JP2018133358A - Magnetic paste for printing and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷用磁性体ペースト及びその製造方法に関し、より詳しくは、磁性ナノ粒子と磁性マイクロ粒子とを含有する印刷用磁性体ペースト及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a printing magnetic paste and a method for producing the same, and more particularly to a printing magnetic paste containing magnetic nanoparticles and magnetic microparticles and a method for producing the same.
インダクタやトランスのコア材や電磁ノイズ吸収体等には、磁性粒子をバインダー樹脂に分散させた磁性体膜が用いられている（例えば、特開２０１２−２２７４０６号公報（特許文献１）及び特開２０１４−１４６６９８号公報（特許文献２））。このような磁性体膜においては、平均粒径が異なる磁性粒子を混合して充填密度を高めることによって透磁率が向上すると考えられており、ナノメートルオーダーの磁性粒子（磁性ナノ粒子）とマイクロメートルオーダーの磁性粒子（磁性マイクロ粒子）とをバインダー樹脂に分散させた磁性体膜は特に高い透磁率を有する磁性体膜として期待されている。また、バインダー樹脂の含有量を低減することによって、磁性粒子同士が近接するため、透磁率が更に向上すると考えられている。 A magnetic film in which magnetic particles are dispersed in a binder resin is used for an inductor, a core material of a transformer, an electromagnetic noise absorber, and the like (for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-227406 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-260688). 2014-146698 (patent document 2)). In such a magnetic film, it is considered that the magnetic permeability is improved by mixing magnetic particles having different average particle diameters and increasing the packing density. The magnetic particles (magnetic nanoparticles) of the nanometer order and the micrometer A magnetic film in which order magnetic particles (magnetic microparticles) are dispersed in a binder resin is expected as a magnetic film having a particularly high magnetic permeability. Moreover, since magnetic particles adjoin by reducing content of binder resin, it is thought that magnetic permeability further improves.
また、このような磁性体膜は、溶媒に、磁性粒子を溶解させ、バインダー樹脂を分散させた磁性体ペーストを、塗布や印刷（例えば、スクリーン印刷）等によって製膜した後、乾燥等により溶媒を除去することによって形成することができる（例えば、特開２０１２−２２７４０６号公報（特許文献１））。しかしながら、磁性ナノ粒子と磁性マイクロ粒子とを含有する磁性体ペーストにおいては、磁性マイクロ粒子を核とした凝集体が生成しやすいため、磁性体膜には凝集粒子が存在し、透磁率が十分に向上しないという問題があった。 In addition, such a magnetic film is formed by forming a magnetic paste in which magnetic particles are dissolved and a binder resin is dispersed in a solvent by coating or printing (for example, screen printing), and then drying the solvent. Can be formed by removing (for example, JP 2012-227406 A (Patent Document 1)). However, in a magnetic paste containing magnetic nanoparticles and magnetic microparticles, aggregates with magnetic microparticles as nuclei are likely to be formed. Therefore, there are aggregated particles in the magnetic film, and the magnetic permeability is sufficiently high. There was a problem of not improving.
また、磁性ナノ粒子と磁性マイクロ粒子とを含有する磁性材料として、特開２０１５−６９９９５号公報（特許文献３）には、平均粒子径１５〜７０μｍの強磁性粒子５０〜９０質量％と粒子径３０ｎｍ以下の磁性微粒子０．９〜９質量％の割合で含む分散粒子と、残部として低揮発性の難燃性溶媒からなる分散媒とを含有する高粘性変化性磁気粘性流体が記載されている。この磁気粘性流体においては、粒子径が極端に異なる２種の磁性粒子を用いることによって、粒子の凝集沈降を抑制している。しかしながら、前記磁気粘性流体では、分散媒として低揮発性の難燃性溶媒が用いられており、乾燥時に、溶媒の除去が困難であり、また、磁性粒子が凝集しやすいため、印刷等に用いる磁性体ペーストとして使用することは困難であった。 As a magnetic material containing magnetic nanoparticles and magnetic microparticles, JP-A-2015-69995 (Patent Document 3) discloses 50 to 90 mass% of ferromagnetic particles having an average particle diameter of 15 to 70 μm and a particle diameter. A high-viscosity variable magneto-rheological fluid is described that contains dispersed particles containing 0.9 to 9% by mass of magnetic fine particles of 30 nm or less and a balance of a dispersion medium composed of a low-volatile flame-retardant solvent as the balance. . In this magnetorheological fluid, the aggregation and sedimentation of the particles are suppressed by using two kinds of magnetic particles having extremely different particle diameters. However, in the magnetorheological fluid, a low-volatile flame-retardant solvent is used as a dispersion medium, and it is difficult to remove the solvent during drying, and the magnetic particles are likely to aggregate, so that they are used for printing and the like. It was difficult to use as a magnetic paste.
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、バインダー樹脂の含有量が少ない場合であっても磁性ナノ粒子及び磁性マイクロ粒子からなる磁性粒子の分散性が高い印刷用磁性体ペーストであって、磁性粒子の凝集が抑制された磁性体膜を得ることが可能な印刷用磁性体ペースト及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and has high dispersibility of magnetic particles composed of magnetic nanoparticles and magnetic microparticles even when the binder resin content is low. It is an object of the present invention to provide a printing magnetic paste capable of obtaining a magnetic film that is a body paste and in which aggregation of magnetic particles is suppressed, and a method for producing the same.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、磁性ナノ粒子及び磁性マイクロ粒子からなる磁性粒子とバインダー樹脂と溶媒とを含有する印刷用磁性体ペーストにおいて、溶媒として炭素数３以上のアルコキシ基を有するアルコールを用いた場合には、バインダー樹脂の含有量が少なくなると、磁性体膜中に凝集した磁性粒子が生成するのに対して、溶媒として炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールを用いることによって、バインダー樹脂の含有量が少ない場合であっても磁性粒子の分散性が高く、磁性粒子の凝集が抑制された磁性体膜を得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。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that in a magnetic paste for printing containing magnetic particles composed of magnetic nanoparticles and magnetic microparticles, a binder resin, and a solvent, the number of carbon atoms as a solvent. When an alcohol having 3 or more alkoxy groups is used, if the binder resin content is reduced, magnetic particles aggregated in the magnetic film are generated, whereas an alkoxy having 1 to 2 carbon atoms is used as a solvent. It has been found that by using an alcohol having a group, it is possible to obtain a magnetic film having high dispersibility of magnetic particles and suppressing aggregation of magnetic particles even when the content of the binder resin is small. The present invention has been completed.
すなわち、本発明の印刷用磁性体ペーストは、平均粒径１ｎｍ以上１μｍ未満の磁性ナノ粒子及び平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の磁性マイクロ粒子からなる磁性粒子と、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールと、前記磁性粒子１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下のバインダー樹脂と、を含有することを特徴とするものである。 That is, the magnetic paste for printing of the present invention comprises magnetic particles composed of magnetic nanoparticles having an average particle diameter of 1 nm to less than 1 μm and magnetic microparticles having an average particle diameter of 1 μm to 100 μm, and an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms. And 0.1 to 10 parts by mass of a binder resin with respect to 100 parts by mass of the magnetic particles.
本発明の印刷用磁性体ペーストにおいて、前記アルコールとしては、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−（２−メトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］エタノール、及び２−［２−（２−エトキシエトキシ）エトキシ］エタノールからなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。また、前記バインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ピロリドン樹脂、セルロース樹脂、及びゼラチンからなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。さらに、前記磁性粒子としては、フェライト粒子、鉄粒子、ニッケル粒子、鉄合金粒子、ニッケル合金粒子、及び鉄ニッケル合金粒子からなる群から選択される少なくとも１種の金属粒子が好ましい。 In the printing magnetic paste of the present invention, examples of the alcohol include 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2- (2-methoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- [2- (2-Methoxyethoxy) ethoxy] ethanol and at least one selected from the group consisting of 2- [2- (2-ethoxyethoxy) ethoxy] ethanol are preferred. The binder resin is preferably at least one selected from the group consisting of epoxy resins, acrylic resins, phenol resins, urethane resins, polyimide resins, pyrrolidone resins, cellulose resins, and gelatin. Further, the magnetic particles are preferably at least one metal particle selected from the group consisting of ferrite particles, iron particles, nickel particles, iron alloy particles, nickel alloy particles, and iron nickel alloy particles.
また、本発明の印刷用磁性体ペーストにおいて、前記磁性ナノ粒子の含有量としては、全磁性粒子の含有量に対して１質量％以上５０質量％以下が好ましく、また、前記磁性マイクロ粒子の含有量としては、全磁性粒子の含有量に対して５０質量％以上９９質量％以下が好ましい。 In the printing magnetic paste of the present invention, the content of the magnetic nanoparticles is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the content of all magnetic particles, and the content of the magnetic microparticles. The amount is preferably 50% by mass or more and 99% by mass or less with respect to the content of all magnetic particles.
本発明の印刷用磁性体ペーストの製造方法は、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコール中に平均粒径１ｎｍ以上１μｍ未満の磁性ナノ粒子が分散しているスラリーを調製する工程と、得られる印刷用磁性体ペースト中の全磁性粒子１００質量部に対する含有量が０．１質量部以上１０質量部以下となるように、バインダー樹脂を前記スラリーに添加する工程と、前記バインダー樹脂を含有するスラリーに平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の磁性マイクロ粒子を添加する工程と、を含むことを特徴とする方法である。 The method for producing a magnetic paste for printing according to the present invention includes a step of preparing a slurry in which magnetic nanoparticles having an average particle size of 1 nm or more and less than 1 μm are dispersed in an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms. A step of adding a binder resin to the slurry so that the content with respect to 100 parts by mass of the total magnetic particles in the magnetic paste for printing is 0.1 to 10 parts by mass, and the binder resin is contained. Adding a magnetic microparticle having an average particle diameter of 1 μm or more and 100 μm or less to the slurry.
本発明の印刷用磁性体ペーストの製造方法においては、前記磁性ナノ粒子をイソプロパノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ジエチルエーテル、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンからなる群から選択される少なくとも１種の分散媒に分散させた後、該分散媒を前記アルコールで置換することによって、前記アルコール中に前記磁性ナノ粒子が分散している前記スラリーを調製することが好ましい。 In the method for producing a magnetic paste for printing of the present invention, the magnetic nanoparticles are used as at least one dispersion medium selected from the group consisting of isopropanol, ethanol, n-propanol, diethyl ether, ethyl acetate, acetone, and methyl ethyl ketone. After the dispersion, it is preferable to prepare the slurry in which the magnetic nanoparticles are dispersed in the alcohol by replacing the dispersion medium with the alcohol.
また、本発明の印刷用磁性体ペーストの製造方法においては、得られる印刷用磁性体ペースト中の全磁性粒子に対する前記磁性ナノ粒子の含有量が１質量％以上５０質量％以下となり、前記磁性マイクロ粒子の含有量が５０質量％以上９９質量％以下となるように、前記バインダー樹脂を含有するスラリーに磁性マイクロ粒子を添加することが好ましい。 In the method for producing a printing magnetic paste of the present invention, the content of the magnetic nanoparticles with respect to all the magnetic particles in the obtained printing magnetic paste is 1% by mass to 50% by mass, and the magnetic micro paste It is preferable to add magnetic microparticles to the slurry containing the binder resin so that the content of the particles is 50% by mass or more and 99% by mass or less.
なお、本発明の印刷用磁性体ペーストにおいて、磁性粒子の凝集が抑制される理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、磁性ナノ粒子及び磁性マイクロ粒子からなる磁性粒子とバインダー樹脂と溶媒とを含有する磁性体ペーストにおいては、磁性マイクロ粒子が有する弱い残留磁化により、磁性ナノ粒子が磁性マイクロ粒子に引付けられ、磁性マイクロ粒子を核とする凝集体が形成される。このような磁性粒子の凝集を抑制するために、従来は、溶媒として磁性粒子との親和性が高いグリコールエーテル系溶媒が使用されていた。その理由は、磁性粒子とグリコールエーテル系溶媒とを混合すると、グリコールエーテル系溶媒中の水酸基が磁性粒子と結合して前記水酸基の反対側にあるアルキル鎖が外側に向くことにより逆ミセル構造体が形成され、この逆ミセル構造体が溶媒による分散力によってグリコールエーテル系溶媒中で高度に分散するため、磁性粒子の凝集が抑制されると考えられていたからである。 The reason why the aggregation of magnetic particles is suppressed in the magnetic paste for printing of the present invention is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows. That is, in a magnetic paste containing magnetic particles composed of magnetic nanoparticles and magnetic microparticles, a binder resin, and a solvent, the magnetic nanoparticles are attracted to the magnetic microparticles due to the weak residual magnetization of the magnetic microparticles, Aggregates having magnetic microparticles as nuclei are formed. In order to suppress such agglomeration of magnetic particles, a glycol ether solvent having high affinity with magnetic particles has been conventionally used as a solvent. The reason is that when the magnetic particles and the glycol ether solvent are mixed, the hydroxyl group in the glycol ether solvent is bonded to the magnetic particle, and the alkyl chain on the opposite side of the hydroxyl group faces outward, whereby the reverse micelle structure is formed. This is because the formed reverse micelle structure is highly dispersed in the glycol ether solvent by the dispersion force of the solvent, and it is considered that the aggregation of the magnetic particles is suppressed.
しかしながら、前記グリコールエーテル系溶媒として水酸基の反対側にあるアルキル鎖が長いもの（例えば、２−ブトキシエタノールや２−ヘキシルオキシエタノール）を使用すると、バインダー樹脂の含有量が多い場合には磁性粒子の凝集は抑制されるが、少ない場合には磁性粒子は凝集する。この理由は、グリコールエーテル系溶媒中の前記アルキル鎖が長くなると、前記アルキル鎖間の相互作用が強くなるため、逆ミセル構造体が凝集すると推察される。バインダー樹脂の含有量が多い場合には、この逆ミセル構造体の凝集力と弱い残留磁化による磁性粒子の凝集力との和に比べて、溶媒による分散力とバインダー樹脂による凝集阻害力との和が大きいため、磁性粒子の凝集が抑制されると推察される。一方、バインダー樹脂の含有量が少なくなると、バインダー樹脂による凝集阻害力が小さくなるため、逆ミセル構造体の凝集力と弱い残留磁化による磁性粒子の凝集力との和に比べて、溶媒による分散力とバインダー樹脂による凝集阻害力との和が小さくなり、磁性粒子が凝集すると推察される。 However, when a glycol ether solvent having a long alkyl chain on the opposite side of the hydroxyl group (for example, 2-butoxyethanol or 2-hexyloxyethanol) is used, if the binder resin content is high, the magnetic particles Aggregation is suppressed, but when the amount is small, the magnetic particles agglomerate. The reason for this is presumed that when the alkyl chain in the glycol ether solvent becomes longer, the interaction between the alkyl chains becomes stronger and the reverse micelle structure aggregates. When the content of the binder resin is large, the sum of the dispersion force by the solvent and the aggregation inhibition force by the binder resin is larger than the sum of the aggregation force of the reverse micelle structure and the aggregation force of the magnetic particles due to weak residual magnetization. Therefore, it is presumed that the aggregation of magnetic particles is suppressed. On the other hand, when the binder resin content decreases, the cohesive inhibition force due to the binder resin decreases, so the dispersion force due to the solvent is larger than the sum of the cohesive force of the reverse micelle structure and the cohesive force of the magnetic particles due to weak residual magnetization. It is presumed that the sum of the cohesive inhibition force by the binder resin is reduced and the magnetic particles are aggregated.
これに対して、本発明の印刷用磁性体ペーストにおいては、溶媒として水酸基の反対側にあるアルキル鎖が短いアルコール（例えば、２−メトキシエタノールや２−エトキシエタノール）を使用しているため、前記アルキル鎖間の相互作用が抑制され、逆ミセル構造体の凝集が抑制されると推察される。その結果、バインダー樹脂の含有量が少なく、バインダー樹脂による凝集阻害力が低下した場合でも、逆ミセル構造体の凝集力と弱い残留磁化による磁性粒子の凝集力との和に比べて、溶媒による分散力とバインダー樹脂による凝集阻害力との和が大きいため、磁性粒子の凝集が抑制されると推察される。 On the other hand, in the magnetic paste for printing of the present invention, an alcohol having a short alkyl chain on the side opposite to the hydroxyl group (for example, 2-methoxyethanol or 2-ethoxyethanol) is used as the solvent. It is presumed that the interaction between the alkyl chains is suppressed and aggregation of the reverse micelle structure is suppressed. As a result, even when the binder resin content is low and the cohesive inhibition force due to the binder resin is reduced, the dispersion by the solvent is larger than the sum of the cohesive force of the reverse micelle structure and the cohesive force of the magnetic particles due to weak residual magnetization. It is presumed that the aggregation of the magnetic particles is suppressed because the sum of the force and the aggregation inhibition force by the binder resin is large.
本発明によれば、バインダー樹脂の含有量が少ない場合であっても磁性ナノ粒子及び磁性マイクロ粒子からなる磁性粒子の分散性が高い印刷用磁性体ペーストを得ることができ、さらに、磁性粒子の凝集が抑制された磁性体膜を形成することが可能となる。 According to the present invention, a magnetic paste for printing having high dispersibility of magnetic particles composed of magnetic nanoparticles and magnetic microparticles can be obtained even when the content of the binder resin is small. It is possible to form a magnetic film in which aggregation is suppressed.
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.
先ず、本発明の印刷用磁性体ペーストについて説明する。本発明の印刷用磁性体ペーストは、磁性ナノ粒子及び磁性マイクロ粒子からなる磁性粒子と、溶媒として炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールと、所定量のバインダー樹脂とを含有するものである。溶媒として炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールを含有する本発明の印刷用磁性体ペーストにおいては、バインダー樹脂の含有量が少ない場合であっても、前記磁性粒子が高度に分散しており、このような本発明の印刷用磁性体ペーストを用いて作製した磁性体膜においては、均一に分散している磁性マイクロ粒子の間の空隙が磁性ナノ粒子で充填されているため、磁性粒子の充填率が高く、高い透磁率が得られる。一方、溶媒として炭素数３以上のアルコキシ基を有するアルコールを用いた場合には、バインダー樹脂の含有量が少なくなると、磁性体ペースト中の磁性粒子の分散性が低下し、磁性体膜において磁性粒子が凝集し、透磁率が低下する。 First, the magnetic paste for printing of the present invention will be described. The magnetic paste for printing of the present invention contains magnetic particles composed of magnetic nanoparticles and magnetic microparticles, an alcohol having a C 1-2 alkoxy group as a solvent, and a predetermined amount of a binder resin. . In the magnetic paste for printing of the present invention containing an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms as a solvent, the magnetic particles are highly dispersed even when the content of the binder resin is small. In the magnetic film produced using the magnetic paste for printing of the present invention, the gaps between the magnetic microparticles that are uniformly dispersed are filled with magnetic nanoparticles. The filling rate is high and high magnetic permeability can be obtained. On the other hand, when an alcohol having an alkoxy group having 3 or more carbon atoms is used as a solvent, if the content of the binder resin decreases, the dispersibility of the magnetic particles in the magnetic paste decreases, and the magnetic particles in the magnetic film Agglomerate and the magnetic permeability decreases.
本発明に用いられる磁性ナノ粒子は平均粒径が１ｎｍ以上１μｍ未満の金属ナノ粒子及び金属酸化物ナノ粒子からなる群から選択される少なくとも１種のナノ粒子である。磁性ナノ粒子の平均粒径が前記下限未満になると、粒子表面の影響が大きくなり、粒子自体の磁気特性が低下する。また、磁性ナノ粒子の平均粒径の下限としては、粒子自体の磁気特性を十分に確保するという観点から、１０ｎｍ以上が好ましい。一方、磁性ナノ粒子の平均粒径の上限としては、磁性マイクロ粒子の間の空隙が磁性ナノ粒子で高密度に充填され、磁性体膜における磁性粒子の充填率が向上し、透磁率が高くなるという観点から、３００ｎｍ以下が好ましい。 The magnetic nanoparticles used in the present invention are at least one kind of nanoparticles selected from the group consisting of metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles having an average particle diameter of 1 nm or more and less than 1 μm. When the average particle diameter of the magnetic nanoparticles is less than the lower limit, the influence of the particle surface becomes large, and the magnetic properties of the particles themselves deteriorate. Further, the lower limit of the average particle size of the magnetic nanoparticles is preferably 10 nm or more from the viewpoint of sufficiently ensuring the magnetic properties of the particles themselves. On the other hand, the upper limit of the average particle size of the magnetic nanoparticles is that the gaps between the magnetic microparticles are filled with the magnetic nanoparticles at a high density, so that the filling rate of the magnetic particles in the magnetic film is improved and the magnetic permeability is increased. In view of the above, 300 nm or less is preferable.
また、本発明に用いられる磁性マイクロ粒子は平均粒径が１μｍ以上１００μｍ以下の金属マイクロ粒子及び金属酸化物マイクロ粒子からなる群から選択される少なくとも１種のマイクロ粒子である。磁性マイクロ粒子の平均粒径が前記上限を超えると、印刷時に目詰まりやスキージによる引き摺り痕の発生等により印刷性が著しく低下する。また、磁性マイクロ粒子の平均粒径の上限としては、高分散性や高充填密度の確保という観点から、３０μｍ以下が好ましい。一方、磁性マイクロ粒子の平均粒径の下限としては、磁性ナノ粒子との粒径差を確保して高充填化を図るという観点から、２μｍ以上が好ましい。 The magnetic microparticles used in the present invention are at least one kind of microparticles selected from the group consisting of metal microparticles and metal oxide microparticles having an average particle size of 1 μm to 100 μm. If the average particle size of the magnetic microparticles exceeds the above upper limit, the printability is remarkably reduced due to clogging during printing or the occurrence of drag marks caused by a squeegee. The upper limit of the average particle size of the magnetic microparticles is preferably 30 μm or less from the viewpoint of ensuring high dispersibility and high packing density. On the other hand, the lower limit of the average particle size of the magnetic microparticles is preferably 2 μm or more from the viewpoint of ensuring a high particle size difference from the magnetic nanoparticles.
本発明に用いられる磁性粒子（磁性ナノ粒子及び磁性マイクロ粒子）としては特に制限はないが、フェライト粒子（例えば、ＭｎＺｎフェライト粒子、ＮｉＺｎフェライト粒子、ＮｉＣｕＺｎフェライト粒子）、鉄（Ｆｅ）粒子、ニッケル（Ｎｉ）粒子、鉄及びニッケルのうちの少なくとも一方を含有する合金粒子（例えば、ＦｅＳｉ合金粒子、ＦｅＣｏ合金粒子、ＦｅＮｉ合金粒子、ＦｅＳｉＡｌ合金粒子、ＦｅＳｉＢ合金粒子、ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ合金粒子等の公知の磁性粒子が挙げられる。これらの磁性粒子は１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。また、これらの磁性粒子の中でも、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールに対して高い親和性を有し、磁性粒子が高度に分散した磁性体ペーストが得られ、磁性体膜において磁性粒子の凝集がより抑制されるという観点から、前記フェライト粒子が好ましい。 The magnetic particles (magnetic nanoparticles and magnetic microparticles) used in the present invention are not particularly limited, but ferrite particles (for example, MnZn ferrite particles, NiZn ferrite particles, NiCuZn ferrite particles), iron (Fe) particles, nickel ( (Ni) particles, alloy particles containing at least one of iron and nickel (for example, known magnetic particles such as FeSi alloy particles, FeCo alloy particles, FeNi alloy particles, FeSiAl alloy particles, FeSiB alloy particles, FeCuNbSiB alloy particles) These magnetic particles may be used alone or in combination of two or more, and among these magnetic particles, the alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms may be used. A magnetic paste with high affinity and highly dispersed magnetic particles is obtained. From the viewpoint of aggregation of the magnetic particles is further suppressed in the membrane, the ferrite particles are preferred.
本発明の印刷用磁性体ペーストにおいて、前記磁性ナノ粒子と前記磁性マイクロ粒子の含有量としては特に制限はないが、全磁性粒子の含有量に対して、前記磁性ナノ粒子の含有量が１質量％以上５０質量％以下であり、前記磁性マイクロ粒子の含有量が５０質量％以上９９質量％以下であることが好ましく、前記磁性ナノ粒子の含有量が５質量％以上３０質量％以下であり、前記磁性マイクロ粒子の含有量が７０質量％以上９５質量％以下であることがより好ましい。前記磁性ナノ粒子の含有量が前記下限未満になると（前記磁性マイクロ粒子の含有量が前記上限を超えると）、磁性マイクロ粒子の間の空隙が磁性ナノ粒子で十分に充填されず、磁性体膜における磁性粒子の充填率が低下し、透磁率が低くなる傾向にある。他方、前記磁性ナノ粒子の含有量が前記上限を超えると（前記磁性マイクロ粒子の含有量が前記下限未満になると）、磁性ナノ粒子の充填率は高くなるものの、磁性マイクロ粒子の充填率が著しく低くなり、磁性体膜における磁性粒子全体の充填率が低下し、透磁率が低くなる傾向にある。 In the magnetic paste for printing of the present invention, the content of the magnetic nanoparticles and the magnetic microparticles is not particularly limited, but the content of the magnetic nanoparticles is 1 mass with respect to the content of all magnetic particles. It is preferable that the content of the magnetic microparticles is 50% by mass or more and 99% by mass or less, and the content of the magnetic nanoparticles is 5% by mass or more and 30% by mass or less. The content of the magnetic microparticles is more preferably 70% by mass or more and 95% by mass or less. When the content of the magnetic nanoparticles becomes less than the lower limit (when the content of the magnetic microparticles exceeds the upper limit), the gap between the magnetic microparticles is not sufficiently filled with the magnetic nanoparticles, and the magnetic film There is a tendency that the filling rate of the magnetic particles is reduced and the magnetic permeability is lowered. On the other hand, when the content of the magnetic nanoparticles exceeds the upper limit (when the content of the magnetic microparticles is less than the lower limit), the filling rate of the magnetic nanoparticles increases, but the filling rate of the magnetic microparticles is remarkably high. It becomes low, the filling rate of the whole magnetic particle in a magnetic body film falls, and there exists a tendency for magnetic permeability to become low.
また、本発明の印刷用磁性体ペーストにおいて、磁性粒子の含有量（磁性ナノ粒子と磁性マイクロ粒子の合計量）としては特に制限はないが、磁性体ペースト全量に対して、６４〜９８質量％が好ましく、６９〜９５質量％がより好ましい。磁性粒子の含有量が前記下限未満になると、磁性体ペーストの粘度が低くなり、印刷時ににじみが発生したり、クラックが発生しやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、磁性体ペーストの粘度が高くなり、印刷により磁性体膜を形成することが困難となる傾向にある。 In the magnetic paste for printing of the present invention, the content of magnetic particles (total amount of magnetic nanoparticles and magnetic microparticles) is not particularly limited, but is 64 to 98% by mass with respect to the total amount of the magnetic paste. Is preferable, and 69-95 mass% is more preferable. If the content of the magnetic particles is less than the lower limit, the viscosity of the magnetic paste tends to be low, and bleeding or cracking tends to occur during printing. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the magnetic paste The viscosity of the film tends to be high, and it tends to be difficult to form a magnetic film by printing.
本発明に用いられるアルコールとしては、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するものであれば特に制限はないが、磁性粒子との濡れ性が良好であり、また、低コストであるという観点から、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−（２−メトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］エタノール、２−［２−（２−エトキシエトキシ）エトキシ］エタノールが好ましい。このような炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールは１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。 The alcohol used in the present invention is not particularly limited as long as it has an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, but from the viewpoint of good wettability with magnetic particles and low cost. 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2- (2-methoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] ethanol, 2- [2- (2-Ethoxyethoxy) ethoxy] ethanol is preferred. Such alcohol having 1 to 2 carbon atoms may be used alone or in combination of two or more.
また、本発明の印刷用磁性体ペーストにおいて、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールの含有量としては特に制限はないが、磁性体ペースト全量に対して、１〜３５質量％が好ましく、４〜３０質量％がより好ましい。炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールの含有量が前記下限未満になると、磁性体ペーストの粘度が高くなり、印刷により磁性体膜を形成することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、磁性体ペーストの粘度が低くなり、印刷により磁性体膜を形成することが困難となるとともに、製膜後にアルコールを除去するための乾燥時間が長くなる傾向にある。 Moreover, in the magnetic paste for printing of the present invention, the content of the alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 35% by mass with respect to the total amount of the magnetic paste, 4-30 mass% is more preferable. When the content of the alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms is less than the lower limit, the viscosity of the magnetic paste becomes high, and it tends to be difficult to form a magnetic film by printing, When the upper limit is exceeded, the viscosity of the magnetic paste becomes low, and it becomes difficult to form a magnetic film by printing, and the drying time for removing alcohol after film formation tends to be long.
本発明に用いられるバインダー樹脂としては特に制限はなく、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ピロリドン樹脂、セルロース樹脂、ゼラチンが挙げられる。これらのバインダー樹脂は１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as binder resin used for this invention, For example, an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a urethane resin, a polyimide resin, a pyrrolidone resin, a cellulose resin, and gelatin are mentioned. These binder resins may be used alone or in combination of two or more.
また、本発明の印刷用磁性体ペーストにおいて、前記バインダー樹脂の種類や添加量は、所望の印刷方法において、磁性体ペーストの粘度やレオロジー特性が最適となるように適宜設定することが可能であるが、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールを用いることによって磁性粒子の凝集を抑制するという効果を発揮させるためには、バインダー樹脂の含有量は、前記磁性粒子１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下であることが必要である（好ましくは、１質量部以上１０質量部以下）。また、バインダー樹脂の含有量が前記下限未満になると、磁性体膜の強度が低下して容易に剥離する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、樹脂成分が多くなりすぎて磁性体膜の磁性特性が低下する傾向にある。 Further, in the printing magnetic paste of the present invention, the type and amount of the binder resin can be appropriately set so that the viscosity and rheological properties of the magnetic paste are optimized in a desired printing method. However, in order to exert the effect of suppressing aggregation of the magnetic particles by using an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, the content of the binder resin is 0 with respect to 100 parts by mass of the magnetic particles. It is necessary to be 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less (preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less). Further, when the content of the binder resin is less than the lower limit, the strength of the magnetic film tends to be reduced and easily peeled. On the other hand, when the content exceeds the upper limit, the resin component is excessively increased. The magnetic properties tend to be reduced.
本発明の印刷用磁性体ペーストの粘度としては、印刷により磁性体膜が形成できる粘度であれば特に制限はないが、印刷により容易に磁性体膜を形成できるという観点から、１〜１０００Ｐａ・ｓ（２５℃）が好ましく、１０〜３００Ｐａ・ｓ（２５℃）がより好ましい。 The viscosity of the magnetic paste for printing of the present invention is not particularly limited as long as the magnetic film can be formed by printing, but from the viewpoint that the magnetic film can be easily formed by printing, 1 to 1000 Pa · s. (25 ° C.) is preferable, and 10 to 300 Pa · s (25 ° C.) is more preferable.
本発明の印刷用磁性体ペーストには、本発明の効果を損なわない範囲において、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、分散剤、湿潤剤等の各種添加剤が含まれていてもよい。 The magnetic paste for printing of the present invention may contain various additives such as a surfactant, an antifoaming agent, a leveling agent, a dispersant, and a wetting agent as long as the effects of the present invention are not impaired.
次に、本発明の印刷用磁性体ペーストの製造方法について説明する。本発明の印刷用磁性体ペーストの製造方法は、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコール中に平均粒径１ｎｍ以上１μｍ未満の磁性ナノ粒子が分散しているスラリーを調製する工程〔スラリー調製工程〕と、バインダー樹脂を前記スラリーに添加する工程〔バインダー樹脂添加工程〕と、前記バインダー樹脂を含有するスラリーに平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の磁性マイクロ粒子を添加する工程〔磁性マイクロ粒子添加工程〕と、を含む方法である。 Next, the manufacturing method of the magnetic paste for printing of this invention is demonstrated. The method for producing a magnetic paste for printing according to the present invention comprises a step of preparing a slurry in which magnetic nanoparticles having an average particle size of 1 nm or more and less than 1 μm are dispersed in an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms [slurry preparation. Step], a step of adding a binder resin to the slurry [binder resin addition step], and a step of adding magnetic microparticles having an average particle size of 1 μm to 100 μm to the slurry containing the binder resin [magnetic microparticle addition step] ].
〔スラリー調製工程〕
本発明の印刷用磁性体ペーストの製造方法においては、先ず、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコール中に前記磁性ナノ粒子が分散しているスラリーを調製する。スラリーの調製方法としては、前記アルコールに前記磁性ナノ粒子を分散させる方法であれば特に制限はなく、例えば、前記アルコールに前記磁性ナノ粒子を添加した後、超音波処理等の公知の分散処理を施す方法が挙げられるが、磁性ナノ粒子は凝集しやすく、前記磁性ナノ粒子が高度に分散したスラリーを得るためには、例えば、先ず、前記磁性ナノ粒子を、高分散させることが可能な溶媒（以下、「高分散用溶媒」という。）に添加して分散液を調製し、その後、前記高分散用溶媒を炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールで置換する方法が好ましい。特に、磁性ナノ粒子は凝集体を形成しやすく、そのまま使用すると、前記磁性ナノ粒子が高度に分散したスラリーが得られないため、前記分散液を調製する際には、前記磁性ナノ粒子の凝集体（粉末）を解砕することが好ましい。
[Slurry preparation process]
In the method for producing a printing magnetic paste of the present invention, first, a slurry in which the magnetic nanoparticles are dispersed in an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms is prepared. A method for preparing the slurry is not particularly limited as long as the magnetic nanoparticles are dispersed in the alcohol. For example, after adding the magnetic nanoparticles to the alcohol, a known dispersion treatment such as ultrasonic treatment is performed. In order to obtain a slurry in which the magnetic nanoparticles are easily aggregated and the magnetic nanoparticles are highly dispersed, for example, first, a solvent capable of highly dispersing the magnetic nanoparticles ( Hereinafter, a method in which a dispersion is prepared by adding to a solvent for high dispersion, and then the solvent for high dispersion is substituted with an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms is preferable. In particular, magnetic nanoparticles easily form aggregates, and if used as they are, a slurry in which the magnetic nanoparticles are highly dispersed cannot be obtained. It is preferable to crush (powder).
前記磁性ナノ粒子を高分散させることが可能な溶媒（高分散用溶媒）としては、例えば、イソプロパノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ジエチルエーテル、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンが挙げられる。また、前記磁性ナノ粒子の凝集体（粉末）を解砕する方法としては、前記磁性ナノ粒子の凝集体（粉末）を所定の平均粒径に解砕できる方法であれば特に制限はなく、例えば、ボールミル、ジェットミル、又は超音波等を用いる方法が挙げられる。 Examples of the solvent capable of highly dispersing the magnetic nanoparticles (high dispersion solvent) include isopropanol, ethanol, n-propanol, diethyl ether, ethyl acetate, acetone, and methyl ethyl ketone. The method for crushing the aggregate (powder) of the magnetic nanoparticles is not particularly limited as long as it is a method capable of crushing the aggregate (powder) of the magnetic nanoparticles to a predetermined average particle diameter. , A ball mill, a jet mill, or a method using ultrasonic waves.
また、前記高分散用溶媒を炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールで置換する方法としては特に制限はなく、例えば、前記磁性ナノ粒子が前記高分散用溶媒に分散している分散液に、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールを添加した後、ロータリーエバポレーターを用いて前記高分散用溶媒を留去する方法が挙げられる。このとき、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールが残存し、前記高分散用溶媒が除去されるように、操作条件（温度、圧力等）を設定する。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a method of substituting the said high dispersion solvent with the alcohol which has a C1-C2 alkoxy group, For example, the dispersion liquid in which the said magnetic nanoparticle is disperse | distributing in the said high dispersion solvent. And a method of distilling off the solvent for high dispersion using a rotary evaporator after adding an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms. At this time, operating conditions (temperature, pressure, etc.) are set so that alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms remains and the high dispersion solvent is removed.
〔バインダー樹脂添加工程〕
次に、このようにして調製したスラリーに、前記バインダー樹脂を添加し、溶解させる。このとき、得られる磁性体ペースト中の全磁性粒子１００質量部に対するバインダー樹脂の含有量が０．１質量部以上１０質量部以下となるように、バインダー樹脂の添加量を設定する。これにより、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールを用いることによって磁性粒子の凝集が抑制されるという効果が発揮される。また、バインダー樹脂の含有量が前記下限未満になると、磁性体膜の強度が低下して容易に剥離する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、樹脂成分が多くなりすぎて磁性体膜の磁性特性が低下する傾向にある。
[Binder resin addition process]
Next, the binder resin is added and dissolved in the slurry thus prepared. At this time, the addition amount of the binder resin is set so that the content of the binder resin is from 0.1 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total magnetic particles in the obtained magnetic paste. Thereby, the effect that aggregation of a magnetic particle is suppressed by using alcohol which has a C1-C2 alkoxy group is exhibited. Further, when the content of the binder resin is less than the lower limit, the strength of the magnetic film tends to be reduced and easily peeled. On the other hand, when the content exceeds the upper limit, the resin component is excessively increased. The magnetic properties tend to be reduced.
〔磁性マイクロ粒子添加工程〕
次に、このようにして調製した前記バインダー樹脂を含有するスラリーに、前記磁性マイクロ粒子を添加する。このとき、得られる磁性体ペースト中の全磁性粒子の含有量に対する前記磁性ナノ粒子の含有量が１質量％以上５０質量％以下（より好ましくは、５質量％以上３０質量％以下）となり、前記磁性マイクロ粒子の含有量が５０質量％以上９９質量％以下（より好ましくは、７０質量％以上９５質量％以下）となるように、前記磁性マイクロ粒子の添加量を設定することが好ましい。これにより、磁性マイクロ粒子の間の空隙が磁性ナノ粒子で高密度に充填され、磁性粒子の充填率が高く、高透磁率の磁性体膜を得ることが可能となる。
[Magnetic microparticle addition process]
Next, the magnetic microparticles are added to the slurry containing the binder resin thus prepared. At this time, the content of the magnetic nanoparticles with respect to the content of all the magnetic particles in the obtained magnetic paste is 1% by mass to 50% by mass (more preferably 5% by mass to 30% by mass), It is preferable to set the addition amount of the magnetic microparticles so that the content of the magnetic microparticles is 50% by mass to 99% by mass (more preferably 70% by mass to 95% by mass). As a result, the gaps between the magnetic microparticles are filled with the magnetic nanoparticles at a high density, and it is possible to obtain a magnetic film having a high magnetic particle filling rate and a high magnetic permeability.
このように、先ず、前記磁性ナノ粒子を炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールに分散させ、これに前記バインダー樹脂を添加し、その後、前記磁性マイクロ粒子を添加することによって、前記磁性ナノ粒子と前記磁性マイクロ粒子とが高度に分散した本発明の印刷用磁性体ペーストを得ることができる。 Thus, first, the magnetic nanoparticles are dispersed in an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, the binder resin is added thereto, and then the magnetic microparticles are added, whereby the magnetic nanoparticle is added. The magnetic paste for printing of the present invention in which the particles and the magnetic microparticles are highly dispersed can be obtained.
一方、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールに、前記磁性ナノ粒子と前記磁性マイクロ粒子とを同時に混合させると、炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールによる効果が発現する前に、前記磁性ナノ粒子と前記磁性マイクロ粒子とが凝集する。一旦凝集した磁性ナノ粒子と性マイクロ粒子は解砕が困難であるため、前記磁性ナノ粒子と前記磁性マイクロ粒子とが高度に分散した磁性体ペーストを得ることはできない。 On the other hand, when the magnetic nanoparticles and the magnetic microparticles are mixed simultaneously with an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, before the effect of the alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms is expressed, The magnetic nanoparticles and the magnetic microparticles aggregate. Since the magnetic nanoparticles and sex microparticles once aggregated are difficult to disintegrate, a magnetic paste in which the magnetic nanoparticles and the magnetic microparticles are highly dispersed cannot be obtained.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.
（実施例１）
Ｎｉ０．４Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４磁性ナノ粒子（平均粒径：３００ｎｍ）の粉末（戸田工業株式会社製）３０ｇをイソプロパノール１７０ｇ中でボールミルを用いて解砕した。得られた分散液に２−メトキシエタノール４０ｇを添加し、ロータリーエバポレーターを用いて４０℃、５０ｍＴｏｒｒ（６．７Ｐａ）の条件でイソプロパノールを留去し、２−メトキシエタノール中に前記Ｎｉ０．４Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４磁性ナノ粒子が分散したスラリーを得た。このスラリーにポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、東京化成工業株式会社製、Ｋ９０グレード、重量平均分子量Ｍｗ：３６００００）６ｇを添加し、６０℃で２時間加熱した後、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製「あわとり練太郎ＡＲ−１００）を用いて撹拌してＰＶＰを完全に溶解した。その後、Ｎｉ０．４Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４磁性マイクロ粒子（戸田工業株式会社製、平均粒径：７μｍ）９０ｇを添加し、前記自転・公転ミキサーを用いて撹拌して磁性体ペーストを得た。
Example 1
30 g of Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles (average particle size: 300 nm) powder (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) was pulverized in 170 g of isopropanol using a ball mill. To the obtained dispersion, 40 g of 2-methoxyethanol was added, and isopropanol was distilled off under conditions of 40 ° C. and 50 mTorr (6.7 Pa) using a rotary evaporator, and the Ni 0.4 Zn was added to 2-methoxyethanol. A slurry in which 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles were dispersed was obtained. 6 g of polyvinylpyrrolidone (PVP, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., K90 grade, weight average molecular weight Mw: 360,000) was added to this slurry and heated at 60 ° C. for 2 hours. Tori Netaro AR-100) was stirred to completely dissolve PVP, and then Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic microparticles (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., average particle size: 7 μm) 90 g was added and stirred using the above rotating / revolving mixer to obtain a magnetic paste.
（実施例２）
ポリビニルピロリドンの添加量を１２ｇに変更した以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 2)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of polyvinylpyrrolidone added was changed to 12 g.
（比較例１）
２−メトキシエタノールの代わりに２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Comparative Example 1)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 2- (2-butoxyethoxy) ethanol was used instead of 2-methoxyethanol.
（比較例２）
ポリビニルピロリドンの添加量を１２ｇに変更した以外は比較例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Comparative Example 2)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount of polyvinylpyrrolidone added was changed to 12 g.
（参考例１）
ポリビニルピロリドンの添加量を１５ｇに変更した以外は比較例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Reference Example 1)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount of polyvinylpyrrolidone added was changed to 15 g.
＜磁性体膜表面の観察＞
実施例１〜２、比較例１〜２及び参考例１で得られた磁性体ペーストをそれぞれスクリーン印刷法によりシリコン基板上に塗布し、７０℃で乾燥して溶媒を除去した後、２００℃で加熱して磁性体膜を得た。この磁性体膜の表面を、光学顕微鏡を用いて観察し、凝集粒子の有無を確認した。その結果、溶媒として２−メトキシエタノールを含有し、全磁性粒子１００質量部に対して１０質量部以下のポリビニルピロリドンを含有する磁性体ペースト（実施例１〜２）においては、磁性体膜の表面に凝集粒子は見られなかった。図１には、その一例として、実施例１で得られた磁性体ペーストを用いて作製した磁性体膜表面の光学顕微鏡写真を示す。一方、溶媒として２−（２−ブトキシエトキシ）エタノールを含有する磁性体ペースト（比較例１〜２及び参考例１）においては、全磁性粒子１００質量部に対して１２．５質量部のポリビニルピロリドンを添加した場合（参考例１）には、磁性体膜の表面に凝集粒子は見られなかったが、全磁性粒子１００質量部に対して１０質量部以下のポリビニルピロリドンを添加した場合（比較例１〜２）には、磁性体膜の表面に凝集粒子が見られた。図２には、その一例として、比較例１で得られた磁性体ペーストを用いて作製した磁性体膜表面の光学顕微鏡写真を示す。
<Observation of magnetic film surface>
The magnetic pastes obtained in Examples 1-2, Comparative Examples 1-2, and Reference Example 1 were each applied on a silicon substrate by screen printing, dried at 70 ° C. to remove the solvent, and then at 200 ° C. A magnetic film was obtained by heating. The surface of this magnetic film was observed using an optical microscope, and the presence or absence of aggregated particles was confirmed. As a result, in the magnetic paste (Examples 1 and 2) containing 2-methoxyethanol as a solvent and containing 10 parts by mass or less of polyvinyl pyrrolidone with respect to 100 parts by mass of the total magnetic particles, the surface of the magnetic film Aggregated particles were not observed. FIG. 1 shows, as an example, an optical micrograph of the surface of a magnetic film produced using the magnetic paste obtained in Example 1. On the other hand, in the magnetic paste (Comparative Examples 1-2 and Reference Example 1) containing 2- (2-butoxyethoxy) ethanol as a solvent, 12.5 parts by mass of polyvinylpyrrolidone with respect to 100 parts by mass of all magnetic particles. When Ag was added (Reference Example 1), no agglomerated particles were found on the surface of the magnetic film. In 1-2), aggregated particles were observed on the surface of the magnetic film. FIG. 2 shows, as an example, an optical micrograph of the surface of the magnetic film produced using the magnetic paste obtained in Comparative Example 1.
以上の結果から、ポリビニルピロリドンの含有量が全磁性粒子１００質量部に対して１０質量部以下の磁性体ペーストにおいては、溶媒として２−（２−ブトキシエトキシ）エタノールを用いても磁性粒子の凝集は抑制されないが、溶媒として２−メトキシエタノールを用いることによって磁性粒子の凝集が抑制されることが確認された。 From the above results, in the magnetic paste having a polyvinyl pyrrolidone content of 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total magnetic particles, the magnetic particles are aggregated even when 2- (2-butoxyethoxy) ethanol is used as a solvent. Although it was not suppressed, it was confirmed that aggregation of magnetic particles was suppressed by using 2-methoxyethanol as a solvent.
（実施例３）
２−メトキシエタノールの代わりに２−エトキシエタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 3)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 2-ethoxyethanol was used instead of 2-methoxyethanol.
（実施例４）
２−メトキシエタノールの代わりに２−（２−メトキシエトキシ）エタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
Example 4
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 2- (2-methoxyethoxy) ethanol was used instead of 2-methoxyethanol.
（実施例５）
２−メトキシエタノールの代わりに２−（２−エトキシエトキシ）エタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 5)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol was used instead of 2-methoxyethanol.
（実施例６）
２−メトキシエタノールの代わりに２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］エタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 6)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] ethanol was used instead of 2-methoxyethanol.
（実施例７）
２−メトキシエタノールの代わりに２−［２−（２−エトキシエトキシ）エトキシ］エタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 7)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 2- [2- (2-ethoxyethoxy) ethoxy] ethanol was used instead of 2-methoxyethanol.
（比較例３）
２−メトキシエタノールの代わりに２−プロポキシエタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Comparative Example 3)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 2-propoxyethanol was used instead of 2-methoxyethanol.
（比較例４）
２−メトキシエタノールの代わりに２−ブトキシエタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Comparative Example 4)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 2-butoxyethanol was used instead of 2-methoxyethanol.
（比較例５）
２−メトキシエタノールの代わりに１−ブタノール４０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Comparative Example 5)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 40 g of 1-butanol was used instead of 2-methoxyethanol.
＜磁性体膜表面の観察＞
上記と同様にして、実施例３〜７及び比較例３〜５で得られた各磁性体ペーストを用いて磁性体膜を作製し、その表面を観察して凝集粒子の有無を確認した。その結果、溶媒として２−エトキシエタノール（実施例３）、２−（２−メトキシエトキシ）エタノール（実施例４）、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール（実施例５）、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］エタノール（実施例６）、又は２−［２−（２−エトキシエトキシ）エトキシ］エタノール（実施例７）を用いた場合にも、２−メトキシエタノール（実施例１）を用いた場合と同様に、磁性体膜の表面には凝集粒子は見られなかった。一方、溶媒として２−プロポキシエタノール（比較例３）、２−ブトキシエタノール（比較例４）、又は１−ブタノール（比較例５）を用いた場合には、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール（比較例１）を用いた場合と同様に、磁性体膜の表面に凝集粒子が見られた。
<Observation of magnetic film surface>
In the same manner as described above, a magnetic film was prepared using each magnetic paste obtained in Examples 3 to 7 and Comparative Examples 3 to 5, and the surface was observed to confirm the presence or absence of aggregated particles. As a result, 2-ethoxyethanol (Example 3), 2- (2-methoxyethoxy) ethanol (Example 4), 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol (Example 5), 2- [2- Also when (2-methoxyethoxy) ethoxy] ethanol (Example 6) or 2- [2- (2-ethoxyethoxy) ethoxy] ethanol (Example 7) was used, 2-methoxyethanol (Example 1) was used. As in the case of using), no agglomerated particles were found on the surface of the magnetic film. On the other hand, when 2-propoxyethanol (Comparative Example 3), 2-butoxyethanol (Comparative Example 4), or 1-butanol (Comparative Example 5) is used as a solvent, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol ( Similar to the case of using Comparative Example 1), aggregated particles were observed on the surface of the magnetic film.
以上の結果から、ポリビニルピロリドンの含有量が全磁性粒子１００質量部に対して１０質量部以下の磁性体ペーストにおいて、溶媒として炭素数３以上のアルコキシ基を有するアルコールを用いても磁性粒子の凝集は抑制されないが、溶媒として炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールを用いることによって磁性粒子の凝集が抑制されることが確認された。 From the above results, in the magnetic paste having a polyvinyl pyrrolidone content of 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total magnetic particles, the magnetic particles are aggregated even when an alcohol having an alkoxy group having 3 or more carbon atoms is used as a solvent. However, it was confirmed that the aggregation of the magnetic particles was suppressed by using an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms as a solvent.
（実施例８）
ポリビニルピロリドンの代わりにエポキシ樹脂（株式会社スリーボンド製「二液硬化型エポキシ樹脂ＴＢ２０８２Ｃ」）６ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 8)
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 6 g of an epoxy resin (“Two-part curable epoxy resin TB2082C” manufactured by Three Bond Co., Ltd.) was used instead of polyvinylpyrrolidone.
（実施例９）
ポリビニルピロリドンの代わりにフェノール樹脂（セメダイン株式会社製「熱硬化型フェノール樹脂１１０」）６ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
Example 9
A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 6 g of phenol resin (“thermosetting phenol resin 110” manufactured by Cemedine Co., Ltd.) was used instead of polyvinyl pyrrolidone.
＜磁性体膜表面の観察＞
上記と同様にして、実施例８〜９で得られた各磁性体ペーストを用いて磁性体膜を作製し、その表面を観察して凝集粒子の有無を確認した。その結果、バインダー樹脂としてエポキシ樹脂（実施例８）、又はフェノール樹脂（実施例９）を用いた場合にも、ポリビニルピロリドン（実施例１）を用いた場合と同様に、磁性体膜の表面には凝集粒子は見られなかった。
<Observation of magnetic film surface>
In the same manner as described above, a magnetic film was prepared using each magnetic paste obtained in Examples 8 to 9, and the surface was observed to confirm the presence or absence of aggregated particles. As a result, even when an epoxy resin (Example 8) or a phenol resin (Example 9) is used as the binder resin, the surface of the magnetic film is formed in the same manner as when polyvinyl pyrrolidone (Example 1) is used. No agglomerated particles were seen.
以上の結果から、バインダー樹脂の含有量が全磁性粒子１００質量部に対して１０質量部以下の磁性体ペーストにおいては、バインダー樹脂の種類に関わらず、溶媒として炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールを用いることによって磁性粒子の凝集が抑制されることが確認された。 From the above results, in the magnetic paste whose binder resin content is 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total magnetic particles, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms is used as a solvent regardless of the type of the binder resin. It was confirmed that the aggregation of the magnetic particles is suppressed by using the alcohol having.
（実施例１０）
Ｎｉ０．４Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４磁性ナノ粒子粉末の代わりにＮｉ磁性ナノ粒子（平均粒径：５０ｎｍ）の粉末（大研化学工業株式会社製「Ｎｉ−６０」）３０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 10)
Instead of Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticle powder, 30 g of Ni magnetic nanoparticle (average particle size: 50 nm) powder (“Ni-60” manufactured by Daiken Chemical Industry Co., Ltd.) was used. Otherwise, a magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1.
（実施例１１）
Ｎｉ０．４Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４磁性ナノ粒子粉末の代わりにＭｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４磁性ナノ粒子（平均粒径：４０ｎｍ）の粉末（株式会社高純度化学研究所製）３０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 11)
Powder of Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles (average particle size: 40 nm) instead of Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles powder (High Purity Chemical Research Co., Ltd.) A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 30 g was used.
（実施例１２）
Ｎｉ０．４Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４磁性マイクロ粒子粉末の代わりにＦｅ０．５Ｎｉ０．５磁性マイクロ粒子（エプソンアトミックス株式会社製、平均粒径：１０μｍ）９０ｇを用いた以外は実施例１と同様にして磁性体ペーストを得た。
(Example 12)
Except for using 90 g of Fe 0.5 Ni 0.5 magnetic microparticles (manufactured by Epson Atmix Co., Ltd., average particle size: 10 μm) instead of Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic microparticle powder A magnetic paste was obtained in the same manner as in Example 1.
＜磁性体膜表面の観察＞
上記と同様にして、実施例１０〜１２で得られた各磁性体ペーストを用いて磁性体膜を作製し、その表面を観察して凝集粒子の有無を確認した。その結果、磁性ナノ粒子としてＮｉ磁性ナノ粒子（実施例１０）又はＭｎ０．５Ｚｎ０．５Ｆｅ２Ｏ４磁性ナノ粒子（実施例１１）を用いた場合にも、Ｎｉ０．４Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４磁性ナノ粒子（実施例１）を用いた場合と同様に、磁性体膜の表面には凝集粒子は見られなかった。また、磁性マイクロ粒子としてＦｅ０．５Ｎｉ０．５磁性マイクロ粒子（実施例１２）を用いた場合にも、Ｎｉ０．４Ｚｎ０．６Ｆｅ２Ｏ４磁性マイクロ粒子（実施例１）を用いた場合と同様に、磁性体膜の表面には凝集粒子は見られなかった。
<Observation of magnetic film surface>
In the same manner as described above, a magnetic film was prepared using each magnetic paste obtained in Examples 10 to 12, and the surface was observed to confirm the presence or absence of aggregated particles. As a result, even when Ni magnetic nanoparticles (Example 10) or Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles (Example 11) were used as magnetic nanoparticles, Ni 0.4 Zn 0 As in the case of using .6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles (Example 1), no agglomerated particles were found on the surface of the magnetic film. In addition, when Fe 0.5 Ni 0.5 magnetic microparticles (Example 12) are used as magnetic microparticles, Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic microparticles (Example 1) are also used. As in the case of using it, no agglomerated particles were found on the surface of the magnetic film.
以上の結果から、バインダー樹脂の含有量が全磁性粒子１００質量部に対して１０質量部以下の磁性体ペーストにおいては、磁性粒子の種類に関わらず、溶媒として炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールを用いることによって磁性粒子の凝集が抑制されることが確認された。 From the above results, in the magnetic paste having a binder resin content of 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total magnetic particles, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms is used as a solvent regardless of the type of magnetic particles. It was confirmed that the aggregation of the magnetic particles is suppressed by using the alcohol having.
以上説明したように、本発明によれば、バインダー樹脂の含有量が少ない場合であっても磁性ナノ粒子及び磁性マイクロ粒子からなる磁性粒子の分散性が高い印刷用磁性体ペーストを得ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a magnetic paste for printing having high dispersibility of magnetic particles composed of magnetic nanoparticles and magnetic microparticles even when the content of the binder resin is small. It becomes.
したがって、本発明の印刷用磁性体ペーストは、バインダー樹脂の含有量が少なく、磁性ナノ粒子及び磁性マイクロ粒子からなる磁性粒子の分散性に優れているため、磁性粒子の凝集が抑制され、高透磁率を有する磁性体膜を印刷により製造することが可能な磁性体ペースト材料等として有用である。また、このような磁性体膜は、印刷インダクタ、印刷トランス、印刷ノイズ吸収膜、印刷磁気センサー等に用いられる磁性体材料として有用である。 Accordingly, the magnetic paste for printing of the present invention has a low binder resin content and excellent dispersibility of magnetic particles composed of magnetic nanoparticles and magnetic microparticles. It is useful as a magnetic paste material or the like capable of producing a magnetic film having magnetic susceptibility by printing. Moreover, such a magnetic film is useful as a magnetic material used for a printing inductor, a printing transformer, a printing noise absorbing film, a printing magnetic sensor, and the like.
Claims (8)
炭素数１〜２のアルコキシ基を有するアルコールと、
前記磁性粒子１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下のバインダー樹脂と、
を含有することを特徴とする印刷用磁性体ペースト。 Magnetic particles comprising magnetic nanoparticles having an average particle diameter of 1 nm or more and less than 1 μm and magnetic microparticles having an average particle diameter of 1 μm or more and 100 μm or less;
An alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms;
0.1 to 10 parts by weight of binder resin with respect to 100 parts by weight of the magnetic particles;
A magnetic paste for printing, comprising:
得られる印刷用磁性体ペースト中の全磁性粒子１００質量部に対する含有量が０．１質量部以上１０質量部以下となるように、バインダー樹脂を前記スラリーに添加する工程と、
前記バインダー樹脂を含有するスラリーに平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下の磁性マイクロ粒子を添加する工程と、
を含むことを特徴とする印刷用磁性体ペーストの製造方法。 Preparing a slurry in which magnetic nanoparticles having an average particle diameter of 1 nm or more and less than 1 μm are dispersed in an alcohol having an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms;
Adding a binder resin to the slurry so that the content with respect to 100 parts by mass of the total magnetic particles in the obtained magnetic paste for printing is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less;
Adding magnetic microparticles having an average particle diameter of 1 μm or more and 100 μm or less to the slurry containing the binder resin;
A method for producing a magnetic paste for printing, comprising:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020013011A1 (en) | 2018-07-13 | 2020-01-16 | 三菱ケミカルアグリドリーム株式会社 | Cultivation device and cultivation method for solanaceous seedlings |
| JP2022126796A (en) * | 2019-03-18 | 2022-08-30 | 味の素株式会社 | Method for circuit board |
| RU2808226C1 (en) * | 2023-09-04 | 2023-11-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Composition of magnetorheological suspension for finishing optical elements based on water-soluble crystals |
| US12014854B2 (en) | 2018-10-10 | 2024-06-18 | Ajinomoto Co., Inc. | Magnetic paste |
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2017
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