JP5282318B2

JP5282318B2 - 固溶系ｙ型六方晶フェライト材料及び該材料を用いた成型体、電磁波吸収体、及びアンテナ

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Publication number: JP5282318B2
Application number: JP2009137835A
Authority: JP
Inventors: 潤高田; 達生藤井; 真中西; 宏安井; 哲也赤松; 直也行吉; 愛子日田
Original assignee: MATE Co Ltd
Current assignee: MATE Co Ltd
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-06-09
Also published as: JP2010285287A

Description

本発明は、ＧＨｚ以上の高周波数帯域で透磁率及び誘電率を調整できる電磁波吸収体、磁性アンテナに適した固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料及び該固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料、及び該固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料またそれを用いた成型体、電磁波吸収体、磁性アンテナに関するものである。

近年、ＥＴＣ、次世代携帯電話、無線ＬＡＮ等さまざまな情報通信技術の高度化に伴い、使用周波数もＭＨz帯域からＧＨｚ帯域に拡大している。このように高周波帯域での電波利用が多様化する中で、デジタル機器同士の干渉による故障や誤動作、通信妨害などが懸念され、その対策が重要となっている。

金属等の導電性材料を用いた電磁波シールドは、反射ノイズによる２次的な影響が問題となる。このため、電磁波を吸収する電波吸収体の要求が増大している。電波吸収体には、フェライト粉を焼結して作製するフェライトタイル、フェライト粉やカルボニル鉄粉等の軟磁性粉を樹脂に混ぜたシート状のものが知られており、電波暗室、ＴＶゴースト防止用、レーダー偽像防止用、その他不要輻射防止用などに広く普及している。

しかし、情報通信の高速化と大容量化に伴い、パソコン、携帯電話、ＤＶＤなどの電子回路の交流周波数や情報通信に用いる電磁波周波数は高くなりつつあり、従来から用いられてきたフェライトや軟磁性粉では効果的な電磁波吸収が困難な場合も生じてきた。

このように、従来ではあまり使用されることのなかった高い周波数領域の電磁波を利用するケースが増加しつつあるが、これらの電磁波を送受信する電子機器及びその周辺機器の誤動作防止、反射波による通信障害等を、簡便かつ有効に防止できる材料が得られていなかった。

Ｙ型六方晶フェライトはフェロックス・プレーナ型の結晶構造をしており、ｃ軸に対して垂直な面内に磁化容易面を持っている。従って、スピネル型フェライトの周波数限界（スネークの限界）を超えた周波数帯まで所定の透磁率を維持することができる。そのため、優れた電波吸収性能を得るために必要な複素透磁率の虚部μ’’も高周波領域までのび、かつ高い値を持っており、ＧＨｚ以上での電波吸収材料として有効である。

また、携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器のアンテナも、数百ＭＨｚから数ＧＨｚの周波数帯域で高利得、且つ、小型、低背であることが要求される。さらに、地上波デジタル放送では、４７０MHzから７７０MHzという広い周波数帯域に対応する必要がある。

従来、特許文献１に開示されているように、小型のアンテナとして、誘電体セラミックスを用いたチップアンテナが知られている。特許文献１ではミアンダ電極を設けることで波長短縮を図っている。しかし、誘電体アンテナでは、小型化、高利得の点で限界があり、磁性体を用いたアンテナの研究が盛んになってきている。アンテナに磁性体を用いる場合、スピネル型フェライトにはスネークの限界があり、高周波領域で用いるには限界がある。これに対して、六方晶フェライトはｃ軸に対して垂直な面内に磁化容易面を持つため、スピネル型フェライトの周波数限界（スネークの限界）を超えた周波数帯まで特定の透磁率を維持することから、特許文献２に開示されているように、アンテナ用の磁性体の一つとして提案されている。

また、固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料を用いた成型体は、特許文献３に開示されており、更に、ＧＨｚ以上の高周波領域に共鳴周波数を持つ六方晶フェライトと二酸化ケイ素等との複合体からなる焼結体が、特許文献４に開示されている。

更に、Ｂａ_２Ｃｏ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２（いわゆるＣｏ_２Ｙ）を使用することで、誘電体アンテナよりも小型化を図ることができる固溶系Ｙ型六方晶フェライトを使用した磁性体アンテナが、特許文献５に開示されている。

特開平１０−１４５１２３号公報特開２００３−２４３２１８号公報特開２００４−２６２６８３号公報特開２００８−０６６３６４号公報特開２００８−５１２４号公報

上述した特許文献１に開示されているように、小型のアンテナとして、誘電体セラミックスを用いたチップアンテナが知られている。周波数を一定とすれば、より誘電率の高い誘電体を用いることにより、チップアンテナの小型化を図ることができる。特許文献１ではミアンダ電極を設けることで波長短縮を図っている。しかし、誘電体アンテナでは、小型化、高利得の点で限界がり、磁性体を用いたアンテナの研究が盛んになってきている。アンテナに磁性体を用いる場合、スピネル型フェライトにはスネークの限界があり、高周波数領域で用いるには限界がある。

特許文献２に開示されている焼結体は、軟磁性樹脂組成物より重く、柔軟性に欠け、複雑形状での使用が難しい。また、２.２ＧＨｚ以上の領域に共鳴周波数を有するものが例示されているが、６ＧＨｚ程度の周波数が限界であり、これ以上の周波数では電波吸収体としては使用できず、周波数調整も難しい。

特許文献３にも、Ｙ型六方晶フェライト焼結体が開示されているが、これも焼結体であり、軟磁性樹脂組成物を使用した電波吸収体ではないため、柔軟性に欠け、複雑形状での使用が難しい。また、ある特定の周波数で複素透磁率の実部μ’を向上させることはできるが、周波数調整はできない。

特許文献４には、粒径を制御することにより複素透磁率の虚部μ’’を向上させることが出来ると開示されている。粒径を制御することで、複素透磁率の虚部μ’’を向上させることはできるが、周波数調整はできない。また、ある程度の特性向上は見込めるが、粒径制御だけでは磁気特性の大幅な向上は望めず、優れた電波吸収性能を得るのに限界がある。

特許文献５に開示されているＹ型六方晶フェライトを使用した磁性体アンテナについては、Ｂａ_２Ｃｏ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２（いわゆるＣｏ_２Ｙ）を使用することで誘電体アンテナよりも小型化を図ることができると記載されている。しかし、Ｃｏ_２Ｙは１ＧＨｚを超えて複素透磁率の実部μ’が維持されるが、もともとの複素透磁率の実部μ’が低く、より高性能のアンテナ特性を得ることは難しい。軟磁性組成物として使用するとなると、より高い複素透磁率の実部μ’が必要となる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、高周波帯域で優れた電波吸収性能及びアンテナ性能を得るために有効な固溶系Ｙ型六方晶フェライト原料とこれを用いた樹脂組成物及び成型体、この成型体からなる電波吸収体、磁性アンテナを提供することを目的とする。より詳しくは、Ｙ型六方晶フェライトＢａ₂Ｍ₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、Ｍの部分に２価の金属を２種類以上使用し、固溶体を形成することで、従来の単一系Ｙ型六方晶フェライトより高い電波吸収性能及びアンテナ性能が得られる固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料及び該材料を用いた成型体に提供しようというものである。

本発明は、上述した従来の固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料および該材料を用いた成型体が有する課題を解決することにある。

本発明は、上述した目的を達成するために、第１には、固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料において、該固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料を構成する固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ_２Ｍ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２のＭの部分を、２価金属（Ｆｅを除く）とするとともに、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇの郡から選ばれる、少なくとも、２種類以上の金属を含む粉末とし、また、該粉末を、平均粒径Ｄ_５０が６μｍ以下で、且つ、アスペクト比が、５以上の略六角板状の形状としたものである。

また本発明は、固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ₂（Ａ_ａＢ_ｂＣ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＋ｂ＋ｃ＝１で０．０≦ａ≦０．９、０．０≦ｂ≦０．９、０．０≦ｃ≦０．９としたものである。

第３には、固溶系Ｙ型六方晶フェライト１０〜６０体積％に、熱可塑性樹脂を４０〜９０体積％混合した組成物により、成型体を形成したものである。

第４には、固溶系Ｙ型六方晶フェライト１０〜９７体積％に熱硬化性樹脂を３〜９０体積％混合した組成物により、成型体を形成したものである。

第５には、成型体を、電波吸収体としたものである。

第６には、成型体を、磁性アンテナとしたものである。

本発明は、固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料において、該固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料を構成する固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ_２Ｍ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２のＭの部分を、２価金属（Ｆｅを除く）とするとともに、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇの郡から選ばれる、少なくとも、２種類以上の金属を含む粉末とし、また、該粉末を、平均粒径Ｄ_５０が６μｍ以下で、且つ、アスペクト比が、５以上の略六角板状の形状としたので、従来の単一系Ｙ型六方晶フェライトより高い電波吸収性能及びアンテナ性能を得ることができるとともに、電波吸収性能のコントロールや磁性アンテナとしての使用が可能となる。

固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ₂（Ａ_ａＢ_ｂＣ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂において、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０、０．０≦ａ≦０．９、０．０≦ｂ≦０．９、及び、０．０≦ｃ≦０．９としたので、電波吸収体としては従来の単一系Ｙ型六方晶フェライトより整合厚が薄くでき、又、同等の厚さでは、電波吸収性能の優れた材料として使用できる。

固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ₂（Ａ_ａＢ_ｂＣ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂において、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０、０．０≦ａ≦０．９、０．０≦ｂ≦０．９、及び、０．０≦ｃ≦０．９としたので、磁性アンテナとしては従来の単一系Ｙ型六方晶フェライトより磁気特性を上げ、磁性アンテナとしての性能を上げるという効果を奏することができる。

固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料の１０〜６０体積％に、熱可塑性樹脂を４０〜９０体積％混合した組成物により、成型体を形成したので、透磁率特性の電波吸収性能及びアンテナ性能を高めることができる。

固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料の１０〜９７体積％に、熱硬化性樹脂を３〜９０体積％混合した組成物により、成型体を形成したので、透磁率特性の電波吸収性能及びアンテナ性能を高めることができる。

成型体を、電波吸収体として構成することにより、従来の焼結体により形成された電波吸収体に比べ、複雑形状での使用が可能となるとともに、６ＧＨｚを超える周波数においても、電波吸収体として使用することができ、且つ、周波数調整が容易になる。

成型体を磁性アンテナとして構成することにより、従来の誘電体により形成された誘電体アンテナに比べ、小型化を図ることができ、また、複雑形状での使用が可能となるとともに、周波数調整が容易になる。

図１は、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末についてのＸ線回折パターンである。図２は、実施例１〜６及び比較例４〜６で得られたＹ型六方晶フェライト粉末を使用した電波吸収体について反射減衰量の周波数特性を整合厚みでシミュレーションしたグラフである。図３は、実施例４及び比較例５、６、１１で得られたＹ型六方晶フェライト粉末を使用した磁性アンテナについて複素透磁率の実部μ’の周波数特性を示すグラフである。図４は、実施例４及び比較例５、６、１１で得られたＹ型六方晶フェライト粉末を使用した磁性アンテナについて複素透磁率の虚部μ’’の周波数特性を示すグラフである。

以下、本発明について具体的な最良の形態について説明する。

ところで、大きな不要輻射の減衰を実現するためには、磁気損失が大きい、すなわち複素透磁率の虚部μ’’の大きい材料が必要となり、また、ＧＨｚ以上で優れた電波吸収性能を有するためには、ＧＨｚ以上で複素透磁率の虚部μ’’の大きい材料が必要となり、更には、高周波帯域で優れたアンテナ性能を有するためには、電波吸収性能とは逆に、複素透磁率の実部μ’が大きく、虚部μ’’が小さい材料が必要となる。

本発明における固溶系Ｙ型六方晶フェライトはフェロックス・プレーナ型の結晶構造をしており、また、ｃ軸に対して垂直な面内に磁化容易面を持っている。従って、スピネル型フェライトの周波数限界（スネークの限界）を超えた周波数帯まで所定の透磁率を維持することができる。そのため、優れた電波吸収性能を得るために必要な複素透磁率の虚部μ’’も高周波領域までのび、且つ、高い値を持っており、ＧＨｚ以上での電波吸収材料として有効である。

また、本発明の固溶系Ｙ型六方晶フェライトは、ソフトフェライトとしては、比較的高い保磁力を有するとともに、磁化されにくい性質を持ち、周波数限界（スネークの限界）を超えた周波数帯まで所定の透磁率を維持することから、高周波帯域での磁性アンテナとして有効でもある。

本発明の固溶系Ｙ型六方晶フェライトは、従来の一般的なフェライトの製造法に準じて行うことができる。即ち、Ｂａ、Ｍ、Ｆｅが所定の割合で含まれるように金属酸化物や金属塩（例えば炭酸塩）などを配合し、混合、造粒したのち、これを焼成することにより固溶系Ｙ型六方晶フェライトを合成することができる。焼成温度は概ね１１００〜１３００℃、焼成雰囲気は大気、焼成時間は１〜４ｈ程度とすればよい。またその原料に、フラックスとして金属塩化物を使用してもよい。

フラックスとして使用する金属塩化物としては、例えばＢａＣｌ_２やＳｒＣｌ_２等がある。これらは単独で使用することもできるし、複合で使用することもできる。なお、Ｂａ₂（Ａ_ａＢ_ｂＣ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂で表される固溶系Ｙ型六方晶フェライトを構成するＢａは、この金属塩化物以外の主原料で賄うように秤量すればよい。添加剤である金属塩化物は、焼成により生成した固溶系Ｙ型六方晶フェライトの表面に被着するか、或いは、結晶粒界に存在すると考えられ、これが焼成過程での１次粒子の凝集、或いは、焼結防止に寄与するものと推察される。この金属塩化物の配合量は、当該金属塩化物を除く配合原料全体に対する質量比で、１〜２０質量％の範囲で調整することが好ましい。

焼成後には、粉砕を行うことにより、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を得る。得られた固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末のＤ_５０が６μｍ以上の場合、凝集粒子が多く存在し、粒子が配向せず、特性が下がる。これを、1次粒子が得られるように粉砕すると、結果として平均粒径Ｄ_５０が６μｍ以下となる。ここで、平均粒径Ｄ_５０とは、Ｙ型六方晶フェライト粉末の粒度分布を累積曲線で表示した際の粒子数５０％の平均粒径をＤ_５０とし、レーザー回折式粒度分布測定装置によって求まる。このＤ_５０は３μｍ程度が好ましい。

しかし、過粉砕により六角板状粒子が壊れ、アスペクト比が５未満になると、板状粒子による効果が得られず、磁気特性が下がる。ここで、アスペクト比とは、固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ₂Ｍ₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の平均粒径と厚さとの比（平均粒径／厚さ）をいう。このアスペクト比は２０以上であることが好ましい。

また、この固溶系Ｙ型六方晶フェライトは固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ₂Ｍ₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の理論組成で表されるが、固溶系Ｙ型六方晶フェライトを形成するのであれば、この組成から多少ずれてもよい。固溶系Ｙ型六方晶フェライトの結晶構造はＸ線回折によって確認することができ、その様子を図１に示す。このように、固溶系Ｙ型六方晶フェライト以外の回折ピークをできるだけ含まない、即ち、不純物が少ない固溶系Ｙ型六方晶フェライトが好ましい。また、Ｍの部分には２価金属（Ｆｅを除く）を、少なくとも、２種類以上使用した固溶系Ｙ型六方晶フェライトであれば、透磁率の周波数特性の調整を容易に行うことができる。望ましくは、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏを使用した固溶系Ｙ型六方晶フェライトが好ましい。

固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ₂（Ａ_ａＢ_ｂＣ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＋ｂ＋ｃ＝１で１つの金属が０．９以上になると、固溶させていない単一系Ｙ型六方晶フェライトの特徴とほぼ同じになる。

得られた固溶系Ｙ型六方晶フェライトを熱可塑性樹脂と混合する場合、固溶系Ｙ型六方晶フェライトの含有量が１０体積％未満の場合は、透磁率特性が低下して電波吸収性能やアンテナ性能が劣ることになる。また、固溶系Ｙ型六方晶フェライトの含有量が６０体積％を越える場合は、樹脂バインダー量が少なくなりすぎて、成型品全体の強度が低くなると同時に、成型が困難になり、実用性が低下する。

また、固溶系Ｙ型六方晶フェライトを熱硬化性樹脂と混合する場合、シート成型では１０〜６０体積％、圧縮成型では６０〜９７体積％が好ましい。固溶系Ｙ型六方晶フェライトの含有量が１０体積％未満の場合は、磁気特性が上がらず、電波吸収性能、アンテナ性能が劣る。また、固溶系Ｙ型六方晶フェライトの含有量が９７体積％を越える場合は、成型が困難になり、実用性が低下する。

固溶系Ｙ型六方晶フェライトと樹脂とを、混練、分散し、軟磁性樹脂組成物を得るために使用する有機バインダーとしては、例えば、熱可塑性樹脂としての、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ウレタン、エチレンエチルアクリレート等を使用することができる。また、ゴムとしては、塩素化ポリエチレン、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ等の熱可塑性エラストマー、ネオプレン系、クロロプレン系ゴム等の合成ゴムや天然ゴムを使用することができる。更に、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、尿素系樹脂等を使用することができる。勿論、使用環境等に応じて、耐熱性、難燃性、耐久性、機械的強度、電気的特性を満足するものを１種類又は２種類以上を混合して使用してもよい。

本発明の固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末と有機バインダーとからなる軟磁性樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、カップリング剤、分散剤、防錆剤等による各種表面処理や酸化防止剤、熱安定化剤、顔料、非磁性充填剤、可塑剤、補強剤、熱伝導性充填剤、粘着剤等の各種添加剤を、１種又は２種以上添加することができる。カップリング剤については他成分との混和性を改良するためにシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等で表面処理し用いても良い。

本発明の固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末と有機バインダーとからなる軟磁性樹脂組成物の製造方法については、特に限定されるものではなく、公知の種々の方法で行うことができる。例えば、万能ミキサーで原料を分散させた後に、単軸或いは２軸の押し出し混練機で溶融混練する方法、ロール成型方法、塗工法（ドクターブレード）であっても良い。万能ミキサーで混合しただけの塗料を吹き付けたり、塗工するだけでも良い。

〔電波吸収体〕
実施例１はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＝０．５、ｂ＝０．５となるように原料を混合し、原料全体の２０質量％のＢａＣｌ_２を加えて加圧成型し、焼成してＹ型六方晶フェライト焼結体を生成した。焼成温度は１１００℃で３時間保持後、炉冷を行った。この固溶系Ｙ型六方晶フェライト焼結体を粉砕し、洗浄、乾燥を行い、Ｄ_５０＝２．７６μｍの固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を得た。この固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末と塩素化ポリエチレン樹脂を体積比１：１で混練し、圧延ロールにより厚さ１ｍｍに圧延後、１４０℃で熱プレスを行い、シートを形成した。得られたシートについて、外径７ｍｍ、内径３ｍｍの形状に打ち抜き、これを、ネットワークアナライザー（Ａｎｒｉｔｓｕ製３７２２５Ｂ）を用いてＳ１１、Ｓ２１のＳパラメータを反射法で、５００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲で測定し、複素透磁率と複素誘電率を算出した。反射減衰量は、Ｓパラメータから算出した複素透磁率、複素誘電率の値を基にシミュレーションを行った結果である。また、反射減衰量はマイナスに大きいほど電波吸収性能が高いことを示す。シートが１ｍｍ厚のときの反射減衰量のピーク値とその周波数と反射減衰量が最大となるときの周波数と整合厚みとの関係が、表１に示されている。また、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末の粒径、アスペクト比も表１に示されている。平均粒径Ｄはレーザー回折式粒度分布測定装置（株式会社日本レーザー製、ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）を用いて、測定した結果であり、アスペクト比はＳＥＭ（日本電子株式会社製、走査電子顕微鏡ＪＳＭ−５６００ＬＢ型）を用いて倍率３０００倍で、ランダムに選んだ５０個の粒子の長軸径と短軸径を測定し、平均アスペクト比を求めた結果である。

比較例１は、実施例１の組成と同様になるように原料を配合し、原料全体の３質量％のＢａＣｌ_２を加えて加圧成型し、焼成して固溶系Ｙ型六方晶フェライト焼結体を生成した。このＢａＣｌ_２の添加量以外は全て実施例１と同様に固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

比較例２は、Ｄ_５０＝５．４８μｍ程度に粉砕し、その他の条件は実施例１と同様に固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

比較例３は、原料全体の０．１質量％のＢａＣｌ_２を加えて加圧成型し、焼成して固溶系Ｙ型六方晶フェライト焼結体を生成したことと、粉砕を、１ｍｍ篩以下になる程度に粉砕したこと以外は、実施例１と同様に、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

実施例２はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＝０．９、ｂ＝０．１となるように原料を混合したこと以外は、実施例１と同様に、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が表１に示されている。

実施例３はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＝０．１、ｂ＝０．９となるように原料を混合したこと以外は、実施例１と同様に、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

実施例４はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＝０．５、ｃ＝０．５となるように原料を混合したこと以外は、実施例１と同様に、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

実施例５はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＝１／３、ｂ＝１／３、ｃ＝１／３となるように原料を混合したこと以外は、実施例１と同様に、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

実施例６はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＝０．４、ｂ＝０．４、ｃ＝０．２となるように原料を混合したこと以外は、実施例１と同様に、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

比較例４はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ａ＝１．０となるように原料を混合したこと以外は、実施例１と同様に、単一系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

比較例５はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ｂ＝１．０となるように原料を混合したこと以外は、実施例１と同様に、単一系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

比較例６はＢａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ｃ＝１．０となるように原料を混合したこと以外は、実施例１と同様に、単一系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。評価方法も実施例１と同様で、その結果が、表１に示されている。

表１において、周波数を１０ＧＨｚと記載しているところは、１０ＧＨｚ以上にピーク値があることを意味する。

表１より、実施例は比較例に比べて、１ｍｍ厚での反射減衰量がマイナスに大きく、整合厚が薄い。よって、従来の単一系Ｙ型六方晶フェライトより電波吸収特性が高いことが判る。

実施例１〜６と比較例１〜６の整合厚のときの反射減衰量の周波数特性が、図２に示されている。図２から、組成を変えることで、周波数特性をコントロールすることができることが判る。

実施例７は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末と１２ナイロン樹脂とを、６０：４０（質量％）になるように混合、混練し、射出成型機でシートを成型した。このシートでの電波吸収特性評価結果が、表２に示されている。

実施例８は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末と１２ナイロン樹脂とを、４０：６０（質量％）になるように混合、混練し、射出成型機でシートを成型した。このシートでの電波吸収特性評価結果が、表２に示されている。

実施例９は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末と１２ナイロン樹脂とを、１０：９０（質量％）になるように混合、混練し、射出成型機でシートを成型した。このシートでの電波吸収特性評価結果が、表２に示されている。

比較例７は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末と１２ナイロン樹脂とを、６５：３５（質量％）になるように混合、混練し、射出成型機でシートを成型したが、成型不可能であったため、成型不可能であったことが、表２に示されている。

比較例８は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末と１２ナイロン樹脂とを、５：９５（質量％）になるように混合、混練し、射出成型機でシートを成型した。このシートでの電波吸収特性評価結果が、表２に示されている。

実施例１０は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末とアクリル樹脂とを、９７：３（質量％）になるように混合、混練し、圧縮成型機でシートを成型した。このシートでの電波吸収特性評価結果が、表２に示されている。

実施例１１は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末とアクリル樹脂とを、５０：５０（質量％）になるように混合し、ドクターブレードでシートを成型した。このシートでの電波吸収特性評価結果が、表２に示されている。

実施例１２は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末とアクリル樹脂とを、１０：９０（質量％）になるように混合し、ドクターブレードでシートを成型した。このシートでの電波吸収特性評価結果が、表２に示されている。

比較例９は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末とアクリル樹脂とを、９９：１（質量％）になるように混合、混練し、圧縮成型機でシートを成型したが、成型不可能であったため、成型不可能であったことが、表２に示されている。

比較例１０は、実施例１で作製した固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を用いて、固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末とアクリル樹脂とを、５：９５（質量％）になるように混合し、ドクターブレードでシートを成型した。このシートでの電波吸収特性評価結果が、表２に示されている。

〔磁性アンテナ〕

実施例１３は、Ｂａ₂（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃ）₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂の組成において、ｂ＝０．５、ｃ＝０．５となるように原料を混合したこと以外は実施例１と同様に固溶系Ｙ型六方晶フェライト粉末を作製し、シートを形成した。また、比較例５及び比較例６は、上記に記載している。比較例１１は、比較例５と比較例６を体積比１：１で混合した粉末を使用し、シートを形成した。評価方法は、反射減衰量以外は実施例１と同様で、実施例１３の評価結果は表３に、また、比較例５、６、１１の評価結果は表４に示されている。ここで、ｔａｎδは磁性体損失の良否を表すものであり、このｔａｎδが低い方が、アンテナ性能として優れる。またこの複素透磁率のグラフが図３に示されている。

表５に実施例１３、比較例５、６、１１のμ’＞２、ｔａｎδ（μ’’／μ’）＜０．１を満たす周波数限界が示されている。また、上記のｔａｎδが低い方がアンテナ性能が優れると記載したが、このｔａｎδに加えて、複素透磁率の実部μ’が高い方が、より好ましい。μ’＞２及びｔａｎδ＜０．１は、優れたアンテナ材料を得るために必要な条件である。ただし、５００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲で測定を行ったので、周波数を記載していないものは、５００ＭＨｚ以上では、上記の条件を満たしていないものである。

比較例５と比較例１１は５００ＭＨｚで上記の条件を満たすが、それ以上の周波数では、満たせていないのに比べて、実施例１３は、２ＧＨｚまで、上記の条件を満たすことができる。

本発明は各種電磁波吸収体などのノイズ対策品やアンテナ材料として利用可能なものである。

Claims

固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料において、該固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料を構成する固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ_２Ｍ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２のＭの部分を２価金属（Ｆｅを除く）とするとともに、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇの群から選ばれる、少なくとも２種類以上の金属を含む粉末とし、また、該粉末を、平均粒経Ｄ_５０が６μｍ以下で、且つ、アスペクト比が、５以上の略六角板状としたことを特徴とする固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料。
前記固溶系Ｙ型六方晶フェライトＢａ_２（Ａ_ａＢ_ｂＣ_ｃ）_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２において、ＡはＺｎ、ＢはＮｉ、ＣはＣｏとし、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０、０．０≦ａ≦０．９、０．０≦ｂ≦０．９、及び、０．０≦ｃ≦０．９としたことを特徴とする請求項１に記載の固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料。
請求項１または請求項２記載の固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料の１０〜６０体積％に、熱可塑性樹脂を４０〜９０体積％混合した組成物により成型されたことを特徴とする成型体。
請求項１または請求項２記載の固溶系Ｙ型六方晶フェライト材料の１０〜９７体積％に、熱硬化性樹脂を３〜９０体積％混合した組成物により成型されたことを特徴とする成型体。
請求項３または請求項４記載の成型体であることが特徴の電磁波吸収体。
請求項３または請求項４記載の成型体であることが特徴の磁性アンテナ。