JP6679305B2 - 磁性コンパウンドとその製造方法並びに電子部品、アンテナ - Google Patents
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Description
ここで、本出願人は、平均粒子径100nm以下で、保磁力500〜2500Oeに調整され、飽和磁化が100Am2/kg以上である金属磁性粉と、その金属磁性粉を使用して形成されたアンテナを、特許文献1において開示している。
そこで、例えば特許文献1に開示した金属磁性粉を、誘電損失の低い樹脂中に分散させて磁気コンパウンドとすることが考えられた。
その上、小型化されたアンテナを実用化するには当該磁気損失および誘電損失を低く保ったまま、比透磁率と比誘電率との積の値が高いだけでなく、機械的強度特性の向上も必要であった。
即ち、本発明が解決しようとする課題は、磁気損失および誘電損失が低く、かつ比透磁率と比誘電率との積の値が高く、さらには機械的強度特性に優れた磁性コンパウンドと、その製造方法、並びに当該磁性コンパウンドを使用するアンテナを初めとする電子部品を提供することである。
そして、例えば特許文献1に開示した金属磁性粉の表面へ、所定の被覆体を存在させる表面処理を行って、金属磁性粉末複合体を得る構成に想到した。当該金属磁性粉末複合体は誘電損失の低い樹脂への相溶性が高いことから、当該樹脂中に相当量の金属磁性粉末複合体を安定して分散させて充填することにより、電磁気的特性に優れた磁性コンパウンドを製造することが期待された。
そして、上述した金属磁性粉末複合体が充填された樹脂中へ、さらに炭素繊維を含有させる構成に想到した。さらに、当該構成に対する研究の結果、磁性コンパウンドに対する炭素繊維添加は、機械的特性の向上のみならず、金属磁性粉末複合体の充填量を下げた場合であっても高い電磁気特性(例えば、比透磁率と比誘電率との積の値)を担保出来る効果もある、との画期的な知見を得た。
1MHzにおける誘電損失tanδεの値が0.01以下の熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含む磁性コンパウンドの製造方法であって、
金属磁性粉を、ジカルボン酸、ジカルボン酸無水物およびその誘導体から選択される1種以上の有機化合物により表面処理して金属磁性粉末複合体を得る工程と、
前記金属磁性粉末複合体と、樹脂と、炭素繊維とを混合する工程を有し、
前記炭素繊維を、1質量%以上5質量%以下含有させることを特徴とする磁性コンパウンドの製造方法である。
第2の発明は、
前記金属磁性粉として、保磁力Hcが50.0kA/m以上80.0kA/m以下、飽和磁化σsが160Am2/kg以上であるFe−Co合金粉末を用いることを特徴とする第1の発明に記載の磁性コンパウンドの製造方法である。
第3の発明は、
前記金属磁性粉として、平均粒子径100nm以下の金属磁性粉を用いることを特徴とする第1または第2の発明に記載の磁性コンパウンドの製造方法である。
第4の発明は、
前記金属磁性粉末複合体を、40質量%以上70質量%以下含有させることを特徴とする第1から第3の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法である。
第5の発明は、
前記有機化合物が、フタル酸であることを特徴とする第1から第4の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法である。
第6の発明は、
前記熱可塑性樹脂として、PPS、SPS、m−PPEから選択されるいずれか1種以上を用いることを特徴とする第1から第5の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法である。
第7の発明は、
前記炭素繊維として、表面が前記樹脂で被覆された炭素繊維を混合することを特徴とする第1から第6の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法である。
第8の発明は、
前記熱可塑性樹脂を、25質量%以上含有させることを特徴とする第1から第7の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法である。
第9の発明は、
前記金属磁性粉末複合体と前記樹脂とを混合して混練処理した後に、前記炭素繊維を混合してさらに混練処理することを特徴とする第1から第8の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法である。
第10の発明は、
熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含み、
前記炭素繊維が、1質量%以上5質量%以下含有され、曲げ強度が50MPa以上であり、
前記金属磁性粉の保磁力Hcが50.0kA/m以上80.0kA/m以下、飽和磁化σsが160Am2/kg以上であることを特徴とする磁性コンパウンドである。
第11の発明は、
熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含み、
前記炭素繊維が、1質量%以上5質量%以下含有され、曲げ強度が50MPa以上であり、
前記金属磁性粉は、平均粒子径100nm以下の金属磁性粉であることを特徴とする磁性コンパウンドである。
第12の発明は、
熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含み、
前記炭素繊維が、1質量%以上5質量%以下含有され、曲げ強度が50MPa以上であり、
前記金属磁性粉が、40質量%以上70質量%以下含有されていることを特徴とする磁性コンパウンドである。
第13の発明は、
熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含み、
前記炭素繊維が、1質量%以上5質量%以下含有され、曲げ強度が50MPa以上であり、
2GHz帯域での比透磁率の実数部(μ’)と比誘電率の実数部(ε’)との積の値(μ’×ε’)が10.0以上であり、かつ、磁気損失tanδμと誘電損失tanδεとの和の値(tanδμ+tanδε)と、前記積の値(μ’×ε’)との比の値((tanδμ+tanδε)/(μ’×ε’))が0.0038以下であり、曲げ弾性率が8000MPa以下であることを特徴とする磁性コンパウンドである。
第14の発明は、
前記熱可塑性樹脂が、1MHzにおける誘電損失tanδεの値が0.01以下であることを特徴とする第10から第13の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドである。
第15の発明は、
前記熱可塑性樹脂は、PPS、SPS、m−PPEから選択される1種以上であることを特徴とする第10から第14の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドである。
第16の発明は、
第10から第15の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドを用いたことを特徴とする電子部品である。
第17の発明は、
第10から第15の発明のいずれかに記載の磁性コンパウンドを用いたことを特徴とするアンテナである。
本発明に係る磁性コンパウンドに充填される金属磁性粉末複合体は、金属磁性粉末の表面に被覆体が存在するものである。当該金属磁性粉末複合体について(1)金属磁性粉、(2)被覆体、の順で説明する。
本発明に係る金属磁性粉は、磁性特性、粒径などを適宜設計したものを用いることが出来る。
磁性特性としては、保磁力(Hc)と飽和磁化(σs)とにより磁性コンパウンドの比透磁率を設定できる。ほかには、角形比(SQ)等、また粉体特性として、粒径、形状、BET(比表面積)、TAP(タップ)密度を調整すればよい。
金属磁性粉の原材料となる元素を含む水溶液中において、上述した希土類元素の量を変化させることで、最終的に得られる金属粒子の軸比(=長軸長/短軸長)を変更することができる。
希土類元素が少ない場合は軸比が大きくなり、より磁気損失を低減した金属粉末を得ることができる。一方、希土類元素が含有されていることにより、比透磁率が担保される。尤も、希土類元素の含有量が過剰の場合は、金属粒子の軸比が小さくなり磁気損失はやや大きくなるが、希土類元素を含まない場合と比べれば、比透磁率が大きくなる。
金属磁性粉を構成する金属磁性粉粒子の粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)観察により求めることができる。具体的には、TEM画像上において、ある粒子を取り囲む最小円を設定し、当該最小円の直径をその粒子の径(長径)と定める。その径は、金属コアの周囲を覆う酸化保護層を含めた金属磁性粉粒子の径を意味する。そして、ランダムに選択した300個の金属磁性粉粒子について径を測定し、その平均値を当該金属磁性粉の平均粒子径とすれば良い。
本発明に係る被覆体は、後述する表面処理工程において、金属磁性粉粒子表面の少なくとも一部または全部に付着し、当該金属磁性粉粒子を被覆していると考えられる。当該被覆体は、ジカルボン酸、ジカルボン酸分子内の脱水作用によって生成した無水物、ジカルボン酸の誘導体から選択される1種以上の有機化合物により構成される。尚、「誘導体」とは、官能基の導入、酸化、還元、原子の置き換えなど、母体の構造や性質を大幅に変えない程度の改変がなされた化合物をさし、「原子の置き換え」には、末端がアルカリ金属で置換がなされ、可溶性とされたものも含む概念である。
本発明に係る金属磁性粉粒子が、ジカルボン酸、ジカルボン酸分子内の脱水作用によって生成した無水物、ジカルボン酸の誘導体から選択される1種以上の有機化合物により被覆され、金属磁性粉末複合体を形成することで、後述する樹脂との相溶性が向上する。
本発明における好適な樹脂として、例えば、IEC60250またはJISC2138:2007に規定された1MHzにおける誘電損失tanδεの値が0.01以下の、低誘電損失材料である熱可塑性樹脂が挙げられる。IEC60250またはJISC2138:2007に規定された1MHzにおける誘電損失の値を0.01以下とすることで、磁性コンパウンドにおける誘電損失の特性が担保される。
なかでも、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、SPS(シンジオタクチックポリスチレン)樹脂、および、m−PPE(変性ポリフェニレンエーテル)樹脂を好ましい熱可塑性樹脂として挙げることが出来る。そして、これらの樹脂を単独または2種以上を混合して使用することが出来る。
炭素繊維は、比重が小さく、高強度、高弾性率であり、樹脂の強化材料として用いられている。しかし、本発明者らは、当該炭素繊維を磁性コンパウンド中に含有させることにより、当該磁性コンパウンドの機械的特性を向上させるのみならず、上述した金属磁性粉の充填量を減量しても、当該磁性コンパウンドは比透磁率の実数部(μ’)と比誘電率の実数部(ε’)との積の値(μ’×ε’)を担保出来ることを知見したものである。
この結果、本発明に係る磁性コンパウンドは、その磁気的特性を担保したまま、炭素繊維添加および金属磁性粉の充填量の減量による効果を享受して、曲げ弾性率を低く担保しながら曲げ強度を上げる効果を実現したものである。
炭素繊維の含有量としては、磁性コンパウンドに対して1質量%以上5質量%以下とすることが好ましい。炭素繊維の含有量を1質量%以上とすることで、十分な曲げ強度を担保でき、5質量%以下とすることで十分に低い誘電損失特性を担保できる。
本発明に係る磁性コンパウンドは、磁気損失および誘電損失が低く、比透磁率の実数部と比誘電率の実数部との積の値が大きく、曲げ強度が大きく、かつ曲げ弾性率が低い磁性コンパウンドである。
具体的には、2GHz帯域での比透磁率の実数部(μ’)と比誘電率の実数部(ε’)との積の値(μ’×ε’)が10.0以上であり、かつ磁気損失tanδμと誘電損失tanδεとの和の値(tanδμ+tanδε)と、前記積の値(μ’×ε’)との比の値((tanδμ+tanδε)/(μ’×ε’))が0.0038以下であり、曲げ強度が50MPa以上、かつ曲げ弾性率が8000MPa以下であることが好ましい。
さらに、2GHz帯域での比透磁率の実数部(μ’)と比誘電率の実数部(ε’)との積の値(μ’×ε’)が10.0以上であることで、当該アンテナの小型化を達成可能となる。
一般的に、比透磁率および比誘電率が増加するほど、磁気損失ならびに誘電損失も増加してしまう傾向がある。従って(磁気損失+誘電損失)/(比透磁率×比誘電率)の値が低いほど、損失特性が優れているということが出来る。本発明では、2GHzにおける磁気損失tanδμと誘電損失tanδεとの和の値(tanδμ+tanδε)と、前記積の値(μ’×ε’)との比の値における((tanδμ+tanδε)/(μ’×ε’))の値が、従来技術では達成することの出来なかった0.0038以下であることにより、磁気損失ならびに誘電損失特性の低いアンテナを作製可能としたものである。
この結果、当該磁性コンパウンドを用いて作製したアンテナ部品においては、下記式1で示される波長短縮効果により磁性コンパウンドを通過する電磁波の波長λが短くなるため、アンテナ部品を小型化することができる。
以上、[1]〜[3]にて説明した材料を用い、[4]にて説明した本発明に係る磁性コンパウンドを製造する方法について、図1、2を参照しながら説明する。
尚、図1、2はともに、本発明に係る磁性コンパウンドを製造する方法を示すフロー図であるが、図1は工程を簡素化したい場合に適する第1の製造方法であり、図2は高い機械的特性や電磁気的特性を重視する場合に適する第2の製造方法である。
金属磁性粉に対し、被覆体として有機化合物(ジカルボン酸、ジカルボン酸無水物およびその誘導体のうち少なくともいずれか)を添加して混合し、金属磁性粉末複合体を得る工程である。
得られた金属磁性粉末複合体において、炭素量が0.1質量%より多ければ、被覆体の添加量が十分であり樹脂への分散が好適に行える。一方、金属磁性粉末複合体において炭素量が10質量%以下であれば、磁性粒子の分散性向上に寄与しない非磁性成分の発生を回避出来るので好ましい。
金属磁性粉100重量部にする被覆体の添加量が2重量部以上あれば、生成する金属磁性粉末複合体と樹脂とがなじむため、生産した時の製品の性質安定性が向上する。一方、被覆体の添加量が15重量部以下であると、金属磁性粉末複合体における非磁性成分量が過剰とならず、当該金属磁性粉末複合体の電磁気特性低下を回避できる。この結果、当該金属磁性粉末複合体を樹脂と混ぜて磁性コンパウンドとしたときの、電磁気的特性を高く維持することができ、最終的に形成される電子部品の電磁気的特性についても同様に高く維持することができる。
そして、当該溶媒と被覆体との混合液へ金属磁性粉を加え、金属磁性粉を当該溶媒に含浸させた後、当該溶媒を除去する構成を採用することが好ましい。
ペースト化の工程を経ることにより、被覆体と金属磁性粉とが良くなじむように混合される為、金属磁性粉の表面に被覆体が吸着し易くなり、金属磁性粉末複合体が形成され易くなる。尤も、添加した被覆体が、金属磁性粉粒子に対して満遍なく行き渡れば、問題はない。また、撹拌を行う際、溶媒の除去操作、乾燥操作を行うために、ミキサーなどを使用しても差し支えない。
尚、当該溶媒の除去操作、乾燥の操作において、被覆体を金属磁性粉の粒子表面に残存させることが肝要である。
当該方法を採る場合には、日本コークス株式会社のFMミキサー、株式会社カワタのスーパーミキサーといったものが使用できる。また、こうした装置に、溶媒を蒸発させるための加熱装置が付属したものを用いれば、処理後の粉末を取り出して乾燥に付す操作が必要なくなるので好ましい。
(BET比表面積)
BET比表面積は、ユアサアイオニクス株式会社製の4ソーブUSを用いて、BET一点法により求められる。
得られた金属磁性粉末複合体(または金属磁性粉)の磁気特性(バルク特性)として、外部磁場10kOe(795.8kA/m)において、保磁力Hc(OeまたはkA/m)、飽和磁化σs(Am2/kg)、角形比SQを、東英工業株式会社製のVSM装置(VSM−P7)を用いて測定できる。Δσsは、金属磁性粉を温度60℃、相対湿度90%の空気環境下に一週間放置した時の飽和磁化の低下割合を百分率(%)で示したものである。
得られた金属磁性粉末複合体と、樹脂と、炭素繊維とを混練し、磁性コンパウンドを得る。強混練工程により樹脂中に、金属磁性粉粒子と炭素繊維とが分散して混ざっている状態となる。混練後の状態は、樹脂中に金属磁性粉末粒子と炭素繊維とが、均一濃度に分散されているのが望ましい。
図1を用いて説明した「(1)表面処理工程」と同様である。そして、同様の操作により金属磁性粉末複合体を得る。
撹拌方法は、図1を用いて説明した「(2)強混練工程」と同様である。但し、当該工程では、炭素繊維または炭素繊維を含有している強化樹脂を添加しない点で、図1と異なる。
「(2)強混練工程」が完了したら、撹拌装置の混練強度を下げて「弱混練工程」に入る。
弱混練工程においては、樹脂と金属磁性粉末複合体との混練物へ、炭素繊維または炭素繊維を含有している強化樹脂を混錬して磁性コンパウンドを得る。
ここで、樹脂と金属磁性粉末複合体との混練時の強度を下げ、「弱い剪断力」に調整して弱混練を行うのは、炭素繊維への機械的ダメージを低減する為である。炭素繊維へ与える機械的ダメージを低減することは、磁性コンパウンドの機械的特性を担保する観点から好ましい。
まず、フタル酸(和光純薬工業株式会社製:特級試薬)25gへ溶媒としてエタノール(和光純薬工業株式会社製:特級試薬)を添加して全量を500gとし、フタル酸のエタノール溶液を得た。この溶液へ、金属磁性粉(DOWAエレクトロニクス株式会社製:鉄−コバルト金属粒子、平均粒子径:43nm、BET比表面積:36.9m2/g、保磁力:756kA/m、飽和磁化σs:181.1Am2/kg、炭素含有量(高周波燃焼法):0.01質量%)500gを不活性雰囲気下で添加し、溶液中にて金属磁性粉を沈降させた混合物を得た。この混合物を、高速攪拌機(プライミクス株式会社製:TKホモミキサーMarkII)へ設置し、大気中において8000rpm2分間の撹拌により混合して、金属磁性粉のペーストを得た。
なお、当該金属磁性粉は、特開2015−200018号公報における実施例13に開示した製造方法により、製造したものである。
得られた凝集体を500メッシュのふるいにかけて粗大粒子を除き、実施例1に係る金属磁性粉末複合体を得た。
そして、比透磁率の実数部(μ’)、比透磁率の虚数部(μ”)、比誘電率の実数部(ε’)、比誘電率の虚数部(ε”)を測定し、高周波特性を確認した。ここで、磁気損失tanδμの算出式は、tanδμ=μ”/μ’であり、誘電損失tanδεの算出式は、tanδε=ε”/ε’である。当該測定結果を、表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が50.5質量%、樹脂の質量割合が47.0質量%、炭素繊維の質量割合が2.5質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例2に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例2に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例2に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が63.8質量%、樹脂の質量割合が35.1質量%、炭素繊維の質量割合が質量1.1%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例3係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例3に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例3に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が50.7質量%、樹脂の質量割合が47.9質量%、炭素繊維の質量割合が1.5質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例4に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例4に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例4に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が63.6質量%、樹脂の質量割合が33.9質量%、炭素繊維の質量割合が2.6質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした。
作製された実施例5に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例5に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が57.6質量%、樹脂の質量割合が39.5質量%、炭素繊維の質量割合が3.0質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例6に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例6に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例6に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が50.4質量%、樹脂の質量割合が46.1質量%、炭素繊維の質量割合が3.5質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例7に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例7に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例7に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が41.8質量%、樹脂の質量割合が54.1質量%、炭素繊維の質量割合が4.1質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例8に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例8に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例8に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が63.7質量%、樹脂の質量割合が34.5質量%、炭素繊維の質量割合が1.8質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例9に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例9係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例9に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が57.7質量%、樹脂の質量割合が40.2質量%、炭素繊維の質量割合が2.1質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例10係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例10に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例10に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末の質量割合が50.5質量%、樹脂の質量割合が47.0質量%、炭素繊維の質量割合が2.5質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例11に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例11に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例11に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が63.8質量%、樹脂の質量割合が35.1質量%、炭素繊維の質量割合が1.1質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例12に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例12に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例12に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末の質量割合が57.8質量%、樹脂の質量割合が41.0質量%、炭素繊維の質量割合が1.3質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例13に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例13に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例13に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が50.7質量%、樹脂の質量割合が47.9質量%、炭素繊維の質量割合が1.5質量%となるように、DURAFIDE0220A9と、DURAFIDE2130A1との配合量を算出し、各々の樹脂粉を窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例14に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された実施例14に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を表1に記載する。
作製された実施例14に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を表1に記載する。
磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合が63.9質量%、樹脂の質量割合が36.1質量%となるようにDURAFIDE0220A9の配合量を算出し、当該樹脂粉のみを窒素中で秤量して瓶に入れてフタをした。
小型混練機を用い窒素雰囲気中において、金属磁性粉末複合体とDURAFIDE0220A9とを、設定温度320℃混練攪拌速度100rpm(強混練)にて21分間混練(但し、樹脂および金属磁性粉の投入時間を含む。)して混練物とした以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例1に係る磁性コンパウンドを作製した。
作製された比較例1に係る曲げ試験用の成形体へ実施例1と同様の測定を行って、曲げ強度と曲げ弾性率(MPa)とを算出した。当該測定結果を、表1に記載する。
作製された比較例1に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。当該測定結果を、表1に記載する。
表面処理工程により金属磁性粉末複合体を得ることなく、強混練工程において金属磁性粉末複合体の代わりに実施例1と同様の金属磁性粉末を用い、磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末の質量割合を67.1質量%、樹脂の質量割合を32.9質量%とした以外は、比較例1と同様の操作を行って、比較例2に係る磁性コンパウンドを作製しようとした。しかしながら、金属磁性粉末と樹脂とは混じり合うことはなく、金属磁性粉末は樹脂中に分散しなかったので、比較例2に係る磁性コンパウンドを得ることは出来なかった。当該結果を、表1に記載する。
樹脂としてエポキシ樹脂を用い、磁性コンパウンドにおける金属磁性粉末複合体の質量割合を66.6質量%、樹脂の質量割合を33.4質量%とした以外は、比較例1と同様の操作を行って、比較例3に係る高周波特性測定用の成形体を作製した。エポキシ樹脂は、誘電損失tanδεの値が高い樹脂の代表例である。作製された比較例3に係る高周波特性測定用の成形体へ、実施例1と同様の高周波特性測定を行った。すると、比較例3に係る磁性コンパウンドのtanδεは0.089であることが判明した。当該測定結果を、表1に記載する。
表面処理工程により金属磁性粉末複合体を得ることなく、強混練工程において金属磁性粉末複合体の代わりに実施例1と同様の金属磁性粉末を用い、前記金属磁性粉末の質量割合を63.7質量%、樹脂の質量割合を34.5質量%、炭素繊維の質量割合を1.8質量%とした以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例4に係る磁性コンパウンドを作製しようとした。しかしながら、金属磁性粉末と樹脂とは混じり合うことはなく、金属磁性粉末は樹脂中に分散しなかったので、比較例4に係る磁性コンパウンドを得ることは出来なかった。当該結果を、表1に記載する。
Claims (17)
- 1MHzにおける誘電損失tanδεの値が0.01以下の熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含む磁性コンパウンドの製造方法であって、
金属磁性粉を、ジカルボン酸、ジカルボン酸無水物およびその誘導体から選択される1種以上の有機化合物により表面処理して金属磁性粉末複合体を得る工程と、
前記金属磁性粉末複合体と、樹脂と、炭素繊維とを混合する工程を有し、
前記炭素繊維を、1質量%以上5質量%以下含有させることを特徴とする磁性コンパウンドの製造方法。 - 前記金属磁性粉として、保磁力Hcが50.0kA/m以上80.0kA/m以下、飽和磁化σsが160Am2/kg以上であるFe−Co合金粉末を用いることを特徴とする請求項1に記載の磁性コンパウンドの製造方法。
- 前記金属磁性粉として、平均粒子径100nm以下の金属磁性粉を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の磁性コンパウンドの製造方法。
- 前記金属磁性粉末複合体を、40質量%以上70質量%以下含有させることを特徴とする請求項1から3いずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法。
- 前記有機化合物が、フタル酸であることを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂として、PPS、SPS、m−PPEから選択されるいずれか1種以上を用いることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法。
- 前記炭素繊維として、表面が前記樹脂で被覆された炭素繊維を混合することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂を、25質量%以上含有させることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法。
- 前記金属磁性粉末複合体と前記樹脂とを混合して混練処理した後に、前記炭素繊維を混合してさらに混練処理することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の磁性コンパウンドの製造方法。
- 熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含み、
前記炭素繊維が、1質量%以上5質量%以下含有され、曲げ強度が50MPa以上であり、
前記金属磁性粉の保磁力Hcが50.0kA/m以上80.0kA/m以下、飽和磁化σsが160Am2/kg以上であることを特徴とする磁性コンパウンド。 - 熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含み、
前記炭素繊維が、1質量%以上5質量%以下含有され、曲げ強度が50MPa以上であり、
前記金属磁性粉は、平均粒子径100nm以下の金属磁性粉であることを特徴とする磁性コンパウンド。 - 熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含み、
前記炭素繊維が、1質量%以上5質量%以下含有され、曲げ強度が50MPa以上であり、
前記金属磁性粉が、40質量%以上70質量%以下含有されていることを特徴とする磁性コンパウンド。 - 熱可塑性樹脂と、金属磁性粉と、炭素繊維とを含み、
前記炭素繊維が、1質量%以上5質量%以下含有され、曲げ強度が50MPa以上であり、
2GHz帯域での比透磁率の実数部(μ’)と比誘電率の実数部(ε’)との積の値(μ’×ε’)が10.0以上であり、かつ、磁気損失tanδμと誘電損失tanδεとの和の値(tanδμ+tanδε)と、前記積の値(μ’×ε’)との比の値((tanδμ+tanδε)/(μ’×ε’))が0.0038以下であり、曲げ弾性率が8000MPa以下であることを特徴とする磁性コンパウンド。 - 前記熱可塑性樹脂が、1MHzにおける誘電損失tanδεの値が0.01以下であることを特徴とする請求項10から13のいずれかに記載の磁性コンパウンド。
- 前記熱可塑性樹脂は、PPS、SPS、m−PPEから選択される1種以上であることを特徴とする請求項10から14のいずれかに記載の磁性コンパウンド。
- 請求項10から15のいずれかに記載の磁性コンパウンドを用いたことを特徴とする電子部品。
- 請求項10から15のいずれかに記載の磁性コンパウンドを用いたことを特徴とするアンテナ。
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