JP2017022312A - 磁石シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート全体が磁石として機能する透明又は半透明の磁石シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】磁石シート１００は、透明又は半透明のシート材１０１を備え、シート材１０１の表面全体に、複数の磁石領域１０２が略均一な密度で形成されている。透明又は半透明のシート材１０１の表面全体に複数の磁石領域１０２が形成されているため、シート全体が磁石として機能する。また、透明又は半透明のシート材１０１に対して、複数の磁石領域１０２が略均一な密度で形成されているため、シート全体が磁石領域で覆われた構成とは異なり、シート全体として透明又は半透明とすることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、磁石として機能する透明又は半透明の磁石シート及びその製造方法に関するものである。

例えば下記特許文献１には、透明基材シートの一部に帯状の磁石層を形成した磁石付き透明シートが提案されている。この特許文献１において、磁石層は、透明基材シートの一辺、又は、対向する二辺に沿って、一直線上に延びるように形成されている（特許文献１の図５〜図７参照）。

特開２００２−１３７３２０号公報

しかしながら、上記のような従来の磁石付き透明シートは、透明基材シートの一辺又は二辺に磁石層を設けることにより、磁石の機能を備えた透明シートとして構成されただけのものであり、シート全体が磁石として機能するものではない。すなわち、シート全体が磁石として機能するような磁石シートを透明又は半透明に形成したものは提案されていなかった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、シート全体が磁石として機能する透明又は半透明の磁石シート及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る磁石シートは、透明又は半透明のシート材を備え、前記シート材の表面全体に、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されている。

このような構成によれば、透明又は半透明のシート材の表面全体に複数の磁石領域が形成されているため、シート全体が磁石として機能する。また、透明又は半透明のシート材に対して、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されているため、シート全体が磁石領域で覆われた構成とは異なり、シート全体として透明又は半透明とすることができる。

前記複数の磁石領域は、前記シート材の内部に埋め込まれていてもよい。

このような構成によれば、内部に複数の磁石領域が埋め込まれた全体としてシート状の磁石シートを提供することができる。

前記シート材の表面には、それぞれ一直線上に延びる複数の凹部又は貫通孔が等間隔で形成されており、当該複数の凹部又は貫通孔に磁石領域が埋め込まれることにより、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されていてもよい。

このような構成によれば、それぞれ一直線上に延びるように等間隔で形成された複数の凹部又は貫通孔に磁石領域が埋め込まれる。これにより、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されるため、これらの磁石領域以外の部分は略均一な透明又は半透明の領域となり、シート全体として透明又は半透明の磁石シートを提供することができる。

前記シート材の表面には、複数の小孔が略均一な密度で形成されており、当該複数の小孔に磁石領域が埋め込まれることにより、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されていてもよい。

このような構成によれば、略均一な密度で形成された複数の小孔に磁石領域が埋め込まれる。これにより、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されるため、これらの磁石領域以外の部分は略均一な透明又は半透明の領域となり、シート全体として透明又は半透明の磁石シートを提供することができる。

本発明に係る第１の磁石シートの製造方法は、凹部形成ステップと、磁性体埋込ステップと、着磁ステップとを含む。前記凹部形成ステップでは、透明又は半透明のシート材の表面に、それぞれ一直線上に延びる複数の凹部を形成する。前記磁性体埋込ステップでは、前記複数の凹部内に磁性体を埋め込む。前記着磁ステップでは、前記複数の凹部内に埋め込まれた磁性体を着磁させることにより、複数の磁石領域を形成する。

本発明に係る第２の磁石シートの製造方法は、積層ステップと、シート材生成ステップと、着磁ステップとを含む。前記積層ステップでは、透明又は半透明の基材シート、及び、磁性体シートを、交互に積層することにより積層体を形成する。前記シート材生成ステップでは、前記積層体を積層方向に沿ってスライスすることにより、基材領域及び磁性体領域が交互に形成されたシート材を生成する。前記着磁ステップでは、前記シート材の各磁性体領域を着磁させることにより、複数の磁石領域を形成する。

本発明に係る第３の磁石シートの製造方法は、積層ステップと、着磁ステップと、シート材生成ステップとを含む。前記積層ステップでは、透明又は半透明の基材シート、及び、磁性体シートを、交互に積層することにより積層体を形成する。前記着磁ステップでは、前記積層体の各磁性体シートを着磁させる。前記シート材生成ステップでは、各磁性体シートが着磁された前記積層体を積層方向に沿ってスライスすることにより、基材領域及び磁石領域が交互に形成されたシート材を生成する。

本発明に係る第４の磁石シートの製造方法は、積層ステップと、シート材生成ステップとを含む。前記積層ステップでは、透明又は半透明の基材シート、及び、着磁された磁石シートを、交互に積層することにより積層体を形成する。前記シート材生成ステップでは、前記積層体を積層方向に沿ってスライスすることにより、基材領域及び磁石領域が交互に形成されたシート材を生成する。

本発明の第１実施形態に係る磁石シートの構成例を示す部分斜視図である。 図１の磁石シートの製造方法を示す概略断面図である。 図１の磁石シートの製造方法を示す概略断面図である。 図１の磁石シートの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る磁石シートの構成例を示す部分斜視図である。 図３の磁石シートの製造方法を示す概略断面図である。 図３の磁石シートの製造方法を示す概略断面図である。 図３の磁石シートの製造方法を示す概略断面図である。 図３の磁石シートの製造方法の変形例を示す概略断面図である。 図３の磁石シートの製造方法の変形例を示す概略断面図である。 図３の磁石シートの製造方法の変形例を示す概略断面図である。 図３の磁石シートの製造方法の変形例を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る磁石シートの構成例を示す部分斜視図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る磁石シート１００の構成例を示す部分斜視図である。この磁石シート１００は、透明又は半透明のシート材１０１に、複数の磁石領域１０２が埋め込まれることにより構成されている。

シート材１０１は、例えばＰＥＴ、アクリル、塩化ビニル、シリコン、ナイロン、ウレタン、ガラス、ポリカーボネイト、ＡＢＳ、ポリエチレン、ゴム系、透明樹脂、又は粘着剤などにより形成されたフィルムであり、その厚みは１μｍ〜１０ｍｍである。シート材１０１の一方面１０３には、複数の凹部１０４が形成されており、これらの凹部１０４内に磁石領域１０２が埋め込まれている。

各凹部１０４は、例えば一直線上に延びている。各凹部１０４は、互いに一定の間隔を隔てて平行に形成されている。これにより、シート材１０１の一方面１０３全体に、複数の磁石領域１０２が略均一な密度で形成されている。ここで、略均一な密度とは、例えば磁石シート１００を同じ面積からなる数個の領域に任意の位置で分割したときに、各領域に占める磁石領域１０２の面積が一定又はほぼ一定であることを意味している。

各凹部１０４の幅Ａ１は、例えば１μｍ〜１００ｍｍであり、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。また、各凹部１０４間の間隔Ａ２は、例えば１μｍ〜１００ｍｍであり、より好ましくは５０μｍ〜５００μｍである。この例では、各凹部１０４の断面形状が三角形状となっているが、このような構成に限らず、例えば矩形状などの他の断面形状であってもよい。

図２Ａ〜図２Ｃは、図１の磁石シート１００の製造方法を示す概略断面図である。磁石シート１００を製造する際には、まず、一方面１０３及び他方面１０６がそれぞれ平坦なシート材１０１を準備する。

そして、図２Ａに示すように、準備したシート材１０１の一方面１０３に、一直線上に延びる複数の凹部１０４を形成する（凹部形成ステップ）。このとき、各凹部１０４がシート材１０１を貫通しないように、かつ、互いに等間隔で一直線上に延びるように形成される。

シート材１０１の一方面１０３に形成された複数の凹部１０４内には、図２Ｂに示すように磁性体１０５が埋め込まれる（磁性体埋込ステップ）。磁性体１０５は、例えば酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト、純鉄、パーマロイ、センダスト合金、アモルファス合金、クロム酸化鉄、コバルト酸化鉄、メタル磁性体、バリウムフェライト、鉄、ケイ素銅、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、ナノクリスタル磁性合金、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム鉄ボロン磁石、サマリウム鉄窒素磁石、ニッケル、超磁歪材料などからなり、粉末又は液体の状態で各凹部１０４内に埋め込まれた後、当該凹部１０４内に定着される。各凹部１０４内に定着した磁性体１０５の表面は、シート材１０１の一方面１０３に対して面一となる。

その後、複数の凹部１０４内に埋め込まれた磁性体１０５が着磁される（着磁ステップ）。これにより、図２Ｃに示すように、シート材１０１の一方面１０３側がＮ極、他方面１０６側がＳ極となる複数の磁石領域１０２が形成される。ただし、複数の凹部１０４内に埋め込まれた磁性体１０５は、シート材１０１の一方面１０３側がＳ極、他方面１０６側がＮ極となるように着磁されてもよいし、シート材１０１の一方面１０３側及び他方面１０６側において、それぞれＮ極及びＳ極が交互に配列されるように着磁されてもよい。また、既に着磁された磁石（図示せず）が各凹部１０４内に埋め込まれてもよい。

本実施形態では、透明又は半透明のシート材１０１の一方面１０３全体に複数の磁石領域１０２が形成されているため、シート全体が磁石として機能する。また、透明又は半透明のシート材１０１に対して、複数の磁石領域１０２が略均一な密度で形成されているため、シート全体が磁石領域で覆われた構成とは異なり、シート全体として透明又は半透明とすることができる。

すなわち、本実施形態では、それぞれ一直線上に延びるように等間隔で形成された複数の凹部１０４に磁石領域１０２が埋め込まれることにより、複数の磁石領域１０２が略均一な密度で形成されるため、これらの磁石領域１０２以外の部分は略均一な透明又は半透明の領域となり、シート全体として透明又は半透明の磁石シート１００を提供することができる。特に、図２Ｃに示すように、シート全体として一方面１０３側がＮ極、他方面１０６側がＳ極の磁石となった透明又は半透明の磁石シート１００を提供することができる。

＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る磁石シート２００の構成例を示す部分斜視図である。この磁石シート２００は、透明又は半透明のシート材２０１に、複数の磁石領域２０２が埋め込まれることにより構成されている。シート材２０１には、複数の貫通孔２０４が形成されており、これらの貫通孔２０４内に磁石領域２０２が埋め込まれている。

各貫通孔２０４は、例えば一直線上に延びている。各貫通孔２０４は、互いに一定の間隔を隔てて平行に形成されている。これにより、シート材２０１の表面（一方面２０３及び他方面２０６）全体に、複数の磁石領域２０２が略均一な密度で形成されている。

各貫通孔２０４の幅Ｂ１は、例えば１μｍ〜１００ｍｍであり、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。また、各貫通孔２０４間の間隔Ｂ２は、例えば１μｍ〜１００ｍｍであり、より好ましくは５０μｍ〜５００μｍである。

図４Ａ〜図４Ｃは、図３の磁石シート２００の製造方法を示す概略断面図である。磁石シート２００を製造する際には、まず、透明又は半透明の基材シート２０７と、磁性体シート２０８とをそれぞれ複数準備し、図４Ａに示すように、それらの基材シート２０７及び磁性体シート２０８を交互に積層することにより積層体２０５を形成する（積層ステップ）。このとき、各基材シート２０７及び各磁性体シート２０８の間には、例えば粘着層が設けられる。ただし、各基材シート２０７が粘着層そのものであってもよい。

基材シート２０７は、例えばＰＥＴ、アクリル、ウレタン、シリコン、ガラス、塩化ビニル、ナイロン、ポリカーボネイト、ＡＢＳ、ゴム系、ポリエチレン等の透明樹脂、又は粘着剤などにより形成されたフィルムであり、その厚みは例えば１μｍ〜１００ｍｍであり、より好ましくは５０μｍ〜５００μｍである。磁性体シート２０８は、例えば酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト、純鉄、パーマロイ、センダスト合金、アモルファス合金、クロム酸化鉄、コバルト酸化鉄、メタル磁性体、バリウムフェライト、鉄、ケイ素銅、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、ナノクリスタル磁性合金、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム鉄ボロン磁石、サマリウム鉄窒素磁石、ニッケル、超磁歪材料などの磁性体により形成されたフィルムであり、その厚みは例えば１μｍ〜１００ｍｍであり、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。

その後、図４Ｂに示すように、積層体２０５が、その積層方向Ｄに沿ってスライスされることにより、シート材２０１が生成される（シート材生成ステップ）。すなわち、積層体２０５が、等間隔で複数の切断位置Ｐにおいてスライスされることにより、複数のシート材２０１が生成される。積層体２０５をスライスする際の切断位置Ｐ間の間隔は、例えば１μｍ〜１０ｍｍであり、当該間隔は、最終的に得られる磁石シート２００の厚みに相当する。

積層体２０５をスライスすることにより生成されたシート材２０１は、図４Ｃに示すように、その切断面である両面（一方面２０３及び他方面２０６）が平坦面となる。このシート材２０１は、基材シート２０７の一部である基材領域と、磁性体シート２０８の一部である磁性体領域とが、交互に形成された構成となる。

その後、シート材２０１の各磁性体領域（磁性体シート２０８により構成される領域）が着磁される（着磁ステップ）。これにより、図４Ｃに示すように、シート材２０１の一方面２０３側がＮ極、他方面２０６側がＳ極となる複数の磁石領域２０２が形成される。ただし、シート材２０１の各磁性体領域は、シート材２０１の一方面２０３側がＳ極、他方面２０６側がＮ極となるように着磁されてもよいし、シート材２０１の一方面２０３側及び他方面２０６側において、それぞれＮ極及びＳ極が交互に配列されるように着磁されてもよい。

本実施形態では、透明又は半透明のシート材２０１の表面（一方面２０３及び他方面２０６）全体に複数の磁石領域２０２が形成されているため、シート全体が磁石として機能する。また、透明又は半透明のシート材２０１に対して、複数の磁石領域２０２が略均一な密度で形成されているため、シート全体が磁石領域で覆われた構成とは異なり、シート全体として透明又は半透明とすることができる。

すなわち、本実施形態では、それぞれ一直線上に延びるように等間隔で形成された複数の貫通孔２０４に磁石領域２０２が埋め込まれることにより、複数の磁石領域２０２が略均一な密度で形成されるため、これらの磁石領域２０２以外の部分は略均一な透明又は半透明の領域となり、シート全体として透明又は半透明の磁石シート２００を提供することができる。

図５Ａ〜図５Ｄは、図３の磁石シート２００の製造方法の変形例を示す概略断面図である。この方法では、まず、上記実施形態と同様に、透明又は半透明の基材シート２０７と、磁性体シート２０８とをそれぞれ複数準備し、図５Ａに示すように、それらの基材シート２０７及び磁性体シート２０８を交互に積層することにより積層体２０５を形成する（積層ステップ）。このとき、各基材シート２０７及び各磁性体シート２０８の間には、例えば粘着層が設けられる。ただし、各基材シート２０７が粘着層そのものであってもよい。

その後、図５Ｂに示すように、積層体２０５の各磁性体シート２０８が着磁される（着磁ステップ）。このとき、積層体２０５における積層方向Ｄに対して直交する方向の一端部側がＮ極となり、他端部側がＳ極となる。

そして、上記実施形態と同様に、積層体２０５が、その積層方向Ｄに沿ってスライスされることにより、シート材２０１が生成される（シート材生成ステップ）。すなわち、図５Ｃに示すように、積層体２０５が、等間隔で複数の切断位置Ｐにおいてスライスされることにより、複数のシート材２０１が生成される。

積層体２０５をスライスすることにより生成されたシート材２０１は、図５Ｄに示すように、その切断面である両面（一方面２０３及び他方面２０６）が平坦面となる。このシート材２０１は、基材シート２０７の一部である基材領域と、磁性体シート２０８の一部である磁性体領域とが、交互に形成された構成となる。

これにより、図５Ｄに示すように、シート材２０１の一方面２０３側がＮ極、他方面２０６側がＳ極となる複数の磁石領域２０２が形成される。ただし、シート材２０１の各磁性体領域は、シート材２０１の一方面２０３側がＳ極、他方面２０６側がＮ極となるように着磁されてもよいし、シート材２０１の一方面２０３側及び他方面２０６側において、それぞれＮ極及びＳ極が交互に配列されるように着磁されてもよい。

なお、図５Ａのように、基材シート２０７及び磁性体シート２０８を交互に積層することにより積層体２０５を形成してから、その積層体２０５の各磁性体シート２０８を着磁させるような構成に限らず、既に着磁された磁石シート（図示せず）を基材シート２０７と交互に積層することにより、積層体２０５を形成するような構成であってもよい。この場合、磁石シート及び基材シート２０７を交互に積層して積層体２０５を形成した時点（積層ステップ）で、図５Ｂに示すような状態となり、その後は上記変形例と同様の工程（シート材生成ステップ）を行うことにより、シート材２０１を生成することができる。

＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態に係る磁石シート３００の構成例を示す部分斜視図である。この磁石シート３００は、透明又は半透明のシート材３０１に、複数の磁石領域３０２が埋め込まれることにより構成されている。

シート材３０１は、例えばＰＥＴ、アクリル、ウレタン、シリコン、ガラス、塩化ビニル、ナイロン、ポリカーボネイト、ＡＢＳ、ゴム系、ポリエチレン等の透明樹脂、又は粘着剤などにより形成されたフィルムであり、その厚みは例えば１μｍ〜１０ｍｍである。シート材３０１には、複数の小孔３０４が形成されており、これらの小孔３０４内に磁石領域３０２が埋め込まれている。

各小孔３０４には、既に着磁された磁石（図示せず）が埋め込まれることにより磁石領域３０２が形成されてもよいし、磁性体が埋め込まれた後に着磁されることにより磁石領域３０２が形成されてもよい。このとき、各磁石領域３０２は、シート材３０１の一方面３０３側がＮ極、他方面３０６側がＳ極となるように形成される。ただし、各磁石領域３０２は、シート材３０１の一方面３０３側がＳ極、他方面３０６側がＮ極となるように形成されてもよいし、シート材３０１の一方面３０３側及び他方面３０６側において、それぞれＮ極及びＳ極が交互に配列されるように形成されてもよい。

各小孔３０４は、互いに一定の間隔を隔てて形成されている。これにより、シート材３０１の表面（一方面３０３及び他方面３０６）全体に、複数の磁石領域３０２が略均一な密度で形成されている。

各小孔３０４の内径Ｃ１は、例えば１μｍ〜１０ｍｍであり、より好ましくは１００μｍ〜１ｍｍである。また、各小孔３０４間の間隔Ｃ２は、例えば１μｍ〜１００ｍｍであり、より好ましくは１００μｍ〜５ｍｍである。ただし、各小孔３０４は、シート材３０１を貫通した貫通孔により構成されるものに限らず、凹部により構成されるものであってもよい。

本実施形態では、透明又は半透明のシート材３０１の表面（一方面３０３及び他方面３０６）全体に複数の磁石領域３０２が形成されているため、シート全体が磁石として機能する。また、透明又は半透明のシート材３０１に対して、複数の磁石領域３０２が略均一な密度で形成されているため、シート全体が磁石領域で覆われた構成とは異なり、シート全体として透明又は半透明とすることができる。

すなわち、本実施形態では、略均一な密度で形成された複数の小孔３０４に磁石領域３０２が埋め込まれる。これにより、複数の磁石領域３０２が略均一な密度で形成されるため、これらの磁石領域３０２以外の部分は略均一な透明又は半透明の領域となり、シート全体として透明又は半透明の磁石シート３００を提供することができる。

以上の実施形態では、シート材１０１，２０１，３０１に凹部１０４、貫通孔２０４又は小孔３０４が形成され、それらの内部に磁石領域１０２，２０２，３０２が埋め込まれた構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、例えばシート材の平坦な表面上に、複数の磁石領域が略均一な密度で形成された構成などであってもよい。

１００ 磁石シート
１０１ シート材
１０２ 磁石領域
１０３ 一方面
１０４ 凹部
１０５ 磁性体
１０６ 他方面
２００ 磁石シート
２０１ シート材
２０２ 磁石領域
２０３ 一方面
２０４ 貫通孔
２０５ 積層体
２０６ 他方面
２０７ 基材シート
２０８ 磁性体シート
３００ 磁石シート
３０１ シート材
３０２ 磁石領域
３０３ 一方面
３０４ 小孔
３０６ 他方面

Claims (8)

1. 透明又は半透明のシート材を備え、
   前記シート材の表面全体に、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されていることを特徴とする磁石シート。
2. 前記複数の磁石領域は、前記シート材の内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の磁石シート。
3. 前記シート材の表面には、それぞれ一直線上に延びる複数の凹部又は貫通孔が等間隔で形成されており、当該複数の凹部又は貫通孔に磁石領域が埋め込まれることにより、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁石シート。
4. 前記シート材の表面には、複数の小孔が略均一な密度で形成されており、当該複数の小孔に磁石領域が埋め込まれることにより、複数の磁石領域が略均一な密度で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁石シート。
5. 透明又は半透明のシート材の表面に、それぞれ一直線上に延びる複数の凹部を形成する凹部形成ステップと、
   前記複数の凹部内に磁性体を埋め込む磁性体埋込ステップと、
   前記複数の凹部内に埋め込まれた磁性体を着磁させることにより、複数の磁石領域を形成する着磁ステップとを含むことを特徴とする磁石シートの製造方法。
6. 透明又は半透明の基材シート、及び、磁性体シートを、交互に積層することにより積層体を形成する積層ステップと、
   前記積層体を積層方向に沿ってスライスすることにより、基材領域及び磁性体領域が交互に形成されたシート材を生成するシート材生成ステップと、
   前記シート材の各磁性体領域を着磁させることにより、複数の磁石領域を形成する着磁ステップとを含むことを特徴とする磁石シートの製造方法。
7. 透明又は半透明の基材シート、及び、磁性体シートを、交互に積層することにより積層体を形成する積層ステップと、
   前記積層体の各磁性体シートを着磁させる着磁ステップと、
   各磁性体シートが着磁された前記積層体を積層方向に沿ってスライスすることにより、基材領域及び磁石領域が交互に形成されたシート材を生成するシート材生成ステップとを含むことを特徴とする磁石シートの製造方法。
8. 透明又は半透明の基材シート、及び、着磁された磁石シートを、交互に積層することにより積層体を形成する積層ステップと、
   前記積層体を積層方向に沿ってスライスすることにより、基材領域及び磁石領域が交互に形成されたシート材を生成するシート材生成ステップとを含むことを特徴とする磁石シートの製造方法。

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