KR101113624B1 - 자성 시트의 제조 방법 및 자성 시트 - Google Patents

Abstract

자성 시트를 제조하는 데에 있어서는, 적어도 편평한 연자성 분말과 용매에 용해시킨 고분자 결합제를 혼합하여 제작된 자성 도료를 소정의 기재 상에 도포한 후에 건조시켜, 자성 시트를 형성한다. 그리고, 건조시켜 형성한 자성 시트 상에 추가로 자성 도료를 도포하여 건조시킨다. 이로써, 매우 고품질의 자성 시트를 고생산성 하에서 제조할 수 있다.

Description

자성 시트의 제조 방법 및 자성 시트 {PROCESS FOR PRODUCING MAGNETIC SHEET AND MAGNETIC SHEET}

본 발명은 전자파 노이즈를 억제하는 IC 카드나 IC 태그 등에 사용하는데 바람직한 자성 시트의 제조 방법, 및 이 제조 방법에 의해 제조된 자성 시트에 관한 것이다.

최근, 이른바 RFID (Radio Frequency IDentification) 라고 하는 개체 관리를 실시하는 시스템이 각종 업계에서 도입되고 있다. 이 RFID 시스템은, 트랜스폰더라고 하는 각종 데이터를 판독 및/또는 기록 가능하게 기억함과 함께 통신 기능을 갖는 소형의 비접촉형 집적 회로 (Integrated Circuit ; 이하, IC 라고 한다) 디바이스와 소정 리더/라이터 사이에서 무선 통신을 실시함으로써, 트랜스폰더에 대해 비접촉으로 데이터의 판독 및/또는 기록을 실시하는 기술이다. 구체적으로는, RFID 시스템에 있어서는, 전자 유도의 원리에 기초하여, 리더/라이터측의 루프 안테나로부터 자속이 방출됨에 따라, 방출된 자속이 유도 결합에 의해 트랜스폰더측의 루프 안테나와 자기적으로 결합하여, 트랜스폰더와 리더/라이터 사이에서 통신이 행해진다. 이 RFID 시스템은, 예를 들어, 트랜스폰더를 IC 태그로서 구성하고, 이 IC 태그를 상품에 장착함으로써 생산?물류 관리를 실시하는 용도 이외 에, 트랜스폰더를 IC 카드로서 구성하여, 교통 기관의 요금 징수나 건물에 대한 입퇴실에 사용하는 신분 증명서, 나아가서는 전자 화폐와 같은 여러 가지 용도에 대한 적용이 기대되고 있다.

이와 같은 RFID 시스템은, 종래의 접촉 형태 IC 카드 시스템과 같이, 리더/라이터에 IC 카드를 장전하거나 금속 접점을 접촉시키거나 하는 수고를 줄일 수 있어, 간단하고 또한 고속으로 데이터의 기록이나 판독을 실시할 수 있다. 또한, RFID 시스템은, 전자 유도에 의해 리더/라이터로부터 트랜스폰더에 대해 필요한 전력의 공급이 이루어지기 때문에, 트랜스폰더 내에 전지 등의 전원을 내장할 필요가 없어, 간단한 구성으로 또한 저가격으로 신뢰성이 높은 트랜스폰더를 제공할 수 있다는 이점도 갖는다.

단, RFID 시스템에 있어서는, 트랜스폰더의 주위에 다른 금속체가 있는 경우에는, 그 영향을 받아 통신에 지장이 생기는 경우가 있다. 전자 유도 방식에 있어서는, 금속체가 주위에 존재하면, 그 영향을 받아 인덕턴스가 변화됨에 따른 공진 주파수의 차이나 자속 변화 등이 생겨 전력 확보가 불가능해지기 때문이다. 따라서, RFID 시스템에 있어서는, 트랜스폰더와 리더/라이터의 충분한 통신 가능 범위를 확보하기 위해서, 어느 정도의 자계 강도를 가진 전자장을 방사시킬 수 있는 루프 안테나를 트랜스폰더측에 형성할 필요가 있다.

이 경우, 공간 배치 이외의 방법에 의해 금속체에 의한 루프 안테나에 대한 영향을 저감시키기 위해서는, 예를 들어 자성 재료를 사용하는 것이 유효하고, 이로써 금속체에 의한 영향을 저감시켜, 통신 거리를 크게 할 수 있다. 또한, 최 근의 통신 기기나 전자기기에 있어서는, 클록 주파수가 고주파수화되는 데에 수반하여, 노이즈 전자파의 방사 빈도가 높아져, 외부 또는 내부 간섭에 의한 기기 자체의 오동작이나 주변 기기에 대한 악영향 등이 발생하고 있는데, 이와 같은 전자파 장해의 발생을 방지하기 위해서도 자성 재료가 유효하다. 이와 같은 상황에서, 예를 들어 적당량의 연자성 분말을 고무나 플라스틱스 등의 결합제에 분산?혼합하여 이루어지는 각종 복합 자성 시트 (연자성 시트) 가 제안되어 있다.

종래, 이와 같은 자성 시트를 제조하는 데에 있어서는, 일반적으로는 이하의 공정을 거쳤다. 즉, 자성 시트를 제조하는 데에 있어서는, 먼저, 연자성 분말과 고분자 결합제와 용매를 혼합하여 자성 도료를 제작하고, 이것을 코터를 사용하여 박리용 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 에 도포함으로써, 1 층분의 자성 시트를 형성한다. 계속해서, 박리용 PET 상에 형성된 자성 시트를 박리하여 복수 장 적층한다. 그리고, 적층한 복수 장의 자성 시트를 라미네이터나 프레스기를 사용하여 압축함으로써, 최종 제조물로서의 자성 시트를 제조하였다.

그런데, 최근에는, 휴대전화기를 비롯한 휴대 통신 기기의 박형화, 경량화, 저비용화가 진행되어 있고, 이에 수반하여, 얇고 고성능인 자성 시트가 요구되고 있다. 여기서, 경량화를 목적으로 하는 데에 적합한 자성 재료로는, 페라이트가 있는데, 페라이트는 취성 (脆性) 재료이기 때문에, 휴대 통신 기기용의 자성 시트에 적용할 경우에는, 균열되기 쉬워져 내충격성이 매우 낮다는 문제가 있다. 그 때문에, 연자성 분말을 수지에 분산시키는 것에 의해 얇게 형성한 자성 시트로서 자성 특성이 양호한 자성 시트가 필요해지고 있다.

이러한 자성 시트의 제조 방법으로는, 편평한 자기성 분말과 고분자 결합제를 용매에 용해시켜 코팅하는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 등 참조). 또한, 특허 문헌 2 에는, 연자성 분말을 고분자 결합제 중에 혼합하여 이루어지는 복수의 복합 자성 시트의 표면에 요철을 형성한 다음, 서로 대향하는 2 개의 롤러에 의해 압착하여, 복합 자성체를 얻는 제조 방법이 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2000-4097호

특허 문헌 2 : 일본 특허 제3722392호

그러나, 종래의 자성 시트의 제조 방법에 있어서는, 박리용 PET 로부터 자성 시트를 박리하여 복수 장 적층하는 공정을 수반하기 때문에, 복수 장의 자성 시트가 어긋난 상태에서 적층되어 버린다는 문제가 있기 때문에, 제조 공정이 길어져 생산성이 나쁘다는 문제가 있었다.

또한, 종래의 자성 시트의 제조 방법에 있어서는, 자성 시트를 적층하는 데에 수반하여, 중첩되는 자성 시트와 자성 시트 사이에 공기가 말려들어가는 사태가 빈번하게 발생하였다. 그 때문에, 이러한 제조 방법에 의해 제조되는 자성 시트는, 고온 환경 하 또는 고온 고습 환경 하에 있어서, 자성 시트와 자성 시트 사이에 말려들어간 공기가 팽창되어, 두께가 두꺼워지는 방향으로 변화되어 버린다는 문제가 있었다.

또한, 종래의 자성 시트의 제조 방법에 있어서는, 자기 특성을 양호하게 하기 위해서, 높은 압력으로 압축한 경우에는 자성 시트와 자성 시트 사이에 말려들어간 공기가 표면으로 분출되어 외관의 악화를 초래한다는 문제가 있고, 반대로, 외관을 악화시키지 않도록 할 경우에는 압축시의 압력을 높일 수 없어, 자기 특성의 악화를 초래한다는 문제가 있었다.

나아가, 종래의 자성 시트의 제조 방법에 있어서는, 형성한 자성 시트 상에 추가로 자성 도료를 도포할 때에, 흰 줄 자국이 생겨 평활하게 도포할 수 없는 경우가 있어, 면내의 두께의 편차가 커진다는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 매우 고품질의 자성 시트를 고생산성 하에서 제조할 수 있는 자성 시트의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 자성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명자는 자성 시트의 제조에 관해서 예의 연구를 거듭한 결과, 양호한 외관 또한 자기 특성을 갖는 자성 시트를 고생산성 하에서 제조할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 상기 서술한 목적을 달성하는 본 발명에 관련된 자성 시트의 제조 방법은, 적어도 편평한 연자성 분말과 용매에 용해시킨 고분자 결합제를 혼합하여 제작된 자성 도료를 소정의 기재 상에 도포한 후에 건조시켜, 자성 시트를 형성하는 공정과, 건조시켜 형성한 상기 자성 시트 상에 추가로 상기 자성 도료를 도포하여 건조시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 서술한 목적을 달성하는 본 발명에 관련된 자성 시트는, 적어도 편평한 연자성 분말과 용매에 용해시킨 고분자 결합제를 혼합하여 제작된 자성 도료로 이루어지고, 상기 자성 도료를 소정의 기재 상에 도포한 후에 건조시켜 형성한 자성 시트 상에 추가로 상기 자성 도료를 도포하여 건조시켜 얻어지는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 본 발명에 있어서는, 복수 장의 자성 시트를 적층하여 열압축하는 종래의 제조 방법과 같이, 자성 시트가 어긋난 상태에서 적층되어 버린다는 문제를 해소할 수 있어, 자성 시트 사이에 말려들어가는 공기를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 압축에 의해 공기를 배출하는 공정을 간략화할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있음과 함께, 말려들어간 공기에서 기인하여 고온 환경 하 또는 고온 고습 환경 하에 있어서 자성 시트의 두께가 변화되어 버린다는 문제도 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 말려들어간 공기량이 적기 때문에, 높은 압력으로 압축한 경우에도 공기가 분출한 흔적이 남지 않아 양호한 외관을 유지하면서, 투자율이 큰 자성 시트를 제조할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 외관 및 자기 특성이 모두 양호한 매우 고품질의 자성 시트를 고생산성 하에서 제조할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.

이 실시형태는, 이른바 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템에 있어서 사용되는 IC (Integrated Circuit) 카드나 IC 태그 등에 사용하여 바람직한 자성 시트의 제조 방법이다. 특히, 이 자성 시트의 제조 방법은, 복수의 자성 시트를 적층하여 두께를 조정하고 있던 종래의 제조 방법과 같이, 자성 시트와 자성 시트 사이에 말려들어간 공기 문제를 해소하여, 매우 고품질의 자성 시트를 고생산성 하에서 제조할 수 있는 것이다.

먼저, 자성 시트를 제조하는 데에 있어서는, 적어도 편평한 연자성 분말과 용매에 용해시킨 고분자 결합제 (바인더) 를 혼합하여 자성 도료를 제작하고, 그 자성 도료를 소정의 기재 상에 도포한 후에 건조시켜, 자성 시트를 형성한다.

여기서, 편평한 연자성 분말을 구성하는 자성 재료로는, 임의의 연자성 재료를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 자성 스테인리스 (Fe-Cr-Al-Si 계 합금), 센더스트 (Fe-Si-Al 계 합금), 퍼멀로이 (Fe-Ni 계 합금), 규소동 (Fe-Cu-Si 계 합금), Fe-Si 계 합금, Fe-Si-B (-Cu-Nb) 계 합금, Fe-Ni-Cr-Si 계 합금, Fe-Si-Cr 계 합금, Fe-Si-Al-Ni-Cr 계 합금 등이 바람직하다. 이들의 연자성 재료로 이루어지는 연자성 분말을 사용하여 제작한 자성 시트는, 연자성 분말이 연자기 특성이 우수하기 때문에, RFID 시스템의 용도나 전파 흡수체로서 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 연자성 분말로는, 편평한 형상의 연자성 분말을 사용하는데, 장경이 1 ～ 200㎛ 이고, 편평도가 10 ～ 50 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 편평한 연자성 분말의 크기를 일정하게 하기 위해서는, 필요에 따라, 체 등을 사용하여 분급하면 된다.

또한, 연자성 분말로는, 예를 들어 실란 커플링제 등의 커플링제를 사용하여 커플링 처리한 연자성 분말을 사용하게 해도 된다. 커플링 처리한 연자성 분말을 사용함으로써, 편평한 연자성 분말과 고분자 결합제 계면의 보강 효과를 높여 비중이나 내식성을 향상시킬 수 있다. 커플링제로는, 예를 들어, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 등을 사용할 수 있다. 또한, 커플링 처리는, 미리 연자성 분말에 대해 실시해 두어도 되고, 연자성 분말과 바인더를 혼합할 때에 동시에 혼합하여, 그 결과, 커플링 처리가 행해지도록 해도 된다.

한편, 바인더 (고분자 결합제) 로는, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 이들의 공중합체를 사용할 수 있다. 특히, 바인더로는, 가공성이 양호하고, 편평한 연자성 분말을 고밀도로 배향시키는 것이 가능한 수지인 폴리에스테르계 수지를 사용할 수 있다. 바인더로서 사용하는 폴리에스테르계 수지로서, 인산 잔기를 갖는 인 내부첨가 폴리에스테르계 수지를 사용해도 된다. 자성 시트는, 이 인 내부첨가 폴리에스테르계 수지를 사용함으로써, 난소성 (難燒性) 이 부여된 것으로 할 수 있다.

인 내부첨가 폴리에스테르계 수지는, 상기 서술한 바와 같이, 분자 중에 인산 잔기를 갖는 것으로, 그 구체예로는, 예를 들어 인 변성 포화 폴리에스테르 공중합체를 들 수 있다. 인 변성 포화 폴리에스테르 공중합체는, 포화 공중합 폴리에스테르의 주골격에 인 성분이 도입되어 있는 것으로, 폴리에스테르 성분과 인 성분을 공중합시킴으로써 얻어진다. 여기서 폴리에스테르 성분으로는, 에틸렌글리콜과 테레프탈산, 나프탈렌카르복실산, 아디프산, 세바크산 또는 이소프탈산으로 형성되는 고분자 화합물이나, 1,4-부탄디올과 테레프탈산, 아디프산 또는 세바크산으로 형성되는 고분자 화합물이나, 1,6-헥산디올과 아디프산, 세바크산 또는 이소프탈산으로 형성되는 고분자 화합물 등을 사용할 수 있다. 또한, 인 성분으로는, 포스포네이트형 폴리올, 포스페이트형 폴리올, 비닐포스포네이트, 알릴포스포네이트 등을 사용할 수 있다. 이와 같이 주골격에 인 성분을 도입한 폴리에스테르 공중합체는, 단순히 폴리에스테르에 인 성분을 혼합 분산시킨 것보다 높은 난소성을 나타낸다.

인 내부첨가 폴리에스테르계 수지의 인 함유율은, 폴리에스테르계 수지의 주골격의 종류, 인 성분 (인산 잔기) 의 종류, 자성 시트를 구성하는 그 밖의 성분의 종류에 따라, 소정의 난소성을 만족하도록 정할 수 있지만, 인 함유율은 0.5 중량％ ～ 4.0 중량％ 이다. 인 함유율을 0.5 중량％ 미만이면 난소성이 낮아, 난연제를 다량으로 첨가하지 않으면, 충분한 난소성을 얻을 수 없다. 또한, 4.0 중량％ 를 초과하면 폴리에스테르계 수지의 분자량을 크게 할 수 없어지기 때문에, 기계적 강도가 저하되어 버리게 된다.

또한, 인 내부첨가 폴리에스테르계 수지의 수평균 분자량은, 8000 ～ 50000 인 것이 바람직하다. 수평균 분자량이 8000 미만에서는, 얻어지는 자성 시트의 기계적 강도가 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 수평균 분자량이 50000 보다 큰 경우에는, 얻어지는 자성 시트가 딱딱해지기 때문에, 원하는 가요성을 얻을 수 없다. 그리고, 인 내부첨가 폴리에스테르계 수지의 유리 전이 온도는, -20℃ ～ 40℃ 인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 -20℃ 이하로 되면 고온 하에서 탄성 비율이 저하되어, 고온 환경 하 또는 고온 고습 환경 하에서, 연자성 분말끼리의 접착력이 저하된다. 또한, 유리 전이 온도가 40℃ 를 초과하면, 실온에서의 자성 시트의 경도가 딱딱해진다.

또한, 자성 도료에는, 바인더인 폴리에스테르계 수지에 상용 (相溶) 하지 않고, 폴리에스테르계 수지에 분산되는 분산 입자를 첨가하도록 해도 된다. 자성 시트는, 이 분산 입자에 의해 표면이 평활해져, 후공정에서 압축할 때에 폴리에스테르계 수지 중의 공기의 분출 흔적이 남지 않는 양호한 외관으로 할 수 있다. 여기서, 분산 입자는 절연성인 것이 바람직하다. 또한, 분산 입자가 난연제이면 자성 시트에 난소성을 부여할 수 있다.

난연제로는, 임의의 것을 사용할 수 있는데, 예를 들어 아연계 난연제, 질소계 난연제 또는 수산화물계 난연제를 들 수 있다. 또한, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 등도 들 수 있다. 아연계 난연제로는, 탄산 아연, 산화 아연 또는 붕산 아연 등을 들 수 있고, 그 중에서도 탄산 아연이 바람직하다. 질소계 난연제로는, 예를 들어 멜라민 (시아누르산 트리아미드), 암멜린 (시아누르산 디아미드), 암멜리드 (시아누르산 모노아미드), 멜람, 멜라민시아누레이트, 벤조구아나민 등의 멜라민 유도체를 사용할 수 있다. 또한, 폴리에스테르계 수지에 대한 분산성, 혼합성의 관점에서, 멜라민시아누레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 난연제 대신에, 카본 블랙, 산화 티탄, 질화 붕소 질화 알루미늄, 알루미나 등을 첨가해도 된다.

분산 입자는, 폴리에스테르계 수지의 중량에 대해 그 중량이 7/13 이하인 것이 바람직하다. 폴리에스테르계 수지에 상용하지 않고 분산되는 분산 입자를 첨가하는 중량이 폴리에스테르계 수지의 중량에 대해 7/13 이하이면, 양호한 자기 특성을 가진 채로, 고온 환경 하 또는 고온 고습 환경 하에서의 자성 시트의 두께가 변화되는 치수 변화를 억제할 수 있어, 양호한 가공성을 얻을 수 있다. 한편, 폴리에스테르계 수지에 대해 분산 입자의 중량을 7/13 보다 많은 양을 첨가하면, 고온 환경 하 또는 고온 고습 환경 하에서의 자성 시트 두께의 치수 변화는 억제할 수 있지만, 가공성이 저하되어 버리게 된다.

또한, 폴리에스테르계 수지에 상용하지 않고 분산되는 분산 입자의 입경은, 0.01㎛ ～ 15㎛ 인 것이 바람직하다. 분산 입자의 입경이 0.01㎛ 미만이면, 자성 시트의 두께의 변화를 억제하는 효과가 얻어지지 않는다. 또한, 분산 입자의 입경이 15㎛ 이상이면, 자기 특성이 저하되게 된다.

자성 시트는, 압축하여 제조할 때에 수지 내의 공기를 배출하여 그 비중을 크게 하는데, 통상적으로, 압축에 의해 공기가 빠져나가는 길이 제한되어 버린다. 또한, 다량으로 배합되는 연자성 분말이 중첩되어, 매우 얇은 간극까지 바인더가 널리 퍼지지 않아, 필연적으로 공극이 남아 버린다. 이에 대하여, 분산 입자를 첨가한 자성 시트는, 평활하게 형성되기 때문에, 당해 자성 시트 내에 함유되는 공기량을 줄일 수 있어 비중을 크게 할 수 있다. 즉, 자성 시트는 양호한 자성 특성을 얻을 수 있게 된다. 또한, 자성 시트에 있어서는, 압축에 의해 비중을 크게 하면, 내부에 함유되는 공기량이 적어지기 때문에, 난소성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 자성 시트는, 연자성 분말과 바인더로서의 폴리에스테르계 수지의 이외에, 가교제를 함유하고 있어도 된다. 가교제로는, 예를 들어 블록이소시아네이트를 들 수 있다. 블록이소시아네이트는, 이소시아네이트기 (-NCO) 가 실온에서 반응하지 않도록 가열에 의해 해리 (탈보호) 할 수 있는 보호기로 보호된 이소시아네이트 화합물이다. 이 블록이소시아네이트는, 실온에서는 폴리에스테르계 수지를 가교하지 않지만, 보호기의 해리 온도 이상으로 가열됨으로써, 보호기가 해리되고 이소시아네이트기가 활성화되어, 폴리에스테르계 수지가 가교된다.

또한, 블록이소시아네이트로는, 보호기의 해리 온도가 120℃ ～ 160℃ 의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 해리 온도를 120℃ 보다 높게 함으로써, 기재 상에 도포되는 자성 도료의 점도를 조정하기 위해서 사용하는 메틸에틸케톤이나 톨루엔을 증발시켜, 형성되는 자성 시트를 건조시킬 수 있다. 한편, 해리 온도가 120℃ 보다 낮은 온도인 경우에는, 자성 도료를 기재 상에 도포하여, 메틸에틸케톤이나 톨루엔의 비점 이상의 온도에서 건조시킬 때, 블록이소시아네이트의 보호기가 해리되어 폴리에스테르계 수지의 가교가 진행되어 버릴 우려가 있다. 또한, 기재에 사용하는 필름의 내열 온도가 160℃ 이하이기 때문에, 해리 온도는 160℃ 이하인 것이 바람직하다. 폴리에스테르계 수지를 가교하는 반응은, 실온에서도 천천히 진행되기 때문에, 가열 종료 후에 전체를 실온까지 냉각시켜 장시간 방치함으로써, 폴리에스테르계 수지가 완전하게 가교되어, 바인더가 완전하게 경화되게 된다.

또한, 블록이소시아네이트는, 바인더인 폴리에스테르계 수지에 대해 0.5 중량％ 이상 배합하는 것이 바람직하다. 이로써 충분한 효과를 얻을 수 있다. 블록이소시아네이트의 배합량이 0.5 중량％ 미만이면, 가교가 불충분해져, 고온 환경 하 또는 고습 환경 하에 있어서, 두께의 변화가 커져버릴 우려가 있다.

또한, 보호되어 있지 않은 이소시아네이트를 사용한 경우에는, 자성 도료를 기재 상에 도포하여 용제를 건조시켜 시트화할 때에, 폴리에스테르계 수지의 가교가 진행되어 버리기 때문에, 압축해도 양호한 자기 특성을 얻을 수 없다. 또한, 경화가 진행된 것을 압축하기 때문에, 두께가 두꺼워지는 것과 같은 변화가 커진다.

여기서, 편평한 연자성 분말을 바인더로서의 폴리에스테르계 수지와 혼합하여, 고밀도로 충전하는 것은 용이하지 않다. 편평한 연자성 분말을 바인더와 혼합하는 경우에는, 혼합 중의 부하에 의해 편평한 연자성 분말이 분쇄되어 작아지거나, 큰 변형을 받아 투자율 μ' 를 저하시키거나 하는 원인이 되기 때문이다. 그 때문에, 편평한 연자성 분말과 바인더의 혼합에는, 용매에 용해시킨 고분자 결합제를 사용하여, 최대한 편평한 연자성 분말에 부하를 주지 않도록 혼합하여 자성 도료로 하고, 이것을 기재에 도포하여 자성 시트를 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 자성 도료의 도포시에는, 자장을 가함으로써, 편평한 연자성 분말을 면내 방향으로 배향, 배열시키는 효과가 얻어져, 연자성 분말을 고밀도로 충전하는 것이 가능해진다. 또한, 비중을 향상시키기 위해서, 건조시킨 자성 시트를 압축하는 압축 공정을 넣어도 된다. 자성 시트는, 비중을 크게 함으로써 내부에 함유되는 공기량이 적어지기 때문에, 더욱 난소성을 향상시킬 수 있다

또한, 기재로는, 필름 상태인 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리이미드 필름, 폴리페닐렌술파이드 필름, 폴리프로필렌옥사이드 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리아미드 필름 등을 들 수 있다. 또한, 그 두께는 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 수 ㎛ ～ 수백 ㎛ 로 할 수 있다. 또한, 자성 시트 형성면에는 이형제가 도포되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 배향을 용이하게 실시하기 위해서도, 바인더로서의 수지는 유동성이 높은 것으로 하는 것이 바람직하고, 바인더를 용매에 용해시켜, 소정 점도의 자성 도료로 하는 것이 바람직하다. 자성 도료의 점도의 조정에는, 각종 용매를 사용할 수 있고, 예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 화합물, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤 등을 사용할 수 있다.

자성 도료의 점도는, 코터나 독터 블레이드법 등을 이용하여 도포할 수 있도록 조절하면 되는데, 너무 점도를 지나치게 작게 하면 바인더 성분이 많아지기 때문에, 시트화했을 때에 비중이 작아져 버린다는 문제가 있다. 고형분은 50％ ～ 70％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 고형분이 70％ 이상으로 점도가 큰 경우에는, 도포가 불가능하거나, 도포할 때에 시트에 줄무늬가 들어가거나 하는 문제가 발생할 가능성이 있다. 고형분을 50％ 이하로 하면, 자성 도료를 기재 상에 도포할 때에 기재 상의 이형제에서 튐 등의 문제가 생긴다.

본 발명의 실시형태로서 나타내는 자성 시트의 제조 방법에서는, 이와 같은 자성 도료를 제작하여, 이것을 코터나 독터 블레이드법 등을 적용하여 소정의 기재 상에 원하는 두께를 가지고 도포한 후에 건조시켜, 자성 시트를 형성한다. 또한, 건조는, 용제의 함유량이 1 중량％ 이하로 되는 정도로 실시하는 것이 바람직하다. 용제의 함유량이 1 중량％ 이상인 경우에는, 건조시킨 자성 시트를 기재로부터 박리할 때에, 연장되거나 찢어지거나 할 가능성이 있고, 또한, 휘발한 용제가 자성 시트 표면에 팽윤되어 나타나기 때문이다. 또한, 도포 후의 건조 온도는, 가교제가 함유되어 있는 경우에는 그 가교제의 가교 개시 온도보다 낮은 것으로 한다. 그리고, 이 제조 방법에 있어서는, 건조시켜 형성한 자성 시트 상에 추가로 자성 도료를 도포하여, 동일하게 하여 건조시킨다. 이 제조 방법에 있어서는, 이와 같은 공정을 반복하여 실시함으로써, 자성 시트의 두께를 조정한다. 또한, 이 제조 방법에 있어서는, 가교제가 함유되어 있는 경우에는, 건조시켜 형성한 자성 시트를 바인더의 유리 전이 온도 이상 또한 바인더와 가교제의 반응 개시 온도 미만에서 압축하고, 나아가 바인더와 가교제의 반응 개시 온도 이상에서 압축하도록 해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태로서 나타낸 자성 시트의 제조 방법은, 적어도 편평한 연자성 분말과 용매에 용해시킨 바인더를 혼합하여 자성 도료를 제작하고, 그 자성 도료를 소정의 기재 상에 도포한 후에 건조시켜 자성 시트를 형성하며, 이 자성 시트 상에 추가로 자성 도료를 도포하여 건조시킴으로써, 복수 장의 자성 시트를 적층하여 열압축하는 종래의 제조 방법과 같이, 자성 시트가 어긋난 상태에서 적층되어 버린다는 문제를 해소할 수 있어, 자성 시트 사이에 말려들어가는 공기를 줄일 수 있다. 따라서, 이 제조 방법에 있어서는, 압축에 의해 공기를 배출하는 공정을 간략화할 수 있어, 생산성이 향상됨과 함께, 말려들어간 공기에서 기인하여 고온 환경 하 또는 고온 고습 환경 하에 있어서 자성 시트의 두께가 변화되어 버린다는 문제도 저감시킬 수 있다. 나아가, 이 제조 방법에 있어서는, 말려들어간 공기량이 적기 때문에, 높은 압력으로 압축한 경우에도, 공기가 분출한 흔적이 남지 않아 양호한 외관을 유지하면서, 투자율 (透磁率) 이 큰 자성 시트를 제조할 수 있다.

본원 발명자는, 실제로 자성 시트를 제조하여, 85℃ 의 고온 환경 하, 및 60℃?95％ 의 고온 고습 환경 하에서의 환경 시험을 실시하여, 환경 시험 후의 외관, 및 환경 시험 전후의 자기 특성 (투자율 μ', 자기 손실 μ'', Q 값) 을 측정하였다.

구체적으로는, 실시예 1, 비교예 1, 2 에서는, 편평한 연자성 분말로서 Fe-Si-Al 계 합금 분말 (주식회사 메이트 제조), 바인더로서 인 내부첨가 폴리에스테르계 수지 (바이론 537 ; 토요 방적 주식회사 제조) 와 인 내부첨가 폴리에스테르 우레탄 수지 (바이론 NHV-1 ; 토요 방적 주식회사 제조) 를 8 : 2 의 비율로 혼합한 폴리에스테르계 수지, 가교제로서 블록이소시아네이트 (콜로네이트 2507 ; 닛폰 폴리우레탄 공업 주식회사 제조) 및 실란 커플링제 (SH6040 ; 토오레?다우코닝 주식회사 제조) 를 사용하여 제작한 자성 도료를 준비하였다.

또한, 실시예 2, 3, 비교예 3, 4 에서는, 편평한 연자성 분말로서 Fe-Si-Al 계 합금 분말 (주식회사 메이트 제조), 바인더로서 인 내부첨가 폴리에스테르계 수지 (바이론 537 ; 토요 방적 주식회사 제조) 와 인 내부첨가 폴리에스테르 우레탄 수지 (바이론 NHV-1 ; 토요 방적 주식회사 제조) 를 8 : 2 의 비율로 혼합한 폴리에스테르계 수지, 가교제로서 블록이소시아네이트 (콜로네이트 2507 ; 닛폰 폴리우 레탄 공업 주식회사 제조), 및 실란 커플링제 (SH6040 ; 토오레?다우코닝 주식회사 제조), 또한 자성 시트에 함유되는 공기량을 줄이기 위한 분산 입자로서 멜라민시아누레이트 (MC610 ; 닛산 화학공업 주식회사 제조) 를 사용하여 제작한 자성 도료를 준비하였다.

그리고, 실시예 1 ～ 3 에서는, 본 발명에서 제안한 제조 방법을 이용하여 자성 시트를 제조하고, 비교예 1 ～ 4 에서는, 복수 장의 자성 시트를 적층하여 열압축하는 종래의 제조 방법을 이용하여 자성 시트를 제조하였다. 제조한 자성 시트의 외관을 확인하여, 표면에 공기가 분출한 흔적이 없어 요철로 되어 있지 않은 상태의 평가를 "○" 로 하고, 표면에 공기가 분출한 흔적이 남아 요철로 되어 있는 상태의 평가를 "×" 로 하였다. 또한, 자기 특성에 대해서는, 투자율 μ' 가 "70 이상", "60 이상 70 미만", 및 "60 미만" 의 3 개의 유형으로 분류하여, 평가를 각각 "◎", "○", "×" 로 하였다. 또한, 환경 시험 전후에서의 자성 시트의 두께 변화율은 5％ 이내가 제품으로서 요구되는 기준이다. 이 결과를 다음의 표 1 및 다음의 표 2 에 나타낸다.

(실시예 1)

자성 도료를 박리용 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 상에 도포하여, 115℃ 에서 건조시켜 자성 시트를 형성하고, 그 위에 추가로 자성 도료를 도포하여 115℃ 에서 건조시켰다. 이 공정을 반복하여 실시하여, 6 층분의 자성 시트에 상당하는 자성 시트를 얻었다. 그 후, 얻어진 자성 시트를 110℃ 로 설정된 롤과 롤 사이에 선압 3.3kgf/㎠ 로 10 회 통과시켜 압축하면서 공기를 배출하고, 다시 150℃, 5.9kgf/㎠ 로 압축하여 최종 제조물로서의 자성 시트를 얻었다. 이 결과, 자성 시트의 외관 및 자기 특성 모두 양호하였다. 또한, 자성 시트를 85℃ 의 고온 환경 하, 및 60℃?95％ 의 고온 고습 환경 하에 168 시간 정치시켜도 두께와 자기 특성의 변화는 적었다.

(실시예 2)

자성 도료를 박리용 PET 상에 도포하여, 115℃ 에서 건조시켜 자성 시트를 형성하고, 그 위에 추가로 자성 도료를 도포하여 115℃ 에서 건조시켰다. 이 공정을 반복하여 실시하여, 6 층분의 자성 시트에 상당하는 자성 시트를 얻었다. 그 후, 얻어진 자성 시트를 110℃ 로 설정된 롤과 롤 사이에 선압 3.3kgf/㎠ 로 10 회 통과시켜 압축하면서 공기를 배출하고, 다시 150℃, 6.2kgf/㎠ 로 압축하여 최종 제조물로서의 자성 시트를 얻었다. 즉, 이 실시예 2 는, 실시예 1 과는 자성 도료의 재료가 상이한 데에다, 실시예 1 보다 높은 압력으로 압축한 것이다. 이 결과, 실시예 1 보다 높은 장력으로 압축했음에도 불구하고, 자성 시트의 외관 및 자기 특성 모두 양호하였다. 또한, 멜라민시아누레이트의 첨가에 의해 연자성 분말과 연자성 분말 사이의 간극이 메워짐으로써, 자성 시트의 내부에 함유되는 공기량이 적어지기 때문에, 자성 시트를 85℃ 의 고온 환경 하, 및 60℃?95％ 의 고온 고습 환경 하에 168 시간 정치시켜도 두께와 자기 특성의 변화는 매우 적었다.

(실시예 3)

자성 도료를 박리용 PET 상에 도포하여, 115℃ 에서 건조시켜 자성 시트를 형성하고, 이것을 110℃ 로 설정된 롤과 롤 사이에 선압 3.3kgf/㎠ 로 1 회만 통과시켜 압축한 후에, 그 위에 추가로 자성 도료를 도포하여 115℃ 에서 건조시켰다. 이 공정을 반복하여 실시하여, 6 층분의 자성 시트에 상당하는 자성 시트를 얻었다. 그 후, 얻어진 자성 시트를 110℃ 로 설정된 롤과 롤 사이에 선압 3.3kgf/㎠ 로 10 회 통과시켜 압축하면서 공기를 배출하고, 다시 150℃, 6.4kgf/㎠ 로 압축하여 최종 생성물로서의 자성 시트를 얻었다. 즉, 이 실시예 3 은, 자성 도료의 도포 및 건조 후에 압축 공정을 형성함으로써, 실시예 2 보다 높은 압력으로 압축한 것이다. 이 결과, 실시예 2 보다 높은 압력으로 압축했음에도 불구하고, 자성 시트의 외관 및 자기 특성 모두 양호하였다. 또한, 멜라민시아누레이트의 첨가에 의해 연자성 분말과 연자성 분말 사이의 간극이 메워짐으로써, 자성 시트의 내부에 함유되는 공기량이 적어지기 때문에, 자성 시트를 85℃ 의 고온 환경 하, 및 60℃?95％ 의 고온 고습 환경 하에 168 시간 정치시켜도 두께와 자기 특성의 변화는 매우 적었다.

(비교예 1)

자성 도료를 박리용 PET 상에 도포하여, 115℃ 에서 건조시켜 자성 시트를 형성하고, 이것을 6 장 적층하여 110℃ 로 설정된 롤과 롤 사이에 선압 3.3kgf/㎠ 로 10 회 통과시켜 압축하면서 공기를 배출한 후에, 150℃, 5.7kgf/㎠ 로 압축하여 최종 제조물로서의 자성 시트를 얻었다. 즉, 이 비교예 1 은 실시예 1 보다 낮은 압력으로 압축한 것이다. 이 결과, 실시예 1 보다 낮은 압력으로 압축했음에도 불구하고, 표면에 공기가 분출되어 요철로 되어 있어 외관이 나빴다. 또한, 요철로 되어 있지 않은 영역의 자기 특성을 측정한 바, 자기 특성은 양호하였다. 나아가, 자성 시트를 85℃ 의 고온 환경 하, 및 60℃?95％ 의 고온 고습 환경 하에 168 시간 정치시킨 바, 자성 시트와 자성 시트 사이에 말려들어간 공기가 팽창하고, 두께가 두꺼워지는 방향으로 변화하여, 자기 특성도 크게 저하되었다.

(비교예 2)

자성 도료를 박리용 PET 상에 도포하여, 115℃ 에서 건조시켜 자성 시트를 형성하고, 이것을 6 장 적층하여 110℃ 로 설정된 롤과 롤 사이에 선압 3.3kgf/㎠ 로 10 회 통과시켜 압축하면서 공기를 배출한 후에, 150℃, 4.3kgf/㎠ 로 압축하여 최종 제조물로서의 자성 시트를 얻었다. 즉, 이 비교예 2 는, 외관이 나빴던 비교예 1 보다 낮은 압력으로 압축한 것이다. 이 결과, 자성 시트의 외관은 양호했지만, 양호한 자기 특성을 얻을 수 없었다. 또한, 자성 시트를 85℃ 의 고온 환경 하, 및 60℃?95％ 의 고온 고습 환경 하에 168 시간 정치시킨 바, 압축이 진행되어 있지 않기 때문에 두께의 변화는 적었다.

(비교예 3)

자성 도료를 박리용 PET 상에 도포하여, 115℃ 에서 건조시켜 자성 시트를 형성하고, 이것을 6 장 적층하여 110℃ 로 설정된 롤과 롤 사이에 선압 3.3kgf/㎠ 로 10 회 통과시켜 압축하면서 공기를 배출한 후에, 150℃, 5.9kgf/㎠ 로 압축하여 최종 제조물로서의 자성 시트를 얻었다. 즉, 이 비교예 3 은, 비교예 1 과는 자성 도료의 재료가 상이한 것이다. 이 결과, 멜라민시아누레이트를 첨가했음에도 불구하고, 압축 후에는 표면에 공기가 분출되어 요철로 된 부분이 존재하여, 외관이 나빴다. 또한, 자성 시트를 85℃ 의 고온 환경 하, 및 60℃?95％ 의 고온 고습 환경 하에 168 시간 정치시킨 바, 실시예 2 보다 낮은 압력으로 압축했음에도 불구하고, 자성 시트와 자성 시트 사이에 말려들어간 공기가 팽창하고, 두께가 두꺼워지는 방향으로 변화하여, 자기 특성도 실시예 2 와 비교하여 크게 저하되었다.

(비교예 4)

자성 도료를 박리용 PET 상에 도포하여, 115℃ 에서 건조시켜 자성 시트를 형성하고, 이것을 6 장 적층하여 110℃ 로 설정된 롤과 롤 사이에 선압 3.3kgf/㎠ 로 10 회 통과시켜 압축하면서 공기를 배출한 후에, 150℃, 4.9kgf/㎠ 로 압축하여 최종 제조물로서의 자성 시트를 얻었다. 즉, 이 비교예 4 는, 비교예 1 과는 자성 도료의 재료가 상이한 데에다, 비교예 1 보다 낮은 압력으로 압축한 것이다. 이 결과, 자성 시트의 외관은 양호했지만, 양호한 자기 특성을 얻을 수 없었다. 또한, 자성 시트를 85℃ 의 고온 환경 하, 및 60℃?95％ 의 고온 고습 환경 하에 168 시간 정치시킨 바, 압축이 진행되어 있지 않기 때문에 두께의 변화는 적었다.

이들의 결과로부터, 본 발명에서 제안한 제조 방법은 매우 유효하다는 것을 알 수 있다. 또한, 이들 실시예 1 ～ 3, 및 비교예 1 ～ 4 에 있어서는, 편평한 연자성 분말로서 Fe-Si-Al 계 합금 분말을 사용함과 함께, 바인더로서 폴리에스테르계 수지를 사용하였는데, 이들 이외의 연자성 분말과 수지의 조합으로도 동일한 결과가 얻어지는 것은 용이하게 추찰된다.

Claims (8)

1. 편평한 연자성 분말과 용매에 용해시킨 고분자 결합제를 혼합하여 제작된 자성 도료를 소정의 기재 상에 도포한 후에 건조시켜, 자성 시트를 형성하는 공정과,

   건조시켜 형성한 상기 자성 시트 상에 추가로 상기 자성 도료를 도포하여 건조시키는 공정을 구비하고,

   상기 자성 도료에는 가교제가 함유되어 있고,

   건조시켜 형성한 상기 자성 시트를, 상기 고분자 결합제의 유리 전이 온도 이상 및 상기 고분자 결합제와 상기 가교제의 반응 개시 온도 미만의 사이의 온도에서 압축하는 공정과,

   상기 고분자 결합제와 상기 가교제와의 반응 개시 온도 이상에서 압축하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 건조는 상기 용제의 함유량이 1 중량％ 이하로 되도록 실시하는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 자성 도료의 도포 후의 건조 온도는 상기 가교제의 가교 개시 온도보다 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 자성 도료에는 상기 고분자 결합제에 분산하도록 첨가된 분산 입자가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 분산 입자는 난연제인 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
8. 편평한 연자성 분말과 용매에 용해시킨 고분자 결합제를 혼합하여 제작된 자성 도료로 이루어지고,

   상기 자성 도료를 소정의 기재 상에 도포한 후에 건조시켜 형성한 자성 시트 상에 추가로 상기 자성 도료를 도포하여 건조시켜 얻어지고,

   상기 자성 도료에는 가교제가 함유되어 있고,

   건조시켜 형성한 상기 자성 시트는, 상기 고분자 결합제의 유리 전이 온도 이상 및 상기 고분자 결합제와 상기 가교제의 반응 개시 온도 미만의 사이의 온도에서 압축되고,

   상기 고분자 결합제와 상기 가교제와의 반응 개시 온도 이상에서 압축되는 것임을 특징으로 하는 자성 시트.