたすべての前記軟磁性金属扁平粉末の配向を所定の方向に揃える全体磁場印加工程を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁性シートの製造方法。 - 前記全体磁場印加工程における磁場の印加方向は、広げた前記スラリーシートの面内方向と平行であり、
前記局所磁場印加工程における磁場の印加方向は、広げた前記スラリーシートの厚さ方向と平行である
ことを特徴とする請求項２に記載の磁性シートの製造方法。 - 前記全体磁場印加工程においては、通電された第１の空芯コイルの中心軸方向と前記スラリーシートの面内方向とが平行になるように前記第１の空芯コイルの内部に前記スラリーシートを通過させることにより、前記スラリーシートの全域に対して前記スラリーシートの面内方向と平行方向に磁場を印加し、
前記局所磁場印加工程においては、通電された第２のコイルの中心軸方向と前記スラリーシートの厚さ方向とが平行であって前記第２のコイルの中心軸方向と前記スラリーシートの面内方向とが直交するように前記第２のコイルの端部周辺または内部に前記スラリーシートを通過させることにより、前記スラリーシートの厚さ方向と平行に磁場を印加する
ことを特徴とする請求項３に記載の磁性シートの製造方法。 - 前記第２のコイルは、同一軸上の２箇所において１本の金属線を同一方向に巻回することにより直列配置された２連コイルであり、
前記局所磁場印加工程においては、前記第２のコイルの内部であってその連結領域に前記スラリーシートを通過させる
ことを特徴とする請求項４に記載の磁性シートの製造方法。 - 前記軟磁性金属扁平粉末は、アモルファス金属または金属ガラスの扁平粉末である
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の磁性シートの製造方法。 - 軟磁性金属扁平粉末を結着材に混合して得たスラリーをシート状にしたスラリーシートを硬化することにより形成される磁性シートであって、
前記軟磁性金属扁平粉末の法線方向は、前記磁性シートの一部の領域において前記磁性シートの厚さ方向と直交して配置されているとともに、前記一部の領域を除いた前記磁性シートの全域において前記磁性シートの厚さ方向と平行に配置されている
ことを特徴とする磁性シート。 - 軟磁性金属扁平粉末を結着材に混合したスラリーが載置される長尺フィルムと、
前記長尺フィルムを移動させるフィルム移動装置と、
前記長尺フィルム上に載置された前記スラリーをシート状に加工するスラリーシート加工装置と、
前記長尺フィルムの移動方向を中心軸方向とし、前記長尺フィルムが内部を通過するように配置される第１の空芯コイルと、
前記長尺フィルムの厚さ方向を中心軸方向とし、前記第１の空芯コイルよりも前記長尺フィルムの移動方向の下流側において前記長尺フィルムが端部周辺または内部を通過するように配置される第２のコイルと
を備えているとともに、
前記第１の空芯コイルは、前記長尺フィルムに載置されたスラリーシートが前記第１の空芯コイルの内部を通過中に通電することにより、前記スラリーシートの全域に対して前記スラリーシートの移動方向と平行に磁場を印加し、
前記第２のコイルは、前記第１の空芯コイルの内部を通過した前記スラリーシートが前記第２のコイルの端部周辺または内部を通過中に通電することにより、前記スラリーシートの厚さ方向と平行に磁場を印加する
ことを特徴とする磁性シートの製造装置。 - 前記第２のコイルは、同一軸上の２箇所において１本の金属線を同一方向に巻回することにより直列配置された２連コイルであり、
前記第２のコイルの内部であってその連結領域に前記スラリーシートを通過させる
ことを特徴とする請求項８に記載の磁性シートの製造装置。
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