TWI784956B - 肥粒鐵粒子、樹脂組合物以及電磁波屏蔽材料 - Google Patents

Abstract

本發明之目的，係提供一種在1MHz~1GHz的頻帶能夠得到較高的磁導率之肥粒鐵粒子。又，本發明之目的，亦提供一種含有該肥粒鐵粒子之樹脂組合物及由該樹脂組合物所構成之電磁波屏蔽材料。一種肥粒鐵粒子，係具備平均粒徑為1~2000nm的單結晶且正球狀粒子形狀之肥粒鐵粒子，其特徵在於：該肥粒鐵粒子係實質上不含有Zn，而含有3~25重量%的Mn、43~65重量%的Fe，採用由該肥粒鐵粒子及黏結劑樹脂所形成的成形體而測定之複磁導率的實部μ’，係在100MHz~1GHz的頻帶具有極大值。

Description

肥粒鐵粒子、樹脂組合物以及電磁波屏蔽材料

本發明係有關於一種肥粒鐵粒子、含有該肥粒鐵粒子之樹脂組合物、及由該樹脂組合物所形成之電磁波屏蔽材料。

先前，已知將肥粒鐵粒子煅燒而作為燒結體、使用於磁芯材料、電磁波屏蔽材料等(例如參照專利文獻1)。

作為使用肥粒鐵粒子之電磁波屏蔽材料，係考慮將含有肥粒鐵粒子的樹脂組合物成形為薄片狀者。藉由將薄片狀電磁波屏蔽材料貼附在需要電磁波遮蔽之個人電腦、行動電話等的數位電子機器，而能夠防止電磁波洩漏至電子機器外部，或防止電磁波在電子機器機內部的電路之間相互干渉、或防止因外部的電磁波引起電子機器的故障。

將肥粒鐵粒子使用作為電子機器用的電磁波屏蔽材料，係期待能夠遮蔽廣闊範圍的頻帶的電磁波。但是，針對有關電磁波遮蔽性能之具體的數值，專利文獻1係完全未揭示。

另一方面，專利文獻2係揭示一種含有Fe、Mn及Zn之肥粒鐵粒子，其係平均粒徑為0.3μm~1μm的單結晶且粒子形狀為八面體構造之肥粒鐵粒子。在專利文獻2所揭示之肥粒鐵粒子，係揭示使用與鹼硼矽酸玻璃粉末及聚乙烯醇混合而 成之混合物所構成之加壓成形體，而測定磁導率時，在頻率1MHz之磁導率為1000以上。但是針對在大於1MHz的頻帶之電磁波遮蔽性能，專利文獻2係完全未揭示。

又，專利文獻3係揭示一種平均粒徑為0.1μm~30μm的單結晶且粒子形狀為球狀(亦包含接近正球的多面體)之肥粒鐵粒子，而且揭示一種含有Fe、Mn及Zn之肥粒鐵粒子；及一種含有Fe、Ni及Zn之肥粒鐵粒子。專利文獻3所揭示之含有Fe、Mn及Zn之肥粒鐵粒子，係使用添加10重量%水而得到的加壓成形體，測定比磁導率μ’(以下，稱為「複磁導率(complex magnetic permeability)的實部μ’」)時，在1MHz~450MHz的頻帶之複磁導率的實部μ’為32~60，在550MHz~1GHz的頻帶係實部μ’為0。因此，使用專利文獻3所記載的肥粒鐵粒子構成電磁波屏蔽材料時，該電磁波屏蔽材料係有無法遮蔽550MHz~1GHz的頻帶(frequency band)的電磁波之問題。

先前技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本專利申請特許5690474號公報

[專利文獻2]日本專利申請特開平6-325918號公報

[專利文獻3]日本專利申請特開2002-25816號公報

本發明之課題，其目的係提供一種在1MHz~1GHz 的頻帶能夠得到較高的磁導率之肥粒鐵粒子。又，其目的亦提供一種含該肥粒鐵粒子之樹脂組合物、及由該樹脂組合物所形成之電磁波屏蔽材料。

本發明之肥粒鐵粒子，係具備平均粒徑為1~2000nm的單結晶且正球狀粒子形狀之肥粒鐵粒子，其特徵在於：該肥粒鐵粒子係實質上不含有Zn、含有3~25重量%的Mn、43~65重量%的Fe，採用由該肥粒鐵粒子及黏結劑樹脂所形成的成形體而測定之複磁導率的實部μ’，係在100MHz~1GHz的頻帶具有極大值。

又，本發明之肥粒鐵粒子，係較佳是進一步含有0~3.5重量%的Mg。

而且，本發明之肥粒鐵粒子，係較佳是進一步含有0~1.5重量%的Sr。

又，本發明之樹脂組合物，其特徵在於：含有上述肥粒鐵粒子作為填料。

而且，本發明之電磁波屏蔽材料，其特徵在於：由上述樹脂組合物所形成。

本發明之肥粒鐵粒子，係藉由採用上述成形體而測定之複磁導率的實部μ’，在100MHz~1GHz的頻帶具有極大值，不僅是1MHz~100MHz的頻帶，即便在比顯示該極大值的頻率更高且更接近1GHz之頻帶，實部μ’亦成為大於0之值。藉此，使用本發明之肥粒鐵粒子時，在1MHz~1GHz的頻帶能 夠得到較高的磁導率。

又，本發明之肥粒鐵粒子，係能夠使其含有在樹脂組合物中作為填料。又，將該肥粒鐵粒子作為填料而含有之樹脂組合物，係能夠使用作為電磁波屏蔽材料。而且，該電磁波屏蔽材料係藉由使用上述肥粒鐵粒子，而能夠遮蔽1MHz~1GHz的頻帶之電磁波。

[圖1]第1圖係實施例1的肥粒鐵粒子之穿透式電子顯微鏡影像(倍率10萬倍)。

[圖2]第2圖係實施例1的肥粒鐵粒子之穿透式電子顯微鏡影像(倍率50萬倍)。

[圖3]第3圖係顯示在實施例1~4及比較例1~2的肥粒鐵粒子之複磁導率的實部μ’的頻率依存性之圖表。

以下，說明用以實施本發明之形態。

<本發明之肥粒鐵粒子>

本發明之肥粒鐵粒子係如下述，為具備平均粒徑為1~2000nm的單結晶且正球狀粒子形狀之肥粒鐵粒子。該肥粒鐵粒子係在1MHz~1GHz的頻帶能夠得到較高的磁導率。上述磁導率，係能夠以複磁導率的實部μ’表示。

在此所謂正球狀，係指平均球狀率為1~1.2，較佳為1~1.1，更佳為非常地接近1之形狀。平均球狀率大於1.2時，肥粒鐵粒子的球狀性係受到損害。

(平均球狀率)

球狀率係能夠如以下進行而求取。首先，作為掃描型電子顯微鏡使用FE-SEM(SU-8020、股份公司日立HIGH TECHNOLOGIES)以倍率20萬倍拍攝肥粒鐵粒子。此時，在能夠計算100粒子以上的視野拍攝肥粒鐵粒子。針對所拍攝的SEM影像，使用影像解析軟體(Image-Pro PLUS、Media Cybernetics(MEDIA CYBERNETICS)公司)而進行影像解析。藉由手動量測，而對各粒子求取外接圓直徑、內接圓直徑，且將其比(外接圓直徑/內接圓直徑)設為球狀率。2個直徑為相同、亦即正球時，該比成為1。在本實施形態，係將在肥粒鐵粒子100粒子之球狀率的平均值設為平均球狀率。

(平均粒徑)

本發明之肥粒鐵粒子的平均粒徑為1~2000nm。平均粒徑小於1nm時，即便經進行表面處理，粒子亦產生凝聚，而無法得到對樹脂、溶劑或樹脂組合物之優異的分散性。另一方面，平均粒徑大於2000nm時，複磁導率的實部μ’的極大值係不存在於100MHz~1GHz的頻帶範圍，而成為存在於小於100MHz的頻帶。又，雖然能夠確保上述分散性，但是構成含有肥粒鐵粒子之成形體時，由於肥粒鐵粒子的存在而有在成形體表面產生凹凸之情形。肥粒鐵粒子的平均粒徑係以1~800nm為佳，較佳為1~500nm，更佳為1~350nm，最佳為1~130nm。

肥粒鐵粒子的平均粒徑，係例如與平均球狀率同樣地，能夠針對以倍率20萬倍所拍攝的影像，藉由手動量測而計算水平費雷特直徑(Horizontal Feret's diameter)，將其平均 值設為平均粒徑。

(結晶形態)

又，本發明之肥粒鐵粒子，其形態為單結晶。多結晶的肥粒鐵粒子時，在藉由煅燒而結晶成長的過程，在1粒子內的微細構造之結晶晶界內產生微細的氣孔。其結果，在將肥粒鐵粒子與樹脂、溶劑或樹脂組合物混合時，為了使樹脂組合物等侵入該氣孔、使肥粒鐵粒子與樹脂組合物等至均勻地分散為止，有需要長時間之情形。又，依照條件而需要必要以上的量之樹脂、溶劑或樹脂組合物，在成本上亦是不利的。相對於此，單結晶之肥粒鐵粒子時，能夠消除此種不良。而且，如後述，本發明之肥粒鐵粒子，係藉由為單結晶而能夠得到較高的磁導率。

(磁導率)

為了使用肥粒鐵粒子構成電磁屏蔽，來遮蔽特定頻率的電磁波，在其頻率之磁導率μ必須為較大。磁導率μ係通常能夠以複磁導率μ=μ’-jμ”的方式表現(j為虚數單位)。複磁導率的實部μ’係通常表示磁導率成分，虚部μ”係表示損失。因此，為了遮蔽特定頻率的電磁波，在其頻率之複磁導率的實部μ’必須為大於0之一定以上的數值。

本發明之肥粒鐵粒子之複磁導率的實部μ’為100MHz~1GHz的頻帶，較佳是在100MHz~300MHz的頻帶具有極大值。因此，不僅是1MHz~100MHz的頻帶，即便在比顯示該極大值的頻率更高且接近1GHz之頻帶，實部μ’亦成為大於0之值。藉此，使用本發明之肥粒鐵粒子時，在1MHz~1GHz 的頻帶能夠得到較高的磁導率。因此，使用該肥粒鐵粒子構成電磁波屏蔽材料時，該電磁波屏蔽材料係能夠遮蔽1MHz~1GHz的頻帶之電磁波。

具體而言，本發明之肥粒鐵粒子之複磁導率的實部μ’的極大值，係存在於100MHz~300MHz的頻帶，且該極大值為7~9的範圍。在比顯示該極大值的頻率更低的頻帶(1MHz~50MHz)，實部μ’係顯示比極大值更小之6~8的範圍。在比顯示該極大值的頻率更高的頻帶(400MHz~1GHz)，實部μ’係顯示比該極大值更小之3~7的範圍，但是未到達0。亦即，本發明之肥粒鐵粒子在100MHz~1GHz的頻帶，其複磁導率的實部μ’為3~9的範圍，在100MHz~1GHz的頻帶為經常大於0且能夠得到較高的磁導率。

另一方面，在比顯示極大值的頻率更高的頻帶或更低的頻帶，其實部μ’成為0時，使用該肥粒鐵粒子之電磁波屏蔽材料，係無法將實部μ’顯示0之頻帶的電磁波遮蔽。

因為本發明之肥粒鐵粒子，其形態為單結晶，所以在相對較高的頻率能夠得到較高的磁導率。多結晶之肥粒鐵粒子時，在施加磁場時，磁壁係將複數個晶粒移動。此時，各自的晶粒之結晶方位為不同時，妨礙磁壁的移動之力量起作用。因此在多結晶之肥粒鐵粒子時，磁導率的升高變差。相對於此，單結晶之肥粒鐵粒子時，因為源自此種晶粒之妨礙磁壁的移動之力量不起作用，所以能夠得到較高的磁導率。

上述複磁導率之實部μ’的測定，係能夠使用將肥粒鐵粒子90重量份及粉末黏結劑樹脂10重量份之混合物填充 至擠壓模、進行加壓成形而成之成形體作為測定用試樣，藉由Agilent Technologies公司製E4991A型RF Impedance/Material Analyzer 16454A磁性材料測定電極而進行。

(組成)

本發明之肥粒鐵粒子，係由含有3~25重量%的Mn、43~65重量%的Fe之金屬氧化物所形成。但是，本發明之肥粒鐵粒子係實質上不含有Zn。藉由本發明的肥粒鐵粒子係由實質上不含有Zn且含有在上述範圍之Mn及Fe的金屬氧化物所形成之軟肥粒鐵，而能夠兼具較高的磁導率與較低的殘留磁化。又，本發明的肥粒鐵粒子係除了Mn及Fe以外，亦可進一步含有0~3.5重量%的Mg。藉由添加Mg為上述範圍，因為能夠得到擴大複磁導率的實部μ’之極大值的寬度(尖峰寬度)之效果而較佳。

在此，所謂「實質上不含有Zn」，係為了使下列情形明確而記載：肥粒鐵粒子係不含有積極地被添加之Zn，但是有以不可避免的不純物之方式而含有無法避免的Zn之情形。因此，分析肥粒鐵粒子時，Zn係能夠確認痕跡程度之水準。

Mn的含量為小於3重量%時，有無法得到所期望的磁導率之情形。又，肥粒鐵粒子的殘留磁化變大、肥粒鐵粒子之間容易產生凝聚，此時，使該肥粒鐵粒子均勻地分散在樹脂、溶劑或樹脂組合物係變為困難。另一方面，Mn的含量大於25重量%時，有無法得到所需要的磁導率，或無法得到作為肥粒鐵粒子必要的所期望飽和磁化之情形。

Fe的含量小於43重量%時，在肥粒鐵粒子有無法得到所期望的磁導率之情形。另一方面，Fe的含量大於65重量%時，肥粒鐵粒子的殘留磁化變大、在肥粒鐵粒子之間有容易產生凝聚之情形。此時，使該肥粒鐵粒子均勻地分散在樹脂、溶劑或樹脂組合物係變為困難。

本發明的肥粒鐵粒子，係除了上述組成以外，能夠含有Sr。Sr不僅是有助於煅燒時的均勻性之調整，而且藉由含有而能夠容易地進行肥粒鐵粒子的頻率特性之微調整。Sr的含量係以0~1.5重量%為佳。Sr的含量大於1.5重量%時，作為硬肥粒鐵之影響開始而有使磁導率低落之可能性。

(BET比表面積)

本發明之肥粒鐵粒子之BET比表面積係以1~30m²/g為佳。BET比表面積小於1m²/g時，在構成含有肥粒鐵粒子之樹脂組合物時，粒子表面與樹脂組合物的親和性變為不充分，在粒子表面所存在的樹脂組合物有局部地產生隆起之情形。因此，使用該樹脂組合物而構成成形體時，有在成形體表面產生凹凸之情形，乃是不佳。另一方面，由Fe、Mn、Mg及Sr所組成之肥粒鐵粒子，係多半是生成表面狀態為平滑的粒子且BET比表面積不會大於30m²/g。肥粒鐵粒子的BET比表面積係以5~20m²/g為更佳。

(飽和磁化)

本發明之肥粒鐵粒子，係將該肥粒鐵粒子填充在預定試樣槽，在藉由磁氣測定裝置施加5K．1000/4π．A/m的磁場時所測定的飽和磁化，係以45~95Am²/kg為佳。又，在本說明書，以 下係將前述肥粒鐵粒子填充在預定試樣槽，在藉由磁氣測定裝置施加5K．1000/4π．A/m的磁場之飽和磁化，稱為「飽和磁化」。飽和磁化為上述範圍之肥粒鐵粒子係適合作為磁芯材料。飽和磁化小於45Am²/kg時，作為磁芯材料，係性能不足。另一方面，在由Fe、Mn、Mg及Sr所組成之肥粒鐵粒子，難以實現大於95Am²/kg之飽和磁化。

(殘留磁化)

本發明之肥粒鐵粒子，其殘留磁化係以0~12Am²/kg為佳。藉由使殘留磁化成為上述範圍，能夠更確實地得到對樹脂、溶劑或樹脂組合物之分散性。殘留磁化大於12Am²/kg時，肥粒鐵粒子之間有容易產生凝聚之情形，此時，使該肥粒鐵粒子均勻地分散在樹脂、溶劑或樹脂組合物有變為困難之情形。

<肥粒鐵粒子的製造方法>

其次，說明上述肥粒鐵粒子的製造方法。

上述肥粒鐵粒子，係將由肥粒鐵原料所形成的造粒物在大氣中進行火焰噴射而肥粒鐵化，接著進行急冷凝固後，藉由只將粒徑為預定範圍內的粒子回收而能夠製造。

調製上述肥粒鐵原料之方法，係沒有特別限制，能夠採用先前習知的方法，可使用藉由乾式之方法，亦可使用藉由濕式之方法。

舉出肥粒鐵原料(造粒物)之調製方法的一個例子，係將Fe原料、Mn原料、及按照必要之Mg原料及Sr原料，以成為所期望的肥粒鐵組成之方式稱量後，添加水且粉碎來調製漿料。使用噴霧乾燥機將所調製的漿料造粒、分級而調製預 定粒徑的造粒物。考慮所得到的肥粒鐵粒子之粒徑時，造粒物的粒徑係以500~10000nm左右為佳。又，作為其它的例子，係將依照組成所調製的肥粒鐵原料混合、進行乾式粉碎，使各原材料粉碎分散、將其混合物使用造粒機而造粒且分級，來調製造預定粒徑的造粒物。

將如此進行而調製的造粒物在大氣中進行火焰噴射而肥粒鐵化。火焰噴射係能夠使用將燃燒氣體與氧的混合氣體作為可燃性氣體燃燒火焰，燃燒氣體與氧的容量比為1：3.5~6.0。在可燃性氣體燃燒火焰之氧的比例，相對於燃燒氣體為小於3.5時，有熔融不充分之情形，氧的比例相對於燃燒氣體為大於6.0時，肥粒鐵化係變為困難。例如相對於燃燒氣體10Nm³/hr，能夠以氧35~60Nm³/hr的比例而使用。

作為使用在上述火焰噴射之燃燒氣體，能夠使用丙烷氣體、丙烯氣體、乙炔氣體等，特別是能夠適合使用丙烷氣體。又，為了將造粒物在可燃性氣體燃燒中搬運，能夠使用氮、氧或空氣作為造粒物搬運氣體。被搬運的造粒物之流速，係以20~60m/sec為佳。又，上述火焰噴射係以在溫度1000~3500℃進行為佳，以在2000~3500℃進行為較佳。

接著，將藉由火焰噴射而被肥粒鐵化後之肥粒鐵粒子，在大氣中搭乘利用空氣供氣的氣流而搬運且進行急冷凝固後，將平均粒徑為1~2000nm之肥粒鐵粒子捕集且回收。藉由將被肥粒鐵化後之肥粒鐵粒子進行急冷凝固，而能夠得到單結晶之肥粒鐵粒子。

又，上述捕集，係能夠將急冷凝固後的肥粒鐵粒 子搭乘利用空氣供氣的氣流而搬運，使粒徑較大之粒子在氣流搬運的途中落下，另一方面，上述以外的粒子係被氣流搬運至下游為止，利用此點，而藉由設置在氣流的下游側之過濾器，將具備上述範圍的平均粒徑之肥粒鐵粒子捕集之方法來進行。

藉由使前述氣流搬運時流速成為20~60m/sec，使粒徑較大的粒子在氣流搬運途中落下，而在氣流的下游能夠將具備上述範圍的平均粒徑之肥粒鐵粒子效率良好地回收。上述流速小於20m/sec時，因為粒徑較小的粒子亦在氣流搬運途中落下，所以有在氣流的下游被回收之肥粒鐵粒子的平均粒徑小於1nm、或在氣流的下游被回收之肥粒鐵粒子的絕對量變少且生產性較低之情形。另一方面，上述流速大於60m/sec時，因為粒徑較大的粒子亦被氣流搬運至下游，所以在氣流的下游被回收之肥粒鐵粒子的平均粒徑有大於2000nm之情形。

隨後，針對回收後的肥粒鐵粒子，按照必要而進行分級且進行粒度調整至所需要的粒徑。作為分級方法，能夠使用原有的風力分級、篩網過濾法、沈降法等。例如亦可藉由分級而將粒徑大於2000nm的肥粒鐵粒子除去。

又，較佳是對所得到的肥粒鐵粒子，使用偶合劑施行表面處理。藉由使用偶合劑進行表面處理，能夠進一步提升肥粒鐵粒子對樹脂、溶劑或樹脂組合物之分散性。作為偶合劑，係能夠使用各種矽烷偶合劑、鈦酸鹽系偶合劑、鋁酸鹽系偶合劑，較佳是能夠使用癸基三甲氧基矽烷、正辛基三乙氧基矽烷。表面處理量亦取決於肥粒鐵粒子的BET比表面積，以矽烷偶合劑換算計，相對於肥粒鐵粒子係以0.05~4重量%為 佳，以0.05~2重量%為較佳。

<本發明之肥粒鐵粒子的用途>

本發明之肥粒鐵粒子，例如能夠使用在電磁波屏蔽材料。

首先，將肥粒鐵粒子添加在含有樹脂及水系或溶劑系的溶劑之樹脂組合物，藉由攪拌、混合，使肥粒鐵粒子分散在樹脂組合物中。因為該肥粒鐵粒子係如上述，因為由實質上不含有Zn、含有3~25重量%的Mn、43~65重量%的Fe之金屬氧化物所形成，所以殘留磁化較小、能夠防止在樹脂組合物中產生凝聚。接著，藉由將含有所得到的填料之樹脂組合物塗佈在基材上且使溶劑揮發來使樹脂硬化，而能夠製造電磁波屏蔽材料。又，亦可藉由將樹脂組合物成形為薄片狀，而貼附在需要電磁遮蔽之印刷配線基板和配線圖案上，來構成電磁波屏蔽材料。

該電磁波屏蔽材料，係藉由含有複磁導率的實部μ’在100MHz~1GHz的頻帶具有極大值之上述肥粒鐵粒子，而能夠遮蔽1MHz~1GHz的頻帶的電磁波。又，因為該電磁波屏蔽材料能夠抑制肥粒鐵粒子在樹脂組合物中產生凝聚，所以能夠在電磁波屏蔽材料全體範圍均等地得到電磁遮蔽性能，同時能夠得到平滑的表面。

又，本發明之肥粒鐵粒子係不被電磁波屏蔽材料限定，而能夠使用在各種用途。亦可將肥粒鐵粒子使用作為磁芯材料和填料，特別是使用作為磁性填料，亦可使用作為成型體用原料。將肥粒鐵粒子使用作為成型用原料時，係能夠進行成型、造粒、塗佈等，亦能夠進行煅燒。

以下，基於實施例等而具體地說明本發明。

[實施例]

1.肥粒鐵粒子的製造

[實施例1]

以莫耳比為80：20的比例計量氧化鐵(Fe₂O₃)及氧化錳(MnO)且混合。在所得到的混合物添加水、進行粉碎來製造固體成分50重量%的漿料。將所製造的漿料使用噴霧乾燥機進行造粒且分級，而製造平均粒徑5000nm的造粒物。

其次，藉由將所得到的造粒物在丙烷：氧=10Nm³/hr：35Nm³/hr的可燃性氣體燃燒火焰中，在流速約40m/sec的條件下進行火焰噴射而肥粒鐵化，接著，藉由搭乘利用空氣供氣的氣流而搬運、在大氣中急冷。此時，因為邊使造粒物連續地流動邊進行火焰噴射，所以火焰噴射．急冷後的粒子係不會互相結著而獨立。接著，將冷卻後的粒子藉由設置在氣流的下游側之過濾器而捕集。此時，因為粒徑較大的粒子係在氣流的途中落下，所以未被過濾器捕集。其次，針對被捕集的粒子，藉由分級而將粒徑大於2000nm的粗粉除去來得到肥粒鐵粒子。因此，所得到的肥粒鐵粒子之中，粒徑為最大的粒子之粒徑為2000nm以下。

[實施例2]

在本實施例，係除了將氧化鐵及氧化錳設為莫耳比為50：50的比例以外，係與實施例1同樣地進行而製造肥粒鐵粒子。

[實施例3]

在本實施例，係除了將氧化鐵及氧化錳設為莫耳比為90：10的比例以外，係與實施例1同樣地進行而製造肥粒鐵粒子。

[實施例4]

在本實施例，除了將氧化鐵(Fe₂O₃)、氧化錳(MnO)、氧化鎂(MgO)及氧化鍶(SrO)設為莫耳比為50：40：10：1.25的比例而得到混合物以外、係與實施例1完全同樣地進行而得到肥粒鐵粒子。

[比較例1]

在本比較例，係與實施例1同樣地進行而得到造粒物後，藉由將造粒物收容在匣鉢(sagger)、使用電爐在1200℃、在氧濃度0體積%的氮氣環境下進行煅燒4小時而肥粒鐵化，來得到依照匣鉢形狀的塊狀物之煅燒物。將所得到的煅燒物在大氣中急冷，藉由使用乳鉢將冷卻後的煅燒物磨碎而粉碎，來得到肥粒鐵粒子。

[比較例2]

在本比較例，係除了將氧化鐵及氧化錳設為莫耳比為100：0的比例以外，係與實施例1同樣地進行而製造肥粒鐵粒子。

2.肥粒鐵粒子的評價方法

針對所得到的實施例1~4及比較例1~2的肥粒鐵粒子，在進行化學分析之同時，進行評價粉體特性．磁特性(形狀、結晶形態、平均粒徑、BET比表面積、飽和磁化、殘留磁化及磁導率)。化學分析、BET比表面積、磁特性、電阻及磁導率的測定方法係如下述，其它的測定方法係如上述。將結果顯示在表1~2。

(化學分析：Fe、Mn、Mg及Sr的含量)

如以下進行而測定在肥粒鐵粒子之Fe、Mn、Mg及Sr的含量。

首先，將稱量肥粒鐵粒子0.2g且添加純水60ml及1N的鹽酸20ml及1N的硝酸20ml而成者加熱，來調製使肥粒鐵粒子完全溶解而成之水溶液。將所得到的水溶液安裝在ICP分析裝置(ICPS-1000IV、股份公司島津製作所)，而測定在肥粒鐵粒子之金屬成分的含量。又，表1中稱為「<0.01」之記載，係意味著測定誤差或以不純物的方式存在。

(形狀)

平均球狀率係使用如上述的方法而測定。平均球狀率為1.2以下時，係判定為「正球狀」。

(結晶形態)

使用穿透式電子顯微鏡(TEM)以倍率10萬倍及50萬倍觀察實施例1的肥粒鐵粒子。將所得到的影像顯示在第1圖及第2圖。

(平均粒徑)

針對實施例1~4的肥粒鐵粒子，係將上述的水平費雷特直徑設為平均粒徑，針對比較例1~2的肥粒鐵粒子，係將下述的體積平均粒徑設為平均粒徑。

(體積平均粒徑)

體積平均粒徑，使用Microtrac黏度分析計(Mode19320-X100、日機裝股份公司)而測定。首先，將所得到的肥粒鐵粒子10g，及作為分散介質之水80ml同時添加至燒杯，添加2~3滴六偏磷酸鈉水溶液作為分散劑。其次，藉由對所得 到的溶液使用超音波均質機(UH-150、股份公司SMT)，使其以輸出水準4振盪20秒鐘，來使肥粒鐵粒子分散在溶液中。其次，將在燒杯中的溶液的表面產生的氣泡除去後，進行固液分離且將肥粒鐵粒子。針對所回收的肥粒鐵粒子測定體積平均粒徑。

(BET比表面積)

BET比表面積的測定，係使用比表面積測定裝置(Macsorb HM model-1208、股份公司MOUNTECH)而進行。首先，將得到的肥粒鐵粒子約10g載置在藥包紙，藉由真空乾燥機進行脱氣而確認真空度為-0.1MPa以下，然後藉由在200℃加熱2小時，而將附著在肥粒鐵粒子表面之水分除去。接著，將經除去水分之肥粒鐵粒子，在該裝置專用標準試樣槽放入約0.5~4g、使用精密天秤正確地稱量。接著，將稱量後的肥粒鐵粒子安裝在該裝置的測試埠而測定。測定係採用1點法而進行。測定環境為溫度10~30℃、相對濕度20~80%(無結露)。

(磁特性)

磁特性的測定，係使用振動試料型磁氣測定裝置(VSM-C7-10A、東英工業股份公司)而進行。首先，將所得到的肥粒鐵粒子填充至內徑5mm、高度2mm的試樣槽，而且安裝在上述裝置。在上述裝置，施加磁場且掃描至5K．1000/4π．A/m為止。其次，使施加磁場減少且在記録紙上製作磁滯曲線。在該曲線，將施加磁場為5K．1000/4π．A/m時的磁化設為飽和磁化，同時將施加磁場為0K．1000/4π．A/m時的磁化設為殘留磁化。

(磁導率)

磁導率的測定，係使用Agilent Technologies公司製E4991A型RF Impedance/Material Analyzer 16454A磁性材料測定電極而進行。首先，將肥粒鐵粒子9g及黏結劑樹脂(Kynar301F：聚偏二氟乙烯)1g收容在100cc的聚乙烯製容器，使用100rpm的球磨機進行攪拌30分鐘而混合。攪拌結束後，將所得到的混合物0.6g左右，填充至內徑4.5mm、外徑13mm的擠壓模，藉由使用加壓機在40MPa的壓力下，進行加壓1分鐘，來得到高度1.8mm左右的成型體。將所得到的成形體，使用熱風乾燥機在溫度140℃使其乾燥2小時，得到測定用試樣。

將測定用試樣安裝在測定裝置，同時將事前所測定之測定用試樣的外徑、內徑、高度輸入至測定裝置。測定係設為振幅100mV，以對數比例尺(logarithmic scale)掃描頻率1MHz~1GHz的範圍，來測定複磁導率的實部μ’。將所得到的圖表顯示在第3圖。然而，圖表的橫軸為對數比例尺值。

5.肥粒鐵粒子的評價結果

又，如表1顯示，實施例1~3的肥粒鐵粒子係含有Fe及Mn，另一方面係實質上不含有Mg、Sr、Zn。又，實施例4的肥粒鐵粒子係含有Fe、Mn、Mg、Sr，但是實質上不含有Zn。實施例1~4的肥粒鐵粒子之平均粒徑為1~2000nm的範圍內，BET比表面積為1~30m²/g的範圍內。

而且，如第1圖顯示，實施例1的肥粒鐵粒子為正球狀。又，從藉由第2圖的TEM之穿透影像亦能夠得知，因為在1粒子內部，能夠觀察到結晶面朝向相同方向的狀態係成為條紋狀，所以清楚明白實施例1的肥粒鐵粒子為單結晶。又，針對實施例2~4的肥粒鐵粒子，亦能夠得到同樣的結果。

另一方面，比較例1的肥粒鐵粒子，係與實施例1~3同樣地含有Fe及Mn，另一方面，實質上不含有Mg、Sr、Zn。比較例1的肥粒鐵粒子，係平均粒徑大於2000nm之多結晶，粒子形狀不是正球狀而為不定形，BET比表面積為小於1m²/g。又，比較例2的肥粒鐵粒子，係與實施例1~4同樣地，係平均粒徑為小於2000nm之單結晶，粒子形狀為正球狀，BET比表面積為1~30m²/g的範圍內。

而且，如第3圖顯示，實施例1~4的肥粒鐵粒子，複磁導率的實部μ’的極大值係存在於100MHz~300MHz的頻帶且實部μ’的極大值為7~9的範圍。又，在1MHz~50MHz的頻帶，實部μ’為比極大值更小之6~8的範圍，在400MHz~1GHz的頻帶，實部μ’為比極大值更小之3~7的範圍，但是未到達0。

另一方面，比較例1的肥粒鐵粒子，複磁導率的 實部μ’的極大值係存在於頻率約20MHz且極大值為約7。又，在1MHz~10MHz的頻帶，實部μ’為5~6.5的範圍。又，比較例2的肥粒鐵粒子，複磁導率的實部μ’的極大值係存在於350MHz~500MHz的頻帶且極大值為約6.2。又，在1MHz~100MHz的頻帶，實部μ’為4~5.5的範圍。

如此，相較於比較例1~2的肥粒鐵粒子，實施例1~4的肥粒鐵粒子係在1MHz~500MHz的頻帶之全域範圍，複磁導率的實部μ’為較大。又，相較於比較例1~2的肥粒鐵粒子，實施例1~4的肥粒鐵粒子係在700MHz~1GHz的頻帶，雖然實部μ’較小，但是與比較例1~2差異不大。因而，清楚明白相較於比較例1~2的肥粒鐵粒子，實施例1~4的肥粒鐵粒子係在1MHz~1GHz的頻帶顯示較優異的磁導率。

產業上之可利用性

使用本發明之肥粒鐵粒子時，在使用作為電子機器的電磁波屏蔽材料時，能夠與頻率無關且穩定地遮蔽被認為必須遮蔽之廣闊頻帶的電磁波。又，因為該肥粒鐵粒子係對樹脂、溶劑或樹脂組合物具備優異的分散性，所以使用含有該肥粒鐵粒子作為填料之樹脂組合物而構成薄片狀電磁波屏蔽材料時，能夠防止肥粒鐵粒子在電磁波屏蔽材表面產生凝聚且得到平滑的表面，同時能夠在電磁波屏蔽材料全體範圍使電磁遮蔽性能均等。而且，本發明之肥粒鐵粒子，亦能夠適合使用作為磁性填料和成型體原料。

Claims (4)

1. 一種肥粒鐵粒子，係具備平均粒徑為1~2000nm的單結晶且正球狀粒子形狀之肥粒鐵粒子，其特徵在於：該肥粒鐵粒子係實質上不含有Zn，實質上不含有Mg，而含有3~25重量%的Mn、43~65重量%的Fe，採用由該肥粒鐵粒子及黏結劑樹脂所形成的成形體而測定之複磁導率的實部μ’為3~9，且在100MHz~1GHz的頻帶具有極大值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之肥粒鐵粒子，其中含有0~1.5重量%的Sr。
3. 一種樹脂組合物，其特徵在於，含有如申請專利範圍第1項所述之肥粒鐵粒子作為填料。
4. 一種電磁波屏蔽材料，其特徵在於，由如申請專利範圍第3項所述之樹脂組合物所形成。

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