JP2019212735A - Magnetic film and manufacturing method therefor - Google Patents

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明渡 邦夫
Kunio Aketo
邦夫 明渡
理恵 田口
Rie Taguchi
理恵 田口
野田 浩司
Koji Noda
浩司 野田
厚司 水谷
Koji Mizutani
厚司 水谷
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Abstract

To provide a magnetic film having high magnetic permeability.SOLUTION: A magnetic film contains a binder, and ferrite magnetic nanoparticles having an average particle diameter of 100 to 500 nm and ferrite magnetic microparticles having an average particle diameter of 1 to 100 μm dispersed in the binder, and the distribution constant m assuming to follow Rosin-Rammler distribution function in which the particle size distribution (mass basis) of the ferrite magnetic nanoparticles is represented by the formula: F(Dp)=1-exp(-(Dp/De))) (where F represents an integrated mass ratio under the sieve, and Dp represents the particle diameter, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant] is in a range of 1.6 to 2.3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、磁性体膜及びその製造方法に関し、より詳しくは、フェライト系磁性ナノ粒子とフェライト系磁性マイクロ粒子とを含有する磁性体膜及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a magnetic film and a method for manufacturing the same, and more particularly to a magnetic film containing ferrite magnetic nanoparticles and ferrite magnetic microparticles and a method for manufacturing 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に分散させた磁性体膜が用いられている。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 is used for an inductor, a core material of a transformer, an electromagnetic noise absorber, and the like. 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 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.

このような磁性ナノ粒子と磁性マイクロ粒子とをバインダーに分散させた磁性体膜は、溶媒に、磁性ナノ粒子と磁性マイクロ粒子と分散させ、バインダーを溶解させた塗工液を、塗布や印刷(例えば、スクリーン印刷)等によって塗工し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。このとき、磁性マイクロ粒子間を磁性ナノ粒子で均一に充填し、かつ、磁性ナノ粒子の充填密度が最大となるように、磁性ナノ粒子と磁性マイクロ粒子とを混合することによって、磁性粒子全体の充填密度が最大となり、高い透磁率を有する磁性体膜が得られると考えられる。しかしながら、磁性ナノ粒子は粒度が分布しているため、磁性ナノ粒子の充填密度を最大にするには、磁性ナノ粒子は粒度分布を最適化する必要があった。   A magnetic film in which such magnetic nanoparticles and magnetic microparticles are dispersed in a binder is prepared by applying or printing a coating solution in which the magnetic nanoparticles and magnetic microparticles are dispersed in a solvent and the binder is dissolved. For example, it can be formed by coating by screen printing or the like, and drying the obtained coating film. At this time, by mixing the magnetic nanoparticles and the magnetic microparticles so that the space between the magnetic microparticles is uniformly filled with the magnetic nanoparticles and the packing density of the magnetic nanoparticles is maximized, It is considered that a magnetic film having a high packing density and a high magnetic permeability can be obtained. However, since the magnetic nanoparticles have a distributed particle size, it is necessary to optimize the particle size distribution of the magnetic nanoparticles in order to maximize the packing density of the magnetic nanoparticles.

伊藤孝至ら、日本金属学会誌、1986年、第50巻、第8号、740〜746ページ(非特許文献1)には、粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従う粒子においては、分布定数mが小さいほど充填密度が高くなることが記載されている。したがって、磁性ナノ粒子の分布定数mが小さくなるほど、磁性ナノ粒子の充填密度が高くなり、磁性体膜中の磁性粒子全体(磁性マイクロ粒子及び磁性ナノ粒子)の充填密度も高くなるため、磁性体膜の透磁率が増大することが期待される。
Takashi Ito et al., Journal of the Japan Institute of Metals, 1986, Vol. 50, No. 8, pp. 740-746 (Non-patent Document 1) shows a particle size distribution (mass basis) represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieving, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
In the particles according to the rosin-Lambler distribution function represented by the formula, it is described that the packing density increases as the distribution constant m decreases. Therefore, the smaller the distribution constant m of the magnetic nanoparticles, the higher the packing density of the magnetic nanoparticles, and the higher the packing density of the entire magnetic particles (magnetic microparticles and magnetic nanoparticles) in the magnetic film. It is expected that the permeability of the film will increase.

また、特開2016−207712号公報(特許文献1)には、累積頻度50%の粒子径D50と累積頻度3%の粒子径D3との比D50/D3が8未満の磁粉を加圧成形することによって高密度の成形体が得られることが記載されている。しかしながら、特許文献1に記載の磁粉は平均粒子径が2〜5μmの磁性マイクロ粒子からなるものであり、磁性ナノ粒子は用いられていない。   In JP-A-2006-207712 (Patent Document 1), magnetic powder having a ratio D50 / D3 of less than 8 between a particle diameter D50 having a cumulative frequency of 50% and a particle diameter D3 having a cumulative frequency of 3% is pressure-molded. It is described that a high-density molded body can be obtained. However, the magnetic powder described in Patent Document 1 is composed of magnetic microparticles having an average particle diameter of 2 to 5 μm, and magnetic nanoparticles are not used.

特開2016−207712号公報JP, 2006-207712, A

伊藤孝至ら、「粉体のランダム充てんモデルによる充てん密度と粒度分布との関係」、日本金属学会誌、1986年、第50巻、第8号、740〜746ページTakashi Ito et al., “Relationship between packing density and particle size distribution by random packing model of powder”, Journal of the Japan Institute of Metals, 1986, 50, 8, 740-746.

しかしながら、バインダー中に磁性マイクロ粒子が分散している磁性体膜において、磁性粒子全体の充填密度を高めるために、非特許文献1に記載の知見に基づいて、ロジン・ラムラー分布関数における分布定数mが小さい磁性ナノ粒子を添加しても、磁性体膜の透磁率が必ずしも増大しないことを本発明者らは見出した。   However, in order to increase the packing density of the entire magnetic particles in the magnetic film in which the magnetic microparticles are dispersed in the binder, based on the knowledge described in Non-Patent Document 1, the distribution constant m in the rosin-Lambler distribution function The present inventors have found that the magnetic permeability of the magnetic film does not necessarily increase even when magnetic nanoparticles having a small particle size are added.

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、高い透磁率を有する磁性体膜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 an object thereof is to provide a magnetic film having a high magnetic permeability.

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、バインダー中にフェライト系磁性ナノ粒子とフェライト系磁性マイクロ粒子とが分散している磁性体膜において、粒度分布(質量基準)がロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mが種々の値を有するフェライト系磁性ナノ粒子を用いたところ、透磁率が極大となる分布定数が存在し、フェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mが特定の範囲内にある場合に高い透磁率が得られることを見出し、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 film in which ferrite-based magnetic nanoparticles and ferrite-based magnetic microparticles are dispersed in a binder, the particle size distribution (mass basis) When ferrite-based magnetic nanoparticles with various values of distribution constant m are used, assuming that it follows the Rosin-Lambler distribution function, there is a distribution constant that maximizes the permeability, and the distribution of ferrite-based magnetic nanoparticles It has been found that high permeability can be obtained when the constant m is within a specific range, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の磁性体膜は、バインダーと、該バインダー中に分散している、平均粒子径が100〜500nmのフェライト系磁性ナノ粒子及び平均粒子径が1〜100μmのフェライト系磁性マイクロ粒子とを含有する磁性体膜であって、
前記フェライト系磁性ナノ粒子の粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mが1.6〜2.3の範囲内にある、
ことを特徴とするものである。
That is, the magnetic film of the present invention comprises a binder, ferrite magnetic nanoparticles having an average particle diameter of 100 to 500 nm and ferrite magnetic microparticles having an average particle diameter of 1 to 100 μm dispersed in the binder. A magnetic film containing
The particle size distribution (mass basis) of the ferrite magnetic nanoparticles is represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieving, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
The distribution constant m is assumed to be in the range of 1.6 to 2.3 when it is assumed to follow the rosin-Rammler distribution function represented by
It is characterized by this.

本発明の磁性体膜においては、前記フェライト系磁性ナノ粒子の含有量が全フェライト系磁性粒子100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましく、前記バインダーの含有量が全フェライト系磁性粒子100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。また、前記バインダーとしては、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、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、及びピロリドン樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂からなるものが好ましい。   In the magnetic film of the present invention, the content of the ferrite magnetic nanoparticles is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total ferrite magnetic particles, and the content of the binder is all ferrite. It is preferable that it is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of magnetic particles. Moreover, as said binder, what consists of at least 1 sort (s) of resin selected from the group which consists of an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a urethane resin, a polyimide resin, a urea resin, a silicone resin, and a pyrrolidone resin is preferable.

本発明の磁性体膜の製造方法は、フェライト系磁性ナノ粒子の塊状物を解砕して平均粒子径が100〜500nmであり、粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mが1.6〜2.3の範囲内にあるフェライト系磁性ナノ粒子を調製する工程と、
前記工程で調製したフェライト系磁性ナノ粒子と、平均粒子径が1〜100μmのフェライト系磁性マイクロ粒子と、バインダーと、溶媒とを含有する塗工液を調製する工程と、
前記塗工液を塗工して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加圧しながら加熱して請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の磁性体膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
In the method for producing a magnetic film of the present invention, a mass of ferrite magnetic nanoparticles is crushed to have an average particle size of 100 to 500 nm, and a particle size distribution (mass basis) is represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieving, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
A step of preparing a ferrite-based magnetic nanoparticle having a distribution constant m in the range of 1.6 to 2.3 assuming that it follows a rosin-Lambler distribution function represented by:
A step of preparing a coating liquid containing the ferrite magnetic nanoparticles prepared in the step, a ferrite magnetic microparticle having an average particle diameter of 1 to 100 μm, a binder, and a solvent;
Applying the coating solution to form a coating film;
The step of heating the coating film while applying pressure to form the magnetic film according to any one of claims 1 to 4,
It is the method characterized by including.

なお、本発明の磁性体膜において、透磁率が極大となる分布定数が存在す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、フェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mが透磁率が極大となる分布定数よりも大きい場合には、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙がフェライト系磁性ナノ粒子で均一に充填されるため、フェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mが小さくなるにつれて、フェライト系磁性粒子全体の充填密度が増加し、磁性体膜の透磁率が増大すると推察される。一方、フェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mが透磁率が極大となる分布定数よりも小さい場合には、粒子径の小さいフェライト系磁性ナノ粒子の量が増加するため、ナノ粒子間に作用するファンデルワールス力や弱い残留磁化に起因する磁力により、成膜の際にフェライト系磁性ナノ粒子の凝集体が生成しやすくなる。このような凝集体が生成すると、本来、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙を均一に充填するために添加されたフェライト系磁性ナノ粒子が凝集体形成に費やされるため、フェライト系磁性マイクロ粒子間に空隙(空孔)が残存する。この空隙(空孔)はフェライト系磁性粒子に比べて透磁率が低いため、磁性体膜の透磁率が低下すると推察される。そして、このような現象はフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mが小さくなるほど顕著になり、フェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mが小さくなるにつれて、粒子径の小さいフェライト系磁性ナノ粒子の量が更に増加し、フェライト系磁性ナノ粒子の凝集体が更に生成しやすくなるため、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙(空孔)も残存しやすくなり、その結果、磁性体膜の透磁率も更に低下すると推察される。   In the magnetic film of the present invention, the reason why there is a distribution constant that maximizes the magnetic permeability is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows. That is, when the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles is larger than the distribution constant that maximizes the magnetic permeability, the gaps between the ferrite-based magnetic microparticles are uniformly filled with the ferrite-based magnetic nanoparticles. It is presumed that as the distribution constant m of the system magnetic nanoparticles decreases, the packing density of the entire ferrite system magnetic particles increases and the magnetic permeability of the magnetic film increases. On the other hand, when the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles is smaller than the distribution constant that maximizes the magnetic permeability, the amount of ferrite-based magnetic nanoparticles having a small particle diameter increases, so that the fan acting between the nanoparticles Aggregates of ferrite-based magnetic nanoparticles are likely to be generated during film formation due to the magnetic force due to the Delwars force or weak residual magnetization. When such an agglomerate is formed, the ferrite magnetic nanoparticles added to uniformly fill the gaps between the ferrite magnetic microparticles are consumed for the formation of the agglomerates. Voids (holes) remain. Since this void (hole) has a lower magnetic permeability than that of the ferrite-based magnetic particles, it is presumed that the magnetic permeability of the magnetic film is lowered. Such a phenomenon becomes more prominent as the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles decreases, and as the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles decreases, the amount of ferrite-based magnetic nanoparticles having a smaller particle diameter further increases. Since the aggregates of ferrite-based magnetic nanoparticles are more likely to be generated, voids (holes) between ferrite-based magnetic microparticles are also likely to remain, and as a result, the magnetic permeability of the magnetic film is further reduced. Inferred.

本発明によれば、高い透磁率を有する磁性体膜を得ることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a magnetic film having a high magnetic permeability.

磁性体膜の比透磁率とフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the relative magnetic permeability of a magnetic body film, and the distribution constant of a ferrite-type magnetic nanoparticle.

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.

〔磁性体膜〕
先ず、本発明の磁性体膜について説明する。本発明の磁性体膜は、バインダーと、該バインダー中に分散している、平均粒子径が100〜500nmのフェライト系磁性ナノ粒子及び平均粒子径が1〜100μmのフェライト系磁性マイクロ粒子とを含有する磁性体膜である。このような本発明の磁性体膜において、
前記フェライト系磁性ナノ粒子の粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mは1.6〜2.3の範囲内にある。
[Magnetic film]
First, the magnetic film of the present invention will be described. The magnetic film of the present invention contains a binder, ferrite magnetic nanoparticles having an average particle diameter of 100 to 500 nm and ferrite magnetic microparticles having an average particle diameter of 1 to 100 μm dispersed in the binder. It is a magnetic film. In such a magnetic film of the present invention,
The particle size distribution (mass basis) of the ferrite magnetic nanoparticles is represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieve, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
The distribution constant m in the case where it is assumed to follow the rosin-Rammler distribution function expressed by

本発明に用いられるフェライト系磁性ナノ粒子及びフェライト系磁性マイクロ粒子(以下、これらをまとめて「フェライト系磁性粒子」ともいう)としては、保磁力が低く、透磁率が高いフェライト系軟磁性粒子であれば特に制限はないが、MnZnフェライト粒子、MnCuフェライト粒子、MnMgフェライト粒子、MnZnCuフェライト粒子、MnZnMgフェライト粒子、MnZnNiフェライト粒子、NiZnフェライト粒子、NiCuフェライト粒子、NiCuZnフェライト粒子、NiZnMgフェライト粒子、Coフェライト粒子、CuZnフェライト粒子等が挙げられる。これらのフェライト系磁性粒子は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、このようなフェライト系磁性粒子の中でも、透磁率が高く、ナノ粒子のコストが比較的低いという観点から、MnZnフェライト粒子、NiZnフェライト粒子、NiCuZnフェライト粒子が好ましい。   The ferrite-based magnetic nanoparticles and ferrite-based magnetic microparticles used in the present invention (hereinafter collectively referred to as “ferrite-based magnetic particles”) are ferrite-based soft magnetic particles having a low coercive force and a high magnetic permeability. If there is no particular limitation, MnZn ferrite particles, MnCu ferrite particles, MnMg ferrite particles, MnZnCu ferrite particles, MnZnMg ferrite particles, MnZnNi ferrite particles, NiZn ferrite particles, NiCu ferrite particles, NiCuZn ferrite particles, NiZnMg ferrite particles, Co ferrites Particles, CuZn ferrite particles, and the like. These ferrite magnetic particles may be used alone or in combination of two or more. Among these ferrite-based magnetic particles, MnZn ferrite particles, NiZn ferrite particles, and NiCuZn ferrite particles are preferable from the viewpoint of high magnetic permeability and relatively low cost of the nanoparticles.

本発明において、フェライト系磁性ナノ粒子の平均粒子径は100〜500nmである。このような平均粒子径を有するフェライト系磁性ナノ粒子を用いることによって、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙が十分に充填されるため、磁性体膜の透磁率が高くなる。一方、フェライト系磁性ナノ粒子の平均粒子径が前記下限未満になると、ナノ粒子間に作用するファンデルワールス力や弱い残留磁化に起因する磁力により、成膜の際にフェライト系磁性ナノ粒子の凝集体が生成しやすくなり、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙が十分に充填されず、磁性体膜の透磁率が低下する。他方、フェライト系磁性ナノ粒子の平均粒子径が前記上限を超えると、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙が十分に充填されず、磁性体膜の透磁率が低下する。また、フェライト系磁性ナノ粒子の凝集体が生成しにくく、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙が十分に充填されるという観点から、フェライト系磁性ナノ粒子の平均粒子径としては、100〜400nmが好ましく、200〜400nmがより好ましい。   In the present invention, the average particle diameter of the ferrite-based magnetic nanoparticles is 100 to 500 nm. By using the ferrite magnetic nanoparticles having such an average particle diameter, the gaps between the ferrite magnetic microparticles are sufficiently filled, so that the magnetic permeability of the magnetic film is increased. On the other hand, if the average particle diameter of the ferrite-based magnetic nanoparticles is less than the lower limit, the ferrite-based magnetic nanoparticles are aggregated during film formation due to the van der Waals force acting between the nanoparticles and the magnetic force due to weak residual magnetization. Aggregates are likely to be generated, the gaps between the ferrite-based magnetic microparticles are not sufficiently filled, and the magnetic permeability of the magnetic film is lowered. On the other hand, when the average particle diameter of the ferrite-based magnetic nanoparticles exceeds the upper limit, the gap between the ferrite-based magnetic microparticles is not sufficiently filled, and the magnetic permeability of the magnetic film is lowered. Further, from the viewpoint that aggregates of ferrite-based magnetic nanoparticles are less likely to be formed and the gaps between the ferrite-based magnetic microparticles are sufficiently filled, the average particle diameter of the ferrite-based magnetic nanoparticles is preferably 100 to 400 nm. 200 to 400 nm is more preferable.

さらに、本発明において、フェライト系磁性ナノ粒子の粒度分布(質量基準)が前記式で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mは1.6〜2.3の範囲内にあることが必要である。フェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mが前記下限未満になると、フェライト系磁性ナノ粒子が凝集しやすいため、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙が十分に充填されず、磁性体膜の透磁率が低下する。他方、フェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mが前記上限を超えると、フェライト系磁性ナノ粒子の充填密度が低下し、フェライト系磁性粒子全体の充填密度も低下するため、磁性体膜の透磁率が低下する。また、フェライト系磁性ナノ粒子の凝集が抑制され、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙が十分に充填され、かつ、フェライト系磁性ナノ粒子の充填密度が高くなり、フェライト系磁性粒子全体の充填密度も増加し、その結果、磁性体膜の透磁率が増大するという観点から、フェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mとしては1.7〜2.2が好ましく、1.8〜2.1がより好ましい。   Furthermore, in the present invention, the distribution constant m when the particle size distribution (mass basis) of the ferrite-based magnetic nanoparticles is assumed to follow the rosin-Lambler distribution function represented by the above formula is in the range of 1.6 to 2.3. It is necessary to be in If the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles is less than the lower limit, the ferrite-based magnetic nanoparticles are likely to aggregate, so that the gaps between the ferrite-based magnetic microparticles are not sufficiently filled, and the magnetic permeability of the magnetic film is reduced. To do. On the other hand, if the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles exceeds the above upper limit, the packing density of the ferrite-based magnetic nanoparticles decreases, and the packing density of the entire ferrite-based magnetic particles also decreases. descend. In addition, aggregation of ferrite magnetic nanoparticles is suppressed, the gaps between ferrite magnetic microparticles are sufficiently filled, and the packing density of ferrite magnetic nanoparticles is increased, and the packing density of the entire ferrite magnetic particles is also increased. From the viewpoint of increasing the magnetic permeability of the magnetic film as a result, the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles is preferably 1.7 to 2.2, more preferably 1.8 to 2.1. .

また、本発明において、フェライト系磁性マイクロ粒子の平均粒子径は1〜100μmである。フェライト系磁性マイクロ粒子の平均粒子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、フェライト系磁性粒子の高分散性や高充填密度の確保という観点から、フェライト系磁性マイクロ粒子の平均粒子径の上限としては、20μm以下が好ましい。一方、フェライト系磁性ナノ粒子との粒子径差を確保して高充填化を図るという観点から、フェライト系磁性マイクロ粒子の平均粒子径の下限としては、2μm以上が好ましい。   Moreover, in this invention, the average particle diameter of a ferrite type magnetic microparticle is 1-100 micrometers. If the average particle diameter of the ferrite-based magnetic microparticles exceeds the above upper limit, the printability is remarkably lowered due to clogging at the time of printing or the occurrence of drag marks due to the squeegee. Further, from the viewpoint of ensuring high dispersibility and high packing density of the ferrite magnetic particles, the upper limit of the average particle diameter of the ferrite magnetic microparticles is preferably 20 μm or less. On the other hand, the lower limit of the average particle diameter of the ferrite-based magnetic microparticles is preferably 2 μm or more from the viewpoint of ensuring a particle size difference from the ferrite-based magnetic nanoparticles and achieving high packing.

本発明の磁性体膜において、前記フェライト系磁性ナノ粒子の含有量としては、全フェライト系磁性粒子(前記フェライト系磁性ナノ粒子と前記フェライト系磁性マイクロ粒子との合計)100質量部に対して1〜50質量部が好ましく、1〜30質量部がより好ましい。前記フェライト系磁性ナノ粒子の含有量が前記下限未満になると、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙がフェライト系磁性ナノ粒子で十分に充填されず、特に、後述するバインダーの量が少ない領域では、フェライト系磁性マイクロ粒子間に空隙(空孔)が残存しやすく、磁性体膜の透磁率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フェライト系磁性ナノ粒子の充填密度は高くなるものの、フェライト系磁性マイクロ粒子の充填密度が著しく低くなるため、フェライト系磁性粒子全体の充填密度が低下し、磁性体膜の透磁率が低下する傾向にある。   In the magnetic film of the present invention, the content of the ferrite-based magnetic nanoparticles is 1 with respect to 100 parts by mass of all ferrite-based magnetic particles (the total of the ferrite-based magnetic nanoparticles and the ferrite-based magnetic microparticles). -50 mass parts is preferable, and 1-30 mass parts is more preferable. When the content of the ferrite-based magnetic nanoparticles is less than the lower limit, the gap between the ferrite-based magnetic microparticles is not sufficiently filled with the ferrite-based magnetic nanoparticles, and particularly in the region where the amount of the binder described below is small, the ferrite While voids (holes) tend to remain between the system magnetic microparticles and the magnetic permeability of the magnetic film tends to decrease, on the other hand, when the upper limit is exceeded, the packing density of the ferrite system magnetic nanoparticles increases, Since the packing density of the ferrite-based magnetic microparticles is remarkably lowered, the packing density of the entire ferrite-based magnetic particles is lowered, and the magnetic permeability of the magnetic film tends to be lowered.

本発明の磁性体膜は、このようなフェライト系磁性ナノ粒子及びフェライト系磁性マイクロ粒子がバインダー中に分散したものである。前記バインダーとしては特に制限はないが、樹脂バインダーが好ましく、前記樹脂バインダーとしては、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、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、ピロリドン樹脂、セルロース樹脂、ゼラチンが挙げられる。これらの樹脂バインダーは1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。このようなバインダーを添加することによって、空孔の少ない、高い透磁率を有する磁性体膜を形成することが可能となる。   The magnetic film of the present invention is such that such ferrite-based magnetic nanoparticles and ferrite-based magnetic microparticles are dispersed in a binder. The binder is not particularly limited, but a resin binder is preferable. Examples of the resin binder include an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a urethane resin, a polyimide resin, a urea resin, a silicone resin, a pyrrolidone resin, a cellulose resin, Examples include gelatin. These resin binders may be used alone or in combination of two or more. By adding such a binder, it is possible to form a magnetic film having a small number of holes and a high magnetic permeability.

本発明の磁性体膜において、前記バインダーの含有量は、適用する塗工方法(例えば、スクリーン印刷法、マスク印刷法、バーコート法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法)において塗工液の粘度やレオロジー特性が最適となるように、また、硬化後の膜において空孔が少なくなるように、塗工方法や空孔除去方法等に応じて適宜設定することが可能であるが、全フェライト系磁性粒子(前記フェライト系磁性ナノ粒子と前記フェライト系磁性マイクロ粒子との合計)100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、1〜8質量部であることがより好ましい。前記バインダー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クラックや剥離が発生しやすくなるため、空隙(空孔)が増加して磁性体膜の透磁率が低下する傾向にあり、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気特性が低下する傾向にある。   In the magnetic film of the present invention, the content of the binder is determined by the viscosity of the coating liquid in the applied coating method (for example, screen printing method, mask printing method, bar coating method, flexographic printing method, gravure printing method). It can be set as appropriate according to the coating method, void removal method, etc., so that the rheological properties are optimal and the voids are reduced in the cured film. The amount is preferably 0.1 to 10 parts by mass and more preferably 1 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the particles (the total of the ferrite magnetic nanoparticles and the ferrite magnetic microparticles). When the content of the binder is less than the lower limit, the strength of the magnetic film is reduced, and cracks and peeling are likely to occur. Therefore, voids (holes) increase and the magnetic permeability of the magnetic film tends to decrease. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the resin component tends to be excessive, and the magnetic properties of the magnetic film tend to deteriorate.

また、本発明の磁性体膜には、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。   In addition, the magnetic film of the present invention may contain various additives such as a surfactant, an antifoaming agent, a leveling agent, a dispersing agent, and a wetting agent as long as the effects of the present invention are not impaired.

〔磁性体膜の製造方法〕
次に、本発明の磁性体膜の製造方法について説明する。本発明の磁性体膜の製造方法は、フェライト系磁性ナノ粒子の塊状物を解砕して、所望の平均粒子径を有し、粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mが所望の範囲内にあるフェライト系磁性ナノ粒子を調製する工程(ナノ粒子調製工程)と、
前記ナノ粒子調製工程で調製した、所望の平均粒子径を及び所望の分布定数mを有する前記フェライト系磁性ナノ粒子と、所望の平均粒子径を有するフェライト系磁性マイクロ粒子と、前記バインダーと、溶媒とを含有する塗工液を調製する工程(塗工液調製工程)と、
前記塗工液を塗工して塗膜を形成する工程(塗膜形成工程)と、
前記塗膜を加圧しながら加熱して前記本発明の磁性体膜を形成する工程(加圧加熱工程)と、
を含む方法である。
[Method of manufacturing magnetic film]
Next, the manufacturing method of the magnetic film of the present invention will be described. In the method for producing a magnetic film of the present invention, a mass of ferrite magnetic nanoparticles is crushed to have a desired average particle diameter, and the particle size distribution (mass basis) is represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieve, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
A step of preparing a ferrite-based magnetic nanoparticle having a distribution constant m within a desired range assuming that it follows a rosin-Lambler distribution function represented by the formula (nanoparticle preparation step);
The ferrite-based magnetic nanoparticles having the desired average particle diameter and the desired distribution constant m, the ferrite-based magnetic microparticles having the desired average particle diameter, the binder, the solvent, prepared in the nanoparticle preparation step A step of preparing a coating liquid containing the coating liquid (coating liquid preparation step);
A step of coating the coating liquid to form a coating film (coating film forming step);
Heating the coating film while applying pressure to form the magnetic film of the present invention (pressure heating step);
It is a method including.

(ナノ粒子調製工程)
本発明の磁性体膜の製造方法においては、先ず、フェライト系磁性ナノ粒子の塊状物を解砕して、所望の平均粒子径を有し、粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mが所望の範囲内にあるフェライト系磁性ナノ粒子を調製する。
(Nanoparticle preparation process)
In the method for producing a magnetic film of the present invention, first, a mass of ferrite magnetic nanoparticles is crushed to have a desired average particle diameter, and the particle size distribution (mass basis) is represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieving, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
Ferrite-based magnetic nanoparticles having a distribution constant m within a desired range when prepared according to the rosin-Lambler distribution function represented by

フェライト系磁性ナノ粒子の塊状物を解砕する方法としては、所望の平均粒子径及び所望の分布定数mを有するフェライト系磁性ナノ粒子が得られる方法であれば特に制限はなく、例えば、ボールミルを用いた方法、ホモジナイザを用いた方法等が挙げられる。また、これらの方法においては、所望の平均粒子径及び所望の分布定数mを有するフェライト系磁性ナノ粒子が得られるように、例えば、ボールミルを用いた方法においてはジルコニアボールの大きさやその量、ホモジナイザを用いた方法においては回転数や時間等の条件を適宜調整する。   The method for crushing the mass of ferrite magnetic nanoparticles is not particularly limited as long as ferrite magnetic nanoparticles having a desired average particle diameter and a desired distribution constant m can be obtained. For example, a ball mill is used. The method used, the method using a homogenizer, etc. are mentioned. Further, in these methods, for example, in a method using a ball mill, the size and amount of zirconia balls, a homogenizer, and the like are obtained so that ferrite magnetic nanoparticles having a desired average particle diameter and a desired distribution constant m can be obtained. In the method using, conditions such as the rotation speed and time are appropriately adjusted.

このようなフェライト系磁性ナノ粒子の塊状物の解砕は、通常、前記フェライト系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。)中で行うことが好ましい。このような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、解砕する際のフェライト系磁性ナノ粒子の塊状物の濃度は、所望の平均粒子径及び所望の分布定数mを有するフェライト系磁性ナノ粒子が前記高分散用溶媒中に均一に分散した状態で得られるように適宜調整することが好ましい。   Such a mass of ferrite magnetic nanoparticles is usually crushed in a solvent capable of highly dispersing the ferrite magnetic nanoparticles (hereinafter referred to as “high dispersion solvent”). preferable. Examples of such a high dispersion solvent include isopropanol, ethanol, n-propanol, diethyl ether, ethyl acetate, acetone, and methyl ethyl ketone. The concentration of the ferrite magnetic nanoparticles in the crushing state is such that the ferrite magnetic nanoparticles having a desired average particle diameter and a desired distribution constant m are uniformly dispersed in the high dispersion solvent. It is preferable to adjust appropriately so that it may be obtained.

(塗工液調製工程)
次に、このようにして調製した所望の平均粒子径を及び所望の分布定数mを有する前記フェライト系磁性ナノ粒子と、所望の平均粒子径を有するフェライト系磁性マイクロ粒子と、前記バインダーと、溶媒とを含有する塗工液を調製する。このとき、全フェライト系磁性粒子(前記フェライト系磁性ナノ粒子と前記フェライト系磁性マイクロ粒子との合計)100質量部に対して、前記フェライト系磁性ナノ粒子の含有量が1〜50質量部(より好ましくは1〜30質量部)となるように、かつ、前記バインダーの含有量が0.1〜10質量部(より好ましくは1〜8質量部)となるように、前記塗工液を調製することが好ましい。また、このような塗工液において、前記フェライト系磁性ナノ粒子及び前記フェライト系磁性マイクロ粒子は前記溶媒中に分散しており、前記バインダーは前記溶媒中に溶解している。
(Coating liquid preparation process)
Next, the ferrite magnetic nanoparticles having the desired average particle diameter and the desired distribution constant m prepared in this way, the ferrite magnetic microparticles having the desired average particle diameter, the binder, and the solvent The coating liquid containing is prepared. At this time, with respect to 100 parts by mass of all ferrite-based magnetic particles (total of the ferrite-based magnetic nanoparticles and the ferrite-based magnetic microparticles), the content of the ferrite-based magnetic nanoparticles is 1 to 50 parts by mass (more The coating liquid is prepared so that the content of the binder is preferably 0.1 to 10 parts by mass (more preferably 1 to 8 parts by mass). It is preferable. In such a coating solution, the ferrite magnetic nanoparticles and the ferrite magnetic microparticles are dispersed in the solvent, and the binder is dissolved in the solvent.

前記溶媒(塗工液用溶媒)としては、前記フェライト系磁性ナノ粒子及び前記フェライト系磁性マイクロ粒子が均一に分散し、前記バインダーが十分に溶解するものであれば特に制限はないが、前記フェライト系磁性ナノ粒子及び前記フェライト系磁性マイクロ粒子との濡れ性が良好であり、前記フェライト系磁性ナノ粒子及び前記フェライト系磁性マイクロ粒子の凝集が抑制され、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。このような溶媒は1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。   The solvent (solvent for the coating solution) is not particularly limited as long as the ferrite magnetic nanoparticles and the ferrite magnetic microparticles are uniformly dispersed and the binder is sufficiently dissolved. From the viewpoint of good wettability with the magnetic magnetic nanoparticles and the ferrite magnetic microparticles, the aggregation of the ferrite magnetic nanoparticles and the ferrite magnetic microparticles is suppressed, and the cost is low. Ethanol, 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 a solvent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

また、前記塗工液において、前記溶媒(塗工液用溶媒)の含有量としては特に制限はないが、塗工液全量に対して、1〜35質量%が好ましく、4〜30質量%がより好ましい。前記溶媒の含有量が前記下限未満になると、塗工液の粘度が高くなり、塗工が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、製膜後に前記塗工液用溶媒を除去するための乾燥時間が長くなり、また、所望の厚さの磁性体膜を形成するためには、塗工と乾燥を数多く繰り返す必要があり、製造コストが高くなる傾向にある。   Moreover, in the said coating liquid, although there is no restriction | limiting in particular as content of the said solvent (solvent for coating liquid), 1-35 mass% is preferable with respect to the coating liquid whole quantity, and 4-30 mass% is. More preferred. When the content of the solvent is less than the lower limit, the viscosity of the coating liquid tends to be high and coating tends to be difficult. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the solvent for the coating liquid is removed after film formation. In order to form a magnetic film having a desired thickness, it is necessary to repeat coating and drying many times, and the manufacturing cost tends to increase.

前記塗工液の調製方法としては、前記塗工液用溶媒に前記フェライト系磁性ナノ粒子及び前記フェライト系磁性マイクロ粒子が均一に分散し、前記バインダーが十分に溶解する方法であれば、特に制限はないが、例えば、先ず、前記塗工液用溶媒に前記フェライト系磁性ナノ粒子が分散しているスラリーを調製し、次いで、このスラリーに前記バインダーを添加して溶解させ、その後、前記バインダーを含有するスラリーに前記フェライト系磁性マイクロ粒子を添加して分散させる方法が好ましい。   The method for preparing the coating liquid is not particularly limited as long as the ferrite magnetic nanoparticles and the ferrite magnetic microparticles are uniformly dispersed in the solvent for the coating liquid and the binder is sufficiently dissolved. However, for example, first, a slurry in which the ferrite magnetic nanoparticles are dispersed in the solvent for the coating solution is prepared, and then the binder is added to the slurry and dissolved, and then the binder is added. A method of adding and dispersing the ferrite-based magnetic microparticles in the slurry to be contained is preferable.

前記スラリーの調製方法としては、前記塗工液用溶媒に前記フェライト系磁性ナノ粒子が均一に分散する方法であれば特に制限はなく、例えば、前記塗工液用溶媒に前記フェライト系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、前記フェライト系磁性ナノ粒子が凝集しやすいことから、前記フェライト系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、前記ナノ粒子調製工程において解砕処理を施した後の分散液、すなわち、前記高分散用溶媒に前記フェライト系磁性ナノ粒子が均一に分散している分散液において、前記高分散用溶媒を前記塗工液用溶媒で置換する方法が好ましい。   The method for preparing the slurry is not particularly limited as long as the ferrite magnetic nanoparticles are uniformly dispersed in the coating solution solvent. For example, the ferrite magnetic nanoparticles are used in the coating solution solvent. In order to obtain a slurry in which the ferrite-based magnetic nanoparticles are highly dispersed because the ferrite-based magnetic nanoparticles are likely to be aggregated. For example, in the dispersion after the crushing treatment in the nanoparticle preparation step, that is, in the dispersion in which the ferrite magnetic nanoparticles are uniformly dispersed in the high dispersion solvent, the high dispersion A method of replacing the solvent for use with the solvent for the coating solution is preferred.

前記高分散用溶媒を前記塗工液用溶媒で置換する方法としては特に制限はなく、例えば、前記フェライト系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、前記塗工液用溶媒を添加した後、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、前記塗工液用溶媒が残存し、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。   The method for replacing the solvent for high dispersion with the solvent for coating liquid is not particularly limited. For example, the coating liquid is added to a dispersion liquid in which the ferrite-based magnetic nanoparticles are dispersed in the solvent for high dispersion. A method of distilling off the high-dispersion solvent using a rotary evaporator after adding the solvent for use can be mentioned. At this time, operating conditions (temperature, pressure, etc.) are set so that the solvent for the coating solution remains and the solvent for high dispersion is removed.

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を添加して溶解させる。このとき、得られる塗工液中の全フェライト系磁性粒子100質量部に対して前記バインダーの含有量が0.1〜10質量部(より好ましくは1〜8質量部)となるように、前記バインダーを添加することが好ましい。これにより、前記塗工液用溶媒を用いることによって前記フェライト系磁性ナノ粒子及び前記フェライト系磁性マイクロ粒子の凝集が抑制されるという効果が発揮される。また、前記バインダー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クラックや剥離が発生しやすくなるため、空隙(空孔)が増加して磁性体膜の透磁率が低下する傾向にあり、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気特性が低下する傾向にある。   Next, the binder is added and dissolved in the slurry thus prepared. At this time, the content of the binder is 0.1 to 10 parts by mass (more preferably 1 to 8 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the total ferrite-based magnetic particles in the obtained coating liquid. It is preferable to add a binder. Thereby, the effect that the aggregation of the ferrite magnetic nanoparticles and the ferrite magnetic microparticles is suppressed by using the solvent for the coating solution is exhibited. Also, if the binder content is less than the lower limit, the strength of the magnetic film is reduced and cracks and peeling are likely to occur, so the voids (voids) increase and the magnetic permeability of the magnetic film decreases. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the resin component tends to increase so that the magnetic properties of the magnetic film tend to deteriorate.

次に、このようにして調製した前記バインダーを含有するスラリーに前記フェライト系磁性マイクロ粒子を添加して分散させる。このとき、得られる塗工液中の全フェライト系磁性粒子100質量部に対する前記フェライト系磁性ナノ粒子の含有量が1〜50質量部(より好ましくは1〜30質量部)となるように、前記フェライト系磁性マイクロ粒子を添加することが好ましい。これにより、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙がフェライト系磁性ナノ粒子で高密度に充填され、磁性体膜の透磁率が増大する。   Next, the ferrite-based magnetic microparticles are added and dispersed in the slurry containing the binder thus prepared. At this time, the content of the ferrite magnetic nanoparticles with respect to 100 parts by mass of all ferrite magnetic particles in the obtained coating liquid is 1 to 50 parts by mass (more preferably 1 to 30 parts by mass). It is preferable to add ferrite-based magnetic microparticles. As a result, the gaps between the ferrite-based magnetic microparticles are filled with the ferrite-based magnetic nanoparticles at a high density, and the magnetic permeability of the magnetic film is increased.

(塗膜形成工程)
次に、このようにして調製した塗工液を、例えば基板上に塗工し、乾燥することによって塗膜を形成する。塗工方法としては特に制限はなく、例えば、塗布、スクリーン印刷、マスク印刷、バーコート、フレキソ印刷、グラビア印刷等の公知の方法を採用することができる。また、このような塗工・乾燥は、所望の厚さの塗膜が形成されるまで繰返し行なってもよい。
(Coating film formation process)
Next, the coating liquid prepared in this way is applied onto, for example, a substrate and dried to form a coating film. There is no restriction | limiting in particular as a coating method, For example, well-known methods, such as application | coating, screen printing, mask printing, bar coating, flexographic printing, gravure printing, are employable. Such coating and drying may be repeated until a coating film having a desired thickness is formed.

(加圧加熱工程)
次に、得られた塗膜を加圧しながら加熱して前記バインダーを硬化又は高粘度化(好ましくは、硬化)させた後、圧力を解放することによって、前記本発明の磁性体膜が得られる。塗膜に圧力を印加する方法としては特に制限はなく、例えば、一軸圧力、静水圧力等を印加することができる。
(Pressurized heating process)
Next, the obtained coating film is heated while being pressurized to cure or increase the viscosity of the binder (preferably cured), and then release the pressure to obtain the magnetic film of the present invention. . There is no restriction | limiting in particular as a method of applying a pressure to a coating film, For example, a uniaxial pressure, a hydrostatic pressure, etc. can be applied.

塗膜に印加する圧力としては特に制限はないが、5〜90MPaが好ましく、20〜70MPaがより好ましい。印加圧力が前記下限未満になると、フェライト系磁性ナノ粒子が流動しにくいため、フェライト系磁性マイクロ粒子間の空隙がフェライト系磁性ナノ粒子で十分に充填されず、磁性体膜に空隙(空孔)が残存するため、磁性体膜の透磁率が低下する傾向にあり、他方、印加圧力が前記上限を超えると、基板が破壊される場合がある。   Although there is no restriction | limiting in particular as a pressure applied to a coating film, 5-90 Mpa is preferable and 20-70 Mpa is more preferable. When the applied pressure is less than the lower limit, the ferrite magnetic nanoparticles do not flow easily, so the gap between the ferrite magnetic microparticles is not sufficiently filled with the ferrite magnetic nanoparticles, and the magnetic film has voids (holes). Therefore, when the applied pressure exceeds the above upper limit, the substrate may be destroyed.

また、加熱温度としては特に制限はないが、100〜400℃が好ましく、100〜300℃がより好ましい。加熱温度が前記下限未満になると、バインダーが十分に硬化又は高粘度化せず、この状態で圧力を解放すると、加圧により収縮していた空隙(空孔)が再膨張するため、磁性体膜の透磁率が低下する傾向にあり、他方、加熱温度が前記上限を超えると、バインダーが分解してフェライト系磁性粒子間の結合力が減少し、磁性体膜の強度が低下するとともに、粒子間静磁的相互作用が弱くなり、磁性体膜の透磁率が低下する傾向にある。なお、圧力を解放した後に熱処理を行う場合にも、前記範囲内の温度で加熱することが好ましい。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular as heating temperature, However, 100-400 degreeC is preferable and 100-300 degreeC is more preferable. When the heating temperature is lower than the lower limit, the binder is not sufficiently cured or increased in viscosity, and when the pressure is released in this state, voids (holes) that have shrunk due to pressurization are re-expanded. On the other hand, when the heating temperature exceeds the upper limit, the binder is decomposed and the binding force between the ferrite-based magnetic particles is reduced, the strength of the magnetic film is reduced, and The magnetostatic interaction is weakened and the magnetic permeability of the magnetic film tends to decrease. In addition, also when performing heat processing after releasing a pressure, it is preferable to heat at the temperature within the said range.

さらに、本発明の磁性体膜の製造方法においては、塗膜の粘度が1000Pa・s以下の条件で前記加圧・加熱処理を施すことが好ましい。塗膜の粘度が前記範囲内にあると、加圧・加熱処理によってフェライト系磁性粒子が流動するため、磁性体膜中に残存する空隙(空孔)を減少させることができ、磁性体膜の透磁率が増大する。   Furthermore, in the method for producing a magnetic film of the present invention, it is preferable to perform the pressurizing / heating treatment under the condition that the viscosity of the coating film is 1000 Pa · s or less. When the viscosity of the coating film is within the above range, the ferrite magnetic particles flow due to the pressurization and heat treatment, so that voids (holes) remaining in the magnetic film can be reduced. Magnetic permeability increases.

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。なお、酸化鉄系フェライトナノ粒子の粒度分布(質量基準)及び磁性体膜の比透磁率は以下の方法により求めた。   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. In addition, the particle size distribution (mass basis) of the iron oxide ferrite nanoparticles and the relative permeability of the magnetic film were obtained by the following methods.

<フェライト系磁性ナノ粒子の粒度分布>
フェライト系磁性ナノ粒子をクリアカップ内に二液混合型エポキシ樹脂を用いて埋め込み、フェライト系磁性ナノ粒子の断面が露出するまで研磨した後、必要に応じて、イオンミリングによる加工を行なった。なお、フェライト系磁性ナノ粒子の断面は、集束イオンビーム又はミクロトームを用いた切削により露出させてもよい。次いで、露出したフェライト系磁性ナノ粒子の断面を、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。観察倍率は視野内にナノ粒子が200個以上存在するように設定した。このような電子顕微鏡観察を10箇所(10視野)以上実施し、合計2000個以上のフェライト系磁性ナノ粒子に対して以下のように画像処理を行い、フェライト系磁性ナノ粒子の粒度分布(質量基準)を求めた。
<Size distribution of ferrite-based magnetic nanoparticles>
Ferrite-based magnetic nanoparticles were embedded in a clear cup using a two-component mixed epoxy resin, polished until the cross-section of the ferrite-based magnetic nanoparticles was exposed, and then processed by ion milling as necessary. The cross section of the ferrite-based magnetic nanoparticles may be exposed by cutting using a focused ion beam or a microtome. Next, the cross section of the exposed ferrite magnetic nanoparticles was observed using a scanning electron microscope. The observation magnification was set so that 200 or more nanoparticles were present in the field of view. Such electron microscope observation is carried out at 10 locations (10 visual fields) or more, and image processing is performed as follows for a total of 2000 or more ferrite-based magnetic nanoparticles, and the particle size distribution (mass basis) of the ferrite-based magnetic nanoparticles )

すなわち、市販の画像解析ソフト(例えば、旭化成エンジニアリング株式会社製「A像くん」)を用いて、得られたSEM像をグレースケールに変換した後、画像処理を行い、フェライト系磁性ナノ粒子を抽出し、抽出したフェライト系磁性ナノ粒子の粒子径(円相当径)を求めた。フェライト系磁性ナノ粒子の形状を球状と仮定して、前記フェライト系磁性ナノ粒子の粒子径を用いてフェライト系磁性ナノ粒子の体積を求め、さらに、材料密度を乗じてフェライト系磁性ナノ粒子の質量を算出した。各フェライト系磁性ナノ粒子の粒子径と質量に基づいて、フェライト系磁性ナノ粒子の粒度分布(質量基準)を求めた。   That is, using a commercially available image analysis software (for example, “A Image-kun” manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the obtained SEM image is converted to gray scale, and then image processing is performed to extract ferrite-based magnetic nanoparticles. Then, the particle diameter (equivalent circle diameter) of the extracted ferrite magnetic nanoparticles was determined. Assuming that the shape of the ferrite-based magnetic nanoparticles is spherical, the volume of the ferrite-based magnetic nanoparticles is obtained using the particle diameter of the ferrite-based magnetic nanoparticles, and the mass of the ferrite-based magnetic nanoparticles is multiplied by the material density. Was calculated. Based on the particle diameter and mass of each ferrite-based magnetic nanoparticle, the particle size distribution (mass basis) of the ferrite-based magnetic nanoparticle was determined.

<磁性体膜の比透磁率>
先ず、シリコン基板上に形成した磁性体膜の膜厚を、触針式段差計を用いて測定した。次に、磁性体膜を形成したシリコン基板から1cm角の測定用試験片を切出した。また、磁性体膜が形成されていない1cm角のシリコン基板を準備した。透磁率測定装置(凌和電子株式会社製「PMF−001」)を用い、室温(23℃)環境下、周波数1MHzの条件で前記測定用試験片及び前記シリコン基板の比透磁率を測定し、前記測定用試験片と前記シリコン基板の比透磁率の差及び前記磁性体膜の膜厚から、磁性体膜の比透磁率を求めた。
<Relative permeability of magnetic film>
First, the thickness of the magnetic film formed on the silicon substrate was measured using a stylus type step meter. Next, a 1 cm square test specimen was cut from the silicon substrate on which the magnetic film was formed. A 1 cm square silicon substrate on which no magnetic film was formed was prepared. Using a magnetic permeability measuring device (“PMF-001” manufactured by Ryowa Denshi Co., Ltd.), the relative magnetic permeability of the test specimen for measurement and the silicon substrate was measured under a condition of a frequency of 1 MHz under a room temperature (23 ° C.) environment. The relative permeability of the magnetic film was determined from the difference in relative permeability between the test specimen for measurement and the silicon substrate and the film thickness of the magnetic film.

(実施例1)
イソプロパノール170gにNi0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)30gを添加し、さらに、直径3mmのジルコニアボール500gを添加した後、ボールミル(ヤマト科学株式会社製「UB32」)を用いて解砕し、フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。この分散液を少量採取して乾燥により溶媒を除去した後、得られたフェライト系磁性ナノ粒子の粒度分布(質量基準)を前記方法に従って求め、得られた粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定して分布定数mを求めたところ、分布定数mは1.9であった。
Example 1
After adding 30 g of powder (average particle diameter: 300 nm) containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles to 170 g of isopropanol, and further adding 500 g of zirconia balls having a diameter of 3 mm, ball mill (Yamato Science) Crushing using “UB32” manufactured by Co., Ltd. to obtain a dispersion of ferrite-based magnetic nanoparticles. After collecting a small amount of this dispersion and removing the solvent by drying, the particle size distribution (mass basis) of the obtained ferrite-based magnetic nanoparticles is determined according to the above method, and the obtained particle size distribution (mass basis) is represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieve, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
When the distribution constant m was calculated on the assumption that it follows the rosin-Rammler distribution function expressed as follows, the distribution constant m was 1.9.

前記フェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液に2−(2−エトキシエトキシ)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−(2−エトキシエトキシ)エタノール中に前記フェライト系磁性ナノ粒子が分散したスラリーを得た。このスラリーにバインダーとしてフェノール樹脂(セメダイン株式会社製「熱硬化型フェノール樹脂110」)を樹脂成分が4.8gとなるように添加し、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)を用いて撹拌して前記フェノール樹脂を完全に溶解した。その後、Ni0.4Zn0.6Fe磁性マイクロ粒子を含む粉末(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塗工液を得た。 To the dispersion containing the ferrite-based magnetic nanoparticles, 40 g of 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol is added, and isopropanol is distilled off under the conditions of 40 ° C. and 50 mTorr (6.7 Pa) using a rotary evaporator. A slurry in which the ferrite magnetic nanoparticles were dispersed in (2-ethoxyethoxy) ethanol was obtained. To this slurry, a phenol resin (“thermosetting phenol resin 110” manufactured by Cemedine Co., Ltd.) was added as a binder so that the resin component would be 4.8 g. And the phenolic resin was completely dissolved, and then 90 g of powder containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic microparticles (average particle size: 7 μm) was added, The mixture was stirred using the autorotation / revolution mixer to obtain a coating solution.

この塗工液をスクリーン印刷法によりシリコン基板上に塗布し、大気中、50℃で30分間放置し、この操作を繰り返して厚さ50μmの塗膜を形成した。この塗膜を、加熱加圧装置(三庄インダストリー株式会社製「TBH−100H」)を用いて、60MPaに加圧しながら150℃で30分間加熱した。その後、圧力を解放して試料を取り出し、窒素雰囲気下、200℃で1時間の熱処理を行い、磁性体膜を得た。得られた磁性体膜の比透磁率μ’を求めたところ、83であった。   This coating solution was applied on a silicon substrate by a screen printing method, left in the atmosphere at 50 ° C. for 30 minutes, and this operation was repeated to form a coating film having a thickness of 50 μm. This coating film was heated at 150 ° C. for 30 minutes while being pressurized to 60 MPa using a heating and pressing apparatus (“TBH-100H” manufactured by Sansho Industry Co., Ltd.). Thereafter, the pressure was released and the sample was taken out and heat-treated at 200 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a magnetic film. The relative magnetic permeability μ ′ of the obtained magnetic film was determined to be 83.

(実施例2)
直径3mmのジルコニアボールの代わりに直径1mmのジルコニアボール500gを用いた以外は実施例1と同様にしてNi0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)を解砕し、前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、1.6であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、62であった。
(Example 2)
Powder containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles in the same manner as in Example 1 except that 500 g of zirconia balls having a diameter of 1 mm was used instead of zirconia balls having a diameter of 3 mm (average particle diameter: 300 nm) ) Was crushed to obtain a dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles. The distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1 and was 1.6. Further, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite-based magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 62.

(実施例3)
直径3mmのジルコニアボール500gの代わりに直径1mmのジルコニアボール250gと直径3mmのジルコニアボール250gを用いた以外は実施例1と同様にしてNi0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)を解砕し、前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、1.75であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、72であった。
(Example 3)
Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1 except that 250 g of zirconia balls having a diameter of 1 mm and 250 g of zirconia balls having a diameter of 3 mm were used instead of 500 g of zirconia balls having a diameter of 3 mm. The contained powder (average particle size: 300 nm) was pulverized to obtain a dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles. When the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1, it was 1.75. In addition, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 72.

(実施例4)
直径3mmのジルコニアボールの代わりに直径5mmのジルコニアボール500gを用いた以外は実施例1と同様にしてNi0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)を解砕し、前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、2.1であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、79であった。
(Example 4)
Powder containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles in the same manner as in Example 1 except that 500 g of zirconia balls having a diameter of 5 mm was used instead of zirconia balls having a diameter of 3 mm (average particle diameter: 300 nm ) Was crushed to obtain a dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles. When the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1, it was 2.1. Further, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that this dispersion containing ferrite-based magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 79.

(実施例5)
ボールミルの代わりにホモジナイザ(IKA社製、ホモジナイザT25デジタル+シャフトジェネレーターS25KV−25F)を用いて10000rpmで5分間、Ni0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)を解砕した以外は実施例1と同様にして、前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、2.3であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、60であった。
(Example 5)
Powder (average particle diameter) containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles at 10000 rpm for 5 minutes using a homogenizer (manufactured by IKA, homogenizer T25 digital + shaft generator S25KV-25F) instead of the ball mill : 300 nm) in the same manner as in Example 1 except for crushing to obtain a dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles. The distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1 and was 2.3. Further, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 60.

(比較例1)
ボールミルの代わりにジェットミル(ホソカワミクロン株式会社製「MJT−LAB」)を用いてNi0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)を解砕した以外は実施例1と同様にして、前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、1.4であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、42であった。
(Comparative Example 1)
Other than crushing powder (average particle diameter: 300 nm) containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles using a jet mill (“MJT-LAB” manufactured by Hosokawa Micron Corporation) instead of a ball mill Was the same as in Example 1 to obtain a dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles. When the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1, it was 1.4. Further, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 42.

(比較例2)
イソプロパノール170gにNi0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)30gを添加して前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、2.5であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、43であった。
(Comparative Example 2)
30 g of powder (average particle size: 300 nm) containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles was added to 170 g of isopropanol to obtain a dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles. The distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1 and was 2.5. Further, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite-based magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 43.

(比較例3)
Ni0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)30gに900℃で120分間の熱処理を施した後、得られたフェライト系磁性ナノ粒子を含む粉末をイソプロパノール170gに添加して前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、2.7であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、25であった。
(Comparative Example 3)
Powder containing ferrite-based magnetic nanoparticles obtained after heat treatment at 900 ° C. for 120 minutes to 30 g of powder containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles (average particle size: 300 nm) Was added to 170 g of isopropanol to obtain a dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles. The distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1 and was 2.7. Further, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 25.

図1には、実施例1〜5及び比較例1〜3で得られた磁性体膜の比透磁率μ’をフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mに対してプロットした結果を示す。この結果から明らかなように、分布定数mが所定の範囲内にあるフェライト系磁性ナノ粒子を含有する磁性体膜(実施例1〜5)は、比透磁率μ’が60以上であり、分布定数mが1.4(比較例1)、2.5(比較例2)又は2.7(比較例3)のフェライト系磁性ナノ粒子を含有する磁性体膜に比べて、比透磁率が高くなることが確認された。   FIG. 1 shows the result of plotting the relative permeability μ ′ of the magnetic films obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 against the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles. As is apparent from the results, the magnetic films (Examples 1 to 5) containing the ferrite-based magnetic nanoparticles having the distribution constant m within a predetermined range have a relative permeability μ ′ of 60 or more and distribution. Compared with a magnetic film containing ferrite-based magnetic nanoparticles having a constant m of 1.4 (Comparative Example 1), 2.5 (Comparative Example 2) or 2.7 (Comparative Example 3), the relative permeability is high. It was confirmed that

(実施例6)
Ni0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末の代わりにMn0.5Zn0.5Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:300nm)30gを解砕した以外は実施例1と同様にして、前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、1.8であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、65であった。
(Example 6)
30 g of powder (average particle size: 300 nm) containing Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles was crushed instead of powder containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles A dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles was obtained in the same manner as in Example 1 except that. When the distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1, it was 1.8. Further, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite-based magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 65.

(比較例4)
Ni0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末の代わりにMn0.5Zn0.5Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:50nm)30gを解砕した以外は実施例1と同様にして、前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、1.7であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、27であった。
(Comparative Example 4)
30 g of powder (average particle size: 50 nm) containing Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles was crushed instead of powder containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles A dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles was obtained in the same manner as in Example 1 except that. The distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1 and was 1.7. In addition, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite-based magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 27.

(比較例5)
直径3mmのジルコニアボールの代わりに直径5mmのジルコニアボール500gを用い、Ni0.4Zn0.6Fe磁性ナノ粒子を含む粉末の代わりにMn0.5Zn0.5Fe磁性ナノ粒子を含む粉末(平均粒子径:50nm)30gを解砕した以外は実施例1と同様にして、前記フェライト系磁性ナノ粒子の分散液を得た。このフェライト系磁性ナノ粒子の分布定数mを実施例1と同様にして求めたところ、1.9であった。また、このフェライト系磁性ナノ粒子を含有する分散液を用いた以外は実施例1と同様にして磁性体膜を作製し、比透磁率μ’を求めたところ、19であった。
(Comparative Example 5)
500 g of zirconia balls having a diameter of 5 mm are used instead of zirconia balls having a diameter of 3 mm, and Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 is used instead of the powder containing Ni 0.4 Zn 0.6 Fe 2 O 4 magnetic nanoparticles. A dispersion of the ferrite-based magnetic nanoparticles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 30 g of powder containing magnetic nanoparticles (average particle size: 50 nm) was pulverized. The distribution constant m of the ferrite-based magnetic nanoparticles was determined in the same manner as in Example 1 and was 1.9. Further, a magnetic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion containing the ferrite magnetic nanoparticles was used, and the relative permeability μ ′ was determined to be 19.

実施例6及び比較例4〜5で得られた結果から明らかなように、平均粒子径及び分布定数mが所定の範囲内にあるフェライト系磁性ナノ粒子を用いた場合(実施例6)には、磁性体膜の比誘電率が高くなるのに対して、分布定数mが所定の範囲内にあるフェライト系磁性ナノ粒子であっても平均粒子径が小さい場合(比較例4〜5)には、磁性体膜の比透磁率が低くなることがわかった。これは、平均粒子径が小さいフェライト系磁性ナノ粒子が成膜時に凝集したためと考えられる。   As is apparent from the results obtained in Example 6 and Comparative Examples 4 to 5, when ferrite-based magnetic nanoparticles having an average particle diameter and a distribution constant m within a predetermined range are used (Example 6). When the average particle diameter is small (Comparative Examples 4 to 5) even when the magnetic constant of the magnetic film is high, the ferrite-based magnetic nanoparticles having a distribution constant m within a predetermined range are used. It was found that the relative permeability of the magnetic film was lowered. This is presumably because ferrite-based magnetic nanoparticles having a small average particle diameter aggregated during film formation.

以上説明したように、本発明によれば、高い透磁率を有する磁性体膜を得ることが可能となる。したがって、本発明の磁性体膜は、インダクタ、トランス、電磁ノイズ吸収体、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。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a magnetic film having a high magnetic permeability. Therefore, the magnetic film of the present invention is useful as a magnetic material used for inductors, transformers, electromagnetic noise absorbers, magnetic sensors and the like.

Claims (5)

バインダーと、該バインダー中に分散している、平均粒子径が100〜500nmのフェライト系磁性ナノ粒子及び平均粒子径が1〜100μmのフェライト系磁性マイクロ粒子とを含有する磁性体膜であって、
前記フェライト系磁性ナノ粒子の粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mが1.6〜2.3の範囲内にある、
ことを特徴とする磁性体膜。
A magnetic film containing a binder, ferrite magnetic nanoparticles having an average particle diameter of 100 to 500 nm and ferrite magnetic microparticles having an average particle diameter of 1 to 100 μm dispersed in the binder,
The particle size distribution (mass basis) of the ferrite magnetic nanoparticles is represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieving, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
The distribution constant m is within the range of 1.6 to 2.3 when it is assumed to follow the rosin-Rammler distribution function represented by
A magnetic film characterized by the above.
前記フェライト系磁性ナノ粒子の含有量が全フェライト系磁性粒子100質量部に対して1〜50質量部であることを特徴とする請求項1に記載の磁性体膜。   2. The magnetic film according to claim 1, wherein the content of the ferrite-based magnetic nanoparticles is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all ferrite-based magnetic particles. 前記バインダーの含有量が全フェライト系磁性粒子100質量部に対して0.1〜10質量部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁性体膜。   The magnetic film according to claim 1 or 2, wherein the content of the binder is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all ferrite magnetic particles. 前記バインダーが、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、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、及びピロリドン樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂からなるものであることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の磁性体膜。   The binder is made of at least one resin selected from the group consisting of epoxy resin, acrylic resin, phenol resin, urethane resin, polyimide resin, urea resin, silicone resin, and pyrrolidone resin. The magnetic film as described in any one of Claims 1-3. フェライト系磁性ナノ粒子の塊状物を解砕して平均粒子径が100〜500nmであり、粒度分布(質量基準)が下記式:
F(Dp)=1−exp(−(Dp/De)
〔式中、Fは篩下積算質量率を表し、Dpは粒子径を表し、Deは粒度特性数を表し、mは分布定数を表す〕
で表されるロジン・ラムラー分布関数に従うと仮定した場合における分布定数mが1.6〜2.3の範囲内にあるフェライト系磁性ナノ粒子を調製する工程と、
前記工程で調製したフェライト系磁性ナノ粒子と、平均粒子径が1〜100μmのフェライト系磁性マイクロ粒子と、バインダーと、溶媒とを含有する塗工液を調製する工程と、
前記塗工液を塗工して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加圧しながら加熱して請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の磁性体膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする磁性体膜の製造方法。
The mass of ferrite magnetic nanoparticles is crushed to have an average particle size of 100 to 500 nm, and the particle size distribution (mass basis) is represented by the following formula:
F (Dp) = 1−exp (− (Dp / De) m )
[In the formula, F represents the total mass fraction under sieve, Dp represents the particle size, De represents the particle size characteristic number, and m represents the distribution constant.]
A step of preparing a ferrite-based magnetic nanoparticle having a distribution constant m in the range of 1.6 to 2.3 assuming that it follows a rosin-Lambler distribution function represented by:
A step of preparing a coating liquid containing the ferrite magnetic nanoparticles prepared in the step, a ferrite magnetic microparticle having an average particle diameter of 1 to 100 μm, a binder, and a solvent;
Forming a coating film by applying the coating liquid;
The step of heating the coating film while applying pressure to form the magnetic film according to any one of claims 1 to 4,
A method for producing a magnetic film, comprising:
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