JP2014146698A - 複合磁性体及びそれを備えたアンテナ並びにｒｆｉｄタグ - Google Patents
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Abstract
【課題】５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域に適用可能であり、しかも、この周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が大きく、かつ複素透磁率の損失正接ｔａｎδμ、複素誘電率の実部εｒ’及び複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが低い複合磁性体及びそれを備えたＲＦＩＤタグを提供する。
【解決手段】複合磁性体は、磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体において、前記磁性粉体は扁平状であり、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’は１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμは１以下、複素誘電率の実部εｒ’は５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεは１以下である。
【選択図】図１
【解決手段】複合磁性体は、磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体において、前記磁性粉体は扁平状であり、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’は１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμは１以下、複素誘電率の実部εｒ’は５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεは１以下である。
【選択図】図１
Description
本発明は、複合磁性体及びそれを備えたアンテナ並びにＲＦＩＤタグに関し、特に、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域の電磁波を利用するアンテナへの装荷、あるいは、この周波数帯域の電磁波を利用する電子部品を構成する磁性材料として用いて好適な複合磁性体、及び、この複合磁性体を備えたアンテナ、並びに、この複合磁性体を備えたＲＦＩＤタグに関するものである。
ＲＦＩＤタグ（Radio Frequency Identification）は、無線タグとも称され、近距離の無線通信により情報を送受信することのできる無線ＩＣチップである。ＲＦＩＤシステムとは、この無線ＩＣチップを備えたタグとリーダ、ライタ又はリーダ／ライタ（以下、総称してリーダ／ライタと呼ぶ。）との間でデータの交信を行うシステムであり、工場の生産管理、物流の管理、入退室管理、交通機関の乗車カードや電子マネー等、広く利用されている。
物流管理などの用途では、通信距離が長い方が有利であるため、ＵＨＦ帯などの、周波数のより高い帯域が用いられている。
ＲＦＩＤタグの近傍に金属が有ると、磁力線がその金属内を通過する際に渦電流を発生させ、この磁力線の信号エネルギー（ＲＦＩＤタグから出力される信号のエネルギー）の一部が減衰されて金属に吸収されてしまい、通信に必要なエネルギーを確保することができず、無線通信による情報の送受信ができなかった。
そこでＲＦＩＤタグと金属物品との間にプラスチックやゴムなどのスペーサーによって一定の距離を設け、金属の影響を抑える方法が用いられていた。
そこでＲＦＩＤタグと金属物品との間にプラスチックやゴムなどのスペーサーによって一定の距離を設け、金属の影響を抑える方法が用いられていた。
しかし、この方法では通信距離を長くするためにはスペーサーを厚くする必要があり、ＲＦＩＤタグが物品から突出し、取り扱い中に周辺の物品に接触して破損してしまう虞があった。
そこで、この問題を解決するために、ＲＦＩＤタグにおけるダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に軟磁性材を設けることが提案されている（特許文献１）。
しかしながら、上述したＲＦＩＤタグでは、通信距離が十分ではなく、さらに、軟磁性材料とスペーサーを併用したＲＦＩＤタグであっても、通信距離が十分ではないという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域で使用されるＲＦＩＤタグに用いて好適な複合磁性体及びそれを備えたアンテナ並びにＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、磁性粉体を絶縁材料中に分散させた複合磁性体における前記磁性粉体の形状を扁平状とし、この複合磁性体の５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが１以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下とするか、または、９００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが０．５以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下とすれば、この複合磁性体を、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域で使用されるＲＦＩＤタグに適用することが可能となり、その結果、ＲＦＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離を長く取ることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の複合磁性体は、磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体において、前記磁性粉体は扁平状であり、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’は１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμは１以下、複素誘電率の実部εｒ’は５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεは１以下であることを特徴とする。
本発明の他の複合磁性体は、磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体において、前記磁性粉体は扁平状であり、９００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’は１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμは０．５以下、複素誘電率の実部εｒ’は５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεは１以下であることを特徴とする。
本発明の複合磁性体では、前記磁性粉体の平均厚みは０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、平均長径は０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下、かつ平均アスペクト比（長径／厚み）２以上であることが好ましい。
前記磁性粉体は、平均粒子径が３μｍ以下の球状の磁性粒子に機械的応力を加えることにより、この球状の磁性粒子同士を変形及び融着してなることが好ましい。
また本発明の複合磁性体では、厚みが０．０１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下であることが好ましい。
前記磁性粉体は、平均粒子径が３μｍ以下の球状の磁性粒子に機械的応力を加えることにより、この球状の磁性粒子同士を変形及び融着してなることが好ましい。
また本発明の複合磁性体では、厚みが０．０１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明のアンテナは、本発明の複合磁性体を装荷してなり、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域の電波を、送信、受信または送受信することを特徴とする。
本発明のＲＦＩＤタグは、本発明の複合磁性体を備えてなることを特徴とする。
本発明の複合磁性体によれば、磁性粉体を扁平状とし、さらに、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが１以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下としたことで、この周波数帯域において複合磁性体を通過する磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。これにより、上記周波数帯域で使用されるＲＦＩＤタグに適用された場合に、ＲＦＩＤタグの周囲に形成される磁場のエネルギー損失を抑えることができ、ＲＦＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離を長く取ることができる。
本発明のアンテナによれば、本発明の複合磁性体を備えたので、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域におけるＲＦＩＤタグに適用された場合に、金属部材による磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。その結果、ＲＦＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離を長く取ることができる。
本発明のＲＦＩＤタグによれば、本発明の複合磁性体を備えたので、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域において使用された場合に、ＲＦＩＤタグに近接する金属部材が存在しても、その金属部材による磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。その結果、ＲＦＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離を長く取ることができる。
本発明の複合磁性体及びそれを備えたアンテナ並びにＲＦＩＤタグを実施するための形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
［複合磁性体］
本実施形態の複合磁性体は、磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体において、この磁性粉体は扁平状であり、次の（１）の磁気特性を有する。
（１）５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが１以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下である。
本実施形態の複合磁性体は、磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体において、この磁性粉体は扁平状であり、次の（１）の磁気特性を有する。
（１）５００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが１以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下である。
本実施形態の複合磁性体は、次の（２）の磁気特性を有することとしてもよい。
（２）９００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが０．５以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下である。
（２）９００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが０．５以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下である。
この複合磁性体では、複素透磁率の実部μｒ’は６以上が好ましく、９以上がより好ましい。また、複素誘電率の実部εｒ’は３０以下が好ましい。
ここで、複素透磁率の実部μｒ’、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμ、複素誘電率の実部εｒ’及び複素誘電率の損失正接ｔａｎδεを上記の範囲に限定した理由は、これらの範囲が、複合磁性体において内部を通過する磁力線のエネルギーの減衰を抑制することができる範囲だからである。
μｒ’が増加するとｔａｎδμも増加するため、ｔａｎδμの上限値の兼ね合いから、μｒ’の上限値は５０程度であり、εｒ’の下限値は実用上１．５程度である。
ここで、複素透磁率の実部μｒ’、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμ、複素誘電率の実部εｒ’及び複素誘電率の損失正接ｔａｎδεを上記の範囲に限定した理由は、これらの範囲が、複合磁性体において内部を通過する磁力線のエネルギーの減衰を抑制することができる範囲だからである。
μｒ’が増加するとｔａｎδμも増加するため、ｔａｎδμの上限値の兼ね合いから、μｒ’の上限値は５０程度であり、εｒ’の下限値は実用上１．５程度である。
この複合磁性体の形状は特に限定されず、用途に応じて適宜変更すればよい。
この複合磁性体の厚みは特に限定されないが、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域にてＲＦＩＤタグに使用された場合に、薄くて長い通信距離を保てるＲＦＩＤタグとするために、０．０１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下にすることが好ましく、０．０１ｍｍ以上かつ１ｍｍ以下にすることがより好ましい。
なお、上記のμｒ’、εｒ’、ｔａｎδμ及びｔａｎδεはマテリアルアナライザーにて測定した値であるが、測定装置としては、上記の各値がマテリアルアナライザーと同等の精度で測定することのできる装置であればよく、マテリアルアナライザーに限定されない。
この複合磁性体の厚みは特に限定されないが、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域にてＲＦＩＤタグに使用された場合に、薄くて長い通信距離を保てるＲＦＩＤタグとするために、０．０１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下にすることが好ましく、０．０１ｍｍ以上かつ１ｍｍ以下にすることがより好ましい。
なお、上記のμｒ’、εｒ’、ｔａｎδμ及びｔａｎδεはマテリアルアナライザーにて測定した値であるが、測定装置としては、上記の各値がマテリアルアナライザーと同等の精度で測定することのできる装置であればよく、マテリアルアナライザーに限定されない。
「磁性粉体」
本実施形態の磁性粉体を構成する材料としては、磁性を有する材料であればよく、特に限定されないが、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）等の強磁性金属、モリブデン（Ｍｏ）等の常磁性金属のうちいずれか１種からなる金属、または、これらのうち少なくとも１種以上を含む合金を用いることができる。
これらの金属または合金は、反磁性金属である銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）等を含んでいてもよい。
本実施形態の磁性粉体を構成する材料としては、磁性を有する材料であればよく、特に限定されないが、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）等の強磁性金属、モリブデン（Ｍｏ）等の常磁性金属のうちいずれか１種からなる金属、または、これらのうち少なくとも１種以上を含む合金を用いることができる。
これらの金属または合金は、反磁性金属である銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）等を含んでいてもよい。
これらの合金としては、二元素系合金、三元素系合金等が挙げられる。
二元素系合金としては、保磁力が７０エルステッド（Ｏｅ）以下の軟磁性を示すパーマロイ（登録商標）等のＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金等が挙げられる。
三元素系合金としては、スーパーマロイ（登録商標）等のＦｅ−Ｎｉ−Ｍｏ合金、センダスト（登録商標）等のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金等が挙げられる。
二元素系合金としては、保磁力が７０エルステッド（Ｏｅ）以下の軟磁性を示すパーマロイ（登録商標）等のＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金等が挙げられる。
三元素系合金としては、スーパーマロイ（登録商標）等のＦｅ−Ｎｉ−Ｍｏ合金、センダスト（登録商標）等のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金等が挙げられる。
これらの合金の中でも、Ｆｅ−Ｎｉ合金としては、Ｎｉ７８質量％−Ｆｅ２２質量％の合金が、扁平状の磁性粉体、例えば、平均厚みが１０μｍ以下、平均長径が２０μｍ以下の平板状の磁性粉体が得られ易く、高透磁率とともに低磁気損失の磁性粉体を得られるので好ましい。
上記の合金に、その合金に含まれない金属元素で、その合金と性質が近い金属（合金に含まれている金属と周期律表で近接している金属）、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、インジウム（Ｉｎ）、すず（Ｓｎ）等の群から１種または２種以上を適宜選択して添加してもよい。
上記の金属元素を合金に添加する場合には、この金属元素の含有率は、この金属元素と合金との合計質量に対して０．１質量％以上かつ９０質量％以下が好ましく、１質量％以上かつ１２質量％以下がより好ましく、１質量％以上かつ５質量％以下がさらに好ましい。
ここで、上記の金属元素の含有率を上記の範囲に限定した理由は、金属元素の含有率が０．１質量％未満では、後述する球状の磁性粒子を扁平状にさせるための十分な塑性変形能を付与することができず、一方、含有率が９０質量％を超えると、金属元素自体の磁気モーメントが小さいことから、この扁平状の磁性粉体全体の飽和磁化が小さくなり、その結果、得られるμｒ’も小さくなるからである。
ここで、上記の金属元素の含有率を上記の範囲に限定した理由は、金属元素の含有率が０．１質量％未満では、後述する球状の磁性粒子を扁平状にさせるための十分な塑性変形能を付与することができず、一方、含有率が９０質量％を超えると、金属元素自体の磁気モーメントが小さいことから、この扁平状の磁性粉体全体の飽和磁化が小さくなり、その結果、得られるμｒ’も小さくなるからである。
特に、アスペクト比が高くなり、結果として高いμｒ’の複合磁性体が得られ易い点で、柔らかい金属である、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）の群から選択される１種または２種以上の金属元素を１質量％以上かつ１２質量％以下、好ましくは１質量％以上かつ５質量％以下含む鉄−ニッケル合金を用いるのが好ましい。
これらの中でも、ニッケル−鉄−亜鉛（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｚｎ）合金は、Ｆｅ−Ｎｉ合金へのＺｎの添加により、後述する球状の磁性粒子の加工性が高くなるために、大きなアスペクト比を有する扁平状の磁性粉体が得られ易いので好ましい。合金の組成比としては、例えば、Ｎｉ７５質量％−Ｆｅ２０質量％−Ｚｎ５質量％の合金、Ｎｉ７６質量％−Ｆｅ２０質量％−Ｚｎ４質量％等を好適に用いることができる。
この磁性粉体の平均厚みは０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上かつ１μｍ以下である。
また、この磁性粉体の平均長径は０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下である。
この磁性粉体の平均厚み及び平均長径は、複数個の磁性粉体それぞれの厚み及び長径、例えば、１００個以上の磁性粉体、好ましくは５００個の磁性粉体それぞれの厚み及び長径を測定し、厚み及び長径各々の平均値を算出することで求めることができる。
また、この磁性粉体の平均長径は０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下である。
この磁性粉体の平均厚み及び平均長径は、複数個の磁性粉体それぞれの厚み及び長径、例えば、１００個以上の磁性粉体、好ましくは５００個の磁性粉体それぞれの厚み及び長径を測定し、厚み及び長径各々の平均値を算出することで求めることができる。
磁性粉体の大きさが上記範囲よりも大きいと、この磁性粉体を用いた複合磁性体をＲＦＩＤタグに用いた場合に、上記複合磁性体がＲＦＩＤタグに設けられたアンテナと金属部材との間の磁気シールドになり、かつ磁性粉体そのものも金属であることから、この磁性粉体の中を渦電流が流れる。これにより、アンテナにより形成される磁力線の信号エネルギーの一部が熱エネルギーに変化し、磁気信号の減衰が生じる場合があるので、好ましくない。
また、平均厚みが０．０１μｍ未満であると、後述する製造上困難であり、取り扱いも難しくなるので好ましくなく、また、平均厚みが１０μｍを超えると、粒子同士の融着に起因する厚みのばらつきが生じ、ｔａｎδμ、ｔａｎδεが増加するので好ましくない。
また、平均厚みが０．０１μｍ未満であると、後述する製造上困難であり、取り扱いも難しくなるので好ましくなく、また、平均厚みが１０μｍを超えると、粒子同士の融着に起因する厚みのばらつきが生じ、ｔａｎδμ、ｔａｎδεが増加するので好ましくない。
ここで、磁性粉体の平均長径が０．０５μｍ未満では、磁性粉体自体の製造が難しく、複合磁性体を製造する際の取り扱いも難しくなる。その結果、配向が良好でありかつ複素透磁率の実部μｒ’が高い複合磁性体を得ることが難しくなるので好ましくない。
一方、この磁性粉体の平均長径が２０μｍを超えると、絶縁材料中での粒子の分散が不安定になり易くなり、さらには、磁性粉体の間隙が小さくなり過ぎる等により、磁性粉体間の間隙に絶縁材料が進入し難くなる。その結果、気孔が生成され易くなり、所望のμｒ’が得られない虞があるので好ましくない。
一方、この磁性粉体の平均長径が２０μｍを超えると、絶縁材料中での粒子の分散が不安定になり易くなり、さらには、磁性粉体の間隙が小さくなり過ぎる等により、磁性粉体間の間隙に絶縁材料が進入し難くなる。その結果、気孔が生成され易くなり、所望のμｒ’が得られない虞があるので好ましくない。
この磁性粉体の平均アスペクト比（長さ／厚み）は２以上かつ２０以下であることが好ましく、より好ましくは３以上かつ１０以下であり、さらに好ましくは３以上かつ５未満である。
ここで、この磁性粉体の形状が、平均アスペクト比（長さ／厚み）が２以上の扁平状が好ましい理由は、次のとおりである。
磁性粉体における反磁界の大きさは、粉体の形状に依存する。例えば、磁性粉体が球状の場合には、反磁界が等方的に存在するので、得られる透磁率も等方的となり、高周波領域で優れた磁気特性を得ることは困難である。一方、磁性粉体が扁平状の場合には、扁平状の一面に平行な方向の反磁界が、扁平状の垂直方向の反磁界に対して格段に小さくなり、したがって、得られるμｒ’が大きくなるので、好ましい。
ここで、この磁性粉体の形状が、平均アスペクト比（長さ／厚み）が２以上の扁平状が好ましい理由は、次のとおりである。
磁性粉体における反磁界の大きさは、粉体の形状に依存する。例えば、磁性粉体が球状の場合には、反磁界が等方的に存在するので、得られる透磁率も等方的となり、高周波領域で優れた磁気特性を得ることは困難である。一方、磁性粉体が扁平状の場合には、扁平状の一面に平行な方向の反磁界が、扁平状の垂直方向の反磁界に対して格段に小さくなり、したがって、得られるμｒ’が大きくなるので、好ましい。
一方、平均アスペクト比が大きくなると、磁性粉体自体の機械的強度が低下する虞がある。そこで、磁性粉体が所望の機械的強度を確保するためには、平均アスペクト比は１５以下が好ましく、実用的には２０程度が上限となる。
さらに、平均アスペクト比が２０を超えると、磁性粉体の形状が扁平すぎることで、磁性体同士の間が狭くなり、この間に絶縁性材料が進入し難い空間が形成され易くなる。その結果、複合磁性体中に気泡が生じ易くなり、この気泡の存在によりμｒ’が低下するので好ましくない。
また、アスペクト比が５未満の場合には、透磁率の値はある程度高くかつｔａｎδμが小さくなるので、通信距離をより長くする複合磁性体が得られるため好ましい。
したがって、平均アスペクト比は２以上かつ２０以下であることが好ましく、３以上かつ１５以下であることがより好ましく、３以上かつ５未満であることがさらに好ましい。
さらに、平均アスペクト比が２０を超えると、磁性粉体の形状が扁平すぎることで、磁性体同士の間が狭くなり、この間に絶縁性材料が進入し難い空間が形成され易くなる。その結果、複合磁性体中に気泡が生じ易くなり、この気泡の存在によりμｒ’が低下するので好ましくない。
また、アスペクト比が５未満の場合には、透磁率の値はある程度高くかつｔａｎδμが小さくなるので、通信距離をより長くする複合磁性体が得られるため好ましい。
したがって、平均アスペクト比は２以上かつ２０以下であることが好ましく、３以上かつ１５以下であることがより好ましく、３以上かつ５未満であることがさらに好ましい。
この磁性粉体の平均アスペクト比（長径／厚み）も、上記の平均厚み及び平均長径と同様、複数個の磁性粉体それぞれの厚み及び長径、例えば、１００個以上の磁性粉体、好ましくは５００個の磁性粉体それぞれの厚み及び長径を測定し、厚み及び長径各々の平均値を算出することで求めることができる。
本実施形態の磁性粉体は、平均粒子径が１０ｎｍ以上かつ３μｍ以下の球状の磁性粒子に機械的応力を加えることにより、この球状の磁性粒子同士が接触し変形して融着することにより得られるものが好ましい。
この過程を経ることにより、平均粒子径が１０ｎｍ以上かつ３μｍ以下の球状の磁性粒子は、平均厚みが０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、平均長径が０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下、平均アスペクト比（長さ／厚み）が２以上の扁平状の磁性粉体となる。
この過程を経ることにより、平均粒子径が１０ｎｍ以上かつ３μｍ以下の球状の磁性粒子は、平均厚みが０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、平均長径が０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下、平均アスペクト比（長さ／厚み）が２以上の扁平状の磁性粉体となる。
ここで、球状粒子の平均粒子径を３μｍ以下としたのは、平均粒子径を３μｍ以下とすることで球状粒子の表面が高活性となり、また、粒子同士の親和性も高くなり、その結果、粒子同士の変形及び融着が促進し、扁平状の磁性粉体が形成され易くなるからである。
「絶縁材料」
本実施形態の絶縁材料としては、機械的強度が高く、吸湿性が低く、形状加工性に優れていることが好ましい。上記絶縁材料としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリベンゾシクロブテン樹脂、ポリアリーレンエーテル樹脂、ポリシロキサン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、シアネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ノルボルネン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
本実施形態の絶縁材料としては、機械的強度が高く、吸湿性が低く、形状加工性に優れていることが好ましい。上記絶縁材料としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリベンゾシクロブテン樹脂、ポリアリーレンエーテル樹脂、ポリシロキサン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、シアネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ノルボルネン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
なかでも、熱硬化性樹脂としては、機械的強度及び形状加工性に優れているエポキシ樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレン樹脂、ＡＢＳ樹脂が好ましい。これらの樹脂は、１種のみを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記の絶縁材料に熱可塑性エラストマーを添加してもよい。熱可塑性エラストマーを添加することにより、複合磁性体の機械的強度や形状加工性を向上させることができる。したがって、熱可塑性エラストマーが添加された複合磁性体は、靭性、柔軟性、変形性により優れたものとなる。
熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマーの群から選択される１種または２種以上を用いることができる。
熱可塑性エラストマーの添加量は、複合磁性体の用途により必要とされる耐熱性を勘案して、適宜調整して実施すればよい。
熱可塑性エラストマーの添加量は、複合磁性体の用途により必要とされる耐熱性を勘案して、適宜調整して実施すればよい。
［複合磁性体の製造方法］
本実施形態の複合磁性体の製造方法は、平均粒子径が３μｍ以下の球状の磁性粒子を界面活性剤を含む溶液中に分散してなるスラリー及び分散媒体を、密閉可能な容器内に、前記スラリー及び前記分散媒体の合計の体積量が前記容器内の体積と同じくなるように充填し、このスラリーを前記分散媒体と共に密閉状態にて機械的応力（機械的なせん断エネルギー）を加えながら撹拌し、前記球状の磁性粒子同士を変形及び融着させて扁平状の磁性粉体とする第１の工程と、前記扁平状の磁性粉体を、液状の樹脂中または樹脂を溶媒に溶解した溶液中に分散し混合して成形材料とする第２の工程と、前記成形材料を成形または基材上に塗布し、乾燥し、熱処理または焼成する第３の工程と、を備えている。
本実施形態の複合磁性体の製造方法は、平均粒子径が３μｍ以下の球状の磁性粒子を界面活性剤を含む溶液中に分散してなるスラリー及び分散媒体を、密閉可能な容器内に、前記スラリー及び前記分散媒体の合計の体積量が前記容器内の体積と同じくなるように充填し、このスラリーを前記分散媒体と共に密閉状態にて機械的応力（機械的なせん断エネルギー）を加えながら撹拌し、前記球状の磁性粒子同士を変形及び融着させて扁平状の磁性粉体とする第１の工程と、前記扁平状の磁性粉体を、液状の樹脂中または樹脂を溶媒に溶解した溶液中に分散し混合して成形材料とする第２の工程と、前記成形材料を成形または基材上に塗布し、乾燥し、熱処理または焼成する第３の工程と、を備えている。
以下、各工程について詳細に説明する。
（第１の工程）
まず、平均粒子径が１０ｎｍ以上かつ３μｍ以下の球状の磁性粒子を、界面活性剤を含む溶液中に分散させてスラリーとする。
（第１の工程）
まず、平均粒子径が１０ｎｍ以上かつ３μｍ以下の球状の磁性粒子を、界面活性剤を含む溶液中に分散させてスラリーとする。
磁性粒子の組成は、上記の磁性粉体の組成と全く同様である。
球状の磁性粒子の作製方法は、特に限定されず、液相還元法、アトマイズ法等の公知の方法で合成したものを用いることができるが、特に、平均粒子径が３μｍ以下の球状粒子を合成することを考慮すると、液相還元法を用いることが好ましい。
球状の磁性粒子の作製方法は、特に限定されず、液相還元法、アトマイズ法等の公知の方法で合成したものを用いることができるが、特に、平均粒子径が３μｍ以下の球状粒子を合成することを考慮すると、液相還元法を用いることが好ましい。
界面活性剤としては、磁性粒子の表面と相性の良い窒素、リン、イオウ等の元素を含有している界面活性剤が好ましく、例えば、窒素含有ブロックコポリマー、燐酸塩、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
この界面活性剤を溶解させる溶媒としては、磁性粒子に含まれる金属元素の酸化を防止する必要があることから、有機溶媒が好ましく、特に、キシレン、トルエン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等の非極性有機溶媒が好ましい。
この界面活性剤を溶解させる溶媒としては、磁性粒子に含まれる金属元素の酸化を防止する必要があることから、有機溶媒が好ましく、特に、キシレン、トルエン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等の非極性有機溶媒が好ましい。
次いで、このスラリー及び分散媒体を、密閉可能な容器内に、このスラリー及び分散媒体の合計の体積が容器内の体積と同じくなるように充填し、このスラリーを分散媒体と共に密閉状態にて撹拌し、球状の磁性粒子同士を変形及び融着させて扁平状の磁性粉体とする。
分散媒体としては、球状の磁性粒子よりも硬度が高いことが必要であり、例えば、アルミニウム、鋼（スチール）、ステンレススチール、鉛等の金属球、アルミナ、ジルコニア、二酸化ケイ素、チタニア等の金属酸化物あるいは無機酸化物からなる球状焼結体、窒化ケイ素等の無機窒化物からなる球状焼結体、炭化ケイ素等の無機炭化物からなる球状焼結体、ソーダガラス、鉛ガラス、高比重ガラス等からなるビーズと称される球状粒子が挙げられ、中でも、比重６以上のジルコニア、鋼（スチール）、ステンレススチール等が効率の点から好ましい。
球状の磁性粒子への機械的応力の付加は、分散媒体の衝突の際に、球状の磁性粒子が、分散媒体と分散媒体の間、または分散媒体と密閉容器の内壁との間に挟まれることで与えられる衝撃によって行われる。そのため、分散媒体同士あるいは分散媒体と容器の壁との衝突回数が増加するにつれて、球状の磁性粒子同士の変形及び融着性が向上する。
このように、分散媒体の平均粒径が小さいほど、単位体積当たりに存在する個数が増加し、衝突回数も多くなり、変形及び融着性も向上する。その一方で、分散媒体の平均粒径が小さすぎると、この分散媒体をスラリーから分離することが困難となる。したがって、分散媒体の平均粒径は、少なくとも０．０３ｍｍ以上、好ましくは０．０４ｍｍ以上であることが必要である。
また、分散媒体の平均粒径が大き過ぎると、衝突回数が減少することから、球状の磁性粒子同士の変形及び融着性が低下する。したがって、分散媒体の平均粒径の上限値は３．０ｍｍである。
このように、分散媒体の平均粒径が小さいほど、単位体積当たりに存在する個数が増加し、衝突回数も多くなり、変形及び融着性も向上する。その一方で、分散媒体の平均粒径が小さすぎると、この分散媒体をスラリーから分離することが困難となる。したがって、分散媒体の平均粒径は、少なくとも０．０３ｍｍ以上、好ましくは０．０４ｍｍ以上であることが必要である。
また、分散媒体の平均粒径が大き過ぎると、衝突回数が減少することから、球状の磁性粒子同士の変形及び融着性が低下する。したがって、分散媒体の平均粒径の上限値は３．０ｍｍである。
密閉可能な容器としては、ディスク、スクリュー、羽根、ピン等の一軸回転体を高速回転することで、分散媒体をスラリーとともに高速回転する密閉容器が好ましい。
この密閉容器は、単純な１軸回転方式であることから、大型化も容易であり、工業生産上も有利である。
なお、上記の密閉可能な容器に、スラリーを容器内に導入・導出するための流入口及び流出口を設け、スラリーを密閉容器内に循環するようにしてもかまわない。この場合、予め分散媒体を密閉容器内に収納しておき、球状の磁性粒子と界面活性剤と溶媒とを混合したスラリーを流入口から投入して容器内に空間がないように充填し、流出口から排出されるスラリーを再度密閉容器内へ投入するようにすればよい。
この密閉容器は、単純な１軸回転方式であることから、大型化も容易であり、工業生産上も有利である。
なお、上記の密閉可能な容器に、スラリーを容器内に導入・導出するための流入口及び流出口を設け、スラリーを密閉容器内に循環するようにしてもかまわない。この場合、予め分散媒体を密閉容器内に収納しておき、球状の磁性粒子と界面活性剤と溶媒とを混合したスラリーを流入口から投入して容器内に空間がないように充填し、流出口から排出されるスラリーを再度密閉容器内へ投入するようにすればよい。
ここでは、スラリー及び分散媒体の上記の密閉容器内への充填量を、密閉容器内の体積と同一とする。換言すれば、スラリー及び分散媒体を、密閉容器内に隙間なく充填する。
ここで、スラリー及び分散媒体を、密閉容器内に隙間なく充填する理由は、次のとおりである。
ここで、スラリー及び分散媒体を、密閉容器内に隙間なく充填する理由は、次のとおりである。
図１は、上部が開放された開放容器１に投入された球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４を、一軸回転体５により高速回転することで高速撹拌する様を示す図である。
この図では、一軸回転体５が高速で回転すると、スラリー３及び分散媒体４の液面は、遠心力により中心軸近傍が低く、周縁部が高いすり鉢状となる。
一軸回転体５により球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４に加えられた機械的応力は、すり鉢状の空間に逃げていくので、開放容器１内全体で分散媒体４を介して球状の磁性粒子２に伝搬される機械的応力は不均一なものとなり、得られた扁平状の磁性粉体の厚みがばらつく要因となる。
また、すり鉢状の空間の底部近傍（中心軸近傍）で扁平状となった磁性粉体は、分散媒体と共にすり鉢状の空間に放出されて不規則な衝撃を受けることとなり、割れや欠け等が生じる虞がある。このような磁性粉体の厚みのばらつきや割れや欠けは、ｔａｎδμ、ｔａｎδεが増加する要因となっている。
この図では、一軸回転体５が高速で回転すると、スラリー３及び分散媒体４の液面は、遠心力により中心軸近傍が低く、周縁部が高いすり鉢状となる。
一軸回転体５により球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４に加えられた機械的応力は、すり鉢状の空間に逃げていくので、開放容器１内全体で分散媒体４を介して球状の磁性粒子２に伝搬される機械的応力は不均一なものとなり、得られた扁平状の磁性粉体の厚みがばらつく要因となる。
また、すり鉢状の空間の底部近傍（中心軸近傍）で扁平状となった磁性粉体は、分散媒体と共にすり鉢状の空間に放出されて不規則な衝撃を受けることとなり、割れや欠け等が生じる虞がある。このような磁性粉体の厚みのばらつきや割れや欠けは、ｔａｎδμ、ｔａｎδεが増加する要因となっている。
図２は、密閉容器１１に投入された球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４を、一軸回転体５により高速回転することで高速撹拌する様を示す図である。
この図では、一軸回転体５が高速で回転しても、密閉容器１１内が球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４により満たされているので、開放容器１に見られるようなすり鉢状の空間が生じる虞は無い。したがって、一軸回転体５により球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４に加えられた機械的応力は、密閉容器１１内全体で分散媒体４を介して球状の磁性粒子２に均一に伝搬され、得られた扁平状の磁性粉体の厚みがばらつく虞は無い。また、扁平状となった磁性粉体は、不規則な衝撃を受けることもなく、割れや欠け等が生じる虞もない。
この図では、一軸回転体５が高速で回転しても、密閉容器１１内が球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４により満たされているので、開放容器１に見られるようなすり鉢状の空間が生じる虞は無い。したがって、一軸回転体５により球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４に加えられた機械的応力は、密閉容器１１内全体で分散媒体４を介して球状の磁性粒子２に均一に伝搬され、得られた扁平状の磁性粉体の厚みがばらつく虞は無い。また、扁平状となった磁性粉体は、不規則な衝撃を受けることもなく、割れや欠け等が生じる虞もない。
一軸回転体５の回転数は、密閉容器１１の大きさにより決定される。例えば、内径が１２０ｍｍの密閉容器１１の場合、球状の磁性粒子２を含むスラリー３及び分散媒体４の一軸回転体５の径方向の外周端５ａ付近の流速が５ｍ／秒以上となるように、一軸回転体５の回転数を設定することが好ましく、この外周端５ａ付近の流速が８ｍ／秒以上となるように、一軸回転体５の回転数を設定することがより好ましい。
一方、外周端５ａ付近の流速が１５ｍ／ｓを超えると、エネルギーが大きすぎるために平板状になった粒子を破壊してしまう虞があるので、外周端５ａ付近の流速は１５ｍ／ｓ以下であることが好ましい。
一方、外周端５ａ付近の流速が１５ｍ／ｓを超えると、エネルギーが大きすぎるために平板状になった粒子を破壊してしまう虞があるので、外周端５ａ付近の流速は１５ｍ／ｓ以下であることが好ましい。
なお、密閉容器１１の内容積が小さいと、得られた扁平状の磁性粉体に球状の磁性粒子２が残留する虞がある。残留した球状の磁性粒子２は、球状の磁性粒子２同士の接触、または球状の磁性粒子２と扁平状の磁性粉体との接触により、ｔａｎδμ、ｔａｎδεを増加させたり、扁平状の磁性粉体の配向を阻害したりする虞がある。したがって、扁平状の磁性粉体は、磁性粉体全体量の９０質量％以上が好ましく、より好ましくは９５質量％以上、さらに好ましくは９９質量％以上であり、球状の磁性粒子については、実質的に含まないことが望ましい。
ここで、密閉容器１１の内容積が小さい場合に球状の磁性粒子２が残留する理由は、密閉容器１１の角や回転体５と密閉容器１１との接合部といった機械的応力が十分に伝わらないデッドスペースが相対的に大きくなるからと考えられる。そこで、密閉容器１１の内容積を大きくすると、相対的にデッドスペースが小さくなり、よって、球状粒子２に機械的応力が十分に伝わり、球状の磁性粒子同士の変形及び融着性が向上し、その結果、球状の磁性粒子２の残留が少なくなり、実質的に球状の磁性粒子２がなくなる。
このように、実質的に球状の磁性粒子２が残留しなくなる密閉容器１１の体積は、１Ｌ以上が好ましく、より好ましくは５Ｌ以上である。
以上により、球状の磁性粒子同士は、一軸回転体５により加えられた機械的応力により変形及び融着し、扁平状の磁性粉体となる。
このように、実質的に球状の磁性粒子２が残留しなくなる密閉容器１１の体積は、１Ｌ以上が好ましく、より好ましくは５Ｌ以上である。
以上により、球状の磁性粒子同士は、一軸回転体５により加えられた機械的応力により変形及び融着し、扁平状の磁性粉体となる。
次いで、この扁平状の磁性粉体を分散媒体及び溶媒から分離する。
分離方法は、扁平状の磁性粉体を作製した後のスラリーから溶媒を除去することができれば特に限定されず、加熱乾燥、真空乾燥、フリーズドライ等が挙げられるが、乾燥効率の点で真空乾燥が好ましい。また、乾燥効率を高めるために、乾燥工程の前に、固液分離等の手法によりある程度の溶媒を除去してもよい。固液分離の方法としては、フィルタープレス、吸引ろ過等のろ過操作、あるいはデカンター、遠心分離機による遠心分離操作等、通常の方法を用いればよい。
分離方法は、扁平状の磁性粉体を作製した後のスラリーから溶媒を除去することができれば特に限定されず、加熱乾燥、真空乾燥、フリーズドライ等が挙げられるが、乾燥効率の点で真空乾燥が好ましい。また、乾燥効率を高めるために、乾燥工程の前に、固液分離等の手法によりある程度の溶媒を除去してもよい。固液分離の方法としては、フィルタープレス、吸引ろ過等のろ過操作、あるいはデカンター、遠心分離機による遠心分離操作等、通常の方法を用いればよい。
（第２の工程）
上述の扁平状の磁性粉体を、液状の樹脂中または樹脂を溶媒に溶解した溶液中に分散し混合してスラリーとし、このスラリーを成形材料とする。
ここで、樹脂としては、液状の樹脂が好ましく、例えば、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリベンゾシクロブテン樹脂、ポリアリーレンエーテル樹脂、ポリシロキサン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、シアネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ノルボルネン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
上述の扁平状の磁性粉体を、液状の樹脂中または樹脂を溶媒に溶解した溶液中に分散し混合してスラリーとし、このスラリーを成形材料とする。
ここで、樹脂としては、液状の樹脂が好ましく、例えば、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリベンゾシクロブテン樹脂、ポリアリーレンエーテル樹脂、ポリシロキサン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、シアネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ノルボルネン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
絶縁材料として熱硬化性樹脂を用いる場合、硬化剤の種類や添加量については、使用する熱硬化性樹脂の種類や量に応じて適宜調整すればよい。
硬化剤としては、上記の熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ基同士の縮合反応を促進させて、複合磁性体の成形時における硬化不良による気孔の発生を防止する点で第３アミンが好ましい。
硬化剤としては、上記の熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ基同士の縮合反応を促進させて、複合磁性体の成形時における硬化不良による気孔の発生を防止する点で第３アミンが好ましい。
第３アミンとしては、例えば、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール等が挙げられる。
硬化剤の添加量としては、官能基の縮合反応を促進させる点を考慮すると、熱硬化性樹脂と第３アミンとの合計の質量に対して０．５質量％以上かつ３質量％以下、添加させればよい。
絶縁材料として熱可塑性樹脂を用いる場合、硬化剤は不要である。
硬化剤の添加量としては、官能基の縮合反応を促進させる点を考慮すると、熱硬化性樹脂と第３アミンとの合計の質量に対して０．５質量％以上かつ３質量％以下、添加させればよい。
絶縁材料として熱可塑性樹脂を用いる場合、硬化剤は不要である。
また、溶媒としては、上記の樹脂を溶解させることができるものであればよく、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ブタノール、オクタノール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソルブ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（エチルセロソルブ）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が好適に用いられ、これらの溶媒は、１種のみ単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
得られたスラリーの粘度は０．１Ｐａ・ｓ以上かつ１０６Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３Ｐａ・ｓ以上かつ１０４Ｐａ・ｓ以下である。
ここで、粘度が０．１Ｐａ・ｓ未満の場合には、流動性が大きくなりすぎて乾燥工程での生産性が悪くなり、一方、粘度が１０６Ｐａ・ｓを超えると、粘性が高すぎて磁性粉体の配向が起こり難くなり、その結果、複合磁性体中における磁性粉体の配向性が低下してしまうので、好ましくない。
ここで、粘度が０．１Ｐａ・ｓ未満の場合には、流動性が大きくなりすぎて乾燥工程での生産性が悪くなり、一方、粘度が１０６Ｐａ・ｓを超えると、粘性が高すぎて磁性粉体の配向が起こり難くなり、その結果、複合磁性体中における磁性粉体の配向性が低下してしまうので、好ましくない。
分散混合方法としては、特に制限はないが、遊星ミル、機械的応力を加えることができるサンドミル、ボールミル等の攪拌装置を用いることが好ましい。
（第３の工程）
上記の成形材料を成形または基材上に塗布し、乾燥し、熱処理または焼成する。
成形方法としては、公知の成形方法、例えば、プレス法、ドクターブレード法、射出成形法等が好適である。この成形方法を用いて任意の形状のシート状またはフィルム状に成形することにより、ドライフィルムを作製することができる。
複合磁性体が積層体の場合には、ドクターブレード法によりシート状またはフィルム状に成形することが望ましい。
上記の成形材料は、粘度調整を行う必要がある場合には、溶媒を揮発させて濃縮後に成形を行う。必要があれば、成形材料を基材上に塗布した後、乾燥前に磁場の配向により扁平状の磁性粉体をシートまたはフィルムと平行な方向に配向する配向処理を行えばよい。
熱処理または焼成の条件としては、還元性雰囲気中または真空中にて、熱処理またはホットプレスが好適である。これにより、本実施形態の複合磁性体が得られる。
上記の成形材料を成形または基材上に塗布し、乾燥し、熱処理または焼成する。
成形方法としては、公知の成形方法、例えば、プレス法、ドクターブレード法、射出成形法等が好適である。この成形方法を用いて任意の形状のシート状またはフィルム状に成形することにより、ドライフィルムを作製することができる。
複合磁性体が積層体の場合には、ドクターブレード法によりシート状またはフィルム状に成形することが望ましい。
上記の成形材料は、粘度調整を行う必要がある場合には、溶媒を揮発させて濃縮後に成形を行う。必要があれば、成形材料を基材上に塗布した後、乾燥前に磁場の配向により扁平状の磁性粉体をシートまたはフィルムと平行な方向に配向する配向処理を行えばよい。
熱処理または焼成の条件としては、還元性雰囲気中または真空中にて、熱処理またはホットプレスが好適である。これにより、本実施形態の複合磁性体が得られる。
上記の乾燥工程で得られた成形体の気孔率をさらに減少させたい場合には、上記の乾燥工程後に、成形体をプレスする工程を施すことが好ましい。プレス装置は公知のものを適宜用いればよい。
また、プレス装置で成形体に圧力を加える際に、絶縁材料として樹脂を用いる場合には、効果的に気孔を減少させるために樹脂の軟化温度以上かつ硬化開始温度以下の温度範囲で圧力を加えることが好ましい。特に、熱可塑性樹脂を使用した場合には、樹脂の軟化温度以上の温度で圧力を加えて、樹脂同士を融着させる必要がある。
プレス時の圧力は、成形材料の種類に応じて適宜調整すればよいが、５ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の圧力を加えるのが好ましい。
また、プレス装置で成形体に圧力を加える際に、絶縁材料として樹脂を用いる場合には、効果的に気孔を減少させるために樹脂の軟化温度以上かつ硬化開始温度以下の温度範囲で圧力を加えることが好ましい。特に、熱可塑性樹脂を使用した場合には、樹脂の軟化温度以上の温度で圧力を加えて、樹脂同士を融着させる必要がある。
プレス時の圧力は、成形材料の種類に応じて適宜調整すればよいが、５ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の圧力を加えるのが好ましい。
なお、扁平状の磁性粉体と熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂とを加熱混錬により混合分散したものを成形することによっても、本実施形態の複合磁性体が得られる。
加熱混練方法としては、公知の方法、例えば、加圧ニーダー、２軸式ニーダー、ブラストミル等で混合分散した混練物を作製することができる。この混練物の成形方法としては、公知の方法、例えば、加熱プレス成形、押出成形、射出成形等で成形体を作製することができる。これらの方法の中でも、扁平状の磁性粉体を樹脂中に配向させるためには、平面状に引き伸ばす加熱プレス成形が好ましい。引き伸ばす際の粘度調整のために、可塑剤の添加、扁平状の磁性粉体の表面処理を行うことも好ましい。必要があれば、加熱して流動性を維持した状態で、磁場の配向により扁平状の磁性粉体を配向する処理を行うことが好ましい。
加熱混練方法としては、公知の方法、例えば、加圧ニーダー、２軸式ニーダー、ブラストミル等で混合分散した混練物を作製することができる。この混練物の成形方法としては、公知の方法、例えば、加熱プレス成形、押出成形、射出成形等で成形体を作製することができる。これらの方法の中でも、扁平状の磁性粉体を樹脂中に配向させるためには、平面状に引き伸ばす加熱プレス成形が好ましい。引き伸ばす際の粘度調整のために、可塑剤の添加、扁平状の磁性粉体の表面処理を行うことも好ましい。必要があれば、加熱して流動性を維持した状態で、磁場の配向により扁平状の磁性粉体を配向する処理を行うことが好ましい。
本実施形態の複合磁性体の製造方法によれば、平均粒子径が３μｍ以下の球状の磁性粒子を界面活性剤を含む溶液中に分散してなるスラリー及び分散媒体を、密閉可能な容器内に、このスラリー及び分散媒体の合計の体積量が、この容器内の体積と同じくなるように充填し、このスラリーを分散媒体と共に密閉状態にて機械的応力（機械的なせん断エネルギー）を加えながら撹拌し、球状の磁性粒子同士を変形及び融着させて扁平状の磁性粉体とする第１の工程と、この扁平状の磁性粉体を、液状の樹脂中または樹脂を溶媒に溶解した溶液中に分散し混合して成形材料とする第２の工程と、この成形材料を成形または基材上に塗布し、乾燥し、熱処理または焼成する第３の工程と、を備えたので、所望の扁平形状の磁性粉体を容易に得ることができるとともに、この扁平状の磁性粉体を所望の含有量で樹脂中に均一に分散させて複合磁性体を製造することができる。これにより、（１）５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが１以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下の扁平状の複合磁性体、または、（２）９００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが０．５以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下の扁平状の複合磁性体、を容易に作製することができる。
［アンテナ］
本実施形態のアンテナは、上記の複合磁性体をアンテナ導体に装荷し、かつ５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域の電磁波を、送信、受信または送受信するアンテナである。
このアンテナとしては、ＲＦＩＤタグに用いられるアンテナであればよく、特に限定されず、例えばダイポールアンテナ等が挙げられる。
このアンテナに上記の複合磁性体を装荷させる方法としては、特に制限されず、公知の方法で装荷させればよい。
ここで、「装荷」とは、アンテナ導体に複合磁性体を接触あるいは近づけることである。
本実施形態のアンテナは、上記の複合磁性体をアンテナ導体に装荷し、かつ５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域の電磁波を、送信、受信または送受信するアンテナである。
このアンテナとしては、ＲＦＩＤタグに用いられるアンテナであればよく、特に限定されず、例えばダイポールアンテナ等が挙げられる。
このアンテナに上記の複合磁性体を装荷させる方法としては、特に制限されず、公知の方法で装荷させればよい。
ここで、「装荷」とは、アンテナ導体に複合磁性体を接触あるいは近づけることである。
このアンテナでは、本実施形態の５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが１以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下の扁平状の複合磁性体を装荷したので、この周波数帯域におけるアンテナ効率が高くなる。
［ＲＦＩＤタグ］
本実施形態のＲＦＩＤタグは、上記の複合磁性体を備えている。
上記の複合磁性体は、公知の形態及び方法によりＲＦＩＤタグに実装させればよい。
このＲＦＩＤタグの構造としては、例えば、裏面シート、アンテナとＩＣチップを含む基体シート、上記複合磁性体、及び表面シートが順次積層され、熱圧着または接着剤等によって相互に固着させた構造があげられる。
本実施形態のＲＦＩＤタグは、上記の複合磁性体を備えている。
上記の複合磁性体は、公知の形態及び方法によりＲＦＩＤタグに実装させればよい。
このＲＦＩＤタグの構造としては、例えば、裏面シート、アンテナとＩＣチップを含む基体シート、上記複合磁性体、及び表面シートが順次積層され、熱圧着または接着剤等によって相互に固着させた構造があげられる。
このように、ＲＦＩＤタグに上記複合磁性体を設けることにより、アンテナの複合磁性体側に金属部材が存在しても、電磁波のエネルギーが金属部材により吸収されることなく、磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。その結果、ＲＦＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離を長くとることができる。
［通信装置］
本実施形態の通信装置は、上記の複合磁性体を備えている。
通信装置は、ＲＦＩＤタグを内蔵させて使用できるものであれば特に限定されず、例えば、携帯電話機、携帯用情報端末、多機能携帯用情報端末等の情報端末機器等が挙げられる。上記の複合磁性体を通信装置に配設させる方法は特に限定されず、公知の方法により配設させればよい。例えば、アンテナを有するＲＦＩＤタグと金属部材との間に上記複合磁性体を設けた構造が挙げられる。
本実施形態の通信装置は、上記の複合磁性体を備えている。
通信装置は、ＲＦＩＤタグを内蔵させて使用できるものであれば特に限定されず、例えば、携帯電話機、携帯用情報端末、多機能携帯用情報端末等の情報端末機器等が挙げられる。上記の複合磁性体を通信装置に配設させる方法は特に限定されず、公知の方法により配設させればよい。例えば、アンテナを有するＲＦＩＤタグと金属部材との間に上記複合磁性体を設けた構造が挙げられる。
このように、ＲＦＩＤタグ中のアンテナと金属部材の間に、上記複合磁性体を介在させることにより、電磁波のエネルギーが通信装置中の金属部材により吸収されるのを抑え、磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。その結果、通信装置とリーダ／ライタとの通信距離を長くとることができる。
本実施形態の複合磁性体によれば、磁性粉体を扁平状とし、その磁気特性を、（１）５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが１以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下、（２）９００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμが０．５以下、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεが１以下、のいずれかとしたので、上記の各周波数帯域において複合磁性体を通過する磁力線の吸収を抑えることができ、例えば信号通信に使用される磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。
上記の磁性粉体の厚みを０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、平均長径を０．０５μ以上かつ２０μｍ以下、かつ平均アスペクト比（長径／厚み）を２以上とした場合には、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’が１．５以上、複素誘電率の実部εｒ’が５０以下の複合磁性体を得ることができる。
上記の磁性粉体を、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）の群から選択される１種または２種以上の金属元素を含む鉄−ニッケル合金とした場合には、高いμｒ’の複合磁性体を得ることができる。
上記の磁性粉体が、平均粒子径が３μｍ以下の球状の磁性粒子に機械的応力を加えることにより、この球状の磁性粒子同士を変形及び融着されることにより得られた磁性粉体であれば、アスペクト比が高い、すなわち高いμｒ’の複合磁性体を得ることができる。
上記の複合磁性体の厚みが０．０１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下である場合には、薄くて通信距離が長いＲＦＩＤタグを得ることができる。
上記の複合磁性体の厚みが０．０１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下である場合には、薄くて通信距離が長いＲＦＩＤタグを得ることができる。
本実施形態の複合磁性体の製造方法によれば、平均粒子径が３μｍ以下の球状の磁性粒子を界面活性剤を含む溶液中に分散してなるスラリー及び分散媒体を、密閉可能な容器内に、このスラリー及び分散媒体の合計の体積量が容器内の体積と同じくなるように充填し、このスラリーを分散媒体と共に密閉状態にて撹拌し、球状の磁性粒子同士を変形及び融着させて扁平状の磁性粉体とする第１の工程と、この扁平状の磁性粉体を、液状の樹脂中または樹脂を溶媒に溶解した溶液中に分散し混合して成形材料とする第２の工程と、この成形材料を成形または基材上に塗布し、乾燥し、熱処理または焼成する第３の工程と、を有するので、磁性粉体の厚みのばらつきが極めて小さく、ｔａｎδμ、ｔａｎδεの低い扁平状の複合磁性体を容易に得ることができる。また、得られた扁平状の磁性粉体は、不規則な衝撃を受けることもなく、割れや欠け等が生じる虞もない。
さらに、密閉容器の体積が１Ｌ以上のものを用いて磁性粉体を製造すると、球状の磁性粒子を実質的に含まない扁平状の複合磁性体が得られるので、よりμｒ’が大きい扁平状の複合磁性体を得ることができる。
本実施形態のアンテナによれば、本実施形態の複合磁性体を装荷してなるので、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域において使用されるＲＦＩＤタグに適用された時に、金属部材による磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。その結果、ＲＦＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離を長く取ることができる。
本実施形態のＲＦＩＤタグによれば、本実施形態の複合磁性体を備えたので、ＲＦＩＤタグに内蔵されたアンテナの複合磁性体側に金属部材が存在しても、複合磁性体がヨークのように作用し、その金属部材による磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。その結果、ＲＦＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離を長くとることができる。
また、アンテナを金属部材から離間させるためのスペーサーを用いなくても通信距離が十分長いため、スペーサーを備えた従来のＲＦＩＤタグと比較して厚みを薄くすることができる。
また、アンテナを金属部材から離間させるためのスペーサーを用いなくても通信距離が十分長いため、スペーサーを備えた従来のＲＦＩＤタグと比較して厚みを薄くすることができる。
本実施形態の通信装置によれば、ＲＦＩＤタグと本実施形態の複合磁性体とを備えたので、ＲＦＩＤタグから出力される電磁波のエネルギーが金属部材により吸収されるのを抑え、磁力線の信号エネルギーの減衰を抑制することができる。その結果、通信装置とリーダ／ライタとの通信距離を長くとることができる。
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
［実施例１］
[複合磁性体の作製]
「第１の工程」
Ｎｉ７８質量％−Ｆｅ２２質量％のＮｉ−Ｆｅ合金からなる平均粒径０．３μｍの球状の磁性粒子２００ｇを、界面活性剤として窒素含有のグラフトポリマーを溶解したキシレン８００ｇに混合し、スラリーを作製した。
次いで、密閉容器として、図２に示すような循環密閉型で容器体積が５Ｌのサンドミル（ウルトラアペックスミルＵＡＭ−５（寿工業社製））を用い、この密閉容器内に、分散媒体として平均粒径５０μｍのジルコニアビーズを投入し、次いで、上記のスラリーを投入し、密閉容器内を満たした。
[複合磁性体の作製]
「第１の工程」
Ｎｉ７８質量％−Ｆｅ２２質量％のＮｉ−Ｆｅ合金からなる平均粒径０．３μｍの球状の磁性粒子２００ｇを、界面活性剤として窒素含有のグラフトポリマーを溶解したキシレン８００ｇに混合し、スラリーを作製した。
次いで、密閉容器として、図２に示すような循環密閉型で容器体積が５Ｌのサンドミル（ウルトラアペックスミルＵＡＭ−５（寿工業社製））を用い、この密閉容器内に、分散媒体として平均粒径５０μｍのジルコニアビーズを投入し、次いで、上記のスラリーを投入し、密閉容器内を満たした。
この状態で、一軸回転体の径方向の外周端付近の流速が１０ｍ／秒以上となるような回転数で攪拌し、平均厚みが０．２μｍ、平均長径が０．７μｍ、平均アスペクト比が３．５の扁平状の磁性粉体を作製した。
「第２の工程」
次いで、得られた扁平状の磁性粉体を乾燥して溶媒を散逸させた後、この扁平状の磁性粉体の所定量を、ポリスチレン樹脂をトルエンに溶解して得られる樹脂溶液に添加して撹拌混合した。
次いで、得られた扁平状の磁性粉体を乾燥して溶媒を散逸させた後、この扁平状の磁性粉体の所定量を、ポリスチレン樹脂をトルエンに溶解して得られる樹脂溶液に添加して撹拌混合した。
次いで、得られた扁平状の磁性粉体を乾燥して溶媒を散逸させた後、この扁平状の磁性粉体の所定量を、ポリスチレン樹脂をトルエンに溶解して得られる樹脂溶液に添加して撹拌混合した。ここでは、磁性粉体とポリスチレン樹脂との合計の体積中に、磁性粉体が４０体積％となるように混合した。
「第３の工程」
このようにして得られた混合物を、ドクターブレード法により１００ｍｍ角、厚み６００μｍの正方形状のフィルムに成形した。
次いで、このフィルムを大気中、８０℃にて２０分間乾燥し、厚みが１００μｍのドライフィルムとし、その後、このドライフィルムを所定の枚数重ねて、減圧プレス装置にてプレス焼成を行った。プレス条件は、常圧のまま９０℃まで２０分で昇温させ、その後２ＭＰａの圧力を加えて１０分間保持し、実施例１の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは１ｍｍであった。
このようにして得られた混合物を、ドクターブレード法により１００ｍｍ角、厚み６００μｍの正方形状のフィルムに成形した。
次いで、このフィルムを大気中、８０℃にて２０分間乾燥し、厚みが１００μｍのドライフィルムとし、その後、このドライフィルムを所定の枚数重ねて、減圧プレス装置にてプレス焼成を行った。プレス条件は、常圧のまま９０℃まで２０分で昇温させ、その後２ＭＰａの圧力を加えて１０分間保持し、実施例１の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは１ｍｍであった。
この複合磁性体の１００ＭＨｚから３ＧＨｚにおける複素透磁率の実部μｒ’、複素透磁率の虚部μｒ”、 複素透磁率の損失正接ｔａｎδμ、複素誘電率の実部εｒ’、複素透磁率の虚部εｒ”、ｔａｎδεをマテリアルアナライザーＥ４９９１Ａ型（Agilent Technologies社製）にて測定した。複素透磁率の実部μｒ’、複素透磁率の虚部μｒ”及び複素透磁率の損失正接ｔａｎδμの測定結果を図３に、複素誘電率の実部εｒ’、複素誘電率の虚部εｒ”及び複素誘電率の損失正接ｔａｎδεの測定結果を図４に、それぞれ示す。
図３及び図４に示すように、９５０ＭＨｚにおけるμｒ’は６．８、μｒ”は０．７９、ｔａｎδμは０．１１６、εｒ’は１６．１、εｒ”は１．０７、ｔａｎδεは０．０６６であった。
この複合磁性体中の磁性粉体の形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、扁平状の磁性粉体５０個の平均の厚みは０．２μｍ、平均長径は０．７μｍであり、個々のアスペクト比の平均値は３．５であった。
また、この走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）の視野内では、扁平状の磁性粉体しか認められず、球状の磁性粒子や、厚み、長さまたはアスペクト比が、この扁平状の磁性粉体から外れた磁性粒子は、実質的に認められなかった。
また、この走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）の視野内では、扁平状の磁性粉体しか認められず、球状の磁性粒子や、厚み、長さまたはアスペクト比が、この扁平状の磁性粉体から外れた磁性粒子は、実質的に認められなかった。
[ＲＦＩＤタグの作製]
ＩＣチップが接続されたダイポールアンテナを有する基体シート、実施例１の複合磁性体（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を順次積層させて固着させることにより、実施例１のＲＦＩＤタグを得た。
ＩＣチップが接続されたダイポールアンテナを有する基体シート、実施例１の複合磁性体（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を順次積層させて固着させることにより、実施例１のＲＦＩＤタグを得た。
[ＲＦＩＤタグの評価]
ＲＦＩＤタグの複合磁性体側に金属板を重ね合わせた状態で、リーダ／ライタ（Impinj社製、Speedway Revolution）及びアンテナ（Yeon Technology社製、YAP-100LR）を用いて通信距離（電力伝送及び信号通信が可能な距離）を測定した。その結果、実施例１のＲＦＩＤタグの通信距離は２１６ｃｍであった。
ＲＦＩＤタグの複合磁性体側に金属板を重ね合わせた状態で、リーダ／ライタ（Impinj社製、Speedway Revolution）及びアンテナ（Yeon Technology社製、YAP-100LR）を用いて通信距離（電力伝送及び信号通信が可能な距離）を測定した。その結果、実施例１のＲＦＩＤタグの通信距離は２１６ｃｍであった。
［実施例２］
[複合磁性体の作製]
実施例１の複合磁性体の作製の第３工程において、積層させるドライフィルムの枚数を減らしてプレス焼成を行った以外は実施例１と同様にして、実施例２の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは０．２ｍｍであった。
[複合磁性体の作製]
実施例１の複合磁性体の作製の第３工程において、積層させるドライフィルムの枚数を減らしてプレス焼成を行った以外は実施例１と同様にして、実施例２の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは０．２ｍｍであった。
[ＲＦＩＤタグの作製]
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例２（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ）の複合磁性体を用いた以外は全く同様にして、実施例２のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、１８ｃｍであった。
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例２（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ）の複合磁性体を用いた以外は全く同様にして、実施例２のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、１８ｃｍであった。
［実施例３］
[複合磁性体の作製]
実施例１の複合磁性体の作製の第３工程において、積層させるドライフィルムの枚数を減らしてプレス焼成を行った以外は実施例１と同様にして、実施例３の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは０．５ｍｍであった。
[複合磁性体の作製]
実施例１の複合磁性体の作製の第３工程において、積層させるドライフィルムの枚数を減らしてプレス焼成を行った以外は実施例１と同様にして、実施例３の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは０．５ｍｍであった。
[ＲＦＩＤタグの作製]
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例３（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）の複合磁性体を用いた以外は全く同様にして、実施例４のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、７７ｃｍであった。
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例３（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）の複合磁性体を用いた以外は全く同様にして、実施例４のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、７７ｃｍであった。
［実施例４］
[複合磁性体の作製]
「第１の工程」
Ｎｉ７８質量％−Ｆｅ２２質量％のＮｉ−Ｆｅ合金からなる平均粒径０．３μｍの球状の磁性粒子の替わりに、Ｎｉ７５質量％−Ｆｅ２０質量％−Ｚｎ５質量％のＮｉ−Ｆｅ−Ｚｎ合金からなる平均粒径０．２５μｍの球状の磁性粒子を用いた以外は、実施例１の第１の工程と同様にして、実施例４の磁性粉体を得た。
得られた磁性粉体は、平均厚みが０．３μｍ、平均長径が２．０μｍ、平均アスペクト比が６．７の扁平状であった。
[複合磁性体の作製]
「第１の工程」
Ｎｉ７８質量％−Ｆｅ２２質量％のＮｉ−Ｆｅ合金からなる平均粒径０．３μｍの球状の磁性粒子の替わりに、Ｎｉ７５質量％−Ｆｅ２０質量％−Ｚｎ５質量％のＮｉ−Ｆｅ−Ｚｎ合金からなる平均粒径０．２５μｍの球状の磁性粒子を用いた以外は、実施例１の第１の工程と同様にして、実施例４の磁性粉体を得た。
得られた磁性粉体は、平均厚みが０．３μｍ、平均長径が２．０μｍ、平均アスペクト比が６．７の扁平状であった。
「第２及び第３の工程」
この扁平状の磁性粉体を用い、実施例１の第２及び第３の工程と同様にして、実施例４の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは１ｍｍであった。
この複合磁性体の９５０ＭＨｚにおけるμｒ’、μｒ”、ｔａｎδμ、εｒ’、εｒ”及びｔａｎδεを、実施例１と同様にして測定した。その結果、μｒ’は１０．６、μｒ”は４．０３、ｔａｎδμは０．３７９、εｒ’は２６．３、εｒ”は１１．７、ｔａｎδεは０．４４５であった。
この扁平状の磁性粉体を用い、実施例１の第２及び第３の工程と同様にして、実施例４の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは１ｍｍであった。
この複合磁性体の９５０ＭＨｚにおけるμｒ’、μｒ”、ｔａｎδμ、εｒ’、εｒ”及びｔａｎδεを、実施例１と同様にして測定した。その結果、μｒ’は１０．６、μｒ”は４．０３、ｔａｎδμは０．３７９、εｒ’は２６．３、εｒ”は１１．７、ｔａｎδεは０．４４５であった。
この複合磁性体中の磁性粉体の形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、扁平状の磁性粉体５０個の平均の厚みは０．３μｍ、平均長径は２．０μｍであり、個々のアスペクト比の平均値は６．７であった。
また、この走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）の視野内では、扁平状の磁性粉体しか認められず、球状の磁性粒子や、厚み、長さまたはアスペクト比が上記の扁平状の磁性粉体から外れた磁性粒子は認められなかった。
また、この走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）の視野内では、扁平状の磁性粉体しか認められず、球状の磁性粒子や、厚み、長さまたはアスペクト比が上記の扁平状の磁性粉体から外れた磁性粒子は認められなかった。
[ＲＦＩＤタグの作製]
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例４の複合磁性体（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用いた以外は全く同様にして、実施例２のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、１０８ｃｍであった。
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例４の複合磁性体（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用いた以外は全く同様にして、実施例２のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、１０８ｃｍであった。
[実施例５]
[複合磁性体の作製]
「第１の工程」
一軸回転体の径方向の外周端付近の流速が１２ｍ／秒以上となるような回転数で攪拌した以外は、実施例１の第１の工程と同様にして、実施例５の磁性粉体を得た。
得られた磁性粉体は、平均厚みが０．３μｍ、平均長径が１．４μｍ、平均アスペクト比が４．７の扁平状であった。
[複合磁性体の作製]
「第１の工程」
一軸回転体の径方向の外周端付近の流速が１２ｍ／秒以上となるような回転数で攪拌した以外は、実施例１の第１の工程と同様にして、実施例５の磁性粉体を得た。
得られた磁性粉体は、平均厚みが０．３μｍ、平均長径が１．４μｍ、平均アスペクト比が４．７の扁平状であった。
「第２及び第３の工程」
この扁平状の磁性粉体を用い、実施例１の第２及び第３の工程と同様にして、実施例５の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは１ｍｍであった。
この複合磁性体の９５０ＭＨｚにおけるμｒ’、μｒ”、ｔａｎδμ、εｒ’、εｒ”及びｔａｎδεを、実施例１と同様にして測定した。その結果、μｒ’は８．８、μｒ”は２．５、ｔａｎδμは０．２８７、εｒ’は２５．７、εｒ”は９．３、ｔａｎδεは０．３６０であった。
この扁平状の磁性粉体を用い、実施例１の第２及び第３の工程と同様にして、実施例５の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは１ｍｍであった。
この複合磁性体の９５０ＭＨｚにおけるμｒ’、μｒ”、ｔａｎδμ、εｒ’、εｒ”及びｔａｎδεを、実施例１と同様にして測定した。その結果、μｒ’は８．８、μｒ”は２．５、ｔａｎδμは０．２８７、εｒ’は２５．７、εｒ”は９．３、ｔａｎδεは０．３６０であった。
この複合磁性体中の磁性粉体の形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、扁平状の磁性粉体５０個の平均の厚みは０．３μｍ、平均長径は１．４μｍであり、個々のアスペクト比の平均値は４．７であった。
また、この走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）の視野内では、扁平状の磁性粉体しか認められず、球状の磁性粒子や、厚み、長さまたはアスペクト比が上記の扁平状の磁性粉体から外れた磁性粒子は認められなかった。
また、この走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）の視野内では、扁平状の磁性粉体しか認められず、球状の磁性粒子や、厚み、長さまたはアスペクト比が上記の扁平状の磁性粉体から外れた磁性粒子は認められなかった。
[ＲＦＩＤタグの作製]
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例５の複合磁性体（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用いた以外は全く同様にして、実施例５のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、１５８ｃｍであった。
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例５の複合磁性体（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用いた以外は全く同様にして、実施例５のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、１５８ｃｍであった。
［実施例６］
[複合磁性体の作製]
「第１の工程」
一軸回転体の径方向の外周端付近の流速が８ｍ／秒以上となるような回転数で攪拌した以外は、実施例１の第１の工程と同様にして、実施例６の磁性粉体を得た。
得られた磁性粉体は、平均厚みが０．３μｍ、平均長径が０．５μｍ、平均アスペクト比が１．７の扁平状であった。
[複合磁性体の作製]
「第１の工程」
一軸回転体の径方向の外周端付近の流速が８ｍ／秒以上となるような回転数で攪拌した以外は、実施例１の第１の工程と同様にして、実施例６の磁性粉体を得た。
得られた磁性粉体は、平均厚みが０．３μｍ、平均長径が０．５μｍ、平均アスペクト比が１．７の扁平状であった。
「第２及び第３の工程」
この扁平状の磁性粉体を用い、実施例１の第２及び第３の工程と同様にして、実施例６の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは１ｍｍであった。
この複合磁性体の９５０ＭＨｚにおけるμｒ’、μｒ”、ｔａｎδμ、εｒ’、εｒ”及びｔａｎδεを、実施例１と同様にして測定した。その結果、μｒ’は３．４、μｒ”は１．２、ｔａｎδμは０．３４、εｒ’は１５．１、εｒ”は１．９、ｔａｎδεは０．１３０であった。
この扁平状の磁性粉体を用い、実施例１の第２及び第３の工程と同様にして、実施例６の複合磁性体を得た。この複合磁性体の厚みは１ｍｍであった。
この複合磁性体の９５０ＭＨｚにおけるμｒ’、μｒ”、ｔａｎδμ、εｒ’、εｒ”及びｔａｎδεを、実施例１と同様にして測定した。その結果、μｒ’は３．４、μｒ”は１．２、ｔａｎδμは０．３４、εｒ’は１５．１、εｒ”は１．９、ｔａｎδεは０．１３０であった。
この複合磁性体中の磁性粉体の形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、扁平状の磁性粉体５０個の平均の厚みは０．３μｍ、平均長径は０．５μｍであり、個々のアスペクト比の平均値は１．７であった。
[ＲＦＩＤタグの作製]
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例６の複合磁性体（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用いた以外は全く同様にして、実施例６のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、７７ｃｍであった。
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、実施例６の複合磁性体（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用いた以外は全く同様にして、実施例６のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、７７ｃｍであった。
［比較例１］
[ＲＦＩＤタグの作製]
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、市販の磁性シート（ＦＸ２９３０、森宮電機株式会社製）（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）を用いた以外は全く同様にして、比較例１のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、２８ｃｍであった。
[ＲＦＩＤタグの作製]
実施例１のＲＦＩＤタグの作製において、実施例１の複合磁性体を用いる替わりに、市販の磁性シート（ＦＸ２９３０、森宮電機株式会社製）（縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）を用いた以外は全く同様にして、比較例１のＲＦＩＤタグを得た。実施例１と同様にして通信距離を測定した結果、２８ｃｍであった。
この磁性シートの５００ＭＨｚから３ＧＨｚにおけるμｒ’、μｒ”、ｔａｎδμをマテリアルアナライザーＥ４９９１Ａ型（Agilent Technologies社製）にて測定したところ、９５０ＭＨｚにおけるμｒ’は１２．７、μｒ”は１２．６、ｔａｎδμは０．９９７であった。
［比較例２］
ＩＣチップが接続されたダイポールアンテナを有する基体シートのみを、比較例３のＲＦＩＤタグとした。実施例１と同様にして通信距離を測定したが、通信距離を０ｃｍにしても、通信しなかった。
なお、比較例３のＲＦＩＤタグのみで金属板を重ねずに測定した通信距離は８３ｃｍであり、実施例１、２の通信距離は、比較例２のＲＦＩＤタグのみの通信距離をも大きく上回る通信距離であった。
ＩＣチップが接続されたダイポールアンテナを有する基体シートのみを、比較例３のＲＦＩＤタグとした。実施例１と同様にして通信距離を測定したが、通信距離を０ｃｍにしても、通信しなかった。
なお、比較例３のＲＦＩＤタグのみで金属板を重ねずに測定した通信距離は８３ｃｍであり、実施例１、２の通信距離は、比較例２のＲＦＩＤタグのみの通信距離をも大きく上回る通信距離であった。
以上の実施例の結果から、複合磁性体において、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’は１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμは１以下、複素誘電率の実部εｒ’は５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεは１以下とすることで、ＲＦＩＤタグの通信距離を大きく向上させることができることが確認された。
また、複合磁性体を構成する扁平状の磁性粉体のアスペクト比を適切な範囲に制御することで、ＲＦＩＤタグの通信距離をさらに長くすることができる。具体的には、アスペクト比が３．５（実施例１）、４．７（実施例５）である磁性粉体を用いたＲＦＩＤタグは、アスペクト比が１．７（実施例６）、６．７（実施例４）である磁性粉体を用いたＲＦＩＤタグよりも顕著に長い通信距離を実現した。これらの結果から、アスペクト比と通信距離からなるデータ列を内挿して両者の関係を推定すると、ＲＦＩＤタグにおいて１５０ｃｍ以上の通信距離が得られる磁性粉体のアスペクト比は、３以上５未満の範囲である。
また、実施例１〜６の結果から、複合磁性体の厚みは１ｍｍあれば十分に長い通信距離を得ることができる。さらに実施例１〜３の結果から、複合磁性体を薄くするほどＲＦＩＤタグの通信距離が短くなるが、０．２ｍｍ厚でも１８ｃｍの通信距離が得られていることから、０．０１ｍｍ厚の複合磁性体のシートであっても数ｃｍの通信距離は得られるものと推定される。
また、市販の磁性シートを用いた比較例１のＲＦＩＤタグと、実施例１〜３のＲＦＩＤタグとの比較から、実施例の複合磁性体のシートは、市販の磁性シートの半分程度の厚みで同等の性能を発揮することがわかる。すなわち、実施例の複合磁性体を用いることで、ＲＦＩＤタグの薄型化を実現することができる。
１ 開放容器
２ 球状の磁性粒子
３ スラリー
４ 分散媒体
５ 一軸回転体
５ａ 外周端
１１ 密閉容器
２ 球状の磁性粒子
３ スラリー
４ 分散媒体
５ 一軸回転体
５ａ 外周端
１１ 密閉容器
Claims (7)
- 磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体において、
前記磁性粉体は扁平状であり、５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’は１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμは１以下、複素誘電率の実部εｒ’は５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεは１以下であることを特徴とする複合磁性体。 - 磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体において、
前記磁性粉体は扁平状であり、９００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数帯域における複素透磁率の実部μｒ’は１．５以上、複素透磁率の損失正接ｔａｎδμは０．５以下、複素誘電率の実部εｒ’は５０以下、複素誘電率の損失正接ｔａｎδεは１以下であることを特徴とする複合磁性体。 - 前記磁性粉体の平均厚みは０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、平均長径は０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下、かつ平均アスペクト比（長径／厚み）は２以上であることを特徴とする請求項１または２記載の複合磁性体。
- 前記磁性粉体は、平均粒子径が３μｍ以下の球状の磁性粒子に機械的応力を加えることにより、この球状の磁性粒子同士を変形及び融着してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の複合磁性体。
- 厚みが０．０１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項記載の複合磁性体。
- 請求項１ないし５のいずれか１項記載の複合磁性体を装荷してなり、
５００ＭＨｚを超えて３ＧＨｚまでの周波数帯域の電波を、送信、受信または送受信することを特徴とするアンテナ。 - 請求項１ないし５のいずれか１項記載の複合磁性体を備えてなることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
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