JP4574153B2 - 磁性基材の製造方法 - Google Patents
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本発明において磁性金属薄帯として用いられる金属磁性材料には、高透磁率の材料が用いられ、非晶質金属磁性材料とナノ結晶金属磁性材料のいずれを用いてもよい。
MはCoおよび/またはNi、M'はNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti、V、C
r、Mn、Y、Pd、Ru、Ga、Ge、C、Pから選ばれる1種類以上の元素を表わす。xは原子比を、a、b、cは原子%を示し、それぞれ0≦x<1、0≦a≦24、4≦b≦30、0≦c≦10を満たすものとする)を挙げることができる。特に高透磁率が要求される用途においては、Coを主成分とする非晶質金属を用いることが好ましい。また磁気シールドなど、高密度の磁束を遮蔽する用途においては、飽和磁束密度の高いFeを主成分とする非晶質金属を用いることが好ましい。
r2(at%)、Fe66Co18Si1B15(at%)、Fe74Ni4Si2B17Mo3(at
%)などが挙げることができる。中でもFe78Si9B13(at%)、Fe77Si5B16Cr2(at%)が好ましく用いられ、特に好ましくはFe78Si9B13(at%)である。
,C,Geから選ばれる少なくとも1種類以上の元素を表し、YはZr,Nb,Ti,Hf,Ta,W,Cr,Mo,V,Ni,P,Al,Pt,Ph,Ru,Sn,Sb,Cu,Mn,希土類元素から選ばれる少なくとも1種類以上の元素で表される。cは原子比を、a,bは原子%を示し、それぞれ0≦c≦0.2、10<a≦35、0≦b≦30を満たすことが好ましい。)で表される組成が好ましい。この組成を有する非晶質金属薄帯のCoをFeへ置換することは、非晶質合金の飽和磁化の増加に寄与する傾向にある。このため、置換量cは0≦c≦0.2であることが好ましく、より好ましくは0≦c≦0.1である。X元素は本発明に用いる非晶質金属薄帯を製造する上で、非晶質化のために結晶化速度を低減するために有効な元素である。X元素が10原子%以下であると、非晶質化
が低下して一部結晶質が混在し、また、35原子%を超えると、非晶質構造は得られるものの合金薄帯の機械的強度が低下し、連続的な薄帯が得られなくなる。したがって、X元素の量aは、10<a≦35であることが好ましく、さらに好ましくは、12≦a≦30である。Y元素は、得られる非晶質金属薄帯の耐食性の向上に効果がある。Y元素として特に有効な元素は、Zr,Nb,Mn,W,Mo,Cr,V,Ni,P,Al,Pt,Ph,Ru元素である。Y元素の添加量は30%以上になると、耐食性の効果はあるが、薄帯の機械的強度が脆弱になるため、0≦b≦30であることが好ましい。さらに好ましい範囲は、0≦b≦20である。
(1)一般式(Fe1-xMx)100-a-b-c-dSiaAlbBcM'd
(式中のMはCoおよび/またはNi、M'はNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti
、V、Cr、Mn、Pd、Ru、Ge、C、P、希土類元素から選ばれる1種類以上の元素を表わす。xは原子比を、a、b、c、dは原子%を示し、それぞれ0≦x≦0.5、0≦a≦24、0.1<b≦20、4≦c≦30、0≦d≦20を満たすものとする)で表わされる組成。
(2)一般式(Fe1-xMx)100-a-b-c-dCuaSibBcM'd
(式中、MはCoおよび/またはNi、M'はNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti
、V、Cr、Mn、Pd,Ru,Ge,C,P、希土類元素から選ばれる1種類以上の元素を表わす。xは原子比を、a、b、c、dは原子%を示し、それぞれ0≦x≦0.4、0.1≦a≦3、0≦b≦19、5≦c≦25、0<d≦20、15≦b+c≦30を満たすものとする)で表わされる組成。
(3)一般式(Fe1-xMx)100-a-bBaM'b
(式中、MはCoおよび/またはNi、M'はNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti
、V、Cr、Mn、Pd、Ru、Ga、Ge、C、希土類元素から選ばれる1種類以上の元素を表わす。xは原子比を、a、bは原子%を示し、それぞれ0≦x≦0.5、0<a≦20、2≦b≦20を満たすものとする)で表わされる組成。
(4)一般式(Fe1-xMx)100-a-b-cPaM'bCuc
(式中、MはCoおよび/またはNi、M'はNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti
、V、Cr、Mn、Pd、Ru、Ga、Ge、Al、C、希土類元素から選ばれる1種類以上の元素を表わす。xは原子比を、a、b、c、dは原子%を示し、それぞれ0≦x≦0.5、0<a≦20、2≦b≦20、0≦c≦3を満たすものとする)で表わされる組成。
(5)一般式(Fe1-xMx)100-a-bMaM'b
(式中、MはCoおよび/またはNi、M'はTa、Zr、Hf、Ti,Nb、Mo、W
、V、Cr、Mn、Pd、Ru、Ga、Ge、Si、Al、P、Cu、希土類元素から選ばれる1種類以上の元素を表わす。M'はC、N、Oから選ばれる1種類以上の元素を表
わす。xは原子比を、a、bは原子%を示し、それぞれ0≦x≦0.5、2<a≦30、4≦b≦30を満たすものとする)で表わされる組成。
特に金属磁性材料の200℃以上の良好な磁気特性を発現させるなど、磁気特性向上のために熱処理が必要であり、このため本発明では、弾性率の低い耐熱樹脂を用いている。本発明に用いられる磁性金属薄帯の良好な磁気特性を発現させるための熱処理温度は、通常、200〜700℃の範囲にあり、好ましくは300℃〜600℃の範囲である。
窒素雰囲気下、300℃で2時間保持した際のDTA−TGを用いて測定した重量減少率が5%以下のものであり、通常は1%以下、好ましくは0.3%以下であるものが用いられる。さらに、以下の特性を1つ以上有していることが好ましい。
(1)窒素雰囲気下350℃、2時間の熱履歴を経た後の引っ張り強度が30MPa以上であること
(2)ガラス転移温度が120℃〜250℃であること
(3)溶融粘度が1000Pa・sである温度が、250℃以上400℃以下であること(4)400℃から120℃まで0.5℃/分の一定速度で降温した後、樹脂中の結晶物による融解熱が10J/g以下であること
このような耐熱性樹脂として具体的には、ポリイミド系樹脂、ケイ素含有樹脂、ケトン系樹脂、ポリアミド系樹脂、液晶ポリマー、ニトリル系樹脂、チオエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アリレート系樹脂、サルホン系樹脂、イミド系樹脂、アミドイミド系樹脂を挙げることができる。これらのうちポリイミド系樹脂、スルホン系樹脂、アミドイミド系樹脂を用いるのが好ましい。
本発明に用いられる樹脂箔は、窒素雰囲気下、300℃で1時間の熱履歴を経た際の熱分解による重量減少率が1%以下である。すなわち、前処理として120℃で4時間乾燥を施し、その後、窒素雰囲気下、300℃で1時間保持した際の重量減少率を、DTA−TGを用いて測定した際における値が1%以下、好ましくは0.3%以下である。樹脂箔
としてこの重量減少率が1%を超えるものを使用すると、樹脂箔の劣化が起こるため、熱処理後の基材の自立性、脆弱性の改善が不充分となる。
チレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、アイオノマ−系樹脂、ポリ-4-メチルペンテン-1系樹脂から選ばれる少なくとも一種の樹脂を混合して使用して
もよい。
1核体としては、
p−フェニレンジアミン、
m−フェニレンジアミン、
2核体としては、
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、
4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、
4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、
4,4’−ジアミノベンゾフェノン、
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、
2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、
3核体としては、
1,1−ビス(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、
1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、
1,4−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、
1,4−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、
1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、
1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、
1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、
などが挙げられる。
としては、カプトン(デュポン製)、アピカル(鐘淵化学製)、ユーピレックス(宇部興産製)などが挙げられる。
非晶質金属薄帯に耐熱性熱可塑性樹脂のワニスを塗工して金属箔をラミネートするか、または樹脂箔に耐熱性熱可塑性樹脂のワニスを塗工し非晶質金属薄帯をラミネートすることにより、図1(a)、(b)に示したように、磁性金属薄帯11と樹脂箔13とが耐熱性熱可塑性樹脂12で接着され、磁性金属薄帯11と樹脂箔13とが耐熱性熱可塑性樹脂12を介して積層された磁性基材を得る。
上述のようにして得られた磁性基材は、図1(c)に示したように、少なくとも2枚の磁性基材が耐熱性熱可塑性樹脂を介して積層されている、磁性金属薄帯11と樹脂箔13とが耐熱性熱可塑性樹脂12で接着された構造が積層された磁性積層体とすることができる。
本発明の磁性基材およびその積層体は、軟磁性材料が用いられる多くの用途に適用することが可能である。たとえば、導電性金属箔を樹脂箔上に積層してエッチング加工を施すことにより、インダクタンス、チョークコイル、高周波トランス、低周波トランス、リアクトル、パルストランス、昇圧トランス、ノイズフィルター、変圧器用トランス、磁気インピーダンス素子、磁歪振動子、磁気センサ、磁気ヘッド、電磁気シールド、シールドコネクタ、シールドパッケージ、電波吸収体、モータ、発電器用コア、アンテナ用コア、磁気ディスク、磁気応用搬送システム、マグネット、電磁ソレノイド、アクチュエータ用コア、プリント配線基板などに用いられる磁気コアなどの様々な電子機器や電子部品の機能を支える材料として用いられる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
)、幅50mm、厚み50μm))のそれぞれの片面に付与し、140℃で乾燥後、260℃でポリイミド化し、非晶質金属薄帯の片面には厚さ約6μmの耐熱樹脂(ポリイミド樹脂)を付与した。
12 耐熱性熱可塑性樹脂
13 樹脂箔
Claims (1)
- 非晶質金属磁性材料からなる磁性金属薄帯と、
前記磁性金属薄帯を焼鈍する熱処理温度以下の弾性率が10MPa以上であり、かつ窒素雰囲気下、300℃で1時間熱処理した後の重量減少量が1%以下である樹脂箔が、耐熱性熱可塑性樹脂を介して積層されてなる磁性基材の製造方法であって、
前記磁性金属薄帯に耐熱性熱可塑性樹脂のワニスを塗工し、
この耐熱性熱可塑性樹脂のワニスを塗工した磁性金属薄帯と、樹脂箔とを重ねて熱ロール及び加圧ロールで圧着して、磁性金属薄帯と樹脂箔とが耐熱性熱可塑性樹脂を介して積層された積層物を得、
さらに、前記積層物に対して、非晶質金属磁性材料の磁気特性の向上に必要な熱処理を施すことを特徴とする磁性基材の製造方法。
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