KR20180011723A

KR20180011723A - 고투자율 자성 시트

Info

Publication number: KR20180011723A
Application number: KR1020170092845A
Authority: KR
Inventors: 아쓰히토 마쓰카와; 요시히로 혼조; 미쓰히로 마쓰하시
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2018-02-02
Also published as: TWI623948B; EP3300816A1; JP6493428B2; KR101962024B1; TW201804484A; JP2018022869A

Abstract

조성이 중량%로 9.3≤Si≤9.7, 5.7≤Al≤6.1, 나머지 Fe로 이루어지며, 애스펙트비가 20 이상 50 이하, 50% 입자경 D₅₀이 50μm 이상 100μm 이하, 보자력 Hc가 60A/m 이하인 Fe－Si－Al 합금 편평분말을, 36체적% 이상 충전한 자성 시트로서, 1MHz로 측정한 투자율 μ′의 온도 특성이, 0℃ 이상 40℃ 이하에 극대치를 나타내는 것을 특징으로 한다.

Description

고투자율 자성 시트{HIGH PERMEABILITY MAGNETIC SHEET}

본 발명은, 태블릿 단말 화면상에서의 입력 방식의 하나인 전자 유도 방식 디지타이저를 탑재한 펜 태블릿용 자성 시트로서 적합한 고투자율 자성 시트에 관한 것이다.

스마트폰이나 태블릿 PC 등의 휴대단말에서의 입력 방식으로서, 화면상에 손가락 등으로 터치하여 입력을 행하는 터치 패널이 그 직감적인 조작성이 좋기 때문에 보급되어 있지만, 펜에 의해 문자 입력이나 묘화 등이 가능한 입력 방식도 휴대단말에 탑재되어 오고 있으며, 대표적인 것으로서 전자 유도 방식 디지타이저(펜 태블릿)가 있다. 이는 전자펜의 코일과 디지타이저 본체의 안테나 코일이 트랜스의 1차와 2차와 같이 자기적으로 결합되어 있는 것이 특징이지만, 이 결합에 다른 곳으로부터의 자기 노이즈(노이즈원으로서 백라이트용 인버터 회로나 전원 회로의 DC－DC 컨버터 등)가 들어오면 오작동이나 문제점이 생겨 버려, 펜 입력에서의 감도가 저하한다. 이 대책으로서, 안테나 코일과 노이즈원의 사이에 자성 시트를 배치하면 자기적 실드 효과가 충분히 얻어짐에 더하여, 전자펜과 자속을 교환하는 경로의 역할도 구비되는 이점이 있다.

상기 펜 태블릿 단말에서의 펜 입력 감도를 향상시키기 위해서는, 자성 시트로서 투자율 μ′와 두께 t의 곱(μ′×t)을 크게 하는 것이 필요해진다. 그 한편으로 단말의 박형 경량화의 요구에 따라 자성 시트 등의 부재 두께도 가능한 한 작은 것이 필요해지므로, 자성 시트로서 투자율 μ′를 높게 하는 것이 요구된다.

자성 시트의 투자율 μ′를 높이기 위한 종래 기술로서는, 열 프레스 등의 후속 공정을 추가하여, 자성 재료의 충전율을 크게 하는 것이 알려져 있지만, 비용 상승은 피할 수 없다.

편평형상 연자성 재료의 투자율을 높이는 종래 기술로서는, 특허문헌 1에는 애스펙트비가 20 이상, 50% 입자경 D₅₀이 50μm 이상이며, 편평분말의 D₅₀(μm), 보자력 Hc(A/m), 부피 밀도 BD(Mg/m³)가 D₅₀/(Hc×BD)≥1.5의 관계를 만족하는 것이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2에는, 실질적으로 연자성 합금분말과 결합제로 이루어지는 복합 자성체로서, 상기 연자성 분말은 적어도 표면이 산화되어, 편평형상의 형상을 가지며, Tc를 관리함으로써, 표면 산화에 의한 조성 편차를 미리 보완하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, Fe－Al－Si 합금을 이용한 압분 코어에 있어서, 코어 손실의 온도 계수를 음으로 하기 위해, 자왜(磁歪) 상수가 양인 조성을 이용하는 기술이 개시되어 있다.

일본국 특허공개 2009－266960 일본국 특허공개 평10－79302 일본국 특허공개 평11－260618

특허문헌 1에 따르면, 투자율 μ′가 200인 것은 얻어지지만, 펜 태블릿용 자성 시트에 요구되는 220 이상의 값을 얻기 위해서는 충분하지 않다. 또, 특허문헌 2에 기재된, 편평분말의 Tc에 의한 조성 관리에서는, Fe 조성의 비율은 추정할 수 있어도, Si와 Al 각각의 조성을 추정하는 것은 곤란하다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 Fe－Al－Si 합금의 조성 범위는, 압분 코어의 온도 특성 개선을 목적으로 하고 있으므로, 편평분말을 이용하는 자성 시트로서는 너무 넓은 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 편평형상 연자성 재료의 투자율을 높이는 기술로서, 자성 시트의 μ′의 온도 특성에 주목하여, 펜 태블릿용 자성 시트로서 투자율 μ′가 충분히 높은 자성 시트를 염가로 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 자성 시트는,

조성이 중량%로 9.3≤Si≤9.7, 5.7≤Al≤6.1, 나머지 Fe로 이루어지며, 애스펙트비가 20 이상 50 이하, 50% 입자경 D₅₀이 50μm 이상 100μm 이하, 보자력 Hc가 60A/m 이하인 Fe－Si－Al 합금 편평분말을, 36체적% 이상 충전한 자성 시트로서, 1MHz로 측정한 투자율 μ′의 온도 특성이, 0℃ 이상 40℃ 이하에 극대치를 나타내는 것을 특징으로 하는 자성 시트로 한다(이후, μ′는 1MHz로 측정한 값으로 한다).

상기 조건을 만족함으로써, 열 프레스 등의 후속 공정 없이, 투자율이 충분히 높은 펜 태블릿용 자성 시트를 제작할 수 있다.

본 발명의 자성 시트는 9.40≤Si≤9.65여도 된다.

본 발명에 의하면, 열 프레스 등의 후처리 없이 고투자율 자성 시트가 얻어지므로, 펜 태블릿에 이용되는 고투자율 자성 시트를 염가로 제공할 수 있다.

도 1은, 편평분말의 Hc와 자성 시트의 μ′(23℃)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는, 자성 시트의 충전율과 μ′(23℃)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 편평분말을 이용한 자성 시트와 원료분말을 이용한 압분 코어의 μ′의 온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는, 실시예 1~4, 비교예 1, 2의 원료 조성과 특허청구범위, 및 결정 자기 이방성 상수 K₁=0, 포화 자왜 상수 λ_s=0의 라인을 나타내는 그래프이다.
도 5는, Fe－Si－Al 합금의 Si 조성과 자성 시트의 μ′(23℃)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 실시예 1~4 및 비교예 1, 2의 μ′의 온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은, Si 조성과 μ′의 피크 온도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 실시예 2~8 및 비교예 3~7의 애스펙트비와 μ′(23℃)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 실시예 3, 7, 8 및 비교예 4의 μ′의 온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은, 실시예 1, 2, 9, 10, 비교예 8, 9의 원료 조성과 특허청구범위, 및 결정 자기 이방성 상수 K₁=0, 포화 자왜 상수 λ_s=0의 라인을 나타내는 그래프이다.
도 11은, Fe－Si－Al 합금의 Al 조성과 자성 시트의 μ′(23℃)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는, 편평분말의 D₅₀과 편평분말의 Hc 및 자성 시트의 μ′의 관계를 나타내는 그래프이다.

＜편평형상 연자성 재료＞

본 실시 형태의 편평형상 연자성 재료(이하, 경우에 따라 「편평분말」이라고 한다)는, 조성이 중량%로 9.3≤Si≤9.7, 5.7≤Al≤6.1, 나머지 Fe로 이루어지며, 애스펙트비가 20 이상 50 이하, 50% 입자경 D₅₀이 50μm 이상 100μm 이하, 보자력 Hc가 60A/m 이하이다.

센더스트의 중심 조성은 Si=9.6wt%, Al=5.4wt%, 나머지 Fe로 이루어지며, 이 조성 부근에서 상온에서의 결정 자기 이방성 상수 K₁=0, 포화 자왜 상수 λ_s=0이 동시에 달성되어, 고투자율이 얻어지는 것으로 되어 있다.

그러나, Fe－Si－Al 합금을 편평화하면, 비표면적의 증대에 의해 표면 산화되고, 편평화에서 발생한 왜곡을 제거하기 위해 열처리하면, 열역학적으로 안정적인 Si, Al의 산화물이 우선적으로 생겨, 조성의 편석이 일어난다. 그 결과, 편평분말의 합금 조성이 변화한다고 생각되고 있다.

본 발명자들은, 상세한 실험의 결과, 원료 조성을 9.3≤Si≤9.7, 5.7≤Al≤6.1, 나머지 Fe로 하는 것을 알아내었다. 또한, 원료 조성을 9.40≤Si≤9.65, 5.7≤Al≤6.1, 나머지 Fe로 함으로써, 편평분말의 합금 조성이 최적화되는 것을 알아내었다. 특히, 9.40≤Si≤9.65를 만족하는 경우에는, 1MHz로 측정한 투자율 μ′의 온도 특성이 양호해지는 것을 알아내었다.

편평분말의 형상 및 특성은, 애스펙트비가 20 이상 50 이하, 50% 입자경 D₅₀이 50μm 이상 100μm 이하, 보자력 Hc가 60A/m 이하가 되도록 한다.

애스펙트비가 작으면, 반자계가 커지므로 자성 시트의 투자율 μ′는 작아진다. 또, 애스펙트비가 크면, 반자계는 작아지지만, 편평분말의 부피 밀도가 작아지므로, 이를 자성 시트로 하였을 때의 충전율을 크게 하는 것이 곤란해진다. 본 발명자들은 이 밸런스로부터 자성 시트의 투자율이 최대가 되는 애스펙트비는 20~50으로 생각하고 있다.

편평분말의 D₅₀이 클수록 보자력 Hc가 작아지므로, 자성 시트의 μ′는 커진다. 단, 편평분말의 D₅₀이 100μm를 초과하면, 두께가 50μm 정도인 자성 시트에서는 표면 거칠기를 무시할 수 없게 되어, 외관상의 두께가 늘어나므로 충전율이 저하하며, 자성 시트의 투자율은 작아진다. 본 발명자들은, 편평분말의 D₅₀은 50μm 이상 100μm 이하가 최적이라고 생각하고 있다.

도 1에 편평분말의 보자력 Hc와 자성 시트의 μ′의 관계를 나타낸다. 보자력 Hc는 작을수록 바람직하지만, μ′가 220 정도인 자성 시트에서는 60A/m 이하이면 충분하다.

도 2에 자성 시트의 충전율과 μ′의 관계를 나타낸다. 충전율이 클수록, 자성 시트의 μ′는 높아지므로, 충전율은 클수록 바람직하다. 충전율을 크게 하는 방법으로서는, 롤 프레스나 열 프레스가 알려져 있지만, 롤 프레스에서는, 편평분말에 응력이 가해지므로 Hc가 증대하는 문제가 있으며, 열 프레스에서는, Hc의 증대없이 충전율을 크게 할 수 있지만, 프레스 시에 시트를 재단할 필요가 있어, 롤 제품으로 할 수 없는 문제가 있다. 또, 어느 방법에서나 비용이 상승하는 문제가 있다. 본 발명에 의하면, 프레스 없이 얻어지는 36체적% 정도에서도 220 정도의 μ′를 얻을 수 있다.

본 발명자들이 가장 주목한 것은, 자성 시트의 μ′의 온도 특성이다. 상온의 μ′를 높게 하기 위해서는, μ′의 피크 온도를 0℃ 이상 40℃ 이하로 하면 되는 것을 알 수 있었다. 원료분말의 온도 특성은 완만하지만, 이것을 편평화하면 온도 특성은 커진다.

일례로서, 도 3에 원료분말을 이용한 압분 코어와 편평분말을 이용한 자성 시트의 μ′의 온도 특성을 나타낸다. 압분 코어에서는, μ′의 온도 변화는 극히 작지만, 자성 시트에서는 커진다. 포화 자왜 상수 λ_s≒0일 때, 상온의 μ′가 커진다고 생각되지만, Si 조성이나 편평분말의 물성을 제어함으로써 이것이 가능해진다.

이하에 본 실시 형태의 편평형상 연자성 재료의 제작 방법의 일례를 기재한다.

상기 편평형상 연자성 재료는, 연자성 합금분말을 편평화 처리함으로서 제작할 수 있다.

연자성 합금분말은, 물 애터마이즈법, 가스 애터마이즈법 또는 가스 분무 물 애터마이즈법 등의 애터마이즈법으로 제작하는 것이 간편하다. 본 발명에서는, D₅₀이 크고 Hc가 작은 편평분말이 얻어지기 쉬우므로, 가스 애터마이즈법으로 제조된 연자성 합금분말을 이용하는 것이 바람직하다. 원료 조성은 중량%로 9.3≤Si≤9.7, 5.7≤Al≤6.1, 나머지 Fe로 한다. 조성 분석 방법은, 정밀도가 높으면 문제는 없지만, 본 실시예에서는 Si는 중량법, Al은 ICP법으로 하였다.

연자성 합금분말은, 불활성 분위기 중에서 열처리하는 것이 바람직하다. 열처리함으로써 결정입경이 커지며, D₅₀이 크고 Hc가 작은 편평분말이 얻어지기 쉬워진다. 또, Ar 분위기 등의 불활성 분위기 중에서 열처리함으로써, 산화, 질화를 방지할 수 있다. 단, 열처리 온도가 낮으면 결정립이 성장하지 않거나 또는 장시간을 요하며, 열처리 온도가 높거나 유지 시간이 길면, 연자성 합금분말이 격렬하게 응집 또는 소결되어 버리므로, 편평화 처리가 곤란해진다.

다음으로, 상기 열처리 분말을 편평화한다. 편평화 방법은, 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, 아트리토(attritor), 볼밀, 진동밀 등을 이용하여 행할 수 있다. 그 중에서도, 볼밀이나 진동밀에 비해, 단시간에 처리할 수 있는 아트리토를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 편평화 처리는 유기용매를 이용하여 습식으로 행하는 것이 바람직하다.

유기용매를 첨가함으로써 무른 연자성 합금분말을 이용한 경우여도, 그 입자경이 크고, 충분히 편평화된 편평분말을 높은 수율로 제작할 수 있다.

상기 유기용매로서는, 예를 들면, 톨루엔, 헥산, 아세톤, 메탄올 및 탄소수 2~4의 1가 알코올을 이용할 수 있다.

유기용매의 첨가량은, 열처리 분말 100질량부에 대해, 200~2000질량부인 것이 바람직하고, 500~1000질량부인 것이 보다 바람직하다. 유기용매의 첨가량이 200질량부 미만에서는, 편평분말의 입경이 작아지는 경향이 있으며, 2000질량부를 초과하면, 처리 시간이 길어져 생산성이 저하한다.

편평분말의 입경을 크게 하기 위해, 유기용매와 함께 편평화 조제를 이용해도 된다. 편평화 조제로서는, 예를 들면, 스테아르산 등의 지방산을 알맞게 이용할 수 있다. 편평화 조제의 첨가량은, 열처리 분말 100질량부에 대해 0.1~5질량부인 것이 바람직하고, 0.5~2질량부인 것이 보다 바람직하다. 편평화 조제의 첨가량이 5질량부를 초과해도 편평분말의 입경은 그 이상 커지지 않는 데다, 유기용매의 회수 이용이 곤란해져, 열처리로(熱處理爐)의 오염이 심해진다. 또, 유기용매로서 탄소수 2~4의 1가 알코올류를 사용한 경우, 편평화 조제를 첨가하지 않아도 입경이 큰 편평분말이 얻어진다.

편평화 시간은, 애스펙트비가 20 이상 50 이하가 되는 시간으로 한다. 편평분말의 애스펙트비가 커짐에 따라, 부피 밀도 BD는 작아지므로, 애스펙트비의 대용(代用) 특성으로서, 편평분말의 부피 밀도 BD를 이용할 수 있다. 경험상 센더스트 조성에서 애스펙트비가 20~50이 되는 부피 밀도 BD는, 0.15~0.50Mg/m³이다. 부피 밀도 BD는, JIS K－5101에 준거하는 방법으로 부피 비중 측정기를 이용하여 측정할 수 있다.

편평분말의 50% 입자경 D₅₀ 및 애스펙트비는, 다음의 방법으로 측정한 값으로 한다. D₅₀은 프라운호퍼의 회절 이론을 이용한 레이저 회절식의 입도 분포 측정 장치에 의해 측정하며, 체적 분포의 적산으로 50%가 될 때의 입경으로 한다. 본 실시예에서는, 건식 분산 유닛을 갖는 Sympatec사제, 상품명 「HELOS＆RODOS」를 이용한 측정치로 하였다.

애스펙트비는 편평분말을 수지 포매 후, 연마면과 수직인 방향의 자속을 갖는 자석 상에서 경화하고, 경면 가공 후, 단면을 SEM로 관찰한 20점의 편평분말 두께의 평균치 t를 이용하여 「D₅₀/t」의 값으로 하였다.

편평화 처리 후, 얻어진 편평형상 연자성 재료를 불활성 분위기 중에서 열처리하고, 보자력 Hc를 60A/m 이하로 한다. 열처리 온도는 높은 편이 바람직하지만, 900℃를 초과하면 응집 또는 소결되어, 시트화가 곤란해진다. 유지 시간은 적재량에 따라 선택하지만, 적재 위치에 상관없이 소정의 온도에 도달하는 시간으로 한다. 보자력 Hc는 시판의 Hc 미터(본 실시예에서는, 도호쿠 특수강 주식회사제, 상품명 「K－HC1000」)를 이용하여 측정할 수 있다.

＜자성 시트＞

자성 시트는, 상기 편평형상 연자성 재료를 이용하여 제작한다. 본 발명의 자성 시트의 제작 방법에 대해 일례를 나타내면 다음과 같이 된다.

편평형상 연자성 재료와 바인더로서 폴리우레탄 수지, 희석 용제로서 톨루엔, 크실렌, 아세트산부틸 등으로부터 선택되는 용제와, 메틸에틸케톤 등의 용제의 혼합 용제를 포함하는 자성 도료를 혼련한다. 혼련 방법은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시예에서는 플래니터리 믹서를 이용하였다. 혼련 종료 직전에 경화제로서 이소시아네이트 화합물을 더하고, 마지막에 진공 탈포하여 도료에 포함되는 기포를 제거한다.

바인더의 배합비는, 편평형상 연자성 재료 100중량부에 대해, 바람직하게는 8중량부 이상 22중량부 이하의 범위 내로, 더욱 바람직하게는 8중량부 이상 18중량부 이하의 범위 내로 설정된다.

경화제의 첨가량은, 바인더 100중량부에 대해 5중량부 이상 30중량부 이하의 범위 내로, 더욱 바람직하게는 10중량부 이상 20중량부 이하의 범위 내로 설정된다.

희석 용제의 첨가량은, 도료 점도가 일정 범위가 되도록 조정한다. 도료 점도의 범위는 400~1500mPa·s가 바람직하다. 도료 점도가 400mPa·s 미만이면, 도포 직후에 행하는 자장 배향의 흔적이 남기 쉽고, 도료 점도가 1500mPa·s를 초과하면, 건조 후의 시트 표면에 요철이 남기 쉬워 외관이 보기 좋지 않다.

상기 자성 도료를 닥터블레이드법으로 베이스 필름 상에 소정의 두께로 도포하고, 자장 배향 후, 건조한다. 베이스 필름은 특별히 한정되지 않지만 본 실시예에서는 두께 75μm의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 이용하였다.

자장 배향 후의 시트를 건조한다. 건조 방법은 자연 건조여도 가열에 의한 강제 건조여도 되지만, 충전율의 상승을 위해서는 자연 건조가 바람직하다.

건조 후의 자성 시트는, 편평분말의 충전율 및 자기 특성에 의해 평가한다. 충전율은 편평분말의 진밀도를 7.0Mg/m³로 하고, 자성 시트를 외경 18mm, 내경 10mm인 금형을 이용하여 로트마다 6장씩 토로이달형상으로 천공하며, 1장씩 그 중량과 스핀들직경이 6mm인 마이크로미터를 이용하여 측정한 두께로부터 밀도를 구하여, 바인더의 혼합량, 밀도를 고려해서 체적%로서 산출하였다.

자기 특성은 상기 토로이달형상의 시료를 6장 포개어 임피던스 애널라이저(Agilent Technologies사제, 상품명 「E4991A」)와 부속의 테스트 픽스처(16454A)를 이용하여 1턴법으로 측정하였다.

또, μ′의 온도 특성은, 상기 토로이달을 10장 포개고, 상하를 두꺼운 종이로 보호하여, 직경 0.2mm의 피복 구리선을 20턴 감아, 항온조 내에 배치 후, 임피던스 애널라이저(YOKOGAWA·HEWLETT·PACKARD사제, 상품명 「4192A LF IMPEDANCE ANALYZER」)를 이용하여 1MHz의 주파수로 측정하였다. 측정치는, 권선의 부유 용량의 영향으로 2할 정도 커져 있으므로, 상대치의 비교가 된다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

이하에, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1~4 및 비교예 1, 2)

표 1에 기재한 원료 조성과 특허청구범위, 및 결정 자기 이방성 상수 K₁=0, 포화 자왜 상수 λ_s=0의 라인을 도 4에 나타낸다.

표 1에 기재한 원료 조성의 Fe－Si－Al 합금을 가스 애터마이즈법으로 제작하고, Ar 분위기 중 1000℃에서 2시간 처리하여, 열처리 분말을 얻었다.

열처리 분말에 대해, 질량비로 5.7배의 IPA(이소프로필알코올)를 첨가하여, 아트리토를 이용해 8시간 편평화 처리를 행하여, 편평분말을 얻었다.

편평분말의 열처리는, Ar 분위기 중에서 800℃, 2시간 행하였다.

열처리 후의 편평분말 100질량부, 바인더 수지(폴리우레탄 수지) 14질량부, 경화제(이소시아네이트 화합물) 2질량부, 희석제(톨루엔, MEK 혼합 용매) 150질량부를 혼합하여 슬러리를 제작하였다. 상기 슬러리를 PET 필름 상에 도포하고, 동극을 대향시킨 자장 내를 통과시킴으로써 자장 배향을 행하여, 자성 시트층을 형성하였다. 건조 후, 자성 시트층을 PET 필름으로부터 떼어내어, 얻어진 자성 시트의 충전율 및 자기 특성을 평가하였다. 자성 시트의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시예에서는 50μm 정도가 되도록 조정하였다.

도 5에, 표 1에 기재한 실시예 1~4, 비교예 1, 2의 원료의 Si 조성과 자성 시트의 μ′(23℃)의 관계를 나타낸다. 실시예 1~4는, μ′(23℃)는 220을 초과하는 높은 값이 얻어지고 있지만, 비교예 1, 2는 μ′(23℃)는 220 이하의 낮은 값밖에 얻지 못하고 있다.

도 6에, 표 1에 기재한 실시예 1~4, 비교예 1, 2의 자성 시트의 μ′의 온도 특성을 나타낸다. μ′(23℃)가 큰 실시예 1~4의 μ′의 온도 특성은, μ′의 피크 온도가 상온 부근에 있는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 1a 및 4a에 대해서도 실시예 1~4와 동일하게 적합한 온도 특성의 거동을 나타내었다.

도 7에, 표 1에 기재한 실시예 1~4, 비교예 1, 2의 원료의 Si 조성과 자성 시트의 μ′의 피크 온도의 관계를 나타낸다. Si 조성의 약간의 변화로 μ′의 피크 온도가 크게 변화하는 것을 알 수 있다.

(실시예 5~8 및 비교예 3~7)

표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 2~4와 동일한 원료 조성으로, 편평화 시간이 다른 편평분말을 제작하였다. 편평화 시간이 짧으면 애스펙트비가 작고, μ′의 피크 온도가 저하하므로, 청구항의 범위로부터 벗어나는 경우가 있다.

도 8에, 표 2에 기재한 실시예 2~8 및 비교예 3~7의 편평분말의 애스펙트비와 μ′(23℃)의 관계를 나타낸다. 편평분말의 애스펙트비가 20~50인 실시예 2~8에서는, μ′(23℃)는 220을 초과하는 높은 값이 되지만, 애스펙트비가 20 미만인 비교예 3~5는, 220 이하의 낮은 값밖에 되지 않는다. 또, 편평분말의 애스펙트비는 20~50이지만, 자성 시트의 μ′의 피크 온도가 0℃ 미만인 비교예 6, 7도, 220 이하의 낮은 값밖에 되지 않는다.

도 9에, 애스펙트비가 다른 편평분말을 이용한 자성 시트의 μ′의 온도 특성을 나타낸다. 비교예 4, 실시예 7, 8, 3의 순서로 편평분말의 애스펙트비는 커지지만, 이 순서로 μ′의 피크 온도가 높아지며, 고온측의 μ′가 커져 있다.

(실시예 9, 10 및 비교예 8, 9)

표 3에 기재한 원료 조성과 특허청구범위, 및 결정 자기 이방성 상수 K₁=0, 포화 자왜 상수 λ_s=0의 라인을 도 10에 나타낸다.

표 3에 기재한 원료 조성의 Fe－Si－Al 합금을 가스 애터마이즈법으로 제작하고, Ar 분위기 중 1000℃에서 2시간 처리하여, 열처리 분말을 얻었다. 열처리 분말에 대해, 질량비로 5.7배의 IPA(이소프로필알코올)를 첨가하여, 아트리토를 이용해 8시간 편평화 처리를 행하여, 편평분말을 얻었다. 편평분말의 열처리는, Ar 분위기 중에서 800℃, 2시간 행하였다.

열처리 후의 편평분말 100질량부, 바인더 수지(폴리우레탄 수지) 14질량부, 경화제(이소시아네이트 화합물) 2질량부, 희석제(톨루엔, MEK 혼합 용매) 150질량부를 혼합하여 슬러리를 제작하였다. 상기 슬러리를 PET 필름 상에 도포하고, 동극을 대향시킨 자장 내를 통과시킴으로써 자장 배향을 행하여, 자성 시트층을 형성하였다. 건조 후, 자성 시트층을 PET 필름으로부터 떼어내어, 얻어진 자성 시트의 충전율 및 자기 특성을 평가하였다.

도 11에, 표 3에 기재한 원료의 Al 조성과 자성 시트의 μ′(23℃)의 관계를 나타낸다. 실시예 9, 10은, 청구항의 조성을 만족하고 있으며, μ′(23℃)는 220을 초과하는 높은 값이 얻어지고 있지만, 비교예 8, 9는 청구항의 조성 범위로부터 벗어나 있으므로 μ′(23℃)는 220 이하의 낮은 값밖에 얻지 못하고 있다.

(실시예 11, 12 및 비교예 10~12)

표 4는, 실시예 4의 편평분말을 체로 분급하여, 평가한 결과이다. 편평분말의 D₅₀과 편평분말의 Hc 및 시트의 μ′의 관계를 도 12에 나타낸다. 편평분말의 입경이 작아지면, Hc가 커지므로, 시트의 μ′는 저하한다. 시트의 μ′를 220 이상으로 하기 위해서는 편평분말의 입경을 50μm 이상으로 할 필요가 있다. 한편, 편평분말의 입경이 커지면, Hc는 작아지지만 시트의 표면이 거칠어져 외관상의 충전율이 저하하므로, 시트의 μ′는 저하한다. 시트의 μ′를 220 이상으로 하기 위해서는 편평분말의 입경을 100μm 이하로 할 필요가 있다.

Claims

조성이 중량%로 9.3≤Si≤9.7, 5.7≤Al≤6.1, 나머지 Fe로 이루어지며, 애스펙트비가 20 이상 50 이하, 50% 입자경 D₅₀이 50μm 이상 100μm 이하, 보자력 Hc가 60A/m 이하인 Fe－Si－Al 합금 편평분말을, 36체적% 이상 충전한 자성 시트로서,
1MHz로 측정한 투자율 μ′의 온도 특성이, 0℃ 이상 40℃ 이하에 극대치를 나타내는 것을 특징으로 하는 자성 시트.
청구항 1에 있어서,
9.40≤Si≤9.65인, 자성 시트.