KR101161488B1 - 자성 시트 및 자성 시트의 제조 방법과, 안테나, 및 휴대 통신 기기 - Google Patents

자성 시트 및 자성 시트의 제조 방법과, 안테나, 및 휴대 통신 기기 Download PDF

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준이치로 스기타
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Abstract

자기 특성 및 신뢰성이 양호하면서, 절곡했을 때의 내성을 향상시킨 자성 시트 및 자성 시트의 제조 방법과, 안테나, 및 휴대 통신 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 자성 시트는, 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하는 자성 시트로서, 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 상기 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 가지며, 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡되어 사용되고, 상기 자성 시트의 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

자성 시트 및 자성 시트의 제조 방법과, 안테나, 및 휴대 통신 기기{MAGNETIC SHEET, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, ANTENNA, AND PORTABLE COMMUNICATIONS EQUIPMENT}
본 발명은 자성 시트 및 자성 시트의 제조 방법과, 안테나, 및 휴대 통신 기기에 관한 것이며, 특히 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하는 자성 시트 및 자성 시트의 제조 방법과, 이 자성 시트를 구비한 안테나, 및 휴대 통신 기기에 관한 것이다.
최근, 소위 RFID(Radio Frequency IDentification)로 지칭되는 개체 관리를 수행하는 시스템이 각종 업계에서 도입되고 있다. 이 RFID 시스템은, 트랜스폰더로 지칭되며 각종 데이터를 판독 내지 기록할 수 있게 기억하고 통신 기능을 갖는 소형의 비접촉형 집적 회로(Integrated Circuit; 이하, IC라고 함) 디바이스와 미리 정해진 리더/라이터와의 사이에서 무선 통신을 함으로써, 트랜스폰더에 대하여 비접촉으로 데이터를 판독 내지 기록하는 기술이다. 구체적으로는, RFID 시스템에서는, 전자 유도의 원리에 기초하여, 리더/라이터측의 루프 안테나로부터 자속이 방출되는 것에 따라서, 방출된 자속이 유도 결합에 의해 트랜스폰더측의 루프 안테나와 자기적으로 결합하고, 트랜스폰더와 리더/라이터와의 사이에서 통신이 이루어진 다. 이 RFID 시스템은, 예컨대 트랜스폰더를 IC 태그로서 구성하고, 이 IC 태그를 상품에 부착함으로써 생산?물류 관리를 수행하는 용도 외에, 트랜스폰더를 IC 카드로서 구성하며, 교통 기관의 요금 징수나 건물에의 입퇴출에 이용하는 신분 증명서로서의 용도, 더 나아가서는 트랜스폰더를 휴대 전화기 등에 탑재함으로써 상품의 구입에 제공하는 전자 화폐로서의 용도 등, 여러 가지 용도에의 적용이 기대되고 있다.
이러한 RFID 시스템은, 종래의 접촉형 IC 카드 시스템과 같이, 리더/라이터에 대하여 IC 카드를 장전하거나, 금속 접점을 접촉시키거나 하는 시간을 생략할 수 있고, 간이하면서 고속으로 데이터를 기록이나 판독할 수 있다. 또한, RFID 시스템은 전자 유도에 의해 리더/라이터로부터 트랜스폰더에 대하여 필요한 전력이 공급되기 때문에, 트랜스폰더 안에 전지 등의 전원을 내장할 필요가 없고, 간이한 구성으로 또 저가격으로 신뢰성이 높은 트랜스폰더를 제공할 수 있다고 하는 이점도 갖는다.
단, RFID 시스템에서는, 트랜스폰더 주위에 다른 금속체가 있는 경우에는, 그 영향을 받아 통신에 지장이 생기는 경우가 있다. 예컨대, 휴대 전화기를 비롯한 휴대 통신 기기에 트랜스폰더를 탑재하는 경우에는, 상기 트랜스폰더가 상기 휴대 통신 기기의 금속 케이스나 전지팩 등의 영향을 받음으로써 통신 거리의 단축화 문제가 발생한다. 이것은, 전자 유도 방식에서는 금속체가 트랜스폰더 주위에 존재하면, 그 영향을 받아 인덕턴스가 변화함으로써 공진 주파수의 어긋남이나 자속 변화 등이 생겨, 전력을 확보할 수 없기 때문이다. 따라서, RFID 시스템에서는, 트랜스 폰더와 리더/라이터와의 충분한 통신 가능 범위를 확보하기 위해, 어느 정도의 자계 강도를 갖은 전자장을 방사할 수 있는 루프 안테나를 트랜스폰더측에 설치해야 한다.
이 경우, 공관(空管) 배치 이외의 방법에 의해 금속체에 의한 루프 안테나의 영향을 저감시키기 위해서는, 예컨대 자성 재료를 이용하는 것이 유효하고, 이것에 의해 금속체에 의한 영향을 저감시켜, 통신 거리를 길게 할 수 있다. 또한, 최근의 통신 기기나 전자 기기에서는, 클록 주파수의 고주파수화에 수반하여, 노이즈 전자파의 방사 빈도가 높아지고, 외부 또는 내부 간섭에 의한 기기 자체의 오동작이나 주변 기기에의 악영향 등이 발생하지만, 이러한 전자파 장해의 발생을 방지하기 위해서도 자성 재료가 유효하다. 이러한 상황에서, 예컨대 적량의 편평한 형상의 연자성 분말을 고무나 플라스틱 등의 결합제에 분산?혼합하여 이루어지는 각종 복합 자성 시트(연자성 시트)가 제안되어 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이 휴대 전화기를 비롯한 휴대 통신 기기에 트랜스폰더를 탑재할 경우에는, 상기 휴대 통신 기기의 금속 케이스나 전지팩 등의 영향에 기인하는 통신 거리의 단축화를 방지하기 위해, 시트형의 자성 재료를 부착함으로써 자속 수속 작용을 강화하고, 안정된 통신을 실현하도록 하고 있다(예컨대 특허문헌 1 등 참조.)
그런데, 최근에는 휴대 전화기를 비롯한 휴대 통신 기기의 박형화, 경량화, 저비용화가 진행되고 있고, 이것과 함께, 휴대 통신 기기를 구성하는 각종 부품에 대해서도 박형화 및 경량화가 요구되고 있다.
여기서, 전지팩은 휴대 통신 기기를 구성하는 부품 중에서도 형상이 크다. 이 때문에, 휴대 통신 기기에서는, 예컨대 도 10에 도시하는 바와 같이, 대략 직사각형 단면을 갖는 전지팩(101)의 측벽 주위를 둘러싸도록 안테나 본체(102)를 배치함으로써, 대형 루프 안테나를 형성하는 것이 가능하여, 자성 시트와 루프 안테나가 전지팩의 이면측에 배치되었던 종래의 구조보다 박형화할 수 있다.
이 경우, 자성 시트(103)는 전지팩(101)의 두께와 같은 정도의 폭으로 긴 형상으로 형성된 것을, 미리 정해진 점착재(104)를 통해 안테나 본체(102)를 따라 접착함으로써 사용된다. 이와 같이, 자성 시트(103)를 안테나 본체(102)에 접착하여 사용하는 양태에서는 도 10에서 A로 나타내는 바와 같이, 전지팩(101)의 코너부 등에 대응하는 영역이 절곡되게 된다.
이러한 자성 시트(103)를 안테나 본체(102)에 접착하여 사용하는 양태에서는, 예컨대 전지팩(101)의 발열이 현저한 충전 시나, 사용자가 의류의 포켓에서 꺼내거나 넣을 때 등의 온도 변화가 심한 환경 하에서 자성 시트(103)가 사용되게 된다. 이와 같이, 휴대 통신 기기에서는, 자성 시트(103)가 저온 환경 하와 고온 환경 하에 노출되는 상태가 반복되거나, 고온 고습 환경 하에 노출되는 상태가 계속되거나 하는 경우에는 자성 시트(103)와 안테나 본체(102)와의 선팽창 계수의 차에 기인하여, 자성 시트(103)와 안테나 본체(102)에 대해서 휘어지거나 뜨는 경우가 있다. 따라서, 휴대 통신 기기에서는, 이러한 휘어지거나 뜨는 경우에 기인하여 공진 주파수의 어긋남이 생긴다고 하는 문제가 있어, 환경에 관계없이 특성 변화가 없는 것이 요구되고 있다.
여기서, 자성 시트(103)는 주재료로서 포함하는 편평한 형상의 자성 분말량 을 많게 함으로써, 선팽창 계수를 작게 할 수 있고, 안테나 본체(102)의 선팽창 계수(예컨대 구리인 경우에는 17 ppm/℃)에 근접할 수 있다. 그러나, 자성 시트(103)에서는 편평한 형상의 자성 분말량을 많게 하는 데 수반하여, 어떠한 바인더를 이용하여도 선팽창 계수를 작게 할 수 있다는 것은 아니다. 또한, 자성 시트(103)에서는, 선팽창 계수를 작게 한 경우에는, 그 가요성이 저하되기 때문에, 절곡했을 때에 균열 등의 파손이 생긴다고 하는 문제가 있다. 이러한 파손은, 자성 분말이 휴대 통신 기기 안에 확산되어 성능 열화 등, 신뢰성의 저하를 초래하는 것으로 이어진다.
또한, 자성 시트(103)에서는, 편평한 형상의 자성 분말량을 많게 하는 데 수반하여, 취성의 경향이 강해지고, 저온 환경 하와 고온 환경 하에 노출되는 상태가 반복되거나 고온 고습 환경 하에 노출되는 상태가 계속되는 경우에는, 그 두께나 자기 특성이 변화된다고 하는 문제가 있다. 한편, 자성 시트(103)에서는 편평한 형상의 자성 분말량이 적으면, 파손에 관한 문제는 저감할 수 있지만, 충분한 자기 특성을 얻을 수 없고, 통신 거리가 단축되어 버린다고 하는 문제가 발생한다.
시트형의 연자성 조성물을 제조하는 방법의 하나인, 소위 도공법은 얇은 자성 시트를 제조하기 위해서는 적합하지만, 두꺼운 자성 시트를 제조하는 경우에는, 자성 시트를 복수매 적층하고, 이것을 라미네이터나 프레스기를 이용하여 압축해야 한다. 여기서, 선팽창 계수를 작게 하기 위해, 에폭시기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 경화제와 편평한 형상의 자성 분말을 이용한 자성 시트를 복수매 적층하여 제조된 자성 시트는 표리 어느 한 면을 내측으로 하도록 절곡한 경우 에도 같은 정도로 균열이 발생하고, 내충격성이 낮다.
그래서, 편평한 형상의 자성 분말량의 대소에 따른 결점을 서로 보완하기 위해서, 바인더에 대한 편평한 형상의 자성 분말량이 많은 자성 시트와, 바인더에 대한 편평한 형상의 자성 분말량이 적은 자성 시트를 접합시킴으로써, 표리 어느 한쪽 방향으로 절곡했을 때의 쉽게 균열되는 것을 개선하는 것도 생각할 수 있지만, 이러한 구성에 의해 자기 특성을 원하는 값에까지 양호하게 하는 것은 매우 어렵다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2005-333244호 공보
본 발명은 종래에서의 상기 문제를 해결하고, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은, 자기 특성 및 신뢰성이 양호하면서, 절곡했을 때의 내성을 향상시킨 자성 시트 및 자성 시트의 제조 방법과, 안테나, 및 휴대 통신 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 감안하여, 예의 검토를 행한 결과, 이하의 지견을 얻었다. 즉, 편평한 형상의 자성 분말 주위에 존재하는 수지 바인더의 밀도를 제어하여 두께 방향에 대하여 함유율의 기울기를 갖도록 제조함으로써, 자기 특성 및 신뢰성을 저하시키지 않고, 표리면에서 절곡에 대한 내성을 상이하게 할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
본 발명은 본 발명자의 상기 지견에 기초하는 것이며, 상기 과제를 해결하기 위한 수단은 이하와 같다. 즉,
<1> 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하는 자성 시트로서, 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 상기 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 가지며, 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡되어 사용되고, 상기 자성 시트의 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 것을 특징으로 하는 자성 시트이다.
이 <1>에 기재된 자성 시트에서는, 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이, 상기 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖기 때문에, 한쪽 면측에 자성 분말이 많이 존재하고, 다른쪽 면에 수지 바인더가 많이 존재하게 되어, 자기 특성 및 신뢰성을 저하시키지 않고, 표리면에서 절곡에 대한 내성을 상이하게 할 수 있다.
또한, 상기 <1>에서의 「절곡」이란, 절곡된 자성 분말의 함유율이 작은 면들 간의 각도(도 4에서의 X)가 0˚~90˚인 경우뿐만 아니라, 90˚를 초과하는 경우도 포함한다.
<2> 수지 바인더는 관능기로서 에폭시기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와의 공중합체인 상기 <1>에 기재된 자성 시트이다.
<3> 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말이 침강하는 혼합비 내지 점도의 자성 조성물이 미리 정해진 기재 위에 도포되며, 미리 정해진 시간 이상이 걸려 건조됨으로써 형성된 것인 상기 <1> 내지 <2> 중 어느 하나에 기재된 자성 시트이다.
<4> 자성 조성물이 건조되어 형성된 자성 시트 위에, 상기 자성 조성물과 동일한 조성의 자성 조성물을 더 도포하여 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조하는 공정을 1회 또는 복수회 반복함으로써 형성된 것인 상기 <3>에 기재된 자성 시트이다.
<5> 자성 조성물을 건조시킴으로써 형성된 자성 시트를 압축하여 형성된 것인 상기 <3> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 자성 시트이다.
<6> 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말이 침강하는 혼합비 내지 점도의 자성 조성물을 미리 정해진 기재 위에 도포하는 도포 공정과, 상기 도포 공정에서 상기 기재 위에 도포된 상기 자성 조성물을 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조시키고, 두께 방향에 대하여 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 기울기를 가지며, 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 자성 시트를 형성하는 건조 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법이다.
이 <6>에 기재된 자성 시트의 제조 방법에서는, 도포 공정에서, 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말이 침강하는 혼합비 내지 점도의 자성 조성물이 미리 정해진 기재 위에 도포되며, 건조 공정에서, 기재 위에 도포된 상기 자성 조성물이 미리 정해진 시간 이상 걸려 건조되고, 두께 방향에 대하여 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 기울기를 가지며, 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 자성 시트가 형성되기 때문에, 자성 시트의 표리면 중, 한쪽 면측에 자성 분말이 많이 존재하고, 다른쪽 면에 수지 바인더가 많이 존재한 자성 시트를 제조할 수 있다. 상기 제조된 자성 시트는 자기 특성 및 신뢰성을 저하시키지 않고, 표리면에서 절곡에 대한 내성이 상이하게 된다.
<7> 자성 조성물을 건조시켜 형성된 자성 시트 위에, 상기 자성 조성물과 동일한 조성의 자성 조성물을 더 도포하는 제2 도포 공정과, 상기 제2 도포 공정에서 상기 자성 시트 위에 도포된 상기 자성 조성물을 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조하는 제2 건조 공정을 포함하고, 상기 제2 도포 공정 및 상기 제2 건조 공정을 1회 또는 복수회 반복하여, 두께 방향에 대하여 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 기울기를 갖는 자성 시트를 형성하는 상기 <6>에 기재된 자성 시트의 제조 방법이다.
<8> 자성 조성물을 건조시켜 형성된 자성 시트를 압축하는 압축 공정을 더 포함하는 상기 <6> 내지 <7> 중 어느 하나에 기재된 자성 시트의 제조 방법이다.
<9> 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 두께 방향에 대하여 기울기를 갖는 자성 시트와, 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 큰 면에 접착된 안테나 본체를 포함하며, 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡되어 배치되고, 상기 자성 시트의 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 것을 특징으로 하는 안테나이다.
이 <9>에 기재된 안테나에서는, 자성 분말과 수지 바인더와의 함유율이 두께 방향에 대하여 기울기를 갖는 자성 시트와, 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 큰 면에 접착된 안테나 본체를 구비하기 때문에, 한쪽 면측에 자성 분말이 많이 존재하고, 다른쪽 면에 수지 바인더가 많이 존재하는 자성 시트의 표리면 중, 자성 분말의 함유율이 큰 면을 안테나 본체에 접착하여 구성되기 때문에, 자기 특성 및 신뢰성을 저하시키지 않고, 표리면에서 절곡에 대한 내성이 상이하게 된다.
<10> 안테나 본체는 구리를 포함하고, 수지 바인더는 관능기로서 에폭시기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와의 공중합체인 것인 상기 <9>에 기재된 안테나이다.
이 <10>에 기재된 안테나에서는, 안테나 본체는 구리를 포함하고, 수지 바인더는 관능기로서 에폭시기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와의 공중합체이기 때문에, 자성 시트의 선팽창 계수를 안테나 본체의 선팽창 계수에 근접시킬 수 있으므로, 저온 환경 하와 고온 환경 하에 노출되는 상태가 반복되거나, 고온 고습 환경 하에 노출되는 상태가 계속되는 경우라도, 휘어지거나 뜨는 경우가 잘 발생하지 않게 할 수 있다.
<11> 안테나 본체는 플렉시블 플랫 케이블을 이용한 구조인 것인 상기 <9> 내지 <10> 중 어느 하나에 기재된 안테나이다.
<12> 각종 데이터를 판독 내지 기록할 수 있게 기억하고 통신 기능을 갖는 트랜스폰더가 탑재된 휴대 통신 기기로서, 상기 트랜스폰더는 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 상기 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖는 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 큰 면에 안테나 본체가 접착된 안테나를 포함하며, 상기 안테나는 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡되어 배치되고, 상기 자성 시트의 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 것을 특징으로 하는 휴대 통신 기기이다.
이 <12>에 기재된 휴대 통신 기기에서는, 자성 분말과 수지 바인더와의 함유율이 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖는 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 큰 면에 안테나 본체가 접착된 안테나를, 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡하여 배치하기 때문에, 자성 시트와 안테나 본체에 대해서 휘어지거나 뜨는 경우가 잘 발생하지 않게 되고, 자기 특성 및 신뢰성을 저하시키지 않으며, 표리면에서 절곡에 대한 내성이 상이하게 된다.
본 발명에 의하면, 종래의 상기 여러 문제를 해결할 수 있고, 자기 특성 및 신뢰성이 양호하면서, 절곡했을 때의 내성을 향상시킨 자성 시트 및 자성 시트의 제조 방법과, 안테나, 및 휴대 통신 기기를 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시형태로서 도시하는 자성 시트의 제조 방법에 대해서 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시형태로서 도시하는 자성 시트의 제조 방법에 대해서 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 1c는 본 발명의 실시형태로서 도시하는 자성 시트의 제조 방법에 대해서 설명하기 위한 제3 도면이다.
도 1d는 본 발명의 실시형태로서 도시하는 자성 시트의 제조 방법에 대해서 설명하기 위한 제4 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시형태로서 도시하는 자성 시트를 안테나 본체에 접착한 안테나의 구성을 설명하는 주요부 정면도이다.
도 2b는 본 발명의 실시형태로서 도시하는 자성 시트를 안테나 본체에 접착한 안테나의 구성을 설명하는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태로서 도시하는 자성 시트를 안테나 본체에 접착한 안테나를 탑재한 휴대 통신 기기의 내부 구성을 설명하는 주요부 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태로서 도시하는 자성 시트가 절곡되어 있는 양태를 설명하는 주요부 정면도이다.
도 5는 비교예 1로서 도시하는 자성 시트를 안테나 본체에 접착한 안테나의 구성을 설명하는 주요부 정면도이다.
도 6은 비교예 1로서 도시하는 자성 시트가 절곡되어 있는 양태를 설명하는 주요부 정면도이다.
도 7a는 비교예 2로서 도시하는 자성 시트의 제조 방법에 대해서 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 7b는 비교예 2로서 도시하는 자성 시트의 제조 방법에 대해서 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 8은 비교예 2로서 도시하는 자성 시트를 안테나 본체에 접착한 안테나의 구성을 설명하는 주요부 정면도이다.
도 9는 비교예 2로서 도시하는 자성 시트가 절곡되어 있는 양태를 설명하는 주요부 정면도이다.
도 10은 종래의 자성 시트를 안테나 본체에 접착한 안테나를 휴대 통신 기기에 탑재한 모습을 설명하는 주요부 정면도이다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
이 실시형태는, 소위 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서 이용되는 IC(Integrated Circuit) 카드나 IC 태그 등에 이용하기에 적합한 자성 시트이다. 특히, 이 자성 시트는 휴대 전화기 등의 휴대 통신 기기에 탑재하기에 적합한 것이다.
(자성 시트)
본 발명의 자성 시트는 자성 분말과, 수지 바인더를 적어도 함유하여 이루어지고, 필요에 따라서 적절하게 선택된 그 외의 성분을 더 함유하여 이루어진다.
-자성 분말(무기 필러)-
상기 자성 분말(무기 필러)로서는, 편평한 형상의 자성 분말이면 특별히 제 한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대 편평한 형상의 연자성 재료 등을 들 수 있다. 상기 편평한 형상의 연자성 분말을 구성하는 자성 재료로서는, 임의의 연자성 재료를 이용할 수 있지만, 예컨대 자성 스테인리스(Fe-Cr-Al-Si계 합금), 센더스트(Fe-Si-Al계 합금), 퍼멀로이(Fe-Ni계 합금), 규소구리(Fe-Cu-Si계 합금), Fe-Si계 합금, Fe-Si-B(-Cu-Nb)계 합금, Fe-Si-Cr-Ni계 합금, Fe-Si-Cr계 합금, Fe-Si-Al-Ni-Cr계 합금 등이 적합하다. 이들 연자성 재료로 이루어지는 연자성 분말을 이용하여 제조된 자성 시트는 연자성 분말이 연자기 특성에 우수하기 때문에, RFID 시스템의 용도나 전파 흡수체로서 적합하게 이용될 수 있다.
또한, 상기 편평한 형상의 연자성 분말로서는, 긴 직경이 1 ㎛~200 ㎛이고, 편평도가 10~100인 것이 바람직하다. 상기 편평한 형상의 연자성 분말의 크기를 맞추기 위해서는, 필요에 따라, 체 등을 사용하여 분급하면 좋다.
또한, 상기 연자성 분말로서는, 예컨대 실란 커플링제 등의 커플링제를 이용하여 커플링 처리한 연자성 분말을 이용하여도 좋다. 커플링 처리한 연자성 분말을 이용함으로써, 편평한 형상의 연자성 분말과 고분자 결합제 계면과의 보강 효과를 높이고, 비중이나 내식성을 향상시킬 수 있다. 커플링제로서는, 예컨대 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 등을 이용할 수 있다. 또한, 커플링 처리는 미리 연자성 분말에 대하여 실시해 두어도 좋고, 연자성 분말과 수지 바인더를 혼합할 때에 동시에 혼합하여, 그 결과, 커플링 처리가 이루어지도록 하여도 좋다. 그 외, 티타네 이트계 커플링제를 이용하여도 좋다.
-수지 바인더(고분자 결합제)-
상기 수지 바인더(고분자 결합제)로서는 용매에 용해 가능한 것이면, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대 에폭시 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄 수지, 이들의 공중합체를 이용할 수 있다. 특히, 수지 바인더로서는, 관능기로서 에폭시기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와의 공중합체를 이용하는 것이 적합하다. 이것에 의해, 저온 환경 하와 고온 환경 하에 노출되는 상태가 반복되거나, 고온 고습 환경 하에 노출되는 상태가 계속되는 경우에도, 그 두께나 자기 특성의 변화가 작은 자성 시트를 제조할 수 있다. 또한, 수지 바인더로서는, 가공성이 양호하고, 편평한 형상의 연자성 분말을 고밀도로 배향시킬 수 있는 수지인 폴리에스테르계 수지를 이용하여도 좋다. 단, 폴리에스테르계 수지는 건조 시에, 휘발된 용매가 자성 시트의 표리면으로부터 외부에 분출될 수 없어 상기 자성 시트의 내부에서 팽창하는 경우가 있다. 또한, 수지 바인더로서 이용되는 폴리에스테르계 수지로서, 인산 잔기를 갖는 인이 첨가된 폴리에스테르계 수지를 이용하여도 좋다. 자성 시트는 이 인이 첨가된 폴리에스테르계 수지를 이용함으로써, 난연성이 부여될 수 있다.
여기서, 편평한 형상의 연자성 분말을 수지 바인더와 혼합하여, 고밀도로 충전하는 것은 용이하지 않다. 편평한 형상의 연자성 분말을 수지 바인더와 혼합하는 경우는 혼합중 부하에 의해 편평한 형상의 연자성 분말이 분쇄되어 작아지거나, 큰 왜곡을 받아 투자율(μ')을 저하시키거나 하는 원인이 되기 때문이다. 이 때문에, 편평한 형상의 연자성 분말과 수지 바인더의 혼합에는, 용매에 용해 가능한 고분자 결합제를 사용하고, 매우 편평한 형상의 연자성 분말에 부하를 주지 않도록 혼합하여 자성 조성물로 하며, 이것을 기재에 도포하여 자성 시트를 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 자성 조성물의 도포시에는 자장을 가함으로써, 편평한 형상의 연자성 분말을 면내 방향으로 배향, 배열시키는 효과를 얻을 수 있고, 연자성 분말을 고밀도로 충전할 수 있게 된다. 또한, 비중을 향상시키기 위해 건조된 자성 시트를 압축하여도 좋다. 자성 시트는 비중을 크게 함으로써, 내부에 포함되는 공기량이 적어지기 때문에, 또한 난연성을 향상시킬 수 있다.
또한, 용이하게 배향시키기 위해서도, 수지 바인더는 유동성이 높은 것으로 하는 것이 바람직하고, 수지 바인더를 용매에 용해시켜, 미리 정해진 점도의 자성 조성물로 하는 것이 바람직하다. 자성 조성물의 점도의 조정에는, 각종 용매를 이용할 수 있고, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 화합물, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤 등을 이용할 수 있다. 또한, 자성 조성물의 도포 형상을 조정하기 위해, 디아세톤 알코올 등의 고비점 용매를 5% 이하의 소량만 첨가하여도 좋다.
자성 조성물의 점도는, 코터나 닥터블레이드법 등을 이용하여 도포할 수 있도록 조정하면 좋지만, 점도를 너무 작게 하면 수지 바인더 성분이 많아지기 때문에, 시트화했을 때에 비중이 작아진다고 하는 문제가 있다. 고형분은 50 질량%~70 질량%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 고형분이 70 질량%를 초과하여, 점도가 큰 경우에는 도포할 수 없거나, 도포할 때에 시트에 줄이 형성된다고 하는 문제점이 생길 가능성이 있다. 고형분을 50 질량% 미만으로 하면, 자성 조성물을 기재 위에 도포할 때에, 기재 위의 이형제에 의해 튀는 문제 등이 생긴다.
-그 외의 성분-
또한, 자성 조성물에는 수지 바인더를 구성하는 수지에 상용(相溶)하지 않고 분산시키는 분산 입자를 첨가하도록 하여도 좋다. 자성 시트는, 이 분산 입자에 의해, 표면이 평활해지고, 이후의 공정에서 압축할 때에 수지 내 공기의 분출 흔적이 남지 않는 양호한 외관으로 할 수 있다. 여기서, 분산 입자는 절연성의 것이 바람직하다. 또한, 분산 입자가 난연제이면, 자성 시트에 난연성을 부여할 수 있다.
상기 난연제로서는, 임의의 것을 사용할 수 있지만, 예컨대 아연계 난연제, 질소계 난연제, 또는 수산화물계 난연제를 들 수 있고, 또한 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 팽창 흑연, 적인, 폴리인산암모늄 등도 들 수 있다. 상기 아연계 난연제로서는 탄산아연, 산화아연 또는 붕산아연 등을 들 수 있고, 그 중에서도 탄산아연이 바람직하다. 상기 질소계 난연제로서는, 예컨대 멜라민(시아누르산트리아미드), 암멜린(시아누르산디아미드), 암멜리드(시아누르산모노아미드), 멜람, 멜라민시아누레이트, 벤조구아나민 등의 멜라민 유도체를 이용할 수 있다. 또한, 폴리에스테르계 수지에의 분산성, 혼합성의 관점에서, 멜라민시아누레이트를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 난연제 대신에, 카본블랙, 산화티탄, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나 등을 첨가하여도 좋다.
또한, 자성 시트는 연자성 분말과, 수지 바인더 외에, 가교제를 함유하고 있 어도 좋다. 상기 가교제로서는, 예컨대 블록 이소시아네이트를 들 수 있다. 상기 블록 이소시아네이트는 이소시아네이트기(-NCO)가 실온에서 반응하지 않도록 가열에 의해 해리(탈보호)될 수 있는 보호기로 보호된 이소시아네이트 화합물이다. 이 블록 이소시아네이트는 실온에서는 수지 바인더를 구성하는 수지를 가교하지 않지만, 보호기의 해리 온도 이상으로 가열됨으로써, 보호기가 해리되고, 이소시아네이트기가 활성화되어, 수지가 가교된다.
또한, 블록 이소시아네이트로서는, 보호기의 해리 온도가 120℃~160℃의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 해리 온도를 120℃보다 높게 함으로써, 기재 위에 도포되는 자성 조성물의 점도를 조정하기 위해 사용되는 메틸에틸케톤이나 톨루엔을 증발시켜, 형성되는 자성 시트를 건조시킬 수 있다. 한편, 해리 온도가 120℃보다 낮은 온도인 경우에는, 자성 조성물을 기재 위에 도포하여, 메틸에틸케톤이나 톨루엔의 비점 이상의 온도로 건조시킬 때에, 블록 이소시아네이트의 보호기가 해리되어 수지의 가교가 진행되어 버릴 우려가 있다. 또한, 기재에 사용되는 필름의 내열 온도가 160℃ 이하이기 때문에, 해리 온도는 160℃ 이하인 것이 바람직하다. 수지를 가교하는 반응은, 실온에서도 천천히 진행되기 때문에, 가열 종료 후에 전체를 실온까지 냉각하고, 장시간 방치함으로써, 수지가 완전히 가교되어, 수지 바인더가 완전히 경화하게 된다.
또한, 블록 이소시아네이트는 수지 바인더를 구성하는 수지에 대하여 0.5 질량% 이상 배합하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 충분한 효과를 얻을 수 있다. 블록 이소시아네이트의 배합량이 0.5 질량% 미만이면, 가교가 불충분해지고, 고온 환 경 하 또는 고습 환경 하에서, 자성 시트의 두께의 변화가 커져 버릴 우려가 있다.
또한, 보호되지 않은 이소시아네이트를 이용한 경우에는, 자성 조성물을 기재 위에 도포하고 용매를 건조하여 시트화할 때에, 수지의 가교가 진행되어 버리기 때문에, 압축하여도 양호한 자기 특성을 얻을 수 없다. 또한, 경화가 진행된 것을 압축하기 위해, 자성 시트의 두께가 두꺼워지는 변화가 커진다.
상기 기재로서는, 필름 형상의 것을 이용할 수 있고, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프타레이트 필름, 폴리이미드 필름, 폴리페닐렌술피드 필름, 폴리프로필렌옥사이드 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리아미드 필름 등을 들 수 있다. 또한, 그 두께는 적절하게 선택할 수 있고, 예컨대 수 ㎛~수백 ㎛로 할 수 있다. 또한, 자성 시트 형성면에는 이형제가 도포되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태로서 나타내는 자성 시트는 자성 분말과, 수지 바인더를 적어도 함유하여 이루어지고, 필요에 따라서 적절하게 선택된 그 외의 성분을 더 함유하여 이루어지는 자성 조성물을 주재료로 하여 제조된다. 여기서, 자성 시트는 편평한 형상의 자성 분말과 수지 바인더와의 함유율이 상기 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 가지며, 상기 자성 시트의 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상이도록 제조된다. 이하, 이러한 기울기를 갖는 자성 시트의 제조 방법에 대해서 설명한다. 또한, 자성 시트 내의 자성 분말의 함유량은 60 wt%~95 wt%인 것이 바람직하다.
자성 시트에서는, 수지 바인더에 대한 편평한 형상의 자성 분말의 혼합비가 미리 정해진 값 이하인 경우에는, 기재에 도포된 자성 조성물이 완전히 건조될 때까지, 자성 분말이 기재측에 침강하고, 기재측과 그 반대측에서, 자성 분말과 수지 바인더와의 농도차가 생긴다. 그래서, 본 발명의 실시형태로서 나타내는 자성 시트의 제조 방법에서는, 자성 조성물의 재료 조성 조건 및 건조 조건을 제어하여, 편평한 형상의 자성 분말 주위에 존재하는 수지 바인더의 밀도에 의한 함유율의 기울기를 자성 시트의 두께 방향에 대하여 갖게 함으로써, 기재측에는 자성 분말이 많이 포함되는 한편, 기재와 반대측에 대해서는 수지 바인더가 많이 포함되는 자성 시트를 제조한다.
(자성 시트의 제조 방법)
본 발명의 자성 시트의 제조 방법은 도포 공정과, 건조 공정을 적어도 포함하고, 필요에 따라서 적절하게 선택된 그 외의 공정을 더 포함한다.
-도포 공정-
상기 도포 공정은 적어도 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말이 침강하는 혼합비 내지 점도의 자성 조성물을 미리 정해진 기재 위에 도포하는 공정이다.
자성 조성물 내에서 자성 분말이 표면에 노출되지 않고 침강하도록, 수지 바인더에 대한 편평한 형상의 자성 분말의 혼합비가 미리 정해진 값 이하인 자성 조성물을 사용하는 것을 재료 조성 조건으로 한다. 그리고, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 이러한 재료 조성에 따라서 제작한 자성 조성물(11)을, 파이프 코터 등의 도포기를 이용하여, 미리 정해진 도포 두께가 되도록 갭을 조정해서, 미리 정해진 기 재(12) 위에 도포한다.
-건조 공정-
상기 건조 공정은 상기 도포 공정에서 상기 기재 위에 도포된 상기 자성 조성물을 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조하는 공정이다.
미리 정해진 기재(12) 위에 도포된 자성 조성물(11)을, 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조시켜 자성 시트를 형성한다. 이것이 자성 조성물의 건조 조건이다. 예컨대 용매를 불필요하게 증발시키지 않기 위해 20℃~40℃ 정도의 상온 공기를 이용하여 2분 이상 건조시킨 후, 용매가 충분히 건조되는 60℃~115℃ 정도의 고온으로 건조시켜 자성 시트를 형성한다. 또한, 건조 온도의 상한을 115℃로 하고 있지만, 이것은 자성 조성물(11)에 가교제가 함유되어 있는 경우를 고려한 것이고, 건조 온도의 상한은 가교제의 가교 시작 온도보다 낮게 하면 된다. 또한, 용매의 함유량이 1 질량% 이하가 되는 정도로 건조시키는 것이 바람직하다. 용매의 함유량이 1 질량%를 초과하는 경우에는, 건조된 자성 시트를 기재(12)로부터 박리할 때에, 늘어나거나, 찢어질 가능성이 있고, 또한 증발된 용매가 자성 시트 표면에 부풀어 올라 나타나기 때문이다.
자성 시트는 기본적으로는 이러한 도포 공정 및 건조 공정을 경유한 후, 라미네이터나 프레스기를 이용하여 압축함으로써(후술하는 압축 공정) 제조된다. 여기서, 일련의 제조 과정 중, 자성 조성물(11)을 기재(12) 위에 도포한 단계에서는, 편평한 형상의 자성 분말(13)이나 용매가 용액 내에서 자유롭게 이동할 수 있는 이른바 슬러리 형상이 되지만, 건조 공정 시에 건조 속도를 느리게 하는, 즉 미리 정 해진 시간 이상의 긴 시간을 들여 건조시킴으로써, 자성 조성물(11)이 건조될 때까지, 자성 분말(13)은 그 자중(自重)에 의해, 자성 조성물(11) 내에서 기재(12)측에 침강한다. 이것에 의해, 자성 조성물(11) 내에서, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 도포된 영역 순으로, 기재(12)측에는 자성 분말(13)이 많이 존재하는 영역(A)과, 기재(12)와 반대측에는 수지 바인더가 많이 존재하는 영역(B)이 형성된다. 따라서, 건조 후의 자성 시트는 기재(12)측에서 자성 분말(13)의 함유량이 큰 한편, 기재(12)와 반대측에서 수지 바인더가 많이 존재하여 자성 분말(13)의 함유율이 작은 자성 분말(13)과 수지 바인더와의 함유율이 상기 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖게 된다. 또한, 일련의 도포 공정 및 건조 공정을 라인에서 수행하는 경우에는, 기재(12) 위에 도포된 자성 조성물(11)을 반송하는 라인 속도를 조정함으로써, 건조 시간을 조정하게 된다.
-그 외의 공정-
상기 그 외의 공정으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대 제2 도포 공정, 제2 건조 공정, 압축 공정 등을 들 수 있다.
--제2 도포 공정--
상기 제2 도포 공정은 자성 조성물을 건조시켜 형성된 자성 시트 위에, 상기 자성 조성물과 동일한 조성의 자성 조성물을 더 도포하는 공정이다.
--제2 건조 공정--
상기 제2 건조 공정은 상기 제2 도포 공정에서 상기 자성 시트 위에 도포된 상기 자성 조성물을 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조시키는 공정이다.
--압축 공정--
상기 압축 공정은 자성 조성물을 건조시켜 형성된 자성 시트를 압축하는 공정이다.
필요로 하는 자성 시트의 두께에 따라서, 도포 공정 및 건조 공정을 반복함으로써 자성 시트를 복수매 적층하고, 마지막에 라미네이터나 프레스기를 이용해서 압축하여 1장의 자성 시트를 제조한다.
도 1b에 도시하는 바와 같이, 건조된 제1층의 자성 시트(21) 위에, 동일한 조성의 자성 조성물(11)을 미리 정해진 도포 두께가 되도록 도포하고, 제1층과 마찬가지로 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조시켜 제2층의 자성 시트(22)를 형성한다. 따라서, 제2층의 자성 시트(22)는 주재료로서의 자성 조성물(11)이 건조될 때까지 자성 분말(13)이 자성 조성물(11) 내에서 제1층의 자성 시트(21)와의 계면측에 침강하게 된다. 이것에 의해, 기재(12)측으로부터 상층에 걸쳐 순차적으로, 자성 분말(13)이 많이 존재하는 층(L1), 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L2), 자성 분말(13)이 많이 존재하는 층(L3), 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L4)이 적층된 자성 시트를 얻을 수 있게 된다.
또한, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 건조된 제2층의 자성 시트(22) 위에, 동일한 조성의 자성 조성물(11)을 미리 정해진 도포 두께가 되도록 도포하고, 제1층 및 제2층과 마찬가지로 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조시켜 제3층의 자성 시트(23)를 형성한다. 따라서, 제3층의 자성 시트(23)는 주재료로서의 자성 조성 물(11)이 건조될 때까지 자성 분말(13)이 자성 조성물(11) 내에서 제2층의 자성 시트(22)와의 계면측에 침강하게 된다. 이것에 의해, 기재(12)측으로부터 상층에 걸쳐 순차적으로, 자성 분말(13)이 많이 존재하는 층(L1), 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L2), 자성 분말(13)이 많이 존재하는 층(L3), 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L4), 자성 분말(13)이 많이 존재하는 층(L5), 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L6)이 적층된 자성 시트를 얻을 수 있게 된다.
자성 시트를 제조함에 있어서, 이러한 공정을 반복함으로써 자성 시트를 복수매 적층하고, 마지막에 라미네이터나 프레스기를 이용해서 압축하여 1장의 자성 시트를 제조한다. 이 때, 자성 시트는 압축에 의해, 각 층의 자성 시트의 계면이 용융되어 접착하기 때문에, 이면측에서 자성 분말(13)의 함유율이 큰 한편, 표면측에서 수지 바인더가 많이 존재하여 자성 분말(13)의 함유율이 작은 자성 분말(13)과 수지 바인더와의 함유율이 상기 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖게 된다.
구체적으로는, 도 1c에 도시하는 3층의 자성 시트(21, 22, 23)를 압축한 경우에는, 제1층의 자성 시트(21)에서 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L2)과, 제2층의 자성 시트(22)에서 자성 분말(13)이 많이 존재하는 층(L3)과의 계면이 용융되어 접착하고, 제2층의 자성 시트(22)에서 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L4)과, 제3층의 자성 시트(23)에서 자성 분말(13)이 많이 존재하는 층(L5)과의 계면이 용융되어 접착한다. 따라서, 최종적으로 제조된 자성 시트는 도 1d에 도시하는 바와 같이, 기재(12)측(이면측)에서 자성 분말(13)의 함유율이 큰 한편, 표면측에서 수지 바인더가 많이 존재하여 자성 분말(13)의 함유율이 작은 단층의 것이 된다.
자성 시트는 이러한 일련의 공정에 따라서 제조될 수 있다. 이러한 자성 시트는 편평한 형상의 자성 분말(13)의 전체량을 통상의 것보다 적게 하지 않기 때문에, 자기 특성 및 신뢰성을 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 자성 시트에서는, 한쪽 면측에만 자성 분말(13)이 많이 존재하고, 다른쪽 면측에는 자성 분말(13)이 적기 때문에, 자성 분말(13)이 많이 존재하는 면측의 가요성이 낮다. 이 때문에, 자성 시트는 표리 어느 한 면을 내측으로 하여 절곡하는지에 따라, 절곡 용이성이 상이하게 된다.
따라서, 이러한 자성 시트는 휴대 전화기 등의 휴대 통신 기기에 트랜스폰더의 루프 안테나를 구성하는 부품으로서 탑재하기에 적합하게 된다.
(안테나)
본 발명의 안테나는 본 발명의 자성 시트와, 안테나 본체를 적어도 구비하고, 필요에 따라서 적절하게 선택된 그 외의 부재를 더 구비하여 이루어진다.
상기 안테나 본체는 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 큰 면에 접착된다.
(휴대 통신 기기)
본 발명의 휴대 통신 기기는 본 발명의 안테나를 적어도 갖는 트랜스폰더를 구비하고, 필요에 따라서 적절하게 선택된 그 외의 부재를 더 구비하여 이루어진다.
상기 트랜스폰더는 각종 데이터를 판독 내지 기록할 수 있게 기억하고 통신 기능을 갖는다.
도 2a 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 안테나(30)는 휴대 통신 기기의 전지팩의 두께와 같은 정도의 폭으로 긴 형상으로 형성된 자성 시트(31)를 미리 정해진 점착재(33)를 통해, 미리 정해진 안테나 본체(32)를 따라 접착함으로써 구성된다. 또한, 안테나 본체(32)는 저비용화의 관점에서, 플렉시블 플랫 케이블(Flexible Flat Cable; FFC), 또는 플렉시블 프린트 배선판(Flexible Printed Circuits; FPC)을 이용한 구조로 하는 것이 바람직하다. 플렉시블 플랫 케이블은 도 2b에 도시하는 바와 같이, 복수의 도체선(CD)을 미리 정해진 피치로 평행하게 배열시킨 상태에서, 이들 도체선(CD)을 미리 정해진 접착층이 부여된 절연재에 의해 양측에서 협지하고 라미네이트 가공하여 구성된 케이블이다. 이 경우, 안테나(30)는 플렉시블 플랫 케이블의 케이블 본체를 피복하는 커버 등에 자성 시트(31)를 접착함으로써 구성된다. 이 때, 자성 시트(31)는 자성 분말(13)의 함유율이 큰 면(A)과, 수지 바인더가 많이 존재하여 자성 분말(13)의 함유율이 작은 면(B) 중, 자성 분말(13)의 함유율이 큰 면(A)이 안테나 본체(32)에 접착된다. 즉, 자성 시트(31)는 안테나 본체(32)로부터 가장 떨어진 위치에 자성 분말(13)의 함유율이 작은 면(B)이 배치되도록, 안테나 본체(32)에 접착된다. 그리고, 자성 시트(31)가 안테나 본체(32)에 접착된 안테나(30)는 도 3에 도시하는 바와 같이, 휴대 통신 기기(40)에서의 대략 직사각 형상 단면을 갖는 전지팩(41)의 측벽 주위를 둘러싸도록 배치된다. 이것에 의해 휴대 통신 기기(40)는 큰 루프 안테나를 형성할 수 있다.
이 때, 자성 시트(31)는 전지팩(41)의 코너부 등에 대응하는 영역이 절곡되 게 되지만, 도 4에 도시하는 바와 같이, 자성 분말(13)의 함유율이 작은 면(B)이 내측이 되도록 절곡되어 배치된다.
이러한 휴대 통신 기기(40)에서는, 한쪽 면측에 자성 분말(13)이 많이 존재하고, 다른쪽 면에 수지 바인더가 많이 존재한 자성 시트(31)의 표리면 중, 자성 분말(13)의 함유율이 큰 면(A)을 안테나 본체(32)에 접착하여 구성된 안테나(30)를, 자성 분말(13)의 함유율이 작고 가요성이 높은 면(B)이 내측이 되도록 절곡하여 배치함으로써, 자기 특성 및 신뢰성을 저하시키지 않고, 또한 절곡하여도 균열 등의 파손이 생기지 않아, 내성을 향상시킬 수 있다.
또한, 휴대 통신 기기(40)에서는, 수지 바인더로서 미리 정해진 아크릴 고무와 에폭시 수지와의 공중합체를 이용한 자성 시트(31)에서의 자성 분말(13)의 함유율이 큰 면(A)을 안테나 본체(32)에 접착하여 안테나(30)를 구성함으로써, 자성 시트(31)의 선팽창 계수를 안테나 본체(32)의 선팽창 계수에 근접시킬 수 있다. 또한, 자성 시트의 선팽창 계수와 안테나의 선팽창 계수와의 차가 10 ppm/℃ 이하인 것이 바람직하다. 이 때문에, 이러한 안테나(30)가 탑재된 휴대 통신 기기(40)에서는, 저온 환경 하와 고온 환경 하에 노출되는 상태가 반복되거나 고온 고습 환경 하에 노출되는 상태가 계속되는 경우라도, 휘어지거나 뜨는 경우가 잘 발생하지 않게 할 수 있다. 따라서, 이러한 휴대 통신 기기(40)는 자성 시트(31)가 접착된 안테나 본체(32)가 휘어지거나 뜨는 경우에 기인하는 공진 주파수의 어긋남의 발생을 억제할 수 있어, 환경에 따른 특성 변화를 없앨 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태로서 나타낸 자성 시트(31)는 재 료 조성 조건 및 건조 조건을 제어하여, 편평한 형상의 자성 분말(13) 주위에 존재하는 수지 바인더의 밀도에 의한 함유율의 기울기를 자성 시트의 두께 방향에 대하여 갖게 하고, 한쪽 면측에는 자성 분말(13)이 많이 포함되는 한편, 다른쪽 면측에는 수지 바인더가 많이 포함되게 함으로써, 자기 특성 및 신뢰성이 양호하면서, 절곡했을 때의 내성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 자성 시트(31)는 수지 바인더로서, 에폭시기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 경화제를 이용함으로써, 저온 환경 하와 고온 환경 하에 노출되는 상태가 반복되는 경우라도, 두께나 자기 특성의 변화를 작게 할 수 있고, 또한 선팽창 계수가 작아지기 때문에, 안테나 본체(32)와 접합된 상태에서, 저온 환경 하와 고온 환경 하에 노출되는 상태가 반복되거나, 고온 고습 환경 하에 노출되는 상태가 계속되더라도, 변형이 적고, 장기간에 걸쳐 통신 거리를 크게 변동시키지 않는다.
또한, 이 자성 시트(31)는 편평한 형상의 자성 분말(13)의 함유율이 큰 면, 즉 자성 시트(31) 내에서 공극이 많은 측에, 점착재(33)를 통해 안테나 본체(32)에 접착됨으로써, 대기 내의 수분과 직접 닿지 않게 되어, 양호한 내습성을 실현할 수 있다.
또한, 이 자성 시트(31)는 도 1a~도 1d에 도시하는 바와 같이, 기재(12) 위에 자성 조성물(11)을 적층해서 도포하여 제조함으로써, 동일한 조성의 자성 조성물(11)을 이용하여, 자성 분말(13)과 수지 바인더와의 함유율이 자성 시트(31)의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖게 할 수 있다. 즉, 이 자성 시트(31)는 동일한 조 성의 자성 조성물(11)을 재도포함으로써 제조될 수 있기 때문에, 자기 특성이 우수하게 된다. 또한, 이 자성 시트(31)는 자성 조성물(11)을 재도포하여 제조되기 때문에, 1장마다 자성 시트를 적층하여 제조된 경우에 관찰되는 적층 계면이 없고, 공기가 내부에 포함되지 않기 때문에, 비중을 크게 할 수 있으며, 자기 특성의 향상도 도모할 수 있다. 그리고, 이 자성 시트(31)는 적층 계면에 상당하는 내부에 공기가 존재하지 않기 때문에, 고온 고습 환경 하에서 반복하여 노출된 경우에도, 두께나 자기 특성의 변동을 작게 할 수 있다.
또한, 이러한 자성 시트(31)를 이용한 안테나(30)를 탑재한 휴대 통신 기기(40)는 안테나 본체(32)를, 플렉시블 플랫 케이블을 이용한 구조로 함으로써, 저비용화를 도모할 수 있다. 이 때, 자성 시트(31)는 안테나 본체(32)의 전체면에 접착되지 않아도 좋고, 안테나 본체(32)가 휴대 통신 기기(40)의 금속 케이스나 전지팩(41)과 같은 다른 금속체의 영향을 크게 받는 부분에만 접착되면 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 전혀 한정되지 않는다.
본원 발명자는, 표 1~표 3에 나타내는 바와 같이, 자성 시트 내에서의 자성 분말과 수지 바인더와의 함유율의 기울기나 사용되는 수지 바인더 등의 조건을 변화시켜, 실제로 자성 시트를 제조하고, 이것을 트랜스폰더용 안테나 본체에 접착하여 휴대 전화기에 탑재해서, 균열 등의 파손의 유무나 자기 특성을 측정하였다. 또한, 이하에 나타내는 모든 실시예 및 비교예에서, 자성 시트는 편평한 형상의 자성 분말로서, Fe-Si-Cr-Ni계 합금 분말[JEM-S; 미쓰비시 메트리얼(가부시키가이샤) 제 조]을 이용하여 제조하였다.
[표 1]
Figure 112009079817915-pct00001
[표 2]
Figure 112009079817915-pct00002
[표 3]
Figure 112009079817915-pct00003
(실시예 1)
-자성 시트의 제작-
실시예 1에서는, 표 1에 나타내는 바와 같이, 수지 바인더로서, 에폭시기를 갖는 80 질량부의 아크릴 고무(SG80H-3; 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조)와, 23 질량부의 에폭시 수지[에피코트(등록상표) 1031S; 재팬에폭시레진 가부시키가이샤 제조]와, 7 질량부의 에폭시 경화제(HX3748; 아사히카세이케미컬 가부시키가이샤 제조)로 이루어지는 것을 이용하며, 용매로서, 270 질량부의 톨루엔과 120 질량부의 초산에틸의 혼합 용매를 이용하여, 이들 수지 바인더와, 용매와, 550 질량부의 편평한 형상의 자성 분말[미쓰비시 메트리얼(가부시키가이샤) 제조]을 균일하게 혼합하여 연자성 조성물을 제작하였다. 이 제작된 연자성 조성물은 점도가 70,000 cps였다. 그리고, 제작된 연자성 조성물을, 표면에 이형 처리가 실시된 기재로서의 박리용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름 위에 롤 코터를 이용하여 도포하고, 실온 내지 115℃까지의 온도 범위에서 건조시킴으로써, 박리용 PET 필름측에는 자성 분말의 함유율이 큰 한편, 박리용 PET 필름과 반대측에는 수지 바인더가 많이 존재하여 자성 분말의 함유율이 작은 자성 시트를 제조하였다. 최종적으로 실험 대상으로서 이용된 자성 시트는 도 1a~도 1d에 도시하는 바와 같이, 동일한 조성의 연자성 조성물을 이용하여 이러한 도포 공정 및 건조 공정을 3회 반복하고, 마지막에 압축함으로써 제조되었다.
구체적으로는, 제1층의 자성 시트는 1 m2의 박리용 PET 필름 위에 형성되는 건조 후의 자성 시트의 질량이 300 g이 되도록, 연자성 조성물을 박리용 PET 필름 위에 도포하여 건조시킴으로써 형성되었다. 이것에 의해 얻어진 자성 시트는 190 ㎛의 두께가 되었다. 이 때, 건조 시간을 미리 정해진 시간 이상으로 함으로써, 연자성 조성물이 건조될 때까지, 자성 분말이 상기 연자성 조성물 내에서 박리용 PET 필름측에 침강하여, 박리용 PET 필름측에는 자성 분말의 함유율이 큰 한편, 박리용 PET 필름과 반대측에는 자성 분말의 함유율이 작은 자성 시트를 얻을 수 있었다.
계속해서, 제2층의 자성 시트는 형성되는 건조 후의 제2층의 자성 시트와 제1층의 자성 시트와의 합계 질량이 550 g이 되도록, 동일한 조성의 연자성 조성물을 제1층의 자성 시트 위에 도포하여 건조시킴으로써 형성되었다. 이것에 의해 얻어진 자성 시트는 330 ㎛의 두께가 되었다. 이 경우에서도, 건조 시간을 미리 정해진 시간 이상으로 함으로써, 제2층으로서 도포된 연자성 조성물이 건조될 때까지, 자성 분말이 상기 연자성 조성물 내에서 제1층의 자성 시트와의 계면측에 침강하여, 박 리용 PET 필름측으로부터 상층에 걸쳐 순차적으로, 자성 분말이 많이 존재하는 층, 수지 바인더가 많이 존재하는 층, 자성 분말이 많이 존재하는 층, 수지 바인더가 많이 존재하는 층이 적층된 자성 시트를 얻을 수 있었다.
또한, 제3층의 자성 시트는 형성되는 건조 후의 제3층의 자성 시트와 제1층 및 제2층의 자성 시트와의 합계 질량이 850 g이 되도록, 동일한 조성의 연자성 조성물을 제2층의 자성 시트 위에 도포하여 건조시킴으로써 형성되었다. 이것에 의해 얻어진 자성 시트는 450 ㎛의 두께가 되었다. 이 경우에서도, 건조 시간을 미리 정해진 시간 이상으로 함으로써, 제3층으로서 도포된 연자성 조성물이 건조될 때까지, 자성 분말이 상기 연자성 조성물 내에서 제2층의 자성 시트와의 계면측에 침강하여, 박리용 PET 필름측으로부터 상층에 걸쳐 순차적으로, 자성 분말이 많이 존재하는 층, 수지 바인더가 많이 존재하는 층, 자성 분말이 많이 존재하는 층, 수지 바인더가 많이 존재하는 층, 자성 분말이 많이 존재하는 층, 수지 바인더가 많이 존재하는 층이 적층된 자성 시트를 얻을 수 있었다.
그리고, 건조하여 얻어진 자성 시트로부터 박리용 PET 필름을 제거한 후에, 상기 자성 시트의 양면을 새로운 박리용 PET 필름에 의해 협지하고, 그 양면을 완충재로서의 100 ㎛ 두께의 상질지에 의해 더 협지한 것을, 2장의 스테인리스판에 의해 양측에서 협지하며, 미리 정해진 진공 프레스 장치(기타가와세기키 가부시키가이샤 제조)를 이용해, 170℃의 온도로 가열하면서 24.9 kgf/㎝2의 압력으로 10분간 압축하여, 실험 대상으로 하는 자성 시트를 제조하였다. 압축하여 얻어진 자성 시트는 두께가 250 ㎛였다. 얻어진 자성 시트는 압축에 의해, 각 층의 자성 시트의 계면이 용융되어 접착하기 때문에, 한쪽 면측에서는 자성 분말의 함유율이 큰 한편, 다른쪽 면측에서는 자성 분말의 함유율이 작게 된다.
-자성 조성물의 점도 측정-
상기 자성 조성물의 점도는 B형 점도계 로터#6(가부시키가이샤 도키멕 제조)을 이용하여, 회전 속도 4 rpm으로 측정되었다.
-제작된 자성 시트의 평가-
이와 같이 하여 제작된 자성 시트는 선팽창 계수가 18 ppm/℃이므로, 접착되는 안테나 본체의 선팽창 계수에 가까운 값이 되었다. 또한, 이 자성 시트는 비중이 3.45로 양호한 값을 나타내고, 후술하는 오븐에 의한 환경 시험 전후의 두께 변화도 1.00%로 작았다. 또한, 이 자성 시트는 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz에서의 투자율(μ')이 40 이상이고, 자기 손실(μ'')이 1.5 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성이 양호한 것으로 확인되었다. 또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 19.5이고, 표면 광택도가 34이며, 광택도 차가 14.5였다. 또한, 선팽창 계수, 비중, 두께 변화, 투자율(μ'), 자기 손실(μ''), 광택도는 이하와 같이 측정하였다.
--선팽창 계수 측정--
선팽창 계수에 대해서는, 열?응력?왜곡 측정 장치(EXS TA6000 TMA/SS, 에스에스아이?나노테크놀로지사)를 이용하여 측정하였다.
--비중 측정--
비중에 대해서는, 외경 7.05 ㎜, 내경 2.945 ㎜로 제거 가공한 링형 샘플을 제작하고, 두께와 질량을 측정하여 비중을 산출하였다.
--두께 변화 측정(신뢰성 측정)--
먼저, 자성 시트의 두께를 측정하였다. 이어서, 자성 시트를 오븐에 넣고, 85℃/60%의 조건으로 96 시간 가열하며, 오븐으로부터 꺼낸 후의 자성 시트의 두께를 측정하고, 가열 전후의 자성 시트의 두께 변화율을 측정하였다.
--투자율(μ') 및 자기 손실(μ'') 측정--
먼저, 외경 7.05 ㎜, 내경 2.945 ㎜로 제거 가공한 링형 샘플을 제작하고, 이것에 도선을 5회 감아, 단자에 납땜하였다. 여기서, 상기 단자의 근원으로부터 상기 링형 샘플 아래까지의 길이를 20 ㎜로 하였다. 그리고, 임피던스 분석기(「4294A」; 테크놀러지사 제조)를 이용하여, 캐리어 주파수(13.56 MHz)에서의 인덕턴스와 저항값을 측정하여, 투자율로 환산하였다.
또한, 투자율(μ')은 복소 투자율의 실수부를 나타내고, 자기 손실(μ'')은 복소 투자율의 허수부를 나타낸다.
--광택도 측정--
니혼덴쇼쿠고교샤 제조의 광택계(VG2000)를 사용하여, 입사각 60˚(60˚ 및 -60˚)에서의 광택도를 JIS Z8741 또는 JIS P8142에 기초하여 측정하였다.
--절곡했을 때의 내성 평가--
또한, 이 자성 시트를 절곡했을 때의 내성을 조사하기 위해, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 자성 시트를, 점착재를 통해 안테나 본체에 접착하고, 휴대 전 화기의 전지팩의 측벽 주위를 둘러싸도록 배치하였다. 이 때, 자성 시트는 도 2a에 도시하는 바와 같이, 자성 분말의 함유율이 큰 면을 안테나 본체에 접착하고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡하였다.
이 결과, 자성 시트의 표면에 균열이 발생하는 경우는 일체 없었다. 즉, 자성 시트를 절곡했을 때의 내성을 향상시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
또한, 자성 시트를 탑재한 휴대 전화기의 특성을 조사하기 위해, 이 휴대 전화기를 온도 85℃, 습도 60%로 설정된 오븐에 96시간 투입하는 환경 시험을 하였다. 구체적으로는, 오븐 투입 전의 공진 주파수와, 오븐에 의한 가열 종료 후에 휴대 전화기를 상기 오븐으로부터 취출하여 상온에 복귀시켰을 때의 공진 주파수를 측정하여, 양자를 비교하였다.
이 결과, 공진 주파수는 표 4에 나타내는 바와 같이 오븐에 의한 환경 시험 전후 모두 13.568 MHz로 변화가 없었다. 이것은 환경 변화에 의해서도 통신 거리가 변동되지 않는 것을 의미하고, 실시예 1로서 나타내는 자성 시트의 우수한 특성이 확인되었다.
[표 4]
Figure 112009079817915-pct00004
(실시예 2)
용매로서, 270 질량부의 톨루엔과 120 질량부의 초산에틸과의 혼합 용매를 이용하는 대신에, 260 질량부의 톨루엔과 110 질량부의 초산에틸과의 혼합 용매를 이용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 자성 시트를 제작하고, 제작된 자성 시트를 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 제작된 연자성 조성물은 점도가 110,000 cps였다.
제작된 자성 시트는 선팽창 계수가 18 ppm/℃이고, 접착되는 안테나 본체의 선팽창 계수에 가까운 값이 되었다. 또한, 이 자성 시트는 비중이 3.47로 양호한 값을 나타내며, 후술하는 오븐에 의한 환경 시험 전후의 두께 변화도 1.00%로 작았다. 또한, 이 자성 시트는 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz에서의 투자율(μ')이 40 이상이고, 자기 손실(μ'')이 1.5 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성이 양호한 것으로 확인되었다. 또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 23이고, 표면 광택도가 32.4이며, 광택도 차가 9.4였다.
(실시예 3)
용매로서, 270 질량부의 톨루엔과 120 질량부의 초산에틸과의 혼합 용매를 이용하는 대신에, 270 질량부의 톨루엔과 130 질량부의 초산에틸과의 혼합 용매를 이용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 자성 시트를 제작하고, 제작된 자성 시트를 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 제작된 연자성 조성물은 점도가 45,000 cps였다.
제작된 자성 시트는 선팽창 계수가 19 ppm/℃이므로, 접착되는 안테나 본체의 선팽창 계수에 가까운 값이 되었다. 또한, 이 자성 시트는 비중이 3.43로 양호한 값을 나타내고, 후술하는 오븐에 의한 환경 시험 전후의 두께 변화도 1.00%로 작았다. 또한, 이 자성 시트는 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz에서의 투자율(μ')이 40 이상이고, 자기 손실(μ'')이 1.5 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성이 양호한 것으로 확인되었다. 또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 22.2이고, 표면 광택도가 36.3이며, 광택도 차가 14.1이었다.
(실시예 4)
용매로서, 270 질량부의 톨루엔과 120 질량부의 초산에틸과의 혼합 용매를 이용하는 대신에, 280 질량부의 톨루엔과 130 질량부의 초산에틸과의 혼합 용매를 이용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 자성 시트를 제작하고, 제작된 자성 시트를 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 제작된 연자성 조성물은 점도가 20,000 cps였다.
제작된 자성 시트는 선팽창 계수가 20 ppm/℃이므로, 접착되는 안테나 본체의 선팽창 계수에 가까운 값이 되었다. 또한, 이 자성 시트는 비중이 3.41로 양호한 값을 나타내고, 후술하는 오븐에 의한 환경 시험 전후의 두께 변화도 1.00%보다 작았다. 또한, 이 자성 시트는 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz에서의 투자율(μ')이 40 이상이고, 자기 손실(μ'')이 1.5 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성이 양호한 것으로 확인되었다. 또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 19.2이고, 표면 광택도가 35.3이며, 광택도 차가 16.1이었다.
(비교예 1)
비교예 1에서는, 표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 1과 동일한 자성 시트를 이용하여, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 자성 시트를, 점착재를 통해 안테 나 본체에 접착하고, 휴대 전화기의 전지팩의 측벽 주위를 둘러싸도록 배치하였다. 단, 이 비교예 1에서는 안테나 본체에 대한 자성 시트의 접착 방법과 절곡 방향을 실시예 1과 상이하게 하였다.
즉, 비교예 1에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 자성 시트(51)에서의 자성 분말의 함유율이 큰 면(A)과, 수지 바인더가 많이 존재하여 자성 분말의 함유율이 작은 면(B) 중, 자성 분말의 함유율이 작은 면(B)을 점착재(53)를 통해 안테나 본체(52)에 접착하고, 도 6에 도시하는 바와 같이, 자성 분말의 함유율이 큰 면(A)이 내측이 되도록 절곡하였다.
이 결과, 도 6에서 C로 나타내는 바와 같이, 자성 시트의 표면에 균열이 발생하는 경우가 많았다. 즉, 자성 시트는 조성이 동일하여도 절곡 방향이 상이하면, 절곡했을 때의 내성이 종래와 변하지 않는 것으로 확인되었다. 또한, 비교예 1에서는 균열의 발생이 관찰되었기 때문에, 자성 시트를 탑재한 휴대 전화기의 특성에 대해서는 평가하지 않았다.
또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 23.1이고, 표면 광택도가 32.5이며, 광택도 차가 9.4였다.
(비교예 2)
비교예 2에서는 표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 1과 동일한 연자성 조성물을 이용하여 자성 시트를 제조하였다. 단, 이 비교예 2에서는 자성 시트 내에서의 자성 분말과 수지 바인더와의 함유율의 기울기를 실시예 1과 상이하게 하였다. 즉, 비교예 2에서는 이하와 같이 하여, 자성 시트의 표리 양면 모두 자성 분말의 함유율이 큰 자성 시트를 제조하였다.
우선, 1 m2의 박리용 PET 필름 위에 형성되는 건조 후의 자성 시트의 질량이 285 g이 되도록, 박리용 PET 필름 위에 도포하여 건조시킴으로써, 두께 180 ㎛의 자성 시트를 3층 형성하였다. 각 자성 시트는 건조 시간을 미리 정해진 시간 이상으로 함으로써, 연자성 조성물이 건조될 때까지, 자성 분말이 상기 연자성 조성물 내에서 박리용 PET 필름측에 침강하여, 박리용 PET 필름측에는 자성 분말의 함유율이 큰 한편, 박리용 PET 필름과 반대측에는 자성 분말의 함유율이 작게 된다.
계속해서, 이들 3장의 자성 시트를 적층하였다. 이 때, 제1장의 자성 시트와 제2장의 자성 시트를 적층함에 있어서, 실시예 1과 마찬가지로, 박리용 PET 필름측으로부터 상층에 걸쳐 순차적으로, 자성 분말이 많이 존재하는 층, 수지 바인더가 많이 존재하는 층, 자성 분말이 많이 존재하는 층, 수지 바인더가 많이 존재하는 층이 되도록 적층하였다. 이것에 대하여, 제2장의 자성 시트 위에 제3장의 자성 시트를 적층할 때에는 수지 바인더가 많이 존재하는 층끼리 접촉시켰다. 즉, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 박리용 PET 필름측으로부터 상층에 걸쳐 순차적으로, 자성 분말이 많이 존재하는 층(L1), 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L2), 자성 분말이 많이 존재하는 층(L3), 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L4), 수지 바인더가 많이 존재하는 층(L6), 자성 분말이 많이 존재하는 층(L5)이 적층된 자성 시트를 얻었다.
그리고, 적층하여 얻어진 자성 시트의 양면을 박리용 PET 필름에 의해 협지하고, 그 양면을 완충재로서의 100 ㎛ 두께의 상질지에 의해 더 협지한 것을, 2장 의 스테인리스판에 의해 양측에서 협지하며, 미리 정해진 진공 프레스 장치(기타가와세이키 가부시키가이샤 제조)를 이용해, 170℃의 온도로 가열하면서 24.9 kgf/㎝2의 압력으로 10분간 압축하여, 실험 대상으로 하는 자성 시트를 제조하였다. 얻어진 자성 시트는 실시예 1과 마찬가지로, 두께가 250 ㎛였다. 얻어진 자성 시트에서는, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 두께 방향의 중앙 부분에 대해서는 수지 바인더가 많이 존재하여 자성 분말의 함유율이 작은 영역(B)이 되고, 표리 양면에 대해서는 자성 분말의 함유율이 큰 면(A)이 되었다.
이와 같이 하여 제조된 자성 시트는, 실시예 1과 동일한 연자성 조성물을 이용하기 때문에, 선팽창 계수가 18 ppm/℃이며, 실시예 1과 동일하였다. 또한, 이 자성 시트는 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz에서의 투자율(μ')이 40 이상이고, 자기 손실(μ'')이 1.5 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 실시예 1과 동일한 연자성 조성물을 이용하기 때문에, 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성은 양호하였다.
그리고, 이 자성 시트를 절곡했을 때의 내성을 조사하기 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 자성 시트를, 점착재를 통해 안테나 본체에 접착하고, 휴대 전화기의 전지팩의 측벽 주위를 둘러싸도록 배치하였다. 즉, 비교예 2에서는 도 8에 도시하는 바와 같이, 양면 모두 자성 분말의 함유율이 큰 면(A)으로 되어 있는 자성 시트(61)를, 점착재(63)를 통해 안테나 본체(62)에 접착하고, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 자성 시트(61)가 내측이 되도록 절곡하였다. 또한, 비교예 2에서는, 특별히 도시하지 않지만, 안테나 본체(62)가 내측이 되도록 절곡하였다.
이 결과, 도 9에서 C로 나타내는 바와 같이, 어느 방향으로 절곡하여도 자성 시트의 표면에 균열이 발생하였다. 이것은 자성 시트의 양면 모두에 자성 분말이 많이 존재하기 때문이다. 또한, 비교예 2에서는 균열의 발생이 관찰되었기 때문, 자성 시트를 탑재한 휴대 전화기의 특성에 대해서는 평가하지 않았다.
또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 21.5이고, 표면 광택도가 24.8이며, 광택도 차가 3.3이었다.
(비교예 3)
비교예 3에서는, 표 2에 나타낸 바와 같이, 수지 바인더로서, 실시예 1에서 이용한 에폭시기를 갖는 아크릴 고무 대신에, 관능기로서 카르복실기와 수산기를 갖는 아크릴 고무(SG-700AS; 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조)를 이용하여 제작된 연자성 조성물에 기초하여, 자성 시트를 제조하였다. 그 외의 조건은 실시예 1과 같다. 압축하여 얻어진 자성 시트는 두께가 350 ㎛였다. 또한, 제작된 연자성 조성물은 점도가 65,000 cps였다.
이와 같이 하여 제조된 자성 시트는 선팽창 계수가 42 ppm/℃로 큰 값을 나타내었다. 또한, 이 자성 시트는 비중이 2.64로 작고, 오븐에 의한 환경 시험 전후의 두께 변화도 2.20%로 컸다. 또한, 이 자성 시트는 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz에서의 투자율(μ')이 34 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성이 낮은 것으로 확인되었다. 또한, 비교예 3에서는 환경 시험 전후의 자성 시트의 두께 변화가 컸기 때문에, 안테나 본체에 접착하여 절곡했을 때의 균열의 유무나, 상기 자성 시트를 탑재한 휴대 전화기의 특성에 대해서는 평가하지 않 았다.
또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 23.9이고, 표면 광택도가 32이며, 광택도 차가 8.1이었다.
(비교예 4)
비교예 4에서는, 표 3에 나타낸 바와 같이, 수지 바인더로서, 실시예 1에서 이용한 에폭시기를 갖는 아크릴 고무 대신에, 관능기로서 카르복실기와 수산기를 갖는 아크릴 고무(WA-023; 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조)를 이용하여 제작된 연자성 조성물에 기초하여, 자성 시트를 제조하였다. 그 외의 조건은 실시예 1과 같다. 압축하여 얻어진 자성 시트는 두께가 330 ㎛였다. 또한, 제작된 연자성 조성물은 점도가 60,000 cps였다.
이와 같이 하여 제조된 자성 시트는 선팽창 계수가 22 ppm/℃이므로, 비교예 3에 비하면, 안테나 본체의 선팽창 계수에 가까운 값이 되었다. 그러나, 이 자성 시트는 비중이 2.91로 작고, 오븐에 의한 환경 시험 전후의 두께 변화도 1.80%이므로, 양호한 값이라고 할 수 없다. 또한, 이 자성 시트는 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz에서의 투자율(μ')이 34 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성이 낮은 것으로 확인되었다. 또한, 비교예 4에서는 환경 시험 전후의 자성 시트의 두께 변화가 양호한 값이 아니기 때문에, 안테나 본체에 접착하여 절곡했을 때의 균열의 유무나, 상기 자성 시트를 탑재한 휴대 전화기의 특성에 대해서는 평가하지 않았다.
또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 23.4이고, 표면 광택도가 33.4이며, 광 택도 차가 10이었다.
(비교예 5)
비교예 5에서는 표 3에 나타내는 바와 같이, 수지 바인더로서, 실시예 1에서 이용한 에폭시기를 갖는 아크릴 고무 대신에, 관능기로서 카르복실기를 갖는 니트릴고무(NBR)[Nipol(등록상표) 1027J; 니혼제온 가부시키가이샤 제조]를 이용하여 제작된 연자성 조성물에 기초하여, 자성 시트를 제조하였다. 그 외의 조건은 실시예 1과 같다. 압축하여 얻어진 자성 시트는 두께가 300 ㎛였다. 또한, 제작된 연자성 조성물은 점도가 50,000 cps였다.
이와 같이 하여 제조된 자성 시트는 선팽창 계수가 17 ppm/℃이므로, 안테나 본체의 선팽창 계수에 가까운 값이 되었다. 그러나, 이 자성 시트는 오븐에 의한 환경 시험 전후의 두께 변화가 3.00%로 크고, 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz 에서의 투자율(μ')이 34 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성이 낮은 것으로 확인되었다. 또한, 비교예 5에서는, 환경 시험 전후의 자성 시트의 두께 변화가 크기 때문에, 안테나 본체에 접착하여 절곡했을 때의 균열의 유무나, 상기 자성 시트를 탑재한 휴대 전화기의 특성에 대해서는 평가하지 않았다.
또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 24.3이고, 표면 광택도가 34.5이며, 광택도 차가 10.2였다.
(비교예 6)
비교예 6에서는, 표 3에 나타내는 바와 같이, 편평한 형상의 자성 분말로서, 10 질량부의 실란 커플링제(Z6040; 도오레?다우코닝 가부시키가이샤 제조)를 이용 하고, 500 질량부의 Fe-Si-Cr-Ni계 합금 분말[미쓰비시 메트리얼(가부시키가이샤) 제조]을 커플링 처리한 것을 이용하며, 수지 바인더로서, 100 질량부의 폴리에스테르 수지[바이런(등록상표) 500; 도요보우세키 가부시키가이샤 제조]를 이용하고, 가교제로서, 10 질량부의 블록 이소시아네이트[콜로네이트(등록상표) 2507; 니혼 폴리우레탄고우쿄 가부시키가이샤 제조]를 이용하며, 또한 용매로서, 50 질량부의 이소프로필알코올(IPA)과 210 질량부의 톨루엔과 30 질량부의 메틸에틸케톤(MEK)과의 혼합 용매를 이용하고, 이들 수지 바인더와 용매와 편평한 형상의 자성 분말을 균일하게 혼합하여 연자성 조성물을 제작하였다. 또한, 제작된 연자성 조성물은 점도가 68,000 cps였다. 그리고, 제작된 연자성 조성물을, 표면에 이형 처리가 실시된 기재로서의 박리용 PET 필름 위에 롤 코터를 이용하여 도포하고, 실온에서 115℃까지의 온도 범위에서 건조시킴으로써, 자성 시트를 제조하였다. 최종적으로 실험 대상으로서 이용된 자성 시트는 동일한 조성의 연자성 조성물을 이용하여 이러한 도포 공정 및 건조 공정을 4회 반복하고, 마지막에 압축함으로써 제조되었다. 또한, 자성 시트를 4층 구조로 하는 이유는, 수지 바인더로서 폴리에스테르 수지를 이용한 경우에는 건조 시에 휘발된 용매가 자성 시트의 표리면으로부터 외부로 분출될 수 없어 상기 자성 시트의 내부에서 팽창하기 때문이다.
구체적으로는, 제1층의 자성 시트는 1 m2의 박리용 PET 필름 위에 형성되는 건조 후의 자성 시트의 질량이 255 g이 되도록, 박리용 PET 필름 위에 도포하여 건조시킴으로써 형성되었다. 이것에 의해 얻어진 자성 시트는 140 ㎛의 두께가 되었 다. 또한, 이 경우, 1층당 두께가 얇기 때문에, 연자성 조성물이 건조될 때까지, 자성 분말이 상기 연자성 조성물 내에서 박리용 PET 필름측에 침강하는 현상은 일어나지 않는다.
계속해서, 제2층의 자성 시트는 형성되는 건조 후의 제2층의 자성 시트와 제1층의 자성 시트와의 합계 질량이 455 g이 되도록, 동일한 조성의 연자성 조성물을 제1층의 자성 시트 위에 도포하여 건조시킴으로써 형성되었다. 이것에 의해 얻어진 자성 시트는 220 ㎛의 두께가 되었다. 이 경우에서도, 1층당 두께가 얇기 때문에, 연자성 조성물이 건조될 때까지, 자성 분말이 상기 연자성 조성물 내에서 박리용 PET 필름측에 침강하는 현상은 일어나지 않는다.
또한, 제3층의 자성 시트는 형성되는 건조 후의 제3층의 자성 시트와 제1층 및 제2층의 자성 시트와의 합계 질량이 675 g이 되도록, 동일한 조성의 연자성 조성물을 제2층의 자성 시트 위에 도포하여 건조시킴으로써 형성되었다. 이것에 의해서 얻어진 자성 시트는 300 ㎛의 두께가 되었다. 이 경우에서도, 1층당 두께가 얇기 때문에, 연자성 조성물이 건조될 때까지, 자성 분말이 상기 연자성 조성물 내에서 박리용 PET 필름측에 침강하는 현상은 일어나지 않는다.
또한, 제4층의 자성 시트는 형성되는 건조 후의 제4층의 자성 시트와 제1층 내지 제3층의 자성 시트와의 합계 질량이 915 g이 되도록, 동일한 조성의 연자성 조성물을 제3층의 자성 시트 위에 도포하여 건조시킴으로써 형성되었다. 이것에 의해 얻어진 자성 시트는 400 ㎛의 두께가 되었다. 이 경우에도, 1층당 두께가 얇기 때문에, 연자성 조성물이 건조될 때까지, 자성 분말이 상기 연자성 조성물 내에서 박리용 PET 필름측에 침강하는 현상은 일어나지 않는다.
그리고, 건조하여 얻어진 자성 시트로부터 박리용 PET 필름을 제거한 후에, 상기 자성 시트의 양면을 새로운 박리용 PET 필름에 의해 협지하고, 그 양면을 완충재로서의 100 ㎛의 두께의 상질지에 의해 더 협지한 것을, 2장의 스테인리스판에 의해 양측에서 협지하며, 미리 정해진 진공 프레스 장치(기타가와세이키 가부시키가이샤 제조)를 이용해, 170℃의 온도로 가열하면서 6.7 kgf/㎝2의 압력으로 10분간 압축하여, 실험 대상으로 하는 자성 시트를 제조하였다. 압축하여 얻어진 자성 시트는 실시예 1과 마찬가지로 두께가 250 ㎛였다.
이와 같이 하여 제조된 자성 시트는 선팽창 계수가 52 ppm/℃로 큰 값을 나타내었다. 또한, 이 자성 시트는 오븐에 의한 환경 시험 전후의 두께 변화가 3.00%로 컸다. 또한, 이 자성 시트는 캐리어 주파수 대역 13.56 MHz에서의 투자율(μ')이 40 이상이고, 자기 손실(μ'')이 1.5 미만이었다. 즉, 이 자성 시트는 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성이 양호한 것으로 확인되었다. 즉, 이 자성 시트는 환경 시험 전후의 변형이 크지만, 그 자체의 자기 특성 및 신뢰성은 양호한 것으로 확인되었다.
또한, 이 자성 시트는 이면 광택도가 36.2이고, 표면 광택도가 35.8이며, 광택도 차가 0.4였다.
또한, 이 자성 시트를 절곡했을 때의 내성을 조사하기 위해, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 자성 시트를 점착재를 통해 안테나 본체에 접착하여, 휴대 전 화기의 전지팩의 측벽 주위를 둘러싸도록 배치하였다. 이 결과, 어느 방향으로 절곡하여도 자성 시트의 표면에서의 균열은 관찰되지 않았다.
또한, 자성 시트를 탑재한 휴대 전화기의 특성을 조사하기 위해, 상기 휴대 전화기를, 온도 85℃, 습도 60%로 설정된 오븐에 96 시간 투입하는 환경 시험을 하였다. 구체적으로는, 오븐 투입 전의 공진 주파수와, 오븐에 의한 가열 종료 후에 휴대 전화기를 상기 오븐으로부터 꺼내어 상온에 복귀시켰을 때의 공진 주파수를 측정하여 양자를 비교하였다.
이 결과, 공진 주파수는 표 4에 나타내는 바와 같이, 오븐에 의한 환경 시험 전후로 변하고, 오븐 투입 전의 공진 주파수로 복귀되지 않았다. 이것은 환경의 변화에 의해 통신 거리가 변동하는 것을 의미하며, 자성 시트의 특성이 낮은 것으로 확인되었다.
이들 결과로부터, 본 발명으로써 제안한 자성 시트는, 매우 유효하는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명으로써 제안한 자성 시트는 절곡으로 사용되는 경우뿐만 아니라, 내측에 감아 사용되는 경우에도 유효하다. 또한, 이들 실시예 1~4에서는 자성 분말로서 Fe-Si-Cr-Ni계 합금 분말을 이용하고, 바인더로서 아크릴 고무를 이용했지만, 이들 이외의 자성 분말과 수지와의 조합으로도, 같은 결과를 얻을 수 있는 것이 용이하게 추찰된다. 이와 같이, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (12)

  1. 편평한 형상의 자성 분말과, 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하는 자성 시트에 있어서,
    상기 자성 분말과 상기 수지 바인더를 포함하고 상기 자성 분말이 침강하는 혼합비 내지 점도의 자성 조성물이 미리 정해진 기재 위에 도포되며, 미리 정해진 시간 이상이 걸려 가열 및 건조됨으로써 형성되고,
    상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 상기 자성 시트의 두께 방향에 대하여 기울기를 가지며,
    상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡되어 사용되고,
    상기 자성 시트의 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 것을 특징으로 하는 자성 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수지 바인더는 관능기로서 에폭시기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와의 공중합체인 것인 자성 시트.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 자성 조성물이 건조되어 형성된 자성 시트 위에, 상기 자성 조성물과 동일한 조성의 자성 조성물을 더 도포하여 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조시키는 공정을 1회 또는 복수회 반복함으로써 형성된 것인 자성 시트.
  5. 제1항에 있어서, 자성 조성물을 건조시킴으로써 형성된 자성 시트를 압축하여 형성된 것인 자성 시트.
  6. 편평한 형상의 자성 분말과 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말이 침강하는 혼합비 내지 점도의 자성 조성물을 미리 정해진 기재 위에 도포하는 도포 공정과,
    상기 도포 공정에서 상기 기재 위에 도포된 상기 자성 조성물을 미리 정해진 시간 이상을 들여 가열 및 건조시키며, 두께 방향에 대하여 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 기울기를 가지고, 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 자성 시트를 형성하는 건조 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    자성 조성물을 건조시켜 형성된 자성 시트 위에, 상기 자성 조성물과 동일한 조성의 자성 조성물을 더 도포하는 제2 도포 공정과,
    상기 제2 도포 공정에서 상기 자성 시트 위에 도포된 상기 자성 조성물을 미리 정해진 시간 이상을 들여 건조시키는 제2 건조 공정
    을 포함하고,
    상기 제2 도포 공정 및 상기 제2 건조 공정을 1회 또는 복수회 반복하며, 두께 방향에 대하여 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 기울기를 갖는 자성 시트를 형성하는 자성 시트의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 자성 조성물을 건조시켜 형성된 자성 시트를 압축하는 압축 공정을 더 포함하는 자성 시트의 제조 방법.
  9. 편평한 형상의 자성 분말과 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말이 침강하는 혼합비 내지 점도의 자성 조성물이 미리 정해진 기재 위에 도포되며, 미리 정해진 시간 이상이 걸려 가열 및 건조됨으로써 형성되고, 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 두께 방향에 대하여 기울기를 갖는 자성 시트와,
    상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 큰 면에 접착된 안테나 본체
    를 포함하며,
    상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡되어 배치되고,
    상기 자성 시트의 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 것을 특징으로 하는 안테나.
  10. 제9항에 있어서, 상기 안테나 본체는 구리를 포함하고,
    상기 수지 바인더는 관능기로서 에폭시기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와의 공중합체인 것인 안테나.
  11. 제9항에 있어서, 상기 안테나 본체는 플렉시블 플랫 케이블을 이용한 구조인 것인 안테나.
  12. 각종 데이터를 판독 내지 기록할 수 있게 기억하고 통신 기능을 갖는 트랜스폰더가 탑재된 휴대 통신 기기에 있어서,
    상기 트랜스폰더는, 편평한 형상의 자성 분말과 용매에 용해 가능한 수지 바인더를 포함하고, 상기 자성 분말이 침강하는 혼합비 내지 점도의 자성 조성물이 미리 정해진 기재 위에 도포되며, 미리 정해진 시간 이상이 걸려 가열 및 건조됨으로써 형성되고, 상기 자성 분말과 상기 수지 바인더와의 함유율이 두께 방향에 대하여 기울기를 갖는 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 큰 면에 안테나 본체가 접착된 안테나를 포함하며,
    상기 안테나는 상기 자성 시트의 표리면 중, 상기 자성 분말의 함유율이 작은 면이 내측이 되도록 절곡되어 배치되고,
    상기 자성 시트의 표리면에 있어서, 입사각 60˚에서의 광택도의 차가 9.4 이상인 것을 특징으로 하는 휴대 통신 기기.
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