KR20170121237A

KR20170121237A - 자성 컴파운드, 안테나 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20170121237A
Application number: KR1020177026840A
Authority: KR
Inventors: 토시히코 우에야마; 마사히로 고토; 타카유키 요시다; 타쿠유키 바바
Original assignee: 도와 일렉트로닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-11-01
Also published as: US20180033530A1; TW201643213A; TWI702253B; CN107250253B; KR102034132B1; CN107250253A; JP2016155991A; JP6813941B2

Abstract

신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르(m－PPE) 수지 중 적어도 어느 하나를 사용하여, 고주파 특성이 뛰어나고, 또한 기계적 강도에 뛰어난 자성 컴파운드 및 그 관련물을 제공하는 것을 과제로 한다. 금속 자성 분말과, 신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르(m－PPE) 수지 중 적어도 어느 하나의 수지를 가지며, 상기 수지의 함유량이 21질량% 이상인 자성 컴파운드에 관한 기술을 제공한다.

Description

자성 컴파운드, 안테나 및 전자 기기

본 발명은 자성 컴파운드, 안테나 및 전자기기에 관한 것이다.

전자기기나 통신 기기에서 시장의 다양한 기능에 응할 수 있도록, 다양한 재료 개발이 성황이다. 그 중, 고주파 영역 등에서 사용하는 기기에서 복합적인 기능재료가 통신 기기의 성능을 좌우하기 때문에 중요한 기술 요소가 되고 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에서는 고주파 영역에서도 기능하는 자성체 복합재료에 대해 기재되어 있다. 이 자성체 복합재료는 바람직하게는 어스펙트비 (장축길이/단축길이)가 1.5∼20의 침 형태인 자성 금속 입자를, 예를 들면 폴리아릴렌에테르 수지나 폴리에틸렌 수지 등의 유전체 재료 중에 분산시키는 것으로 형성되어 있다 (특허 문헌 1의［청구항 1］또는［청구항 2],［0025］).

이렇게 하는 것으로, ㎓대의 고주파 영역에서 사용하는 전자기기, 통신 기기에 장비하는 고주파 전자 부품에 매우 적합하게 사용되며, 또한, 소정의 침 형태 금속 입자를 사용하는 것으로, 유전체 재료 중에서 금속 입자를 배향시키는지 아닌지에 관계없이 소정의 자기 특성을 구비할 수 있다 (특허 문헌 1의［0024］［0029］).

또, 특허 문헌 2에는 광대역에서 사용 가능한 소형 안테나에 사용될 수 있는 복합 자성 재료에 대해 기재되어 있다. 이 복합 자성 재료는 절연성 재료 중에 복합 자성 재료를 분산시킨 것이다. 상기 자성 분말은 연자성 금속을 포함한 대략 구 형태의 분말이며, 그 평균 입자 지름 D₅₀가 0.1∼3㎛, 또한, 입자 내에 평균 결정자 지름이 2∼100㎚의 결정자를 가지며, 상기 절연성 재료로서 각종 수지가 기재되어 있다 (특허 문헌 2의［0018］∼［0021］). 예를 들면, 실시예에서 자성 분말과 열가소성의 PC/ABS계 수지와 용제 등을 혼합하는 것으로 안테나를 제작하고 있다 (［0069］). 이 안테나에서는 주파수 2㎓에 있어서의 유전율의 손실 계수 tanδε가 0.01 미만이며, 전 체적에 대한 상기 자성 분말의 체적 비율이 2∼50ｖol%의 구성이며, 안테나의 소형화를 도모할 수 있는 것이 기재되어 있다 (［0031],［0032］).

특허 문헌 3에서는, 금속 자성 분말에 의해 인덕터나 안테나 등에 있어서의, ㎓대에서의 손실 계수를 낮게 억제하는 것이 기재되어 있다. 철을 주성분으로 하는 연자성 금속 분말이며, 평균 입자 지름이 100㎚ 이하, 축비 (=장축길이/단축길이)가 1.5 이상, 보자력 (Hc)이 39.8∼198.9kA/m(500∼2500 Oe), 포화 자화 100A㎡/kg 이상인 금속 분말을 성형하고, 자성 부품은 ㎑∼㎓대에서의 손실 계수를 낮게 억제할 수가 있다는 것이 개시되어 있다 (특허 문헌 3의［0011］∼［0026］).

특허 문헌 4에는, 내열성을 갖는 본드 자석으로서, 자석 분말과 폴리페닐렌 술피드 (PPS) 수지와 폴리아미드 (PA) 수지를 포함하며, 컴파운드 중의 자석 분말의 함유 비율이 79∼94.5wt%, PPS 수지의 함유 비율이 5∼20wt%, PA수지의 함유 비율이 0.1∼2wt%인 것이 기재되어 있다 (특허 문헌 4의［청구항 1］).

이와 같이 금속 자성 분말과 수지로 이루어진 자성 복합체 (또는, 자성 컴파운드라고도 함)에 대해서는 개시가 있지만, 금속 자성 분말과 수지 재료로 이루어진 자성 컴파운드에서, 금속 자성 분말은 무기 화합물의 미립자이며, 수지는 고분자 화합물이다. 즉, 금속 자성 분말과 수지는 각각 화학 성질 및 물성도 완전히 다른 것이기 때문에, 어떠한 성능이 될지는 예측 곤란하고, 선행 기술과 같이 다양한 시행 착오가 필요하다.

특허 문헌 1 JP 2014－116332 A 특허 문헌 2 JP 2011－096923 A 특허 문헌 3 JP 2013－236021 A 특허 문헌 4 JP 2013－077802 A

금속 자성 분말과 수지 재료 등을 혼련한 자성 컴파운드는, 전자기기의 고성능화의 요망에 수반하여, 그 특성 향상이 요구되며, 또한, 소형화의 요청으로부터 기계적인 강도의 향상도 요구되고 있다.

특허 문헌 1에서부터 4에는 자성 재료와 수지 재료와의 자성 컴파운드 (복합 자성체)에서, 자성 재료의 함유 비율이 높은 것이 개시되어 있다. 그러나 출원인들의 검토에 의해서 달성할 수 있었던 자성 재료의 성능의 향상에 따라, 컴파운드 중의 자성 재료의 함유량을 어느 정도 줄여도 충분한 고주파 특성을 얻을 수 있게 되었다. 그러나 이러한 자성 분말을 수지에 분산시키는 경우, 혼련 단계에서 발화하거나 자성 분말을 첨가하지 않는 경우와 비교하여 현저한 강도의 저하가 생기거나 하는 것을 알 수 있다. 즉, 기계적 강도와 고주파 특성을 모두 만족하는 컴파운드 재료는 아직도 얻지 못하고 있다.

예를 들면, 특허 문헌 4에서는, PPS 수지와 자석 분말의 습윤성이 나쁜 것 등으로부터, 혼련·성형 시에 다른 예기치 못한 영향이 생기는 경우가 있는 것 등이 기재되어 있다. 신디오택틱 폴리스티렌 (syndiotactic polystyrene; SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지는 고주파 특성이 뛰어나지만 금속 자성 분말과의 혼련성은 곤란하다는 것이 확인되고 있다.

한편, 소형화에 따라 세선화, 플렉시블 기판, 다른 부품과의 간섭에 견디기 위해, 굴곡강도, 인성이 더욱 뛰어난 재료가 요구되고 있었다. 특허 문헌 1에는 여러 가지 수지가 사용 가능하다고 예시되어 있지만, 실시예로서 나타나고 있는 폴리에틸렌 수지는 비교적으로 기계적 강도가 높다고 여겨지고 있는 고밀도의 것에서도 굴곡강도가 6.9MPa 정도로 약하기 때문에, 충격이 가해지기 쉬운 환경에서는 사용되기 어렵다. 신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지는 굴곡강도는 60MPa 이상, 탄성률 1900MPa 정도인 것이 확인되고 있어 기계적 강도의 향상을 기대할 수 있다.

본 발명의 과제는 신디오택틱 폴리스티렌(SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌에테르 (m－PPE) 수지 중 적어도 어느 하나를 사용하여 고주파 특성이 뛰어나고, 또한, 기계적 강도가 뛰어난 자성 컴파운드를 제공하며, 본 자성 컴파운드로 이루어진 안테나, 및 상기 안테나를 사용하는 전자기기를 제공하는 것이다.

본 발명자가 파악하는데 따르면, 금속 자성 분말을 수지에 혼합한 것으로부터 안테나를 형성하면, 파장 단축 효과에 의해, 안테나 그 자체를 작게 할 수 있고, 나아가서는 휴대 기기나 스마트폰의 소형화에 공헌할 수 있다.

종래에는 특허 문헌 1로 대표되는 바와 같이, 안테나 등에 사용되는 자성 컴파운드용 재료로서 수지에 혼합하는 구성을 취하는 것이라도, 금속 재료에 관한 검토에 머무르고 있었다.

그에 대해, 본 발명자는 수지에 대해서 혼합하고, 특성을 발현할 수 있는 금속 자성 분말이 아니라, 금속 자성 분말을 혼합하는 대상이 되는 수지에 상술한 과제를 해결할 수 있는 실마리가 있다고 생각하여 검토를 진행시켰다.

우선, 혼합의 후보가 될 수 있는 수지로서는 기계 특성 (특히 굴곡강도)이 뛰어나고, 또한 수지 그 자체의 손실이 작은 재료를 선택하는 것이 지름길이라고 생각했다. 그렇지만, 상술한 바와 같이, 특허 문헌 3에 개시한 금속 자성 분말을 후보가 될 수 있는 수지에 대해 혼합하는 것을 시도했지만, 상기 금속 자성 분말의 발화에 의한 소실이 생겨 버린다는 지견을 얻었다. 또, 수법으로서는 수지 비율을 높게 하는 것으로, 금속 자성 분말을 수지로 봉지하여 발화를 방지하는 방법도 생각할 수 있지만, 당연히 금속 자성 분말의 구성 비율이 저하되어 자성 컴파운드 그 자체의 투자율(透滋率)이 저하되기 때문에, 안테나로서 충분히 동작하지 않을 가능성이 생각된다. 따라서, 금속 자성 분말을 수지에 혼합하는 수법에 대해 검토하는 것으로 했다.

본 발명의 형태는 이하와 같다.

본 발명의 제1 형태는,

금속 자성 분말과,

신디오택틱 폴리스티렌(SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르(m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 가지며, 상기 금속 자성 분말은 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해 상기 금속 자성 분말의 표면의 일부 또는 전부가 피복되어 있는

상기 수지의 함유량이 21질량% 이상인 자성 컴파운드이다.

본 발명의 제2 형태는,

금속 자성 분말과,

수지를 가지며,

상기 수지로서는 신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 (m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지로 이루어지며,

상기 금속 자성 분말은 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해 상기 금속 자성 분말의 표면의 일부 또는 전부가 피복되어 있는 자성 컴파운드이다.

본 발명의 제3 형태는,

금속 자성 분말과,

신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 가지며,

상기 금속 자성 분말은 피복 공정에 대해 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해 피복 처리된 것이며,

상기 수지의 함유량이 21질량% 이상인 자성 컴파운드이다.

본 발명의 제4 형태는

금속 자성 분말과,

수지를 가지며,

상기 수지로서는 신디오택틱 폴리스티렌(SPS) 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르(m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지로 이루어지며,

상기 금속 자성 분말은 피복 공정에 대해 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해 피복 처리된 것인 자성 컴파운드이다.

본 발명의 제5 형태는,

상기 금속 자성 분말은 프탈산, 말레산, 무수 프탈산, 무수 말레산 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해 상기 금속 자성 분말의 표면의 일부 또는 전부가 피복되어 있는 제1 내지 제4 형태 중 어느 하나에 기재된 자성 컴파운드이다.

여기서 말하는 유도체란, 관능기의 도입, 산화, 환원, 원자의 치환 등, 모체의 구조나 성질을 큰 폭으로 바꾸지 않는 정도의 개변이 이루어진 화합물을 지칭하며, 「원자의 치환」에는 말단이 알칼리 금속으로 치환이 이루어지고 가용성(可溶性)으로 된 것도 포함한다.

본 발명의 제6 형태는,

제5 형태에 기재된 발명에서

상기 금속 자성 분말과 피복체를 포함한 금속 자성 분말 복합체에 있어서의 고주파 연소법으로의 탄소 계측치가 0.1질량% 이상 10질량% 이하이다.

본 발명의 제7 형태는,

제5 또는 제6 중 어느 하나의 형태에 기재된 발명에서

상기 피복체를 구성하는 프탈산, 무수 프탈산, 말레산, 무수 말레산, 및 이들 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 화학 구조에 포함되는 탄소수가 4 이상 20 이하인 구조로 하는 것이 좋다.

본 발명의 제8 형태는,

제1 내지 제7 중 어느 하나의 형태에 기재된 발명에서,

상기 수지에 상기 금속 자성 분말의 100질량부에 대해서, 상기 프탈산, 말레산, 무수 프탈산, 무수 말레산 및 이들 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 5질량부를 첨가하여 제작한 상기 금속 자성 분말 복합체를 30ｖol% 함유시켜서 상기 자성 컴파운드를 구성했을 때, 측정 주파수 2㎓에 있어서의 투자율의 실수부 μ'가 1.5 이상, 또한, tanδμ 및 tanδε가 0.05 이하이다.

본 발명의 제9 형태는,

제1 내지 제8 중 어느 하나의 형태에 기재된 발명에서

상기 자성 컴파운드를 0.75㎓ 이상 1.0㎓ 이하의 범위에서 0.05㎓씩 측정했을 때에 있어서의, 투자율의 실수부 μ' 및 유전율의 실수부 ε'의 표준 편차가 0.01 이하인 자성 컴파운드이다.

본 발명의 제10 형태는,

금속 자성 분말과,

신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 가지며, 상기 수지의 함유량이 21질량% 이상인 자성 컴파운드에서, 상기 금속 자성 분말과 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체로 구성되는 금속 자성 분말 복합체를 30ｖol% 함유시켜서 상기 자성 컴파운드를 구성했을 때,

측정 주파수 2㎓에 있어서의 투자율의 실수부가 μ'가 1.5 이상, 또한, tanδμ 및 tanδε가 0.05 이하를 나타내는 자성 컴파운드이다.

본 발명의 제11 형태는,

제1 내지 제10 중 어느 하나의 형태에 기재된 자성 컴파운드에 의해 구성된 안테나이다.

본 발명의 제12 형태는,

제1 내지 제10 중 어느 하나의 형태에 기재된 발명에서, 상기 자성 컴파운드는 금속 자성 분말과 프탈산, 무수 프탈산, 말레산, 무수 말레산 및 이들 유도체 중 적어도 어느 하나를 혼합하여 금속 자성 분말 복합체를 형성한 후에, 수지와 혼련함으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 제13 형태는

제1∼제10, 12 중 어느 하나에 기재된 자성 컴파운드에 의해 구성된 안테나를 구비한 전자기기이다.

본 발명에 의하면, 신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르(m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상을 사용하고, 고주파 특성이 뛰어나고, 또한, 기계적 강도가 뛰어난 자성 컴파운드 및 이의 관련물을 제공할 수 있다.

이하, 본 실시 형태에 대해서, 다음의 순서로 설명을 실시한다.

1. 자성 컴파운드

1－1. 금속 자성 분말

1－2. 피복체

1－3. 수지

2. 자성 컴파운드의 제조 방법

2－1. 준비 공정

2－2. 피복 공정

2－3. 수지와의 혼련공정

3. 변형예 등

본 명세서에 대해 「∼」는 소정값 이상 또한 소정값 이하를 가리킨다.

＜1. 자성 컴파운드＞

본 실시 형태에 있어서의 자성 컴파운드는 금속 자성 분말과 피복체와 신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지로 이루어진다.

이하, 각 구성에 대해 설명한다.

1－1. 금속 자성 분말

본 실시 형태에 있어서의 금속 자성 분말은 일례로서는 이하의 구성을 갖는다.

금속 자성 분말은 자성 특성, 입경 등을 적절히 설계한 것을 이용하면 된다.

자성 특성으로서는 포화 자화 (σs)에 의해 자성 컴파운드의 투자율, 유전율을 설정할 수 있다. 그 밖에는, 보자력 (Hc), 각형비 (SQ) 등, 또 분체 특성으로서 입경, 형상, BET (비표면적), TAP (탭) 밀도를 조정하면 된다. 예를 들면, 본 실시 형태에 있어서의 금속 자성 분말에는 Fe (철) 또는 Fe와 Co(코발트)에 희토류 원소 (Y(이트륨)를 포함한 이후 동일.), Al (알루미늄), Si (규소), Mg (마그네슘) 중 적어도 1종 (이후 「Al 등」이라고 부름)이 포함된다.

금속 자성 분말의 원재료가 되는 원소를 포함한 수용액 중에서 Y를 포함한 희토류 원소량을 변화시키는 것으로, 최종적으로 얻어지는 금속 입자의 축비 (=장축길이/단축길이)를 변경할 수 있다.

희토류 원소가 적은 경우는 축비가 커져, 보다 손실을 저감한 금속 분말을 얻을 수 있지만, 희토류 원소가 너무 적은 경우는 투자율이 저감된다. 한편, 희토류 원소가 많은 경우는 축비가 작아져 손실은 약간 커지지만, 희토류 원소를 포함하지 않는 경우와 비교하면 투자율이 커진다.

즉, 적절한 희토류 함유량으로 하는 것으로, 더욱 낮은 손실과 높은 투자율을 갖게 되기 때문에, 종래의 ㎑로부터 ㎓ 대역의 넓은 범위에서 사용할 수 있는 금속 분말을 얻을 수 있다.

여기서, 상술한 바와 같이 특성의 밸런스를 유지하기 위해서 적절한 원소의 함유 범위는 Fe와 Co의 총 합에 대한 희토류 원소 함유량으로 0at% (매우 적합하게는 0at%를 초과)∼10at%로 하는 것이 바람직하고, 0at%를 초과 5at% 이하가 보다 바람직하다. 또, 사용하는 희토류 원소종으로서는 특히 Y나 La가 바람직하다.

금속 자성 분말이 Co를 포함한 경우, Co 함유량에 관해서는, 원자 비율로 Fe에 대한 Co의 비율 (이하 「Co/Fe원자비」라고 함)로 0∼60at%를 함유시킨다. Co/Fe원자비가 5∼55at%의 것이 더욱 바람직하고, 10∼50at%의 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 범위에서 금속 분말은 포화 자화가 높고, 또한 안정된 자기 특성을 얻기 쉽다.

또, Al 등은 소결 억제 효과도 가지고 있어 열처리 시의 소결에 의한 입자의 조대화를 억제하고 있다. 본 명세서에서는 Al 등은 「소결 억제 원소」의 하나로서 취급하고 있다. 다만, Al 등은 비자성 성분이며, 너무나 많이 함유시키면 자기 특성이 희석되기 때문에 바람직하지 않다. Fe와 Co의 총 합에 대한 Al 등의 함유량은 1 at%∼20at%로 하는 것이 바람직하고, 3at%∼18at%가 보다 바람직하며, 5at%∼15 at%가 더욱 바람직하다.

본 실시 형태에 있어서의 금속 자성 분말은 금속 성분으로 이루어진 코어와 주로 산화물 성분으로 이루어진 쉘로 구성되는 코어/쉘 구조를 갖는 것이 바람직하다. 코어/쉘 구조로 되어 있는지 아닌지는, 예를 들면, TEM 사진에 의해 확인할 수 있으며, 또 조성 분석은 예를 들면, ICP 발광 분석, ESCA (별명 XPS), TEM－EDX, SIMS 등의 방법을 채용할 수 있다.

또한, 금속 자성 분말의 평균 일차 입자 지름은 10㎚ 이상 500㎚ 이하 (바람직하게는 100㎚ 이하)의 나노 입자인 것이 바람직하다. 마이크로 레벨 (㎛)의 크기의 금속 자성 분말이라도 사용할 수 있지만, 통신 특성의 향상, 소형화의 관점에서보다 작은 입경이 바람직하다.

또, 자성 컴파운드 중의 금속 자성 분말의 함유량은 50ｖol% 이하, 바람직하게는 40ｖol% 이하, 더욱 바람직하게는 35ｖol% 이하가 되도록 배합을 조정하면 된다. 원하는 뛰어난 통신 특성을 얻으면서, 수지의 굴곡강도를 손상하지 않고, 탄성률의 향상을 도모할 수 있기 때문이다.

또, 수지의 함유량은 21질량% 이상이 되도록 배합을 조정하면, 자성 컴파운드의 굴곡강도를 높게 유지할 수 있기 때문에 바람직하다.

1－2. 피복체

본 실시 형태에 있어서의 피복체는 후술하는 표면 처리 공정에 의해 금속 자성 분말의 표면에 형성된다. 아마, 상기 피복체는 금속 자성 분말의 표면의 적어도 일부 또는 전부에 부착하여 금속 자성 분말 복합체가 형성하고 있다고 생각된다. 상기 피복체는 디카르본산 또는 그 분자 내의 탈수 작용에 의해서 생성된 무수물 및 이들 유도체 중 적어도 어느 하나에 의해 구성된다. 여기서 「유도체」란, 관능기의 도입, 산화, 환원, 원자의 치환 등, 모체의 구조나 성질을 큰 폭으로 바꾸지 않을 정도의 개변이 이루어진 화합물을 지칭하며, 「원자의 치환」에는 말단이 알칼리 금속으로 치환이 이루어지고 가용성으로 된 것도 포함한다.

본 발명자가 검토한바, 디카르본산 중에서도, 수지와 같이 분자량이 몇만이나 하는 고분자보다 분자량이 크지 않은, 분자량이 500 이하의 디카르본산이 바람직하다. 또한, 디카르본산 및 그 유도체중에서도, 프탈산, 무수 프탈산, 말레산, 무수 말레산, 프탈산 또는 말레산 유도체, 또는 무수 프탈산 또는 무수 말레산의 유도체인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 프탈산 또는 말레산을 주골격으로 하여 탄소수가 4 이상 20 이하인 구조로 하는 것이 좋다. 또한, 이들 디카르본산, 디카르본산 무수물 또는 그 유도체는 반드시 1종만으로 구성할 필요는 없고, 그들을 복수 사용하는 것을 막는 것은 아니다. 탄소수가 상기의 범위 내라면, 분자의 부피가 적당한 크기가 되어 수지 안에 금속 자성 분말 복합체를 첨가하기 쉬워지므로 적당하다.

또한, 피복하는 피복체량으로서는, 금속 자성 분말의 표면을 피복체로 피복 한 금속 자성 분말 복합체에 있어서의 고주파 연소법으로의 탄소 계측치가 0.1질량% 이상 10질량% 이하인 것이 바람직하다. 한편, 자성 컴파운드 중에 있어서는, 피복제는 입자 표면에 잔존하는 것 이외에서도 수지 중에 분산되거나, 또는 화합할 가능성도 있다. 이 때문에, 자성 컴파운드로서는 금속 자성 분말의 양과 수지량을 설정하는 것으로 원하는 각 특성을 얻을 수 있다.

1－3. 수지

본 실시 형태에 있어서의 수지로서 지극히 매우 적합한 것은, SPS (신디오택틱 폴리스티렌) 수지, 및, m－PPE (변성 폴리페닐렌 에테르) 수지 중 적어도 어느 하나이다. 실시예의 항목에서 후술하는 바와 같이, SPS 및 m－PPE의 중 적어도 어느 하나를 수지로서 채용하여, 상기 수지와 상기의 금속 자성 분말 복합체로 혼련이 가능해진다.

또한, 저손실 재료, 예를 들면 IEC60250 또는 JISC2138：2007에 규정된 1 MHz에 있어서의 tanδε가 0.05 이하의 열가소성 수지이면, 상기 이외의 수지를 사용했다고 해도 본 실시 형태의 효과를 갖는 경우도 있다.

본 발명에 따르는 자성 컴파운드 (컴파운드중에 있어서의 금속 자성 분말 복합체의 구성：30ｖol% 상당)의 고주파 (2㎓) 영역에 있어서의 자기 특성으로서는, 복소비 투자율의 실수부 μ'가 1.50 이상, 바람직하게는 1.70 이상인 것이 바람직하다. 이러한 특성을 갖는 자성 컴파운드는 투자율이 높기 때문에 충분한 소형화 효과를 발휘할 수 있고, 또한, 반사 손실 (return loss)이 작은 안테나의 구축에 매우 유용하다.

또, 본 발명에 따르는 자성 컴파운드의 자기 손실 및 유전손실에 대해서는, 측정 주파수 2㎓에서 tanδμ 및 tanδε가 0.10 이하, 보다 바람직하게는 0.05 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.02 이하이면 좋다.

또, 본 발명에 따르는 자성 컴파운드의 투자율의 실수부 μ' 및 유전율의 실수부 ε'는 0.75 ㎓ 이상 1.0 ㎓ 이하의 범위에서 0.05㎓씩 측정했을 때의 표준 편차가 0.01 이하면, 0.8 ㎓ 부근에서 사용하는 안테나를 제작했을 때에 안정된 안테나 특성을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.

＜2. 자성 컴파운드의 제조 방법＞

이하, 자성 컴파운드의 제조 방법에 대해 설명한다.

2－1. 준비 공정

본 공정도에서는, 자성 컴파운드의 제작에 관한 여러 가지 준비를 한다. 예를 들면, 상기의 금속 자성 분말 등의 각종 원재료나, 피복체의 원재료, 혼합 대상이 되는 수지를 준비한다.

2－2. 피복 공정 (표면 처리)

금속 자성 분말에 대해, 피복체가 되는 유기 화합물 (디카르본산, 디카르본산 무수물 및 그 유도체의 중 적어도 어느 하나)을 첨가하여 혼합하여 금속 자성 분말 복합체를 얻는다. 디카르본산 중에서도, 수지와 같이 분자량이 몇 만이나 하는 고분자보다도 분자량이 크지 않은, 저분자량이 500 이하의 디카르본산이 바람직하다. 또한, 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체중에서도, 프탈산, 무수 프탈산, 말레산, 무수 말레산, 프탈산 또는 말레산의 유도체, 또는 무수 프탈산 또는 무수 말레산의 유도체인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 프탈산 또는 말레산을 주골격으로 하여 탄소수가 4 이상 20 이하인 구조로 하는 것이 좋다. 또한, 이들 디카르본산, 디카르본산 무수물, 또는 그 유도체는 반드시 1종만으로 구성할 필요는 없고, 복수종의 유기 화합물을 사용하는 것을 막는 것은 아니다. 또, 탄소량이 0.1질량% 이상 있으면, 수지로의 분산이 매우 적합하게 실시할 수 있어 바람직하다. 한편, 탄소량이 10질량% 이하면, 비자성 성분이 과잉이 되지 않아 컴파운드로 했을 때의 투자율을 담보할 수 있어 바람직하다.

또한, 상기의 유기 화합물의 첨가량은 질량비로 금속 자성 분말 100에 대해서 2∼15, 보다 바람직하게는 2.5∼10, 더욱 바람직하게는 5∼10이다.

2 이상이면, 금속 자성 분말과 수지가 친숙해지기 때문에 생산했을 때의 제품의 성질 안정성이 향상된다. 15 이하면, 금속 자성 분말에 있어서의 비자성 성분이 적당량이 되어, 피복체가 피복된 금속 자성 분말에 의해 구성되는 금속 자성 분말 복합체 그 자체의 자기 특성의 저하를 억제할 수 있다. 나아가서는, 금속 자성 분말 복합체를 수지에 혼합하여 자성 컴파운드로 했을 때의 고주파 특성을 비교적 높게 유지할 수 있어 최종적으로 형성되는 안테나의 특성에 대해서도 동일하게 비교적 높게 유지할 수 있다.

상기의 피복체가 금속 자성 분말 복합체와 상기 수지와의 사이의 「습윤성」을 향상시키는 메카니즘에 대한 자세한 것은 불명확하기 때문에, 추측에 머무르지만, 유기 화합물의 구조식으로부터 감안하여 카르복실기 측이 금속 자성 분말의 표면에 당겨지는 반면, 반대측 (카르복실기가 존재하지 않은 쪽)이 소수성의 수지 측에 친숙하여, 결과적으로 금속 자성 분말 복합체가 수지에 충분히 친숙해진다고 생각된다. 또, 타설로서 금속 자성 분말과 소정의 유기 화합물을 혼합하고, 그 일부를 금속 자성 분말에 피복시키지만, 「피복에 사용되지 않은」 프리한 상태의 상기 유기 화합물을 굳이 제거하는 일 없이 금속 자성 분말 복합체 중에 잔존시켜, 그 상태 그대로 하는 것으로, 금속 자성 분말과 유기 화합물의 복합체를 형성한 것에 의해, 전술한 「습윤성」작용 이외에도 어떠한 분산 작용도 발생시키고 있다고 추측하고 있다.

또한, 표면 처리 시에 첨가하는 용매 (금속 자성 분말과 피복체와의 융합을 향상시키기 위해서 첨가하는 액체)로서는, 상기의 유기 화합물이 반드시 완전하게 용해되는 것이 아니어도 된다. 상기의 유기 화합물과 상기 용매를 더한 것에 금속 자성 분말을 더하여 금속 자성 분말을 상기 용매에 함침시킨 후, 용매를 제거하는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

또, 상기의 피복체의 용액에 금속 자성 분말을 더하여 자전 공전 병용식 교반기로 교반, 또는 전단력을 더하면서 교반하는 것으로 페이스트화 시키는 방법을 채용할 수도 있다. 페이스트화의 공정을 거치는 것으로, 상기의 피복체와 금속 자성 분말이 충분히 친숙해지도록 혼합되고, 이 때문에, 금속 자성 분말의 표면에 피복체가 흡착하기 쉬워지며, 나아가서는 금속 자성 분말 복합체가 형성되기 쉬워진다. 다만, 금속 자성 분말에 대해서 골고루 피복체가 널리 퍼지는 것 같으면, 문제는 없다. 또, 혼련을 실시하면서 용매의 제거, 건조를 실시하기 위해서 믹서 등을 사용해도 지장 없다. 또한, 상기 제거, 건조 후에 있어서, 피복체를 금속 자성 분말의 입자 표면에 잔존시키는 것이 중요하다.

또, 금속 자성 분말과 상기의 피복체와의 사이의 접촉을 효율적으로 생기게 한 금속 자성 분말 복합체를 형성할 필요가 있으므로, 높은 전단력을 갖는 분산, 혼련기를 사용할 수도 있고, 상기 용매에 대해서 강한 전단력을 가하면서 금속 자성 분말을 상기 용매에 대해서 분산시킬 수도 있다.

페이스트 제작 후에, 건조하여 분말 상태로 하는 방법을 채용했을 때에 사용되는, 강한 전단력을 갖는 분산기로서는 터빈·고정자형 교반기로서 알려진 프라이미크스 가부시키가이샤의 T.K.호모 믹서 (등록상표), IKA사의 Ultra－Turrax (등록상표) 등을 예시할 수 있으며, 콜로이드 밀로서는, 프라이미크스 가부시키가이샤의 T.K.마이콜로이더 (등록상표), T.K.호모믹 라인 밀 (등록상표), T.K.하이 라인 밀 (등록상표)이나, 가부시키가이샤 노리타케 컴퍼니 리미티드의 스태틱 믹서 (등록상표), 고압 마이크로 리액터 (등록상표), 고압 호모지나이저 (등록상표) 등을 예시할 수 있다.

전단력의 강약은, 교반 날개를 갖는 장치라면, 교반 날개의 날개 주속도로 평가할 수 있다. 본 실시 형태에서, 「강한 전단력」이란, 날개 주속도가 3.0 (m/s) 이상, 바람직하게는 5.0 (m/s) 이상의 것을 가리킨다. 날개 주속도가 상기 값 이상이면, 전단력이 적당히 높고, 페이스트화의 시간을 단축화할 수 있어 생산 효율이 적당히 좋다. 다만, 금속 자성 분말에게 주는 데미지를 저감하는 것을 고려하면, 날개 주속도를 낮게 조정하여 데미지를 저감하는 것도 가능하다.

또한, 날개 주속도는 원주율×터빈날개의 직경 (m)×1초당 교반 회전수 (회전수)로 산출할 수 있다. 예를 들면, 터빈날개의 직경이 3.0cm (0.03m)이고, 교반 회전수가 8000rpm이면, 1초당 회전수는 133.3 (rps)이 되어, 날개 주속도는 12.57 (m/s)이 된다.

얻어진 페이스트상의 처리물은 건조하여 용매를 제거할 수 있다. 이때는, 페이스트를 배트 (Vat) 상으로 넓혀 용매의 건조 온도 이상, 피복 물질의 분해 온도 미만으로 설정하여 건조할 수 있다. 용매의 건조는, 예를 들면 산화하기 쉬운 물질에 대해서 피복 처리를 실시하고 있는 경우에는, 불활성 분위기하, 코스트 면에서 생각하면 질소 중에서 건조 처리를 실시할 수 있다.

여기서 금속 자성 분말에 대해 강고하게 피복될 수 있는 유기 화합물을 사용하여 표면 처리를 실시하는 경우에는, 예를 들면 여과를 실시하여 어느 정도의 용매를 제외한 후에, 건조를 실시한다고 하는 수법을 채용해도 된다. 이렇게 하는 것으로, 미리 용매의 함유량을 줄일 수 있으므로, 건조 시간을 단축할 수도 있다. 또한, 상기 피복이 강고한지 아닌지를 확인하려면, 예를 들면 액을 증발시켜서 잔류 성분이 어느 정도 있는지로 평가할 수도 있다.

한편, 페이스트로 하지 않고, 용매와 피착될 수 있는 유기 화합물을 혼합 후에 금속 자성 분말을 첨가하여, 교반 혼합을 실시하면서 표면 처리를 실시하는 방법을 채용할 때, 닛폰 코크스 가부시키가이샤의 FM믹서, 가부시키가이샤 가와타의 슈퍼 믹서를 사용할 수 있다. 또, 이러한 장치에 용매를 증발시키기 위해서 가열 장치가 부속된 것을 사용하면, 처리 후의 분말을 꺼내 건조에 부치는 조작이 필요 없게 되므로 바람직하다.

이러한 처리를 실시할 때, 금속 자성 분말의 산화에 의한 특성 저하를 억제할 목적으로, 불활성 분위기 하에서 처리를 가하는 것이 바람직하다. 또한, 일단 용매와 유기 화합물을 혼합한 액에 불활성 가스 (비용적으로는 질소)를 환기시키는 조작을 실시하는 것이 보다 바람직하다. 처리 용기 내를 불활성 가스로 치환한 후, 금속 자성 분말을 산화하지 않게 첨가하고, 용매, 유기 화합물, 금속 자성 분말을 혼합해 혼합체를 제작한 후, 가열 처리를 실시하여 용매의 건조 온도 이상, 피복 물질의 분해 온도 미만으로 설정하여 건조할 수 있다. 보다 단시간에 건조하려면, 믹서를 운전하여 혼합체를 전동시키면서 건조시키는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 얻어진 피복체를 표면에 형성된 금속 자성 분말 복합체의 응집체에 있어서, 분급기나 체 등을 사용하여 조(粗)입자를 제거하는 것이 좋다. 너무 큰 조입자가 존재하고 있으면, 안테나를 제작할 때에 조입자가 있는 부분에 힘이 걸려 버려 기계적 특성이 악화될 우려가 있다. 체를 사용하여 분급할 때에는, 500 메쉬 이하의 구멍 (aperture)의 것을 사용하는 것이 적당하다.

또한, 상기의 공정을 거쳐 얻어진 금속 자성 분말 복합체의 특성 및 조성은, 이하의 방법에 의해 확인했다.

(BET 비표면적)

BET 비표면적은 유아사 아이오닉스 가부시키가이샤 제조의 4소브 US를 사용하여 BET 일점법에 의해 구할 수 있다.

(금속 자성 분말 복합체의 자기 특성 평가)

얻어진 금속 자성 분말 복합체 (또는 금속 자성 분말)의 자기 특성 (벌크 특성)으로서 토에이고교 가부시키가이샤 제조의 VSM 장치 (VSM－7P)를 사용하고, 외부 자장 10kOe (795.8kA/m)로, 보자력 Hc (Oe 또는 kA/m), 포화 자화 σs (A㎡/kg), 각형비 SQ를 측정 가능하다. Δσs는 자기 성분을 60℃, 90%의 고온 다습 환경 하에 일주일간 방치했을 때의 포화 자화의 저하 비율을 백분율 (%)로 나타낸 것이다.

(TAP 밀도의 측정)

일본 특허공개 공보 제2007－263860호 명세서에 기재된 방법으로 측정 가능하다. 또, JISK－5101： 1991의 수법을 채용해도 측정 가능하다.

2－4. 수지와의 혼련 공정

얻어진 금속 자성 분말 복합체와 상술한 수지를 혼련하여, 자성 컴파운드를 형성한다. 혼련 공정에 의해 수지 중에 금속 자성 분말이 섞여 있는 분산된 상태가 된다. 혼련 후 상태는 수지 중에 금속 자성 분말이 균일 농도로 분산되고 있는 것이 바람직하다. 수지에 혼합할 수 있는 금속 자성 분말 복합체의 양이 많은 경우, 고주파를 더했을 때의 투자율이 특히 높아지는 한편, 수지가 갖는 기계적 특성을 열화시키게 된다. 이 때문에, 금속 자성 분말 복합체의 첨가량은 기계적 특성과 고주파 특성과의 사이의 밸런스를 고려하여 검토할 필요가 있다.

자성 컴파운드를 제작하는 수단으로서는, 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 시판의 혼련기를 사용하여 혼련강도 등을 조정하면 된다.

수지, 금속 자성 분말, 상기의 유기 화합물을 포함한 혼합물을 가열하고, 자성 컴파운드를 제작하는 방법을 채용해도 상관없고, 수지를 용해시킨 것에 금속 자성 분말 복합체를 첨가하는 방법을 채용해도 상관없다.

또한, 수지의 용융 온도는 수지의 용융 온도보다 높은 온도에서 통상 실시하며, 수지의 분해성이 높을 때에는 분해 온도 이하로 설정한다.

또, 수지의 기계적 강도 등을 개선하기 위해서, 통상 알려져 있는 첨가물로서 알려져 있는, 섬유 형태인 유리 섬유, 탄소 섬유, 흑연 섬유, 아라미드 섬유 (aramid fiber), 비닐론 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 마 섬유, 케나프 섬유, 대나무 섬유, 스틸 섬유, 무명, 레이온, 알루미늄 섬유, 카본 나노 섬유, 카본 나노 튜브, 코튼 피브릴, 질화규소 위스커, 알루미나 위스커, 탄화규소 위스커, 니켈 위스커, 판상인 탈크, 카올린 클레이, 마이카, 유리 조각 (glass flake), 아라고나이트 (aragonite), 황산칼슘, 수산화알루미늄, 유기화 몬모리로나이트, 팽윤성 합성 마이카, 흑연, 입상인 탄산칼슘, 실리카, 글라스 비드, 산화티탄, 산화아연, 규회석 (wollastonite), 질석 (vermiculite), 시라수 벌룬, 유리 벌룬, 나노 산화 티탄, 나노 실리카, 카본 블랙이라고 한 것을 첨가할 수 있다. 그 외, 첨가에 의해 안테나로서의 특성이 저하하지 않는 범위에서, 시간 경과 열화 억제 물질을 첨가할 수도 있다.

(자성 컴파운드의 특성 평가)

상술한 방법에 의해 얻어진 자성 컴파운드 0.2g을 도넛 형태의 용기 내에 넣고, 핸드 프레스기, 또는 핫 프레스기를 사용하여 외경 7mm, 내경 3mm의 토로이달 형상의 자성 컴파운드의 성형체를 형성한다. 그 후, 애질런트·테크놀로지 가부시키가이샤 제조의 네트워크·애널라이저 (E8362C)와 칸토 일렉트로닉 어플리케이션 앤드 디벨롭먼트 인코포레이티드 제조의 동축형 S파라미터법 샘플 홀더 킷 (제품 제품번호：CSH2－APC7, 시료 치수：φ7.0mm－φ3.04mm×5mm)를 사용하여 얻어진 자성 컴파운드의 성형체의 고주파 특성 즉 0.5∼5㎓의 구간, 측정폭은 0.05㎓씩 실시하고, 투자율의 실수부 (μ'), 투자율의 허수부 (μ"), 유전율의 실수부 (ε'), 유전율의 허수부 (ε")를 측정하여 고주파 특성을 확인했다. 여기서, tanδε=ε"/ε'이며, tanδμ=μ"/μ'로 산출할 수 있다.

이상, 본 실시 형태에 의하면, 신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상을 사용하여 고주파 특성이 뛰어나고 또한 기계적 강도가 뛰어난 자성 컴파운드 및 그 관련물을 제공할 수 있다.

＜3. 변형예 등＞

또한, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 발명의 구성 요건이나 그 편성에 의해서 얻어지는 특정의 효과를 이끌어낼 수 있는 범위에서, 여러 가지의 변경이나 개량을 더한 형태도 포함한다.

(금속 자성 입자, 피복체 및 수지)

본 실시 형태에서는, 금속 자성 입자, 피복체 및 수지에 관하여 주가 되는 원소나 화합물에 대해 상술했다. 한편, 상기에서 열거한 원소나 화합물 이외의 것을 금속 자성 입자, 피복체 및 수지가 함유하고 있어도 된다.

(어플리케이션)

본 실시 형태에 있어서의 자성 컴파운드는 안테나, 인덕터, 전파 차폐재에 사용할 수 있다. 특히, 상기 자성 컴파운드에 의해 구성되는 안테나, 또한 상기 안테나를 구비한 전자 통신 기기 (전자기기)에서도, 후술하는 실시예의 항목으로 나타내는 비교적 높은 통신 특성을 향수 (享受)하는 것이 가능하다. 즉, 본 실시 형태에 있어서의 자성 컴파운드는 상기와 같은 전자 부품, 안테나, 전자기기 등에서 가공 가능한 것이며, 예를 들면 자성 컴파운드는 안테나 재료가 될 수 있는 것이다.

이와 같은 전자 통신 기기로서는, 예를 들면, 본 실시 형태에 있어서의 안테나가 수신한 전파에 근거하여 전자 통신 기기로서의 기능을 갖는 부분과 수신한 전파에 근거하여 상기 부분을 제어하는 제어부를 갖는 것을 들 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 전자 통신 기기로서는, 안테나를 구비하는 관계상, 통신 기능을 갖는 통신 기기인 것이 바람직하다. 그러나 안테나에 의해 전파를 수신하여 기능을 발휘하는 전자기기라면, 통화 등의 통신 기능을 구비하지 않는 전자기기라도 상관없다.

실시예

이어서, 실시예를 나타내어 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 물론 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 항목에서 드는 각 실시예에 있어서의 여러 가지 조건은 이하의 각 표에 기재하고 있다.

표 1은 실시예 1∼6에 관한 각종 조건 및 750MHz∼1㎓에 있어서의 고주파 특성 및 2㎓에 있어서의 고주파 특성을 기재한 것이다.

표 2는 실시예 1∼6에 관하며, 800MHz, 1.5㎓, 2.5㎓ 및 3㎓에 있어서의 고주파 특성을 기재한 것이다.

한편, 표 3은 비교예 1∼4에 관한 각종 조건 및 750MHz∼1㎓에 있어서의 고주파 특성 및 2㎓에 있어서의 고주파 특성을 기재한 것이다.

표 4는 비교예 1∼4에 관하며, 800MHz, 1.5㎓, 2.5㎓, 및 3㎓에 있어서의 고주파 특성을 기재한 것이다.

또, 표 5는 비교예 5∼7에 관한 각종 조건 및 750MHz∼1㎓에 있어서의 고주파 특성 및 2㎓에 있어서의 고주파 특성을 기재한 것이다.

표 6은, 비교예 5∼7에 관하며, 800MHz, 1.5㎓, 2.5㎓, 및 3㎓에 있어서의 고주파 특성을 기재한 것이다.

또한, 각 표의 공란은 미측정 또는 측정 불능인 항목이다.

이하, 각 실시예에 대해 설명한다.

＜실시예 1＞

우선, 프탈산 (와코쥰야쿠고교 가부시키가이샤 제조 특급 시약) 25g에, 용매로서 에탄올 (와코쥰야쿠고교 가부시키가이샤 제조 특급 시약)을 500g이 되도록 첨가하여 프탈산을 에탄올로 용해시켰다. 이 용액에 대해, 금속 자성 분말 (DOWA 일렉트로닉스 가부시키가이샤 제조：철-코발트 금속 입자, 장축길이：40㎚, BET：37.3㎡/g, σs：179.3A㎡/kg, 탄소 함유량 (고주파 연소법)：0.01질량%) 500g을 불활성 분위기 하에서 첨가하여 용액 중에서 금속 자성 분말을 침강시켰다. 이를 대기 중에서 고속 교반기 (프라이믹스 가부시키가이샤 제조 TK호모 믹서 MarkII)로 8000 rpm에 대해 2분간 교반에 의해 혼합하여, 금속 자성 분말의 페이스트 상태로 했다.

얻어진 페이스트를 알루미늄의 배트 (vat) 상에 펼쳐놓고 에탄올의 휘발 온도 근방 (78℃)에서 1시간, 그 후 120℃에 온도 상승하여 1.5시간 가열하고, 페이스트로부터 에탄올을 제거하여, 프탈산과 금속 자성 분말이 혼재한 응집체를 얻었다. 이것에 의해 금속 자성 분말의 표면의 일부 이상은 프탈산에 의해 피복되었다. 얻어진 응집체를 500 메쉬의 체에 걸러 조대 입자를 제거하고, 본 실시예에 관한 금속 자성 분말 복합체로 만들었다. 얻어진 금속 자성 분말 복합체는 BET：34.9㎡/g, σs：173.5A㎡/kg, 탄소 함유량 (고주파 연소법)：2.82질량%의 특성을 갖는 것이었다. 또한, 얻어진 금속 자성 분말 복합체의 진밀도를 기상 (He가스) 치환법으로 구한바 5.58g/㎤이었다. 구한 진밀도의 값은, 컴파운드 중의 금속 자성 분말 복합체의 함유량을 원하는 비율로 하기 위한 배합비의 산출에 사용했다.

성형체 형성시의 체적 충전율이 20ｖol%에 상당하는 금속 자성 분말 복합체와 비중 1.18g/㎤의 XAREC (등록상표) SP105 (SPS/이데미츠코우산 가부시키가이샤제조, 신디오택틱 폴리스티렌)만을 11.5g 각각 질소 중에서 칭량하여 5호 규격 병에 넣어 뚜껑을 덮었다. 가볍게 손으로 털은 뒤, 소형 혼련기 (DSMXplore (등록상표) MC15, Xplore Instruments사 제조)에서, 질소 분위기 중에서, 설정 온도 300℃, 혼련 교반 속도 100rpm에서, 10분간 혼련 (수지 및 자기성분의 투입 시간을 포함함)하여 혼련물 즉 자성 컴파운드를 제작했다.

얻어진 자성 컴파운드는 소형 혼련기의 옵션 장치인 사출 성형기에 실린더 온도 300℃, 금형 온도 130℃의 조건으로 투입하여, 휨 시험용 성형체 (ISO178 규격 사이즈：80mm×10mm×4mm)를 제작한 후, 디지털 포스 게이지 (가부시키가이샤 이마다 제조 ZTS－500N)를 사용하여 지점 간 거리를 16mm로 하여 굴곡강도를 측정하고, 휨 변위를 산출한 다음 탄성률 (MPa)을 측정했다.

또한, 고주파 특성을 측정하기 위해, 자성 컴파운드 0.2g을 직경 6mm의 도넛형 지그 중에 투입 후, 소형 핫 프레스기 (아즈원 제조)로 300℃에서 20분간 가열했다. 이렇게 하는 것으로 자성 컴파운드 중의 수지를 용해 시킨 후, 가압하면서, 외경 7mm, 내경 3mm의 토로이달 형상의 성형체로 성형하여 냉각하고, 얻어진 성형체에 대해, 상기의 실시 형태에 기재된 방법으로 고주파 특성을 측정했다.

＜실시예 2＞

본 실시예에서는 실시예 1에서 금속 자성 분말 복합체의 첨가량을 30ｖol%에 상당하는 양으로 변경하고, SPS의 첨가량을 맞추어 조정한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 했다.

＜실시예 3＞

본 실시예에서는, 실시예 1에서 금속 자성 분말 복합체의 첨가량을 40ｖol%에 상당하는 양으로 변경하고, SPS의 첨가량을 맞추어 조정한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 했다.

＜실시예 4＞

본 실시예에서는, 수지를 비중 1.06g/㎤의 자이론 (등록상표) AH－40 (m－PPE/아사히카세이 케미컬즈 가부시키가이샤 제조 변성 폴리페닐렌에테르)으로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.

＜실시예 5＞

금속 자성 분말을 500 메쉬 체로 체질하고, 체 아래의 금속 자성 분말 (50g)에, 말레산을 자성분에 대해서 5% (2.5g), 용매로서 에탄올을 자성분에 대해서 30 중량% (15g) 첨가하여 메노우 유발 중에서 5분간 혼합시켰다. 건조는 60℃에서 2시간 실시하여 분말을 얻었다.

비중 1.18g/㎤의 XAREC (등록상표) SP105 (SPS/이데미츠코우산 가부시키가이샤 제조, 신디오택틱 폴리스티렌)만을 11.5g 각각 질소 중에서 칭량하여 5호 규격 병에 넣고 뚜껑을 닫았다. 가볍게 손으로 털은 뒤, 소형 혼련기 (DSM Xplore (등록상표) MC15, Xplore Instruments사 제조)에서, 질소 분위기 중에서, 설정 온도 300℃, 혼련교반 속도 100rpm에서, 10분간 혼련 (수지 및 자성분의 투입 시간을 포함함)하여 혼련물 즉 자성 컴파운드를 제작했다.

이렇게 하여 얻어진 컴파운드를, 소형 혼련기의 옵션 장치인 사출 성형기에 실린더 온도 300℃, 금형 온도 130℃의 조건으로 투입하여, 휨 시험용 성형체 (ISO178 규격 사이즈：80mm×10mm×4mm)를 제작했다. 얻어진 성형품에 대해서, 각각 기계적 강도 (휨 특성·휨 탄성율)를 각각 측정했다.

또한, 고주파 특성을 측정하기 위해, 혼련물 0.2g을 직경 6mm의 도넛형 지그 중에 투입 후, 소형 핫 프레스기 (아즈원 제조)로 300℃에서 20분간 가열하여 수지를 용해시킨 후에, 가압하면서 성형하여 냉각하여 외경 7mm, 내경 3mm의 토로이달 형상의 성형체로 만들었다.

＜실시예 6＞

사용하는 수지를 비중 1.06g/㎤의 자이론 (등록상표) AH－40 (m－PPE/아사히카세이 케미컬즈 가부시키가이샤 제조 변성 폴리페닐렌에테르)으로 변경한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여, 동일한 처리를 실시했다.

＜비교예 1＞

본 실시예에서는, 실시예 1에서, 프탈산으로 표면 처리하고 있지 않은 금속 자성 분말을 사용했다. 에폭시 수지 (1액형 에폭시 수지 테스크 가부시키가이샤 제조)를 금속 자성 분말이 30ｖol%가 되도록 칭량하고, 가부시키가이샤 EME사 제조 진공 교반·탈포믹서 (V－mini 300)를 사용하여 상기 금속 자성 분말을 에폭시 수지에 분산시켜 페이스트상으로 했다. 이 페이스트를 핫 플레이트 상에서 60℃, 2시간 건조시켜서 금속 자성 분말-수지의 복합체를 얻었다. 이 복합체를 해립하여 복합체의 분말을 제작하고, 이 복합체 분말 0.2g을 도넛 형태의 용기 내에 넣어, 핸드 프레스기에 의해 1t의 하중을 거는 것으로, 외경 7mm, 내경 3mm의 토로이달 형상의 성형체로 만들었다. 이후는 실시예 1과 동일하게 하여 평가했다.

＜비교예 2＞

본 실시예에서는, 비교예 1에 사용한 금속 자성 분말을 실시예 2에서 사용한 금속 자성 분말 복합체로 변경한 것 이외에는 동일하게 하였다.

＜비교예 3＞

본 실시예에서는, 실시예 2에서 금속 자성 분말 복합체를 가하지 않은 것 이외에는 동일하게 하였다.

＜비교예 4＞

본 실시예에서는, 실시예 4에서 금속 자성 분말 복합체를 가하지 않은 것 이외에는 동일하게 하였다.

＜비교예 5＞

본 실시예에서는, 실시예 2에서 금속 자성 분말을 프탈산으로 표면 처리하지 않은 것 이외에는 동일하게 하였다.

본 실시예에서는, 혼련물의 제작 시, 혼련물을 대기 중에 꺼내는 단계에서 금속 자성 분말이 발화하고 발연이 생겨 원래 혼련물을 제작할 수 없었다.

＜비교예 6＞

본 실시예에서는, 실시예 4에서, 금속 자성 분말을 프탈산으로 표면 처리하지 않았던 것 이외에는 동일하게 하였다.

＜비교예 7＞

본 실시예에서는, 기계 특성이 뛰어나며, 또 수지 그 자체의 손실이 작은 수지로서 알려져 있는 PPS 수지와 자성 분말과의 표면의 친숙함을 개선하는 수법으로서 알려져 있는, 일본특허공개공보 제2013－77802호에 기재된 기존의 기술인 열가소성 수지와 방향족 나일론의 혼합 수지를 사용한 후, 자성 컴파운드 각 실시예와 같은 효과를 볼 수 있는지 확인했다. 구체적으로는, 실시예 1에서 금속 자성 분말을 프탈산으로 표면 처리하지 않고, 또한, 수지를 쥬라파이드 (등록상표) (PPS/폴리페닐렌설파이드 수지 폴리플라스틱스 가부시키가이샤 제조 A0220A9)와 방향족 나일론 6 T베스타미드 (등록상표) (다이 셀·에보닉 가부시키가이샤 제조HTplusM1000)를 중량비로 9대 1의 비율로 혼합한 수지로 한 것 이외에는 동일하게 하였다. 본 실시예에서는, 혼련물의 제작 시, 혼련물을 대기 중에 꺼내는 단계에서 금속 자성 분말이 발화하고 발연이 생겨 원래 혼련물을 제작할 수 없었다.

＜결과＞

상기의 내용을 정리한 것이 먼저 예시한 각 표이다.

상기의 각 표를 보면, 어느 실시예에서도, 각 표에 기재한 모든 주파수에 대하여, 투자율의 실수부 (μ'), 투자율의 허수부 (μ"), 유전율의 실수부 (ε'), 유전율의 허수부 (ε"), 또한, 750MHz∼1㎓에 있어서의 μ'나 ε'의 표준 편차도 포함하여 모두 양호한 값이 되고 있었다.

한편, 비교예에서는, 투자율의 실수부 (μ'), 투자율의 허수부 (μ"), 가운데, 반드시 어느 하나가 실시예보다도 뒤떨어지는 결과가 되고 있었다. 또, 자성분을 섞어 넣은 샘플에서는, 본 발명에 따르는 것의 이외에는 컴파운드를 제조하는 단계에서, 자성분의 발화에 기인한 소실이 일어나, 컴파운드의 제작을 할 수 없었다.

이상의 결과, 상기의 실시예에 의하면, 신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지 중 적어도 어느 하나를 사용하여 고주파 특성이 뛰어나고 또한, 기계적 강도가 뛰어난 자성 컴파운드 및 그 관련물을 제공할 수 있는 것이 분명해졌다.

금속 자성 분말을 수지에 혼합한 것으로 안테나를 형성하면, 파장 단축 효과에 의해, 안테나 그 자체를 작게 할 수 있고, 나아가서는 휴대 기기나 스마트폰의 소형화에 공헌할 수 있다. 안테나 외, 전파 차폐재, 인덕터 등에서의 이용도 가능하다.

Claims

금속 자성 분말과,
신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르(m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 가지며,
상기 금속 자성 분말은 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해, 상기 금속 자성 분말의 표면의 일부 또는 전부가 피복되어 있는 상기 수지의 함유량이 21질량% 이상인 자성 컴파운드.
금속 자성 분말과,
수지를 가지며,
상기 수지로서는, 신디오택틱 폴리스티렌(SPS) 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 (m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지로 이루어지며,
상기 금속 자성 분말은 다카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해, 상기 금속 자성 분말의 표면의 일부 또는 전부가 피복되어 있는 자성 컴파운드.
금속 자성 분말과,
신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 가지며,
상기 금속 자성 분말은 피복 공정에 대해 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해 피복 처리된 것이며,
상기 수지의 함유량이 21질량% 이상인 자성 컴파운드.
금속 자성 분말과,
수지를 가지며,
상기 수지로서는, 신디오택틱 폴리스티렌(SPS) 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르(m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지로 이루어지며,
상기 금속 자성 분말은 피복 공정에 대해 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해 피복 처리된 것인 자성 컴파운드.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 자성 분말은 프탈산, 말레산, 무수 프탈산, 무수 말레산, 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체에 의해, 상기 금속 자성 분말의 표면의 일부 또는 전부가 피복되어 있는 자성 컴파운드.
여기서 말하는 유도체란, 관능기의 도입, 산화, 환원, 원자의 치환 등, 모체의 구조나 성질을 큰 폭으로 바꾸지 않는 정도의 개변이 이루어진 화합물을 지칭하며, 「원자의 치환」에는 말단이 알칼리 금속으로 치환이 이루어지고 가용성으로 된 것도 포함한다.
청구항 5에 있어서,
상기 금속 자성 분말과 피복체를 포함한 금속 자성 분말 복합체에 있어서의 고주파 연소법으로의 탄소 계측치가 0.1질량% 이상 10질량% 이하인 자성 컴파운드.
청구항 5 또는 6에 있어서,
상기 피복체를 구성하는 프탈산, 무수 프탈산, 말레산, 무수 말레산 및 이들 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 화학 구조에 포함되는 탄소수가 4 이상 20 이하인 자성 컴파운드.
청구항 1 내지 7 중 어느 항 항에 있어서,
상기 수지에 상기 금속 자성 분말의 100질량부에 대해서, 상기 프탈산, 말레산, 무수 프탈산, 무수 말레산, 및 이들 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 5질량부를 첨가하여 제작한 상기 금속 자성 분말 복합체를 30ｖol% 함유시켜서 상기 자성 컴파운드를 구성했을 때, 측정 주파수 2㎓에 있어서의 투자율의 실수부μ'가 1.5 이상, 한편, tanδμ 및 tanδε가 0.05 이하인 자성 컴파운드.
청구항 1 내지 8 중 어느 항 항에 있어서,
상기 자성 컴파운드를 0.75㎓ 이상 1.0㎓ 이하의 범위에서 0.05㎓씩 측정했을 때에 있어서의, 투자율의 실수부 μ' 및 유전율의 실수부 ε'의 표준 편차가 0.01 이하인 자성 컴파운드.
금속 자성 분말과,
신디오택틱 폴리스티렌 (SPS) 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르 (m－PPE) 수지로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 가지며, 상기 수지의 함유량이 21질량% 이상인 자성 컴파운드에서,
상기 금속 자성 분말과 디카르본산, 디카르본산 무수물 및 이의 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 피복체로 구성되는 금속 자성 분말 복합체를, 30ｖol% 함유시켜서 상기 자성 컴파운드를 구성했을 때,
측정 주파수 2㎓에 있어서의 투자율의 실수부가 μ'가 1.5 이상, 또한, tanδμ 및 tanδε가 0.05 이하를 나타내는 자성 컴파운드.
청구항 1 내지 10 중 어느 항 항에 기재된 자성 컴파운드에 의해 구성된 안테나.
청구항 1 내지 10 중 어느 항 항에 있어서,
상기 자성 컴파운드는 금속 자성 분말과 프탈산, 무수 프탈산, 말레산, 무수 말레산 및 이들 유도체 중 적어도 어느 하나를 혼합하여 금속 자성 분말 복합체를 형성한 후에, 수지와 혼련함으로써 얻을 수 있는 자성 컴파운드.
청구항 1 내지 1O 및 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 자성 컴파운드에 의해 구성된 안테나를 구비한 전자기기.