TWI709535B - 鐵氧體粒子、樹脂組合物及樹脂薄膜 - Google Patents

鐵氧體粒子、樹脂組合物及樹脂薄膜 Download PDF

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Abstract

本發明之目的係提供一種具有高度之飽和磁化且對於樹脂、溶媒或樹脂組合物具有良好之分散性之鐵氧體粒子、含有該鐵氧體粒子之樹脂組合物及由該樹脂組合物所組成之樹脂薄膜。鐵氧體粒子，其特徵為，平均粒徑為1~2000nm之單結晶體，且具備真球狀之粒子形狀之Mn系鐵氧體粒子，飽和磁化為45~95Am2/kg。樹脂組合物，其特徵為含有該鐵氧體粒子作為填充物。樹脂薄膜，其特徵為由該樹脂組合物所組成。

Description

鐵氧體粒子、樹脂組合物及樹脂薄膜
本發明係關於一種鐵氧體粒子、含有該鐵氧體粒子之樹脂組合物及由該樹脂組合物所組成之樹脂薄膜。
近來，作為使用於電子機器之配線、電纜線等之可撓性印刷配線板，係提議含有平均粒徑為1~10μm之氧化矽、氧化鈦、氧化鋁等之填充物之樹脂薄膜(例如參考專利文獻1)。
此種樹脂薄膜，例如係藉由以包含樹脂和水系或溶劑系之溶媒之樹脂組合物分散填充物之後，將含有填充物之該樹脂組合物，塗佈於基材上，揮發溶媒，硬化樹脂而形成。接著，藉由在樹脂薄膜上，層積銅層等金屬層，而形成金屬配線。此時，在層積金屬層之際，需要作為基礎之作用的樹脂薄膜，另一方面，必須在層積金屬層之後，配合金屬配線之形狀，除去已成為不必要之樹脂薄膜。
於是，為了簡便且效率良好地進行樹脂薄膜之除去，認為藉由使用鐵氧體粒子取代氧化矽等，作為填充物，對樹脂薄膜施加磁場，而吸附及除去樹脂薄膜。
作為前述之鐵氧體粒子，係可考慮使用例如揭示於專利文獻2之平均粒徑為20~50μm且磁化(飽和磁化)為 大約60Am2/kg之Mn-Mg系鐵氧體粒子。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本國專利申請特開2014-074133號公報
【專利文獻2】日本國專利申請特開2008-216339號公報
【發明之揭示】
但是，將揭示於專利文獻2之鐵氧體粒子使用於樹脂薄膜之情況下，會有鐵氧體粒子不容易分散於樹脂、溶媒或樹脂組合物，或是因鐵氧體粒子，而在薄膜表面產生凹凸之虞。
本發明之課題係以提供一種具有高度之飽和磁化，且對於樹脂、溶媒或樹脂組合物具有良好之分散性之鐵氧體粒子、含有該鐵氧體粒子之樹脂組合物及由該樹脂組合物所組成之樹脂薄膜為目的。
本發明人們係為了解決前述之課題，因此，全心全力地進行檢討，結果發現由具有特定範圍粒徑之單結晶體所組成、為真球狀且具有特定之鐵氧體組成之鐵氧體粒子係具有滿足前述目的之特性，而完成本發明。
也就是說，本發明之鐵氧體粒子，其特徵為：係平均粒徑為1~2000nm之單結晶體，且具備真球狀之粒子形狀 的Mn系鐵氧體粒子，飽和磁化為45~95Am2/kg。
本發明之鐵氧體粒子，以金屬成分係由Mn和Fe所組成，含有1~23重量%之Mn，含有58~65重量%之Fe為佳。
此外，本發明之鐵氧體粒子，以殘留磁化為0~12Am2/kg為佳。
此外，本發明之鐵氧體粒子，以BET比表面積為1~30m2/g為佳。
此外，本發明之樹脂組合物，其特徵為，含有前述之鐵氧體粒子作為填充物。
此外，本發明之樹脂薄膜，其特徵為，由前述之樹脂組合物所組成。
因為本發明之鐵氧體粒子係由單結晶體所組成之Mn系鐵氧體粒子，故可以得到45~95Am2/kg之高度之飽和磁化，同時，可以降低殘留磁化。此外，本發明之鐵氧體粒子係平均粒徑為1~2000nm，且具備真球狀之粒子形狀，同時，可以藉由降低殘留磁化而減低粒子間之凝集，因此，可以得到對於樹脂、溶媒或樹脂組合物呈良好之分散性。因此，本發明之鐵氧體粒子係適合使用於含有該鐵氧體粒子作為填充物之樹脂薄膜，可以防止鐵氧體粒子之凝集，可以得到平滑之表面。此外，可以藉由在樹脂薄膜施加磁場，而吸附樹脂薄膜。
圖1係實施例1之鐵氧體粒子之穿透式電子顯微鏡相片。
圖2係實施例1之鐵氧體粒子之電子繞射圖像。
【發明實施形態】
以下，說明關於實施本發明之形態。
<本發明之鐵氧體粒子>
本發明之鐵氧體粒子係如下述所示，藉著由具有特定範圍之粒徑的單結晶體所組成，為真球狀，並且，具有特定之鐵氧體組成，而可以得到高度之飽和磁化，同時，可以得到對於樹脂、溶媒或樹脂組合物呈良好之分散性。在此所謂樹脂組合物係可以由1種以上之樹脂和溶媒所組成，也可以由1種以上之樹脂所組成。
在此所謂真球狀係指平均球狀率為1~1.2，以1~1.1為佳，以無限制地接近1之形狀更佳。在平均球狀率超過1.2之時，損害鐵氧體粒子之球狀性。
(平均球狀率)
球狀率可以如以下而求出。首先，使用掃描式電子顯微鏡之FE-SEM(SU-8020、日立股份有限公司高科技系列)，藉由倍率20萬倍攝影鐵氧體粒子。此時，拍攝能夠計數100粒子以上之鐵氧體粒子之視野。藉由掃描器讀入攝影之SEM影像，使用影像解析軟體(Image-Pro PLUS、媒體制動(MEDIA CYBERNETICS)公司)，進行影像解析。藉由手動測定而求出各粒子之外接圓直徑、內接圓直徑，以其比值(外接圓直徑/內接圓直徑)作為球狀率。如果2個直徑相同、也就是真球 的話，則該比值為1。在本實施形態，以鐵氧體粒子100粒子之球狀率之平均值，作為平均球狀率。
(平均粒徑)
本發明之鐵氧體粒子之平均粒徑係1~2000nm。平均粒徑未滿1nm，即使進行表面處理，粒子也會凝集，無法得到對於樹脂、溶媒或樹脂組合物呈良好之分散性。另一方面，平均粒徑超過2000nm，雖然可以確保前述之分散性，但是在構成含有鐵氧體粒子之成形體之時，由於鐵氧體粒子之存在，而在成形體之表面產生凹凸。此外，在成形體為使用於電子機器之配線、電纜線等之可撓性印刷配線板之情況下，形成於其表面之金屬配線會有因前述之凹凸而受到損傷之虞。鐵氧體粒子之平均粒徑以1~800nm為佳，以1~300nm較佳。
鐵氧體粒子之平均粒徑係例如相同於平均球狀率，藉由以倍率20萬倍攝影之影像，藉由手動測定而計測水平費雷特徑(Feret diameter)，以其平均值作為平均粒徑。
(結晶形態)
此外，本發明之鐵氧體粒子其形態係為單結晶體。在多結晶體之鐵氧體粒子之情況下，在藉由燒成之結晶成長過程，在1粒子內之微細構造，於結晶粒界內，產生微細之氣孔。其結果，在鐵氧體粒子混合於樹脂、溶媒或樹脂組合物之時，樹脂組合物等企圖侵入至該氣孔，因此，直到鐵氧體粒子和樹脂組合物等呈均勻地分散為止，需要長時間。此外，依據條件而需要必要量以上之樹脂、溶媒或樹脂組合物，也不利於成本。相對於此，單結晶體之鐵氧體粒子之情況下，能夠解決消除此種 不便。
(組成)
本發明之鐵氧體粒子係Mn系鐵氧體粒子。前述之鐵氧體粒子以金屬成分由Mn和Fe所組成，含有1~23重量%之Mn，含有58~65重量%之Fe為佳。在該情況下，以不包含Fe及Mn以外之金屬成分(但是，除了不可避免之不純物以外)較佳。藉由本發明之鐵氧體粒子為Mn系鐵氧體粒子，能夠同時兼具高度之飽和磁化和低度之殘留磁化。
在Mn之含有量未滿1重量%之情況下，鐵氧體粒子之殘留磁化變大，鐵氧體粒子間係容易凝集。在該情況下，在樹脂、溶媒或樹脂組合物中，不容易均勻地分散該鐵氧體粒子。另一方面，在Mn之含有量超過23重量%之情況下，鐵氧體粒子，無法得到希望之飽和磁化。
在Fe之含有量未滿58重量%之情況下，鐵氧體粒子，無法得到所希望之飽和磁化。另一方面，在Fe之含有量超過65重量%之情況下，鐵氧體粒子之殘留磁化變大，鐵氧體粒子間係容易凝集。在該情況下，在樹脂、溶媒或樹脂組合物，不容易均勻地分散該鐵氧體粒子。
此等Fe和Mn之含有量係可以如以下而進行測定。藉由秤量0.2g之鐵氧體粒子，將在60ml之純水中加入1N之鹽酸20ml和1N之硝酸20ml者，予以加熱，而調製鐵氧體粒子呈完全溶解之含鐵氧體溶液。接著，對該含鐵氧體溶液，使用ICP分析裝置(島津製作所製、ICPS-1000IV)測定Fe和Mn之含有量。
(BET比表面積)
本發明之鐵氧體粒子以BET比表面積為1~30m2/g為佳。BET比表面積未滿1m2/g，在構成含有鐵氧體粒子之樹脂組合物之時，粒子表面和樹脂組合物之間的親和性呈不充分，存在於粒子表面之樹脂組合物呈局部地隆起，在使用該樹脂組合物構成成形體時，有在成形體之表面產生凹凸之情事。另一方面，由Mn和Fe所組成之鐵氧體粒子大多是生成表面情況呈平滑之粒子，BET比表面積係不超過30m2/g。鐵氧體粒子之BET比表面積以5~20m2/g較佳。
(飽和磁化)
本發明之鐵氧體粒子係飽和磁化為45~95Am2/kg。藉由飽和磁化為前述之範圍，而能夠得到所要求之性能。飽和磁化未滿45Am2/kg，無法得到所要求之性能。另一方面，由Mn和Fe所組成之鐵氧體粒子，不容易實現超過95Am2/kg之飽和磁化。
(殘留磁化)
本發明之鐵氧體粒子以殘留磁化為0~12Am2/kg為佳。藉由殘留磁化為前述之範圍，而能夠更加確實地得到對於樹脂、溶媒或樹脂組合物之分散性。殘留磁化高於12Am2/kg之時，則鐵氧體粒子間係有容易凝集之情事，在該情況下，在樹脂、溶媒或樹脂組合物中，難以均勻地分散該鐵氧體粒子。
<鐵氧體粒子之製造方法>
接著，說明前述鐵氧體粒子之製造方法。
前述之鐵氧體粒子係可以藉由在大氣中，熔射包 含Mn和Fe之鐵氧體原料，進行鐵氧體化，接著，在急冷凝固之後，僅回收粒徑為規定範圍內之粒子而製造。
調製前述鐵氧體原料之方法係並無特別限制，可以採用向來習知之方法，可以使用藉由乾式而製成之方法，也可以使用藉由濕式而製成之方法。
列舉鐵氧體原料(造粒物)之調製方法之一例，將Fe原料和Mn原料依所希望之鐵氧體組成適量地秤量之後，加入水而進行粉碎，調配漿體。藉由噴射式乾燥器對調配之粉碎漿體進行造粒、分級，而調製規定粒徑之造粒物。造粒物之粒徑為考慮得到之鐵氧體粒子之粒徑，以0.5~10μm程度為佳。此外，作為其他之例子係將已調整組成之鐵氧體原料混合，進行乾式粉碎，將各原材料粉碎分散，藉由製粒機將上述混合物，進行造粒及分級，調製規定粒徑之造粒物。
將上述調製之造粒物，在大氣中熔射，進行鐵氧體化。熔射，可以使用燃燒氣體和氧之混合氣體，作為可燃性氣體燃燒焰，燃燒氣體和氧之容量比係1：3.5~6.0。在可燃性氣體燃燒焰之氧比例相對於燃燒氣體而未滿3.5，熔融呈不充分，在氧比例相對於燃燒氣體而超過6.0之時，難以進行鐵氧體化。例如可以使用相對於燃燒氣體10Nm3/hr、氧35~60Nm3/hr之比例。
作為使用於前述熔射之燃燒氣體係可以使用丙烷氣體、丙烯氣體、乙炔氣體等，特別是適合使用丙烷氣體。此外，為了在可燃性氣體燃燒中搬送造粒物，因此，作為造粒物搬送氣體係可以使用氮、氧或空氣。搬送之造粒物之流速以20 ~60m/sec為佳。此外，前述之熔射以溫度為1000~3500℃進行為佳，以2000~3500℃進行較佳。
接著，藉由將以熔射而鐵氧體化之鐵氧體粒子，在大氣中，搭乘於以空氣供氣所造成之氣流，進行搬送，而急冷凝固之後，捕集及回收平均粒徑為1~2000nm之鐵氧體粒子。前述之捕集係例如可以藉由使急冷凝固之鐵氧體粒子，搭乘於以空氣供氣所造成之氣流而搬送，粒徑超過前述範圍之鐵氧體粒子，會於氣流之途中落下，以設置在氣流下游側之過濾器，捕集具備前述範圍之粒徑之鐵氧體粒子之方法而進行。
然後，將回收之鐵氧體粒子，配合需要進行分級，調整粒度而成為所要求之粒徑。作為分級方法係可以使用既有之風力分級、網目過濾法、沉降法等。此外，也可以藉由旋風器等除去大粒徑之粒子。
此外，對於得到之鐵氧體粒子，以藉由偶合劑而施行表面處理為佳。藉由以偶合劑進行表面處理，可更加地提高鐵氧體粒子的樹脂、溶媒或樹脂組合物之分散性。作為偶合劑係可以使用各種之矽烷偶合劑、鈦酸酯系偶合劑、鋁酸酯系偶合劑，以使用癸基三甲氧基矽烷、n-辛基三乙氧基矽烷為較佳。表面處理量也可根據鐵氧體粒子之BET比表面積，但是，以藉由矽烷偶合劑之換算而相對於鐵氧體粒子為0.05~2重量%為佳。
<本發明之鐵氧體粒子之用途>
本發明之鐵氧體粒子係例如可以使用在可撓性印刷配線板用之樹脂薄膜。首先，藉由將鐵氧體粒子添加於包含樹脂和 水系或溶劑系之溶媒之樹脂組合物中作為填充物，進行攪拌及混合，而在樹脂組合物中，分散鐵氧體粒子。接著，可以藉由將含有得到之填充物之樹脂組合物，塗佈於基材上，揮發溶媒，硬化樹脂，而製作樹脂薄膜。
鐵氧體粒子在前述之樹脂薄膜，係作為磁性填充物之作用。該鐵氧體粒子係飽和磁化高且殘留磁化低，因此，在樹脂薄膜上層積金屬層形成金屬配線之際，藉由施加磁場，而能夠吸附及除去成為不必要之樹脂薄膜。
此外，本發明之鐵氧體粒子並非限定在可撓性印刷配線板用之樹脂薄膜，也可以使用在各種用途。上述鐵氧體粒子，也可作為填充物、特別是磁性填充物，也可以作為成型體用原料。在使用該鐵氧體粒子作為成型用原料之情況下，可以進行成型、造粒、塗佈等，也可以進行燒成。
以下，根據實施例等而具體地說明本發明。
【實施例】
1.鐵氧體粒子之製作
[實施例1]
將氧化鐵(Fe2O3)和氧化錳(MnO)以莫耳數比為80：20之比例計量，進行混合。加入水，進行粉碎，製作固態成分50重量%之漿體。將製作之漿體藉由噴射式乾燥器進行造粒、分級，製作平均粒徑5μm之造粒物。
接著，將得到之造粒物藉由以丙烷：氧=10Nm3/hr：35Nm3/hr之可燃性氣體燃燒焰中，以流速大約40m/sec之條件進行熔射而鐵氧體化，接著，藉由搭乘於以空氣供 氣所造成之氣流，進行搬送，而於大氣中急冷。此時，由於將造粒物邊連續地流動而進行熔射，因此，熔射‧急冷後之粒子係並無相互地結合而成為獨立。接著，藉由設置在氣流之下游側之過濾器捕集冷卻之粒子。此時，由於大粒徑之粒子係於氣流之途中落下，因此，無法藉由過濾器而進行捕集。接著，將捕集到之粒子，藉由分級而除去粒徑超過2000nm之粗粉，得到鐵氧體粒子。也就是說，得到之鐵氧體粒子係最大粒徑為2000nm以下。
[實施例2]
在本實施例，除了將氧化鐵和氧化錳之莫耳數比設為50：50之比例以外，其餘係相同於實施例1而製作鐵氧體粒子。
[實施例3]
在本實施例，除了將氧化鐵和氧化錳之莫耳數比設為90：10之比例以外，其餘係相同於實施例1而製作鐵氧體粒子。
[實施例4]
在本實施例，使用實施例1之鐵氧體粒子，製作藉由矽烷偶合劑而進行表面處理之鐵氧體粒子。首先，調製含有癸基三甲氧基矽烷(KBM3103C、信越化學股份有限公司)作為矽烷偶合劑之乙酸水溶液。接著，藉由在得到之乙酸水溶液，添加實施例1之鐵氧體粒子而成為固態成分10重量%，進行攪拌，調製鐵氧體粒子分散於該乙酸水溶液中之漿體。接著，在得到之漿體，藉由添加氨水溶液直到pH值成為8為止，而以偶合劑對鐵氧體粒子進行表面處理。此時，表面處理量係以矽烷偶合劑之換算而相對於鐵氧體粒子為0.1重量%。接著，對於含 有經表面處理之鐵氧體粒子之漿體，藉由以180℃進行6小時之熱處理除去水份之後，以小型粉碎器進行粉碎，製作以矽烷偶合劑進行表面處理之鐵氧體粒子。
[比較例1]
在本比較例，與實施例1相同進行得到造粒物之後，將造粒物收納於匣缽，在1200℃、4小時、氧濃度0體積%之氮環境下，以電爐燒成，進行鐵氧體化，得到成為符合匣缽形狀之塊體燒成物。將得到之燒成物藉由在大氣中急冷，以研缽磨碎冷卻之燒成物，而進行粉碎，得到鐵氧體粒子。
[比較例2]
在本比較例，除了變更噴射式乾燥器之條件，製作平均粒徑39μm之造粒物以外，其餘係相同於實施例1而得到造粒物。使用得到之造粒物，與比較例1相同進行燒成，將得到之燒成物在大氣中急冷。接著，藉由錘磨機而解碎冷卻之燒成物，得到鐵氧體粒子。
[比較例3]
在本比較例，除了不將冷卻之粒子搭乘於氣流，而是直接地捕集(全部捕集)以外，其餘係相同於實施例1而製作鐵氧體粒子。
[比較例4]
在本比較例，除了將氧化鐵和氧化錳之莫耳數比設為40：60之比例以外，其餘係相同於實施例1而製作鐵氧體粒子。
[比較例5]
在本比較例，除了將氧化鐵和氧化錳之莫耳數比設為 100：0之比例以外，其餘係相同於實施例1而製作鐵氧體粒子。
2.塗膜製作用油墨之調製及樹脂薄膜之製作
為了製作含有以實施例1~4和比較例1~5所得到之鐵氧體粒子作為填充物之樹脂薄膜，首先，如同以下，調製作為含有該鐵氧體粒子之樹脂組合物之塗膜製作用油墨。
(塗膜製作用油墨之調製(水系))
關於實施例1~3和比較例1~5之鐵氧體粒子，藉由在以N-甲基-2-吡咯啶酮和水作為溶媒之聚醯亞胺清漆(固態成分20重量%)添加鐵氧體粒子之後，使用攪拌機，進行混合及攪拌，而調製塗膜製作用油墨。鐵氧體粒子之添加量係相對於聚醯亞胺為30重量%。
(塗膜製作用油墨之製作(溶劑系))
關於實施例4之鐵氧體粒子，藉由在以甲苯作為溶媒之聚丙烯清漆(固態成分25重量%)添加鐵氧體粒子之後，使用攪拌機，進行混合及攪拌，而調製塗膜製作用油墨。鐵氧體粒子之添加量係相對於聚丙烯為30重量%。
接著，使用得到之塗膜製作用油墨，藉由貝克(Baker)式塗佈機(SA-201、測試器產業股份有限公司)在作為基材之PET薄膜或玻璃板上，形成塗膜。塗膜厚度係4mil(101.6μm)，塗膜寬度係10cm。然後，藉由乾燥溶媒，硬化樹脂，而得到樹脂薄膜。
3.鐵氧體粒子之評價方法
對得到之實施例1~3和比較例1~5之鐵氧體粒子，進行化學分析，同時，評價粉體特性‧磁性特性(形狀、結晶形態、 平均粒徑、BET比表面積、飽和磁化、殘留磁化及含碳量)。化學分析、BET比表面積、磁性特性、電阻和含碳量之測定方法係如下所述，其他之測定方法係如前面之敘述。將結果顯示於表1。此外，對得到之實施例4之鐵氧體粒子，測定含碳量。將結果顯示於表2。
(化學分析：Fe和Mn之含有量)
如以下所述測定鐵氧體粒子之Fe和Mn之含有量。首先，秤量0.2g之鐵氧體粒子，將在60ml之純水加入1N之鹽酸20ml和1N之硝酸20ml者，予以加熱，調製鐵氧體粒子呈完全溶解之水溶液。將得到之水溶液，安裝於ICP分析裝置(ICPS-1000IV、島津製作所股份有限公司)，測定鐵氧體粒子之金屬成分之含有量。
(形狀)
平均球狀率係藉由前述之方法而進行測定。將平均球狀率為1.2以下之情況，判定為「真球狀」。
(結晶型態)
藉由穿透式電子顯微鏡相片(倍率10萬倍)觀察實施例1之鐵氧體粒子，由得到之穿透式電子顯微鏡相片而得到電子繞射圖像。將結果顯示在圖1和圖2。
(平均粒徑)
關於實施例1~3之鐵氧體粒子，以前述之水平費雷特徑作為平均粒徑，關於比較例1~5之鐵氧體粒子，以下列之體積平均粒徑作為平均粒徑。
(體積平均粒徑(微型軌距))
體積平均粒徑係使用微型軌距粒度分析計(Model9320-X100、日機裝股份有限公司)而進行測定。首先，將得到之鐵氧體粒子10g和作為分散媒之水80ml，一起放入至燒杯，添加2~3滴之作為分散劑之六偏磷酸鈉水溶液。接著，將得到之溶液，以超音波均質機(UH-150、SMT股份有限公司)，藉由以輸出水準4，振盪20秒鐘，在溶液中分散鐵氧體粒子。接著，除去產生於燒杯中的溶液的表面之泡沫後，進行固液分離，回收鐵氧體粒子。對回收之鐵氧體粒子，測定體積平均粒徑。
(BET比表面積)
BET比表面積之測定係使用比表面積測定裝置(Macsorb HM model-1208、Mountek股份有限公司)而進行測定。首先，將得到之鐵氧體粒子大約10g，搭載於藥包紙，以真空乾燥機進行除氣，在確認真空度為-0.1MPa以下之後，藉由200℃，加熱2小時，而除去附著於鐵氧體粒子表面之水份。接著，將除去水份之鐵氧體粒子大約0.5~4g，放入至該裝置專用之標準樣本槽，藉由精密天平正確地進行秤量。接著，將秤量之鐵氧體粒子，安裝在該裝置之測定埠而進行測定。測定係藉由1點法而進行。測定環境係溫度10~30℃、相對濕度20~80%(無結露)。
(磁性特性)
磁性特性之測定係使用振動試料型磁性測定裝置(VSM-C7-10A、東英工業股份有限公司)而進行。首先，將得到之鐵氧體粒子，填充於內徑5mm、高度2mm之槽，安裝於前述裝置。在前述裝置，施加磁場，進行掃描直到5K‧1000/4π‧ A/m為止。接著，減少施加磁場，在記錄紙上，製作磁滯曲線。在該曲線，以施加磁場為5K‧1000/4π‧A/m之時之磁化，作為飽和磁化，同時，以施加磁場為0K‧1000/4π‧A/m之時之磁化，作為殘留磁化。
(含碳量)
含碳量之測定係使用碳分析裝置(C-200、LECO公司)而進行。氧氣壓力為2.5kg/cm2，氮氣壓力為2.8kg/cm2。首先，將含碳率與鐵氧體粒子相同程度且已知含碳率之標準試料，藉由前述之裝置而進行測定。此外，完全無使用試料本身而進行測定(空白試驗)。接著，由得到之測定值，藉著下列之公式而算出換算係數。
換算係數=標準試料之量取量(g)/{(標準試料之測定值)-(在空白試驗之測定值)}×標準試料之含碳率(重量%)/100
接著，對鐵氧體粒子，藉由前述之裝置而進行測定，藉由下列之公式而算出含碳量。
含碳量(重量%)={(鐵氧體粒子之測定值)-(在空白試驗之測定值)}×換算係數/鐵氧體粒子之量取量(g)×100
Figure 106107762-A0202-12-0017-1
Figure 106107762-A0202-12-0018-2
4.塗膜製作用油墨及樹脂薄膜之評價方法
對使用實施例1~4和比較例1~5所得到之鐵氧體粒子之塗膜製作用油墨以及使用該塗膜製作用油墨而形成之樹脂薄膜，如以下所述而進行評價。將結果顯示在表3。
(分散性)關於使用在實施例1~4和比較例1~5所得到之鐵氧體粒子之塗膜製作用油墨，由在攪拌之際直到均勻地分散為止所需要之時間，評價鐵氧體粒子對於樹脂組合物之分散性。表3中之各記號之意義係如以下所述。此外，是否均勻地分散之判定係藉由目視而進行。
○：直到均勻地分散為止之攪拌時間為未滿5分鐘。
△：直到均勻地分散為止之攪拌時間為5分鐘以上、未滿30分鐘。
×：直到均勻地分散為止之攪拌時間為30分鐘以上。
(表面平滑性)
對使用前述之塗膜製作用油墨而形成之樹脂薄膜，使用測微計而測定膜厚。測定係改變位置而進行9次。接著，算出最大膜厚和最小膜厚之間之差值(最大膜厚-最小膜厚)，由該差值而評價樹脂薄膜之表面平滑性。表3中之各記號之意義係 如以下所述。
○：最大膜厚-最小膜厚=10μm以下。
△：最大膜厚-最小膜厚=10~20μm。
×：最大膜厚-最小膜厚=20μm以上。
(磁性吸附性能)
關於前述之樹脂薄膜，藉由測定飽和磁化而評價磁性吸附性能。測定係使用前述之振動試料型磁性測定裝置，除了將裁斷成為1mm角之磁性薄膜100mg取代鐵氧體粒子填充於槽，進行掃描直到磁場成為10K‧1000/4π‧A/m為止以外，其餘係相同於前述鐵氧體粒子之飽和磁化之測定而進行。由飽和磁化之測定值而評價樹脂薄膜之磁性吸附性能。表3中之各記號之意義係正如以下。
○：10Am2/kg以上。
△：5.0~10.0Am2/kg。
×：5.0Am2/kg未滿。
Figure 106107762-A0202-12-0019-3
5.鐵氧體粒子之評價結果
圖2係顯示電子繞射圖像為點狀。因此，明確地顯示實施例1之鐵氧體粒子為單結晶體。
此外，正如表1所示，實施例1~3之鐵氧體粒子係平均粒徑為1~2000nm之單結晶體，具備真球狀之粒子形狀。此外，實施例1~3之鐵氧體粒子係金屬成分由Mn和Fe所組成，Mn之含有量為1~23重量%之範圍內，Fe之含有量為58~65重量%之Mn系鐵氧體粒子。此外，關於Mn和Fe以外之金屬成分，係為檢測限度以下。此外，實施例1~3之鐵氧體粒子係飽和磁化為45~95Am2/kg之範圍內，殘留磁化為0~12Am2/kg之範圍內。因此，明確地顯示實施例1~3之鐵氧體粒子係同時兼具高度之飽和磁化和低度之殘留磁化。
另一方面，比較例1~2之鐵氧體粒子係相同於實施例1~3，Mn之含有量為1~23重量%之範圍內，Fe之含有量為58~65重量%之內。但是，比較例1~2之鐵氧體粒子係由平均粒徑高於2000nm之多結晶體所組成，具備不定形或粒狀之粒子形狀。
此外，比較例3之鐵氧體粒子係相同於實施例1~3，為單結晶體，具備真球狀之粒子形狀，Mn之含有量為1~23重量%之範圍內之Mn系鐵氧體粒子。此外，比較例3之鐵氧體粒子係相同於實施例1~3，飽和磁化為45~95Am2/kg之範圍內，殘留磁化為0~12Am2/kg之範圍。但是，比較例3之鐵氧體粒子係平均粒徑高於2000nm。
此外，比較例4之鐵氧體粒子係相同於實施例1 ~3，平均粒徑為1~2000nm之單結晶體，具備真球狀之粒子形狀，但是，Mn之含有量為23.3重量%。接著，比較例4之鐵氧體粒子係飽和磁化未滿45Am2/kg，更加低於實施例1~3。
此外，比較例5之鐵氧體粒子係相同於實施例1~3，平均粒徑為1~2000nm之單結晶體，具備真球狀之粒子形狀。比較例5之鐵氧體粒子Mn之含有量為0.3重量%，但是，此為包含於原料之氧化鐵(Fe2O3)之不可避免之不純物。因此認為比較例5之鐵氧體粒子實質上為非Mn系鐵氧體粒子。接著，比較例5之鐵氧體粒子係飽和磁化為45~95Am2/kg之範圍內，但是，殘留磁化高於12Am2/kg，更加高於實施例1~3。
也就是說，比較例4~5之鐵氧體粒子係相同於實施例1~3，由平均粒徑為2000nm以下之單結晶體而組成，具備真球狀之粒子形狀，但是，無法同時兼具高度之飽和磁化和低度之殘留磁化。
此外，如表2所示，明確地顯示藉由矽烷偶合劑進行表面處理之實施例4之鐵氧體粒子，比起無進行表面處理之實施例1之鐵氧體粒子，含碳量增大。但是，在實施例4之鐵氧體粒子，含碳量為0.05重量%其為微量，因此認為藉由矽烷偶合劑進行之表面處理係限定在鐵氧體粒子之表面之極薄區域，在表面處理之前後，不改變鐵氧體粒子之電阻。因此認為在表面處理之前後之磁性特性(飽和磁化及殘留磁化)不發生變化，即使是在實施例4之鐵氧體粒子，也具備相同於實 施例1之鐵氧體粒子之同樣的磁性特性。
6.塗膜製作用油墨及樹脂薄膜之評價結果
如表3所示，實施例1~4之鐵氧體粒子係皆對樹脂組合物，呈現良好之分散性。因此，認為實施例1~4之鐵氧體粒子係可以在製造樹脂薄膜之際，確保良好之生產性。特別是藉由矽烷偶合劑而進行表面處理之實施例4之鐵氧體粒子，儘管包含於樹脂組合物之溶媒為溶劑系溶媒(非水系溶媒)，也對該樹脂組合物，呈現良好之分散性。此外，實施例1~4之樹脂薄膜係樹脂薄膜表面之凹凸小，具有良好之表面平滑性，同時，飽和磁化大，具有良好之磁性吸附性能。
另一方面，比較例1之鐵氧體粒子係對於樹脂組合物之分散性低，直到分散為止，需要長時間。因此認為比較例1之鐵氧體粒子係在製造樹脂薄膜之際之生產性低。此外，比較例1之樹脂薄膜係薄膜表面之凹凸大，表面平滑性差。認為此係由於比較例1之鐵氧體粒子，平均粒徑為大約5.6μm，也更加大於實施例1~3，形狀為不定形，殘留磁化大，因此，粒子間容易凝集之原因。
比較例2之鐵氧體粒子對樹脂組合物之分散性低，直到分散為止，需要長時間。因此，認為比較例2之鐵氧體粒子係在製造樹脂薄膜之際之生產性低。此外，鐵氧體粒子之平均粒徑為37μm，為大顆粒狀，因此，無法形成樹脂薄膜，無法測定樹脂薄膜之膜厚及飽和磁化。
比較例3之鐵氧體粒子比起實施例1~3，對於樹脂組合物之分散性低。此外，比較例3之樹脂薄膜係薄膜表面 之凹凸大，表面平滑性差。認為此係由於比較例3之鐵氧體粒子，平均粒徑為大約12μm，也更加大於實施例1~3之原因。
比較例4之鐵氧體粒子係相同於實施例1~3，對於樹脂組合物，呈現良好之分散性。此外，比較例4之樹脂薄膜係相同於實施例1~3，薄膜表面之凹凸小，具有良好之表面平滑性。但是，比較例4之樹脂薄膜係飽和磁化小，磁性吸附性能低。認為此係由於比較例4之鐵氧體粒子飽和磁化為小之原因。
比較例5之鐵氧體粒子係對於樹脂組合物之分散性低，直到分散為止，需要長時間。因此，認為比較例5之鐵氧體粒子係在製造樹脂薄膜之際之生產性低。此外，比較例5之樹脂薄膜係無法得到充分之表面平滑性。認為此係由於比較例5之鐵氧體粒子，殘留磁化大，因此，粒子間容易凝集之原因。
由以上明確地顯示平均粒徑為1~2000nm之單結晶體且具備真球狀之粒子形狀之Mn系鐵氧體粒子，且飽和磁化為45~95Am2/kg的鐵氧體粒子係同時兼具高度之飽和磁化和低度之殘留磁化，同時，對於樹脂組合物，呈現高度之分散性。此外，明確地顯示，前述之Mn系鐵氧體粒子係在構成樹脂薄膜之時，同時兼具良好之表面平滑性和良好之磁性吸附性能。此外，認為藉由前述之實施例而明確地顯示Mn系鐵氧體粒子對樹脂組合物呈現高度之分散性，但是，前述之Mn系鐵氧體粒子即使是對樹脂或溶媒，也顯示良好之分散性。
【產業上之可利用性】
如果是藉由本發明之鐵氧體粒子的話，則可以得到高度之飽和磁化的同時，也可以得到對於樹脂、溶媒或樹脂組合物呈良好之分散性。因此，該鐵氧體粒子係可以在調製含有該鐵氧體粒子作為填充物之樹脂組合物，構成由該樹脂組合物所組成之樹脂薄膜等之成形體之時，可以在成形體之表面，防止鐵氧體粒子之凝集而得到平滑之表面的同時，可以藉由施加磁場而吸附前述之成形體。此外，可以藉由將含有前述之鐵氧體粒子作為填充物之樹脂組合物，或者是由該樹脂組合物所組成之前述樹脂薄膜，作為用於電子機器之配線、電纜線等之可撓性印刷配線板而使用時，在形成金屬配線之製程中，以磁場吸附及除去已成為不必要之前述樹脂組合物或前述樹脂薄膜，因此，可以簡便且效率良好地形成金屬配線。此外，本發明之鐵氧體粒子係可以適合使用作為磁性填充物或成形體原料。

Claims (5)

  1. 一種鐵氧體粒子，其特徵為：平均粒徑為1~2000nm之單結晶體，具備真球狀之粒子形狀的Mn系鐵氧體粒子，飽和磁化為45~95Am2/kg，其中，金屬成分除了不可避免之不純物以外，係由Mn和Fe而組成，含有4.3~19.4重量%之Mn，含有58.9~64.0重量%之Fe。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之鐵氧體粒子，其中，殘留磁化為0~12Am2/kg。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之鐵氧體粒子，其中，BET比表面積為1~30m2/g。
  4. 一種樹脂組合物，其特徵為，含有如申請專利範圍第1項所記載之鐵氧體粒子作為填充物。
  5. 一種樹脂薄膜，其特徵為，由如申請專利範圍第4項所記載之樹脂組合物所組成。
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