JP2014165370A - 絶縁性の平板状磁性粉体とそれを含む複合磁性体及びそれを備えたアンテナ及び通信装置並びに複合磁性体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁性の平板状磁性粉体は、平板状磁性粉体の表面を有機分子鎖含有表面修飾剤により修飾されてなる絶縁性の平板状磁性粉体であり、平均厚みは0.01μm以上かつ1μm以下、平均長径は0.05μm以上かつ5μm以下、かつ平均アスペクト比(長径/厚み)は2以上である。
【選択図】図1
Description
この磁性材料は、電子機器に搭載される高周波回路基板、高周波電子部品、磁性シート、電磁干渉抑制シート、電磁波遮蔽シート等の各種電子部品、モーター、トランス等の電気製品、ビデオテープやフロッピー(登録商標)ディスク等の磁気記録媒体に用いられている。
一般に、物質内を伝播する電磁波の波長λgは、真空中を伝播する電磁波の波長λoと物質の複素誘電率の実部εr’(以下εr’と略記する場合がある)及び複素透磁率の実部μr’(以下、μr’と略記する場合がある)を用いて、
λg=λo/(εr’・μr’)1/2 ……(1)
と表すことができる。
この式(1)によれば、εr’及びμr’が大きいほど波長λgの短縮率が大きくなる。したがって、上記の各種電子部品を構成する複合磁性体中の磁性粉体のεr’及びμr’を大きくすることで、波長λgの短縮率が大きくなり、高周波を用いる電子部品や回路基板等の各種電子部品の小型化が可能になる。
そこで、波長λgの短縮率を大きくすることで電子部品をさらに小型化するために、扁平状の磁性粉体を絶縁材料中に分散してなる複合磁性体が提案されている(特許文献1)。
前記平均アスペクト比(長径/厚み)は、2以上かつ7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備えてなることを特徴とする。
本発明の通信装置は、本発明のアンテナを備えてなることを特徴とする。
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。
本実施形態の絶縁性の平板状磁性粉体は、平板状磁性粉体の表面を有機分子鎖含有表面修飾剤により修飾された絶縁性の平板状磁性粉体であり、この絶縁性の平板状磁性粉体の平均厚みは0.01μm以上かつ1μm以下、平均長径は0.05μm以上かつ5μm以下、かつ平均アスペクト比(長径/厚み)は2以上である。
本実施形態における「平板状」とは、扁平状、鱗片状、フレーク状、薄板状等、厚みが薄い板状のものを全て含む。
以下、「絶縁性の平板状磁性粉体」を単に「絶縁性平板状磁性粉体」と称することもある。
ここで、絶縁性平板状磁性粉体の平均厚みが0.01μm未満では、絶縁性平板状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いので、好ましくない。一方、この絶縁性平板状磁性粉体の平均厚みが1μmを超えると、高周波を印加した際に渦電流等が生じ易くなり、得られる複合磁性体の複素透磁率の損失正接tanδμ(以下tanδμと略記する場合がある)及び複素誘電率の損失正接tanδε(以下tanδεと略記する場合がある)が増大するので好ましくない。
ここで、平板状磁性粉体の平均長径が0.05μm未満では、絶縁性平板状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いので、好ましくない。
一方、この絶縁性平板状磁性粉体の平均長径が5μmを超えると、得られる複合磁性体のtanδμ及びtanδεが増大するので好ましくない。
ここで、この絶縁性平板状磁性粉体の平均アスペクト比(長径/厚み)が2未満では、粒子形状による反磁界係数が大きくなり、よって、複合磁性体を作製する際に印加される有効磁場が小さくなることで得られる複合磁性体のμr’が小さくなり、その結果、電子部品や電子機器を小型化させるために十分なμr’を得ることができない。
この平板状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。
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、平均厚みが0.5μm以下かつ平均長径が3μm以下の平板状磁性粉体が得られ易く、その結果、高透磁率とともに低磁気損失の複合磁性体が得られ易いので好ましい。
本実施形態の有機分子鎖含有表面修飾剤は、上記の平板状磁性粉体の表面を修飾することができ、かつ、後述する絶縁材料と混合が可能な有機分子鎖を有する表面修飾剤であればよく、特に限定されない。
RX−Si−OR’4−X ・・・(1)
この式(1)中、Rは、ビニル基、アリル基、3−グリシドキシプロピル基、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロプロピル基、スチリル基、3−アミノプロピル基、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピル基、N−フェニル−3−アミノプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−イソシアネートプロピル基、炭素数が1以上かつ20以下のアルキル基、フェニル基の群から選択される1種または2種以上であり、R’は炭素数が1以上かつ20以下のアルキル基、フェニル基、メチルカルボキシ基の群から選択される1種または2種以上であり、Xは0、または1以上かつ4以下の整数である。
これらのシランカップリング剤は、1種のみを単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
これらの変性シリコーンは、1種のみを単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
これらのシリコーンレジンは、1種のみを単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
陰イオン系界面活性剤としては、オレイン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム等の脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸エステルスルフォン酸ナトリウム等の脂肪酸系、アルキルリン酸エステルナトリウム等のリン酸系、アルファオレインスルフォン酸ナトリウム等のオレフィン系、アルキル硫酸ナトリウム等のアルコール系、アルキルベンゼン系等が挙げられる。
これらの陰イオン系界面活性剤は、1種のみを単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
これらの陽イオン系界面活性剤は、1種のみを単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
非イオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラノリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド等の脂肪酸系、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等が挙げられる。
例えば、この有機分子鎖含有表面修飾剤の上記の平板状磁性粉体の全質量に対する添加量は、この平板状磁性粉体の全質量に対して1質量%以上かつ10質量%以下とするのが好ましく、上記の平板状磁性粉体の表面修飾部分を、この平板状磁性粉体の質量の1質量%以上かつ10質量%以下とすることが好ましい。
複合磁性体のμr’を大きくするためには、複合磁性体中の絶縁性平板状磁性粉体の量をある一定量より多く含有されなければならない。
また、平板状磁性粉体による導電パスは、複合磁性体中の磁性粉体量が増大するほど、複合磁性体の位置により特性が変わり易くなり、複合磁性体の品質安定性が劣りやすくなる虞がある。
したがって、本実施形態の絶縁性平板状磁性粉体は、少なくとも平板状磁性粉体の表面が絶縁性を有していればよい。
本実施形態の複合磁性体は、本実施形態の絶縁性平板状磁性粉体と、絶縁材料とを含有した磁性体である。
ここで、tanδμ及びtanδεの値が、それぞれの値を超えた場合には、この複合磁性体内にて、高周波が複素透磁率の虚数部μr’’あるいは複素誘電率の虚数部εr’’に対応する部分だけ吸収されて熱に変わるので、高周波信号のエネルギーが減衰する上に、S/N比の低下や発熱等の問題が生じる虞があるので好ましくない。
この複合磁性体では、tanδμ及びtanδεの値を上記範囲とすることに加えて、複素透磁率の実部μr’及び複素誘電率の実部εr’を上記範囲とすることにより、本実施形態の複合磁性体を備えた電子部品や電子機器は、小型化が可能となり、電力損失を低減させることができる。
その理由は、この複合磁性体中の気孔率を20%以下とした場合においても、εr’はほとんど変化しないからである。これにより、この複合磁性体が適用される電子部品や電子機器、例えば、携帯用電話機、携帯情報端末、多機能型携帯用情報機器等の通信装置のアンテナの電力損失をより抑制することができる。
本実施形態の複合磁性体の製造方法は、平板状磁性粉体と有機分子鎖含有表面修飾剤と有機溶媒を混合し、前記平板状磁性粉体の表面を前記有機分子鎖含有表面修飾剤により修飾して絶縁性の平板状磁性粉体とすることにより、前記絶縁性の平板状磁性粉体を含有する混合液とする第1の工程と、前記混合液と絶縁材料を混合して成形材料とする第2の工程と、前記成形材料を用いて成形体または塗布膜を作製し、この成形体または塗布膜を、乾燥し、熱処理、焼成または電磁波照射する第3の工程と、を備えた製造方法である。
次に、この複合磁性体の製造方法について詳細に説明する。
上記の平板状磁性粉体と有機分子鎖含有表面修飾剤と有機溶媒を混合し、この平板状磁性粉体の表面を有機分子鎖含有表面修飾剤により修飾して絶縁性の平板状磁性粉体とすることにより、この絶縁性の平板状磁性粉体を含有する混合液とする工程である。
この平板状磁性粉体の製造方法としては、所望形状の平板状磁性粉体が得られる方法であればよく、特に限定されないが、例えば、液相還元法、アトマイズ法等で合成された球状の磁性粒子を有機溶媒中にて扁平化処理する方法が挙げられる。
ここで、「扁平化処理」とは、球状の磁性粒子に機械的応力(機械的なせん断エネルギー)を加えて、この球状の磁性粒子を塑性変形させるとともに、これら磁性粒子同士を凝着させることにより、平板状の磁性粉体とする方法である。
これらの分散媒体の全体積は、扁平化処理装置の内容積の5体積%以上かつ50体積%以下とすることが好ましい。
この場合、扁平化処理の対象となる球状の磁性粒子の全質量は、これら分散媒体の全質
量に対して、1/100〜1/10の質量とすることが好ましい。
界面活性剤としては、球状の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い。このような界面活性剤としては、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。
ここで、球状の磁性粒子の平均一次粒子径を上記範囲とすれば、球状の磁性粒子の表面が高活性となり、粒子同士の親和性も高くなり、粒子同士の凝着を促進することができるので、好ましい。
この有機溶媒としては、エステル類や炭化水素類、すなわち脂肪族炭化水素、脂環炭化水素、芳香族炭化水素が挙げられる。これらの溶媒を1種類で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。
上記の脂肪族炭化水素としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、イソオクタン、ノナン、2−メチルブタン、2−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、2,2,3−トリメチルペンタン、2,2,5−トリメチルヘキサン、1−ヘキセン、1−オクテン、2−ペンテン、1−ヘプテン、1−リネン、1−デセンが挙げられる。
これらの中でも、特に、球状の磁性粒子との相性が良く、取り扱いが容易なキシレン、トルエン等の有機溶媒が好ましい。
この方法により、平均厚みが0.01μm以上かつ1μm以下、平均長径が0.05μm以上かつ5μm以下、かつ平均アスペクト比(長径/厚み)が2以上かつ7以下であり、形状が略均一の平板状磁性粉体を容易に作製することができ、平板状磁性粉体の割れや欠けを抑制することができる。
溶媒の分離方法としては、平板状磁性粉体を作製した後の混合液から溶媒を除去することができればよく、特に限定されないが、例えば、フィルタープレスや吸引ろ過等のろ過法、デカンターや遠心分離機による遠心分離法等、通常の固液分離法を用いればよい。
分離後の平板状磁性粉体は、酸化を抑制させるために乾燥工程を有しないことが好ましく、乾燥が必要な場合には、真空乾燥を用いるのが好ましい。
上記の平板状磁性粉体と、有機分子鎖含有表面修飾剤と、有機溶媒とを混合することにより、この平板状磁性粉体の表面を有機分子鎖含有表面修飾剤により修飾する。
これにより、有機分子鎖含有表面修飾剤により表面が修飾された絶縁性の平板状磁性粉体を含有する混合液を得ることができる。
混合する際には、必要に応じて適宜、温度調整やpH調整を行うことが好ましい。
このような有機溶媒としては、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る。これらの中でも、沸点が高くかつ極性の低いトルエンやキシレン等の芳香族炭化水素が好ましい。
これらの有機溶媒は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
第1の工程で得られた混合液と絶縁材料とを混合して成形材料とする工程である。
この工程では、第1の工程で得られた混合液と、絶縁材料と、必要に応じて硬化剤と溶媒とを混合して、本実施形態の絶縁性平板状磁性粉体を絶縁材料中に分散させた成形材料を作製する。
このような絶縁材料としては、複合磁性体に用いられるエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が好適である。
ここで、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、使用する樹脂の種類や量に応じて適宜調整すればよい。
さらに、上記の熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合には、エポキシ基同士の縮合反応を促進させて、複合磁性体の成形体における硬化不良による気孔の発生を防止することができる点で第3アミンが好ましい。
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、熱硬化性樹脂の全質量に対して0.5質量%以上かつ3質量%以下添加させればよい。
なお、絶縁材料として熱可塑性樹脂を用いる場合には、硬化剤は不要である。
これらの溶媒は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 これらの溶媒の中でも、特に、シクロヘキサノンやキシレン等の沸点の高い溶媒は、溶媒の揮発によるスラリーの増粘を抑制することができるので好ましい。
絶縁性の平板状磁性粉体及び絶縁材料の全体積量に対して溶媒を30体積%以上混合させることにより、得られた混合物の粘度が低下するので、混合時に絶縁性の平板状磁性粉体同士が凝集していた場合においても、凝集がほぐれて絶縁材料中における分散性が向上する。これにより、複合磁性体の気孔率を低減させることができる。
ここで、絶縁性の平板状磁性粉体の含有率が10体積%未満では、絶縁性の平板状磁性粉体が少なすぎてしまい、得られた複合磁性体の磁気特性が低下してしまうので好ましくない。一方、この絶縁性の平板状磁性粉体の含有率が60体積%を超えると、絶縁性の平板状磁性粉体が多すぎるために、得られた複合磁性体が脆くなる場合があるので好ましくない。
なお、この複合磁性体中には、絶縁性の平板状磁性粉体のみが含まれて、球状の磁性粒子は含まれていないことが好ましい。
ここで、粘度が0.1Pa・s未満では、混合物の流動性が大きくなりすぎてしまい、次工程の乾燥工程での生産性が悪くなるので好ましくなく、一方、粘度が106Pa・sを超えると、混合物の粘性が高すぎてしまい、この混合物中の絶縁性の平板状磁性粉体の配向が生じ難くなり、その結果、次工程で得られた複合磁性体中における絶縁性の平板状磁性粉体の配向性が低下してしまうので、好ましくない。
混合装置としては、これら絶縁性の平板状磁性粉体、絶縁材料、必要に応じて添加する硬化剤及び溶媒を均一に混合・分散させてスラリー状の混合物とすることができればよく、特に制限はされないが、例えば、ロールミル、自公転式ミキサー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、撹拌機等が挙げられる。これらの装置で混合する場合、絶縁性の平板状磁性粉体が凝集しすぎず、絶縁材料中に均一に分散させるように、混合条件を適宜調整すればよい。
上記の工程で得られた成形材料を用いて成形体または塗布膜を作製し、この成形体または塗布膜を、乾燥し、熱処理、焼成または電磁波照射する工程である。
(成形体または塗布膜の作製)
成形体または塗布膜を作製する方法としては、混合物を一定の形状の成形体に成形、または一定の膜厚の塗布膜に形成することができ、かつこの成形体または塗布膜の形状を保持することができればよく、特に制限されない。
また、成形体の形状や大きさも特に制限はされず、例えば、シート状またはフィルム状に成形してもよく、直方体状等の厚みがある形状、例えばバルク状に成形してもよい。
シート状またはフィルム状に成形する方法としては、ドクターブレード法、バーコート法、ダイコート法、プレス法等を挙げることができる。また、薄板状等の厚みがある形状に成形する場合、例えば、任意の形状の型に混合物を流し込む方法等が挙げられる。
また、複合磁性体を積層して積層構造体とする場合には、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した複合磁性体を積層することが好ましい。
塗布膜を作製する方法としては、スクリーン印刷法、ロールコーター法等を挙げることができる。
また、この塗布膜を積層して積層構造体とする場合には、上記の混合物を塗布し乾燥して塗布膜とし、この塗布膜上に、上記の混合物を塗布し乾燥して第2の塗布膜とし、この第2の塗布膜上に、同様にして第3の塗布膜、第4の塗布膜…を順次成膜することにより、所定の層構造を有する積層構造体を得ることができる。
上記の工程で得られた成形体中または塗布膜中の絶縁性平板状磁性粉体を一方向に配向させる必要がある場合には、この成形体または塗布膜を乾燥する前に、成形体中または塗布膜中の絶縁性平板状磁性粉体を一方向に配向させる。
例えば、上記の工程で得られた成形体または塗布膜が、所望のμr’を有している場合には、この配向工程は不要である。しかしながら、よりμr’が高い複合磁性体を得るためには、得られた成形体または塗布膜に磁場を印加して、成形体中または塗布膜中の絶縁性平板状磁性粉体を一方向に配向させる配向工程を施す必要がある。
例えば、成形体中の絶縁性平板状磁性粉体に磁場を印加する場合、成形体中で磁力線が曲がると、絶縁性平板状磁性粉体を一方向に配向させることができない。したがって、磁場は発生する磁力線が成形体の表面に対して略平行となるように印加することが好ましい。
上記の工程で得られた成形体または塗布膜を、乾燥し、熱処理、焼成または電磁波照射する工程である。
ここでは、絶縁性平板状磁性粉体が一方向に配向した成形体または塗布膜を、乾燥させ、次いで、加熱あるいは紫外線照射等の電磁波照射により絶縁材料である樹脂、例えば、熱硬化性樹脂を硬化させる。
この場合、熱硬化性樹脂の乾燥・硬化条件(処理温度、処理時間等)は、使用する樹脂や溶媒の種類に応じて適宜調整すればよい。
一方、熱可塑性樹脂の場合、乾燥により溶媒を除去することが好ましい。
ところで、上記により所定形状の複合磁性体が得られない場合には、上記の工程で得られた成形体を乾燥した後に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。
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、樹脂の軟化温度以上かつ硬化開始温度以下で圧力を加えることが好ましい。
プレス時の圧力は適宜調整すればよいが、1MPa〜20MPa程度の圧力を加えるのが好ましい。
以上により、本実施形態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は、本実施形態の複合磁性体を備えたものである。
この複合磁性体を備えたアンテナの一形態として、本実施形態の複合磁性体を装荷したアンテナがある。
アンテナに本実施形態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、アンテナを構成する銅線等の導体(以下、「アンテナ導体」と称する)に本実施形態の複合磁性体を被覆させる等、公知の方法で装荷させればよい。
ここで、「装荷」とは、電磁的な相互作用により波長短縮等の効果が得られるようにするために、アンテナ導体に複合磁性体を接触させたり、あるいは近づけたりすることを意味する。
例えば、モノポールアンテナやL字アンテナは、アンテナ導体を中心として、上記の複合磁性体を棒状あるいは長尺の板状に加工したもので挟み込むように形成することで得ることができる。
また、ヘリカルアンテナは、上記の複合磁性体を棒状に加工した棒状複合磁性体の周囲に、銅線等からなる長尺かつ極細のアンテナ導体をコイル状に巻回することで得ることができる。
本実施形態の通信装置は、上記のアンテナを備えている。
この通信装置としては、電磁波を介して各種情報の送信、受信、送受信のいずれかを行う装置であればよく、特に限定されない。例えば、パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末、スマートフォン等の多機能携帯用情報端末、PDA(Personal Digital Assistant)等の通信機器、オーディオ機器、ビデオ機器、カメラ機器等の各種電子機器等が挙げられる。
これらの通信装置においては、上記のアンテナは、通信装置の外部に設けられていてもよく、また、内蔵されていてもよく、いずれでもよい。
したがって、透磁率が高く、かつ誘電損失の低い複合磁性体を、簡単な工程で製造することができ、かつ、製造コストも低減することができる。
「平板状磁性粉体の作製」
ニッケルと鉄のモル比を78:22に調整した塩化ニッケルと塩化第一鉄を含む水溶液を作製し、この水溶液を50℃に加温し、さらに水酸化ナトリウム水溶液及びヒドラジンを添加して反応させ、ニッケルを78モル%含む平均粒子径が160nmのFe−Ni合金の球状粒子を得た。
次いで、この混合液を固液分離して、平板状磁性粉体のスラリーを得た。
得られた平板状磁性粉体のスラリーの一部を乾燥し、平板状磁性粉体を得た。この平板状磁性粉体を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、平均長径は1μm、平均厚みは0.2μm、平均アスペクト比は5であった。
(第1の工程)
得られた平板状磁性粉体のスラリー5.7g(平板状磁性粉体として4g)と、有機分子鎖含有表面修飾剤としてオレイン酸0.2gと、トルエン2.3gとを混合して、平板状磁性粉体の表面修飾を行い、絶縁性平板状磁性粉体を作製した。
次いで、この絶縁性平板状磁性粉体を含む混合液と、絶縁材料としてポリスチレン樹脂と、トルエンとを、複合磁性体中に絶縁性平板状磁性粉体が30体積%となるように混合し、成形材料を得た。
次いで、この成形材料を、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にドクターブレードにて塗布した。
塗布後、90℃で20分加熱し、さらに100℃にて3MPaのプレス圧力を10分加えて、実施例1の複合磁性体を得た。
この複合磁性体の電磁気特性を次の方法により評価した。
マテリアルアナライザー E4991A型(Agilent Technologies社製)を用いて、大気中、室温(25℃)にて、複合磁性体の200MHzと500MHzにおける複素透磁率の実部μr’、複素透磁率の虚部μr’’、複素誘電率の実部εr’、複素誘電率の実部εr’’、複素透磁率のtanδμ及び複素誘電率のtanδεを測定した。
得られた電磁気特性の測定結果を表1に示す。
また、100MHz〜1GHzまでの複素誘電率の実部εr’とtanδεを図1に、複素透磁率の実部μr’とtanδμを図2に、それぞれ示す。
実施例1の第1の工程にて、オレイン酸0.2g及びトルエン2.3gを、オレイン酸0.12g及びトルエン2.4gに変更した他は、実施例1と全く同様にして、実施例2の複合磁性体を得た。
この複合磁性体の電磁気特性を実施例1と同様にして測定した。実施例2の複合磁性体の電磁気特性の測定結果を表1に示す。
実施例1の第1の工程にて、オレイン酸の替わりにステアリン酸を用いた他は、実施例1と全く同様にして、実施例3の複合磁性体を得た。
この複合磁性体の電磁気特性を実施例1と同様にして測定した。実施例3の複合磁性体の電磁気特性の測定結果を表1に示す。
実施例1の第1の工程にて、オレイン酸の替わりにラウリン酸を用いた他は、実施例1と全く同様にして、実施例4の複合磁性体を得た。
この複合磁性体の電磁気特性を実施例1と同様にして測定した。実施例4の複合磁性体の電磁気特性の測定結果を表1に示す。
実施例1の第1の工程にて、オレイン酸の替わりにフェニルトリメトキシシランを用いた他は、実施例1と全く同様にして、実施例5の複合磁性体を得た。
この複合磁性体の電磁気特性を実施例1と同様にして測定した。実施例5の複合磁性体の電磁気特性の測定結果を表1に示す。
実施例1の「平板状磁性粉体の作製」の工程に準じて平板状磁性粉体を含有する混合液を作製した。
次いで、この平板状磁性粉体を含有する混合液を平板状磁性粉体の質量換算で4質量部と、ポリスチレン樹脂とを、複合磁性体中に平板状磁性粉体が30体積%となるように混合し、成形材料を得た。
この複合磁性体の電磁気特性を実施例1と同様にして測定した。比較例1の複合磁性体の電磁気特性の測定結果を表1に示す。
実施例1の「平板状磁性粉体の作製」の工程に準じて平板状磁性粉体のスラリーを作製した。
次いで、この平板状磁性粉体のスラリーを、140℃で8時間乾燥を行い、表面に酸化被膜を有する比較例2の平板状磁性粉体を得た。
次いで、この成形材料を用いて、実施例1の第3の工程と同様にして、表面が酸化被膜により絶縁処理された平板状磁性粉体を含有する比較例2の複合磁性体を得た。
この複合磁性体の電磁気特性を実施例1と同様にして測定した。比較例2の複合磁性体の電磁気特性の測定結果を表1に示す。
実施例1〜5の複合磁性体は、酸化被膜により表面が絶縁性とされた平板状磁性粉体を用いた比較例2の複合磁性体と比べて、tanδεをより低くできることが確認された。
Claims (7)
- 平板状磁性粉体の表面を有機分子鎖含有表面修飾剤により修飾されてなる絶縁性の平板状磁性粉体であって、
平均厚みは0.01μm以上かつ1μm以下、平均長径は0.05μm以上かつ5μm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絶縁性の平板状磁性粉体。 - 前記有機分子鎖含有表面修飾剤は、脂肪酸、シランカップリング剤、変性シリコーン、シリコーンレジン及び界面活性剤の群から選択される1種または2種以上であることを特徴とする請求項1記載の絶縁性の平板状磁性粉体。
- 前記平均アスペクト比(長径/厚み)は、2以上かつ7以下であることを特徴とする請求項1または2記載の絶縁性の平板状磁性粉体。
- 請求項1ないし3のいずれか1項記載の絶縁性の平板状磁性粉体と、絶縁材料とを含有してなることを特徴とする複合磁性体。
- 請求項4記載の複合磁性体を備えてなることを特徴とするアンテナ。
- 請求項5記載のアンテナを備えてなることを特徴とする通信装置。
- 平板状磁性粉体と有機分子鎖含有表面修飾剤と有機溶媒を混合し、前記平板状磁性粉体の表面を前記有機分子鎖含有表面修飾剤により修飾して絶縁性の平板状磁性粉体とすることにより、前記絶縁性の平板状磁性粉体を含有する混合液とする第1の工程と、
前記混合液と絶縁材料を混合して成形材料とする第2の工程と、
前記成形材料を用いて成形体または塗布膜を作製し、この成形体または塗布膜を、乾燥し、熱処理、焼成または電磁波照射する第3の工程と、
を備えたことを特徴とする複合磁性体の製造方法。
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