JP2017043749A - 軟磁性粉末組成物及び磁性素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の一つの目的は、相対的に緩やかな条件で硬化成形可能な軟磁性粉末組成物を提供することにある。
【解決手段】軟磁性粉末組成物を混練することで混練物を形成する工程と、混練物を基材に塗布する工程と、混練物を冷却する工程とを含む磁性素子の製造方法。軟磁性粉末組成物は、成分(A)としてのセンダスト合金粉末、Ni−Znフェライト粉末、及びMn−Znフェライト粉末の中の少なくとも一種を含む磁性材料80〜93重量%と、成分(B)としての高分子材料7〜20重量%とを含む。
【選択図】図1
【解決手段】軟磁性粉末組成物を混練することで混練物を形成する工程と、混練物を基材に塗布する工程と、混練物を冷却する工程とを含む磁性素子の製造方法。軟磁性粉末組成物は、成分(A)としてのセンダスト合金粉末、Ni−Znフェライト粉末、及びMn−Znフェライト粉末の中の少なくとも一種を含む磁性材料80〜93重量%と、成分(B)としての高分子材料7〜20重量%とを含む。
【選択図】図1
Description
本発明は、フェライト磁石材料に関し、特に、常温または中低温で硬化可能な軟磁性粉末組成物、及び前記軟磁性粉末組成物が適用される磁性素子の製造方法に関する。
科学技術の進歩に伴って、電子製品が小型化及び高出力化に向かって発展しているとともに、携帯電話やコンピュータ等の装置に使用される周波数帯域が高周波化しており、現在、GHzという規格に達していた。それに伴う磁性素子に、周波数が拡大された範囲での高透磁率、低コア損失、高飽和誘導、及び高機械的強度等の特性を含むことが要求される。
上記磁性素子の主な材料として、軟磁性金属材料とフェライト材料がある。軟磁性金属材料については、その飽和磁束密度がフェライト材料よりも高いものであるが、使用される時、損失が高く、値段が高く、比重が高く、そして防錆性が悪い等の問題がある。フェライト材料については、値段が安いだけではなく、数十kHzから数百kHzまでの帯域に損失が低いというメリットを有する。
一般的に、フェライト材料(例えば、粉末)はプレス成形を経て、高温焼結で磁性素子が形成される。言い換えれば、従来の磁性素子の製造方法はフェライト材料の焼結性の問題を解決しなければならないので、焼結性の低下、透磁率の低下、周波数特性の低周波数化、及び誘電率の低減を防ぐために、硬化条件も厳しく管理される必要があるとともに、フェライト材料による複合フェライト組成物の硬化反応も高温で完成される必要がある。
本発明の一つの目的は、相対的に緩やかな条件で硬化成形可能な軟磁性粉末組成物を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、高操作効率を有し、各種の素子に対する小型化要求に適合し、且つ自動化手段で所望の磁性素子を製造できる磁性素子の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は以下の技術手段を採用する。成分(A)としてのセンダスト合金粉末、Ni−Znフェライト粉末、及びMn−Znフェライト粉末の中の少なくとも一種を含む磁性材料80〜93重量%と、成分(B)としての高分子材料7〜20重量%とを含む軟磁性粉末組成物である。
上記目的を達成するために、本発明は以下の技術手段を採用する。上記軟磁性粉末組成物を混練することで混練物を形成する工程と、前記混練物を基材に塗布する工程と、前記混練物を冷却する工程とを含む磁性素子の製造方法である。
本発明が提供する軟磁性粉末組成物は常温または中低温で十分に硬化することができるので、成形過程で高温焼結処理を行う必要がない。
なお、本発明の方法により製造された磁性素子は十分な可撓性機械的強度、最大の透磁率、及び磁束密度(誘導)等のメリットを有するとともに、渦電流を低いレベルに保持し、ヒステリシス損失を最小化することができる。
セラミックス磁性材料は良い透磁率、高抵抗係数、低損失等の特性を有し、特に軟磁性材料(例えば、磁性ナノ粒子)は科学技術の発展における役割がますます重要になるので、本発明は特別な配合組成を有する軟磁性粉末組成物を提供し、各種の磁性素子またはその部品(例えば、マイクロ波吸収材、電磁誘導薄膜、軟磁性シート、平面コイル誘導材)の需要に適合するようにする。
現在市販の電磁干渉遮蔽材料に用いられる複合フェライト組成物に比べて、焼結による種々の問題を解決しなければならないが、本発明に提供される軟磁性粉末組成物は良い操作性を提供することに加えて、それを原料として製造された軟磁性素子/部品は更に十分な可撓性機械的強度、最大の透磁率、及び磁束密度(誘導)等のメリットを有するとともに、渦電流を低レベルに保持し、ヒステリシスの損失を最小化することができる。しかし、前記軟磁性粉末組成物は常温または中低温(200°Cまたはそれよりも低い温度)で硬化することができ、成形過程で高温焼結処理を行う必要がない。
次に、まず前記軟磁性粉末組成物の組成成分及び重量配合比を簡単に説明し、その後、適時に前記シリコーン樹脂組成物の反応機構を補足説明する。当業者は本開示内容から本発明のメリットと効果が分る。本開示内容に記載の各項目の詳細は、異なる観点に基づき実施または応用することが可能であるので、本発明の要旨の範囲内において種々の変形と変更を加えることは、いずれも本発明の均等な構成の技術的範囲に属するものである。
本発明の一つの具体的実施例において、加工性、硬化性、及び製品効果等の観点から考えると、前記軟磁性粉末組成物は、84〜85重量%の鉄、9〜10重量%のシリコン、及び5〜6重量%のアルミニウムからなるセンダスト合金粉末、化学式としての(Nix−Zn1−x)Fe2O4(xの範囲は0.005−0.995である)を有するNi−Znフェライト粉末、及び化学式としての(Mnx−Zn1−x)Fe2O4(xの範囲は0.005−0.995である)を有するMn−Znフェライト粉末の中の少なくとも一種を含む成分(A)としての磁性材料80〜93重量%と、成分(B)としての高分子材料7〜20重量%とを含む。成分(A)としての磁性材料は、異なる構造と形態を有するので、特別な配合比に従い、簡単なプロセスを利用して、多種の積層構造方法により、コストが安価で、極薄で、可撓性に優れた等のメリットを有する磁性素子に製造されることができる。
さらには、異なる加工技術により成分(A)としての磁性材料に所定の形状を付与できる。例を挙げると、センダスト合金粉末は、転造加工によりシート状構造を形成させることができ、あるいはセンダスト合金粉末は、ボールミルによる加工により、不規則な構造を形成させることができ、また、センダスト合金粉末は、噴霧造粒により球状構造を形成させることができる。一方、Ni−Znフェライト粉末とMn−Znフェライト粉末はセラミックス材料の性質とその晶体構造の関係で、それ自体は針状とシート状構造に成形されにくい。Ni−Znフェライト粉末とMn−Znフェライト粉末は、ボールミルによる加工により不規則な構造を形成させることができ、あるいは前記の両者は、化学的水熱法により球状構造を形成させることができる。水熱法により、針状酸化チタンまたはシート状酸化ケイ素基材を成長させ、基材の表面に水熱法または化学蒸着法によりNi−ZnまたはMn−Znフェライト薄膜を堆積させることにより、針状またはシート状構造を含むフェライト粉末を製造することもできる。
成分(B)としての高分子材料は、その後の成形作業が行われやすいように、成分(A)としての磁性材料を接着して一体にするためのものである。本発明の具体的実施例において、成分(B)としての高分子材料は熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であってもよく、前記熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリイミド(PI)、ポリアクリル酸(PAA)、ポリブテン(PB)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレン(PE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイソブチレン(PIB)、ポリ乳酸(PLA)、ポリメチルアクリレート(PMMA)、ポリアセタール(POM)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、可塑性澱粉材料(PSM)、ポリスルホン(PSU/PSF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、ポリアクリロニトリル、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリフタルアミド(PPA)、セルロイド(CN)、セルロースアセテート(CA)、ビニロン(vinylon)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、熱可塑性アクリル酸樹脂、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPEE)、熱可塑性ゴム(TPR)、ポリアミド(PA)系ホットメルト、ポリオレフィン系(PP)ホットメルト、湿気硬化型ポリウレタン(PUR)ホットメルト、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレントリモノマー重合体(ABS)、ポリアミド樹脂(PA)等が挙げられる。
前記熱硬化性樹脂としては、熱硬化型ポリイミド(PI)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド(PF)樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレア・ホルムアルデヒド(UF)樹脂、シリコーン樹脂(silicone)、エポキシ樹脂(Epoxy)、熱硬化型ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、熱硬化性ポリイミド(PI)、不飽和ポリエステル(UP)樹脂、ポリウレタン(PU)樹脂、可撓性、熱硬化性を有する樹脂であるカルボキシル基末端ブタジエンニトリルゴム(CTBN)またはアミノ基末端液状ブチロニトリルゴム(ATBN)変性エポキシ樹脂、ビスマレイミド−シアネート(BT)樹脂等が挙げられる。
本発明の所望の効果を損なわない範囲内において、前記軟磁性粉末組成物は各種の応用の要求に応じて2〜5重量%成分(C)としての添加剤を選択的に添加することができる。本発明の具体的実施例において、成分(C)としての添加剤は、0.5〜1重量%の溶剤、0.3〜1重量%の硬化剤、0.1〜0.5重量%のカップリング剤、0.3〜1重量%のレベリング剤、0.3〜0.5重量%の消泡剤、0.4〜1.3重量%の可塑剤、及び0.1〜0.2重量%の促進剤からなる。
前記溶剤は組成物塗料の粘度を調整するためのものであり、組成物中の成膜物質(即ち、磁性材料/高分子材料)を溶解または均一に分散させることができ、更に可塑化の機能がある。前記溶剤としては、イソプロパノール(IPA)、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PMA)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(DPMA)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジメチルアミノエタノール(DMAE)、メチルエチルケトン(MEK)、キシレン(Xylene)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)、シクロヘキサノン(Cyclohexanone)、エチレングリコールモノブチルエーテル(BCS)、ジエチレングリコールエチルエーテル(EC)、トリプロピレングリコールメチルエーテル(TPM)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PM)、フタル酸エステル類(DP)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)等が挙げられる。
前記硬化剤は高分子モノマーを架橋して硬化させるためのものであり、本発明の具体的実施例で使用される硬化剤は、主として脂肪族アミン類硬化剤、芳香アミン類硬化剤、イミダゾール類硬化剤、有機酸無水物類硬化剤、有機ヒドラジド類硬化剤、マイクロカプセル類潜在性硬化剤、及び光硬化型硬化剤等の複数の種類がある。
前記脂肪族アミン類硬化剤としては、エチレンジアミン、ヘキサンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。前記芳香アミン類硬化剤としては、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、メタフェニレンジアミン(m−PDA)等が挙げられる。前記イミダゾール類硬化剤としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等が挙げられる。前記有機酸無水物類硬化剤としては、3級アミン/3級アミン塩、4級ホスホニウム塩、ルイス酸−アミン錯体、アセチルアセトン遷移金属錯体、ルイス酸(例えば、BF3、AlCl3、ZnCl2、PF5等)と1級アミン/2級アミンとで形成された錯体等が挙げられる。前記有機ヒドラジド類硬化剤としては、コハク酸ヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ヒドラジド、イソフタル酸ヒドラジドとp-ヒドロキシ安息香酸ヒドラジド(POBH)等が挙げられる。前記光硬化型硬化剤としては、芳香族ジアゾニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、鉄アレーン系化合物等が挙げられる。
前記促進剤は高分子の硬化速度を向上し硬化時間を低減するためのものである。本発明の具体的実施例で使用される促進剤としては、重合体ホスト材料に埋め込んだ3級ポリアミン(tertiary)、ポリ(p-ビニルフェノール)ホスト材料に侵入したような2,4,6−トリ(ジメチルアミノメチル)フェノールまたはCVC社に提供されるOMICURE(登録商標)、24EMI、33−DD5、BC120、U−210(N−(4−クロロフェニル)−N,N−ジメチルウレア)、U−35(脂環族−ビスウレア化合物)、U−415=U52(4’−メタンビス(フェニルジメチルウレア))、U−24(2,4−トルエン−ビス(ジメチルウレア))、U−405(フェニルジメチルウレア)、U410(80/20トルエンジメチルウレア)が挙げられる。
前記カップリング剤は有機材料と無機材料との間の結合性を向上させるためのものである。本発明の具体的実施例で使用されるカップリング剤は、主としてシランカップリング剤である。前記レベリング剤はコロイド/接着フィルムの成形後の表面の平坦性を増やすように、組成物塗料の表面張力を調整するためのものである。本発明の具体的実施例で使用されるレベリング剤は、主として有機シリコンとシクロヘキサノンの混合物であり、例えば、ドイツビックケミーで販売されるBYK−108、ドイツビックケミーで販売されるBYK300等がある。前記消泡剤は組成物塗料の表面張力を調整するためのものであり、コロイド/接着フィルムの内部と表面の気泡を除去することができる。本発明の具体的実施例で使用される消泡剤は、主として有機シリコンと重合体の混合物であり、例えば、ドイツビックケミーで販売されるBYK088、BYK PMA等がある。
前記可塑剤は成膜中または使用中において膜破断や割れの問題を防ぐために、軟磁性粉末組成物の磁性素子の可撓性を向上するためのものである。本発明の具体的実施例で使用される可塑剤としては、シュウ酸ジエチル、グリセリン、トリエチレングリコール、ブチル−ベンジルブチルフタレート、ブチルフタレート(DBP)、ポリエチレングリコール(PEG)、トリエチレングリコールヘキサン、オクチルフタレート(DDP)、ブチル−ベンジルジメチルフタレート、ジオクチルフタレートが挙げられる。
本発明の軟磁性粉末組成物の特徴は以上のように詳述したが、次に、図1を参照して、更に前記軟磁性粉末組成物による磁性素子の製造方法を説明する。図1に示すように、前記磁性素子の製造方法は、前記軟磁性粉末組成物を混練し、混練物を形成する工程S100と、前記混練物を基材に加工成形させる工程S102と、十分に硬化させるように前記混練物を冷却させる工程S104とを含む。
工程S100は実際に実施される時、適用周波数範囲により、異なる構造と形態のセンダスト合金粉末、Ni−Znフェライト粉末、及び/またはMn−Znフェライト粉末を選択し、所定の重量割合によりそれと高分子材料とを混練させる。本発明の具体的実施例で採用される技術手段は溶剤使用の有無により異なるが、具体的には、押出機(extruder)、混練機(compounder)、ミキサー(internalmixter)、ニーダー(kneader)、ブラベンダー(brabender)、またはロールミラー(rollmiller)等で、無溶剤下で磁性材料と高分子材料とを均一に混練させることができる。望ましい条件は、混練温度は約100〜200℃であり、150℃が最も好ましく、回転数は約60〜100rpmであり、混練時間は約3〜6時間であり、このようにすれば優れた特性(例えば、強度、伸び率、靭性)を有する混練物が得られる。
一方、磁性材料と高分子材料は溶剤に合わせて混練されてもよく、採用される技術手段としては、常温で3本ロールを用いて前記の両者を均一に混練する。なお、当業者に知られているいかなる他の混練方法は、いずれも工程S100に用いられてもよい。
工程S102は実際に実施される時、適切な加工方法で前記混練物を成形させてもよい。本発明の具体的実施例で採用される技術手段は材料の最終用途により異なるが、具体的には、ブレードにより一部の前記混練物を付着し、その後付着された混練物を基材に塗布して平らにすることができる。望ましい条件は、ブレードと基材との間の距離は約0.05〜3mm程度に保持され、基材の走行速度は約0.5〜3m/min程度に保持され、塗布温度は約130〜200℃であり、これにより、混練物を均一な厚さに基材に形成させる。
それ以外に、前記混練物はそのまま成形されてもよく、例を挙げると、対応する雄型と雌型を利用して真空環境にて前記混練物をプレス成形することができる。望ましい条件は、雄型と雌型との間の距離は約0.05〜3mm程度に保持され、成形温度は約120〜150℃であり、時間は約0.5〜1時間である。なお、当業者に知られているいかなる他の加工成形方法は、いずれも工程S102に用いられてもよい。
工程S104は実際に実施される時、成形後の混練物は常温または中低温で十分に硬化することが可能である。なお、実際の必要に応じて前記混練物を加熱してもよい。望ましい条件は、約10〜30℃の温度範囲内で前記混練物を約10〜30秒冷却させ、冷却硬化された磁性素子は十分な可撓性機械的強度、最大の透磁率、及び磁束密度(誘導)等のメリットを有するとともに、渦電流を低レベルに保持し、ヒステリシスの損失を最小化することができ、更に各種の部品、例えば、マイクロ波吸収材、電磁誘導薄膜、軟磁性シート、平面コイル誘導材等に製造されることができる。
以下には、表1及び表2を参照して、本発明の方法(焼結する必要がなく、実施例1〜5)により製造された磁性コロイド/接着フィルムと、従来の方法(焼結を経る必要があり、比較例1〜2)により製造されたコロイド/接着フィルムで複数組の実験を行うことにより、特殊な組成成分及び重量配合比を有する軟磁性粉末組成物による可能な技術効果を説明する。下記の表には、実施例1〜5はそれぞれ、異なる軟磁性粉末組成物による中低温で硬化可能な磁性コロイド/接着フィルムであり、以下の通りである。
[実施例1]
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は0.01MHz〜4GHzであり、成分(A)としての磁性材料はシート状センダスト合金粉末85〜90重量%を含み、成分(B)としての高分子材料はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)10〜15重量%を含む。
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は0.01MHz〜4GHzであり、成分(A)としての磁性材料はシート状センダスト合金粉末85〜90重量%を含み、成分(B)としての高分子材料はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)10〜15重量%を含む。
[実施例2]
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は0.01MHz〜2MHzであり、成分(A)としての磁性材料はMn−Znフェライト粉末85〜88重量%、及びセンダスト合金粉末2〜5重量%を含み、成分(B)としての高分子材料はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)10重量%を含む。
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は0.01MHz〜2MHzであり、成分(A)としての磁性材料はMn−Znフェライト粉末85〜88重量%、及びセンダスト合金粉末2〜5重量%を含み、成分(B)としての高分子材料はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)10重量%を含む。
さらには、85〜88重量%の前記Mn−Znフェライト粉末はいずれも球状Mn−Znフェライト粉末であり、2〜5重量%の前記センダスト合金粉末は、シート状センダスト合金粉末1〜3重量%、不規則または球状センダスト合金粉末0.5〜1重量%、及び針状センダスト合金粉末0.5〜1重量%を含む。
[実施例3]
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は2MHz〜1GHzであり、成分(A)としての磁性材料はNi−Znフェライト粉末85〜88重量%、及びセンダスト合金粉末2〜5重量%を含み、成分(B)としての高分子材料はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)10重量%を含む。
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は2MHz〜1GHzであり、成分(A)としての磁性材料はNi−Znフェライト粉末85〜88重量%、及びセンダスト合金粉末2〜5重量%を含み、成分(B)としての高分子材料はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)10重量%を含む。
さらには、85〜88重量%の前記Ni−Znフェライト粉末はいずれも球状Ni−Znフェライト粉末であり、2〜5重量%の前記センダスト合金粉末は、1〜3重量%のシート状センダスト合金粉末、0.5〜1重量%の不規則または球状センダスト合金粉末、及び0.5〜1重量%の針状センダスト合金粉末を含む。
[実施例4]
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は0.01MHz〜4GHzであり、前記軟磁性粉末組成物は、シート状センダスト合金粉末80〜88重量%を含む成分(A)としての磁性材料と、カルボキシル基末端ブタジエンニトリルゴム(CTBN)変性エポキシ樹脂10〜15重量%を含む成分(B)としての高分子材料と、溶剤1〜3重量%、硬化剤0.3〜0.5重量%、カップリング剤0.1〜0.5重量%、レベリング剤0.3〜0.5重量%、及び消泡剤0.3〜0.5重量%を含む成分(C)としての添加剤2〜5重量%とを含む。
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は0.01MHz〜4GHzであり、前記軟磁性粉末組成物は、シート状センダスト合金粉末80〜88重量%を含む成分(A)としての磁性材料と、カルボキシル基末端ブタジエンニトリルゴム(CTBN)変性エポキシ樹脂10〜15重量%を含む成分(B)としての高分子材料と、溶剤1〜3重量%、硬化剤0.3〜0.5重量%、カップリング剤0.1〜0.5重量%、レベリング剤0.3〜0.5重量%、及び消泡剤0.3〜0.5重量%を含む成分(C)としての添加剤2〜5重量%とを含む。
[実施例5]
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は0.01MHz〜4GHzであり、前記軟磁性粉末組成物は、シート状センダスト合金粉末80〜88重量%を含む成分(A)としての磁性材料と、ポリビニルアルコール(PVA)及び/又はポリビニルブチラール(PVB)及び/又はポリビニルピロリドン(PVP)10〜15重量%を含む成分(B)としての高分子材料と、溶剤1〜3重量%、可塑剤0.3〜0.5重量%、カップリング剤0.1〜0.5重量%、レベリング剤0.3〜0.5重量%、及び消泡剤0.3〜0.5重量%を含む成分(C)としての添加剤2〜5重量%とを含む。
本実施例の軟磁性粉末組成物の適用する周波数範囲は0.01MHz〜4GHzであり、前記軟磁性粉末組成物は、シート状センダスト合金粉末80〜88重量%を含む成分(A)としての磁性材料と、ポリビニルアルコール(PVA)及び/又はポリビニルブチラール(PVB)及び/又はポリビニルピロリドン(PVP)10〜15重量%を含む成分(B)としての高分子材料と、溶剤1〜3重量%、可塑剤0.3〜0.5重量%、カップリング剤0.1〜0.5重量%、レベリング剤0.3〜0.5重量%、及び消泡剤0.3〜0.5重量%を含む成分(C)としての添加剤2〜5重量%とを含む。
さらには、1〜3重量%の前記溶剤はシクロヘキサノンであり、0.3〜0.5重量%の前記硬化剤はジシアンジアミド(DICY)であり、0.1〜0.5重量%の前記カップリング剤はシロキサンカップリング剤であり、0.3〜0.5重量%の前記レベリング剤は有機シリコンとシクロヘキサノンの混合物であり、0.3〜0.5重量%の前記消泡剤は有機シリコンと重合体の混合物である。
上記の比較結果から分るように、実施例1〜4はいずれも軟磁材料の基本定義に適合する。また、実施例1〜4の飽和磁束密度(Bs)と初透磁率(μi)のいずれも比較例1〜2より優れており、実施例1〜4の磁性材料による誘導電流の数は比較例1〜2の磁性材料による誘導電流の数よりも多いことが示される。尚、実施例1〜4の磁性材料による抵抗値はすべて106Ωよりも大きいので、低中高周波数の環境における使用上の需要に適合することに対して、比較例1〜2の磁性材料による抵抗値が高過ぎ、高周波数の環境における使用に適合しない。
以上のように、現在市場でよく見られる複合フェライト組成物に比べて、更に焼結による種々の問題を解決しなければならないことに対して、本発明に提供される軟磁性粉末組成物は常温または低温下で十分に硬化でき、成形過程で高温焼結処理を行う必要がない。
以上のことから、冷却硬化された磁性素子は十分な機械的強度、最大の透磁率、及び磁束密度(誘導)等のメリットを有するとともに、渦電流を低レベルに保持し、ヒステリシスの損失を最小化することができ、更に各種の部品、例えば、マイクロ波吸収材、電磁誘導薄膜、軟磁性シート、平面コイル誘導材等に製造されることができる。
なお、前記軟磁性粉末組成物において、成分(A)としての磁性材料は異なる構造と形態を有するので、特別な配合比に従い、簡単なプロセスを利用して、多種の積層構造方法により、コストが安価で、極薄で、及び可撓性に優れた等のメリットを有する磁性素子に製造されることができる。
尚、本発明はセンダスト合金粉末、Ni−Znフェライト粉末、及びMn−Znフェライト粉末のメリットをまとめることができるので、応用の範囲がより広くなる。
以上の本発明で示されるメリットについて、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、発明に関する多くの修正と他の実施例を提案することができる。したがって、本発明は開示された所定の実施例により限定されるものではなく、修正と他の実施例を後の特許請求の範囲内に組み込むことが可能である。ここで所定の用語が用いられたとしても、一般と説明の概念で用いられるにすぎず、特許請求の範囲に定義される発明の範囲を限定するものではない。
Claims (13)
- センダスト合金粉末、Ni−Znフェライト粉末、及びMn−Znフェライト粉末の中の少なくとも一種を含む成分(A)としての磁性材料80〜93重量%と、
成分(B)としての高分子材料7〜20重量%とを含む
ことを特徴とする軟磁性粉末組成物。 - 成分(A)としての磁性材料はシート状センダスト合金粉末85〜90重量%を含み、
成分(B)としての高分子材料は熱可塑性樹脂10〜15重量%を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の軟磁性粉末組成物。 - 10〜15重量%の前記熱可塑性樹脂はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)である
ことを特徴とする請求項2に記載の軟磁性粉末組成物。 - 成分(A)としての磁性材料はMn−Znフェライト粉末85〜88重量%、及びセンダスト合金粉末2〜5重量%を含み、
成分(B)としての高分子材料は熱可塑性樹脂である
ことを特徴とする請求項1に記載の軟磁性粉末組成物。 - 85〜88重量%の前記Mn−Znフェライト粉末はいずれも球状Mn−Znフェライト粉末であり、
2〜5重量%の前記センダスト合金粉末は、シート状センダスト合金粉末1〜3重量%、不規則または球状センダスト合金粉末0.5〜1重量%、及び針状センダスト合金粉末0.5〜1重量%を含み、
前記熱可塑性樹脂はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)である
ことを特徴とする請求項4に記載の軟磁性粉末組成物。 - 成分(A)としての磁性材料はNi−Znフェライト粉末85〜88重量%、及びセンダスト合金粉末2〜5重量%を含み、
成分(B)としての高分子材料は熱可塑性樹脂である
ことを特徴とする請求項1に記載の軟磁性粉末組成物。 - 85〜88重量%の前記Ni−Znフェライト粉末はいずれも球状Ni−Znフェライト粉末であり、
2〜5重量%の前記センダスト合金粉末は、シート状センダスト合金粉末1〜3重量%、不規則または球状センダスト合金粉末0.5〜1重量%、及び針状センダスト合金粉末0.5〜1重量%を含み、
前記熱可塑性樹脂はエチレン・酢酸ビニル樹脂(EVA)である
ことを特徴とする請求項6に記載の軟磁性粉末組成物。 - 成分(A)としての磁性材料はシート状センダスト合金粉末80〜88重量%を含み、
成分(B)としての高分子材料は熱硬化性樹脂10〜15重量%を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の軟磁性粉末組成物。 - 溶剤0.5〜1重量%、硬化剤0.3〜1重量%、カップリング剤0.1〜0.5重量%、レベリング剤0.3〜0.5重量%、消泡剤0.3〜0.5重量%、可塑剤0.4〜1.3重量%、及び促進剤0.1〜0.2重量%を含む成分(C)としての添加剤2〜5重量%を更に含む
ことを特徴とする請求項8に記載の軟磁性粉末組成物。 - 前記溶剤はシクロヘキサノンであり、
前記硬化剤はジシアンジアミド(DICY)であり、
前記カップリング剤はシロキサンカップリング剤であり、
前記レベリング剤は有機シリコンとシクロヘキサノンの混合物であり、
前記消泡剤は有機シリコンと重合体の混合物であり、
前記熱硬化性樹脂はカルボキシル基末端ブタジエンニトリルゴム(CTBN)変性エポキシ樹脂であり、
前記可塑剤はシュウ酸ジエチル、グリセリン、トリエチレングリコール、ブチル−ベンジルブチルフタレート、ブチルフタレート(DBP)、ポリエチレングリコール(PEG)、トリエチレングリコールヘキサン、オクチルフタレート(DDP)、ブチル−ベンジルジメチルフタレートまたはジオクチルフタレートである
ことを特徴とする請求項9に記載の軟磁性粉末組成物。 - 請求項1に記載の軟磁性粉末組成物を混練することで混練物を形成する工程と、
前記混練物を基材に加工成形させる工程と、
十分に硬化させるように前記混練物を冷却させる工程とを含む
ことを特徴とする磁性素子の製造方法。 - 前記軟磁性粉末組成物を混練する工程では、混練の温度範囲は100℃〜200℃であり、混練の回転数は60rpm〜100rpmである
ことを特徴とする請求項11に記載の磁性素子の製造方法。 - 前記混練物を基材に加工成形させる工程は、塗布法またはプレス法により前記混練物を成形させることを含む
ことを特徴とする請求項11に記載の磁性素子の製造方法。
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