扁平状軟磁性材料及びその製造方法
【課題】透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製可能な扁平状軟磁性材料及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】
ノイズ抑制磁性シートに用いられる扁平状軟磁性材料であって、扁平状軟磁性材料の５０％粒子径Ｄ５０（μｍ）、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）及びかさ密度ＢＤ（Ｍｇ／ｍ３）が下記式（１）を満足する、扁平状軟磁性材料。
Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）≧１．５ （１）
【解決手段】
ノイズ抑制磁性シートに用いられる扁平状軟磁性材料であって、扁平状軟磁性材料の５０％粒子径Ｄ５０（μｍ）、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）及びかさ密度ＢＤ（Ｍｇ／ｍ３）が下記式（１）を満足する、扁平状軟磁性材料。
Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）≧１．５ （１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズ抑制用磁性シートに用いられる扁平状軟磁性材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル回路の動作速度の高速化に伴い、回路から放射される電磁ノイズは高周波帯域へ移行している。このようなノイズは、内部干渉による機器自身の誤動作や、外部干渉による他機器の誤作動の原因となる。一方、近年のデジタル回路を搭載した機器の軽量化、薄型化及び小型化も軽量小型化を進めるためには、実装密度をこれまで以上に高める必要がある。そのため、ノイズを遮断できる電磁シールド材の開発が行われており、軟磁性材料を配向分散させたシート状のノイズ抑制部品を、ノイズの発生源である電子回路の近傍に配置する方法が提案されている。
【０００３】
上述したようにシート状のノイズ抑制部品には、軟磁性材料が使用されており、軟磁性材料の厚みを薄くし扁平状にすることで、広い周波数帯域でノイズ抑制効果が得られることが知られている。
【０００４】
扁平状の軟磁性材料を作製する方法として、例えば、特許文献１及び２には、片状又は扁平状Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金の粉末の製造方法として水アトマイズ法により作製されたセンダスト原料を用いることが開示されている。また、特許文献３及び４には、扁平状軟磁性金属粉末又はその製造方法としてガスアトマイズ法により作製された原料を用いることが開示されている。また、特許文献５には、アトマイズ法による軟磁性金属粉末の粉砕媒体を粉砕機で機械的に扁平加工する際に、アルコール等の有機溶剤と脂肪酸とを混入して粉砕する方法が開示されている。さらに、特許文献６には、実施例として水アトマイズ法により作製したセンダスト粉末をエタノールと共にアトライタで扁平化処理することが開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２３８３０５号公報
【特許文献２】特開平１−２９４８０２号公報
【特許文献３】特開２００３−３３２１１３号公報
【特許文献４】特開２００５−１２３５３１号公報
【特許文献５】特開２００１−３０３１１１号公報
【特許文献６】特開平５−９８３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１、２、５及び６は、軟磁性材料を磁気カード用に使用するために検討されたものであり、引用文献３及び４は、軟磁性材料の酸素量に着目してなされものである。上記引用文献１〜６に記載の方法で作製される軟磁性材料は、いずれもノイズ抑制用磁性シートとして使用する場合のシート特性を十分に満足するほどの高い透磁率を有するものではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製可能な扁平状軟磁性材料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ノイズ抑制用磁性シートに用いられる扁平状軟磁性材料であって、５０％粒子径Ｄ５０（μｍ）、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）及びかさ密度ＢＤ（Ｍｇ／ｍ３）が下記式（１）を満足する扁平状軟磁性材料を提供する。
Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）≧１．５ （１）
【０００８】
上記条件を満足する扁平状軟磁性材料を用いることによって、透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製することができる。ここで、高周波における透磁率は、実部透磁率μ’と虚部透磁率μ”を用いて、複素透磁率（μ＝μ’−ｊμ”）で表すことができる。磁気シールド効果は、実部透磁率μ’の大きさに依存し、ノイズ吸収効果は、虚部透磁率μ”の大きさに依存する。
【０００９】
ノイズ抑制用磁性シートは、ノイズの発生する周波数帯域における磁性材料の複素透磁率の虚部μ”を利用してノイズ吸収を行うものであり、μ”の最大値は低周波におけるμ’が大きいほど大きくなる。このような高透磁率（Ｈｉｇｈμ）シートは、保磁力Ｈｃが小さく粒径の大きな扁平粉を高密度充填することで得られる。
【００１０】
そこで、本発明者らは、軟磁性合金粉末を扁平化処理して得られた扁平粉を用いて作製した磁性シートにおいて、扁平粉の各物性とシート特性である透磁率μ’の関係について鋭意検討した結果、扁平粉のＤ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が大きいほど、磁性材料の充填率が一定のときの磁性シートのμ’が大きくなることを見出した。また、本発明者らは、Ｈｃは扁平粉の粒径が大きいほど小さくなる傾向があることから、粒径が大きく十分に扁平化された磁性材料を用いることが、磁性シートをＨｉｇｈμ化するための必要条件になると考えている。
【００１１】
本発明の扁平状軟磁性材料は、アスペクト比が２０以上であり、Ｄ５０が５０μｍ以上であることが好ましい。このような扁平状軟磁性材料を用いることにより、透磁率がより高いノイズ抑制用磁性シートを作製できる。
【００１２】
上記扁平状軟磁性材料は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金（以下、「センダスト」という場合がある）を含有することが好ましい。センダストは、保磁力が十分に小さいため、透磁率をより一層を高くすることができる。また、センダストは高価な金属を含まないため、コストを低減できるという利点もある。
【００１３】
本発明は、上記扁平状軟磁性材料の製造方法であって、アトマイズ法で作製された軟磁性合金粉末を、不活性雰囲気中８００〜１２００℃で熱処理して熱処理粉末を得る熱処理工程と、上記熱処理粉末を有機溶媒の存在下で扁平化する扁平化処理工程とを備える扁平状軟磁性材料の製造方法を提供する。
【００１４】
上記製造方法により、透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製可能な扁平状軟磁性材料を作製できる。
【００１５】
本発明の製造方法において、上記熱処理粉末のポロシティが０．１５ｍ３／Ｍｇ以下であり、平均結晶粒径が６μｍ以上であることが好ましい。このような熱処理粉末を用いることにより、Ｈｃがより一層小さな扁平状軟磁性材料を得ることができる。
【００１６】
上記製造方法において、有機溶媒が炭素数２〜４の１価アルコールであると、扁平化助剤を用いなくとも粒径の大きな扁平粉が収率よく得られるため好ましい。また、この場合、扁平化に使用したアルコールは、回収再利用が容易である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製可能な扁平状軟磁性材料及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜扁平状軟磁性材料＞
本実施形態の扁平状軟磁性材料（以下、場合により「扁平粉」という）は、５０％粒子径Ｄ５０（μｍ）、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）及びかさ密度ＢＤ（Ｍｇ／ｍ３）が下記式（１）を満足するものである。
Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）≧１．５ （１）
【００１９】
上記扁平状軟磁性材料は、軟磁性合金粉末を扁平化処理することで作製することができる。
【００２０】
軟磁性合金粉末は、保磁力が小さな合金であることが好ましく、センダストと呼ばれるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金又はパーマロイと呼ばれるＦｅ−Ｎｉ系合金であることがより好ましく、Ｈｃをより小さくできることから、センダストであることがさらに好ましい。
【００２１】
軟磁性合金粉末は、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法又はガス噴霧水アトマイズ法により作製することができる。水アトマイズ法とは、ノズルから流下させた原料である軟磁性合金の溶湯に高圧水を噴射し水冷して、軟磁性合金を凝固・粉末化する方法である。また、ガスアトマイズ法とは、ノズルから流下させた軟磁性合金の溶湯に高圧ガスを噴射し空冷して、軟磁性合金を凝固・粉末化する方法である。ガスとしては、空気や不活性ガスが用いられるが、センダストでは不活性ガスを用いるのが好ましい。さらに、ガス噴霧水アトマイズ法は、ガスアトマイズ法と水アトマイズ法とを組み合わせたものであり、ノズルから流下させた軟磁性合金の溶湯に高圧ガスを噴射した後水冷し、軟磁性合金を凝固・粉末化する方法である。
【００２２】
本発明においては、ポロシティを小さくできることから、ガスアトマイズ法又はガス噴霧水アトマイズ法で製造された軟磁性合金粉末を用いることが好ましい。
【００２３】
なお、扁平粉の粒径が大きいほど、同じ充填率では磁性シートのμ’をより大きくできる一方、高密度充填が困難になることやシート表面が粗くなることから、上記軟磁性合金粉末の５０％粒子径Ｄ５０は、５０〜１００μｍ程度であることが好ましい。
【００２４】
上記扁平状軟磁性材料は、上記軟磁性合金粉末を不活性雰囲気中８００〜１２００℃で熱処理して熱処理粉末を得る熱処理工程と、熱処理粉末を有機溶媒の存在下で扁平化する扁平化処理工程とを備える方法により製造することができる。以下、その方法について説明する。
【００２５】
（熱処理工程）
軟磁性合金粉末を扁平化する前の前処理として、各種アトマイズ法で得られた軟磁性合金粉末をアルゴンガス等の不活性ガスを導入した不活性雰囲気中、所定の温度で熱処理して熱処理粉末を得る。
【００２６】
熱処理温度は、８００〜１２００℃であり、９００〜１１００℃であることが好ましい。この温度範囲で熱処理することにより、軟磁性合金粉末の結晶粒径を大きくすることができる。なお、処理温度が１２００℃を超えると、軟磁性合金粉末が激しく凝集又は焼結してしまうため、扁平化処理が困難となる。
【００２７】
熱処理時間としては、１０分〜５時間程度が好ましく、１〜３時間がより好ましい。熱処理時間が１０分未満では結晶粒径が十分に大きくならず、５時間を超えても結晶粒径はそれ以上大きくならないため生産性が低下する。
【００２８】
熱処理粉末のポロシティは、０．１５ｍ３／Ｍｇ以下であることが好ましく、０．１０ｍ３／Ｍｇ以下であることがより好ましく、０．０７ｍ３／Ｍｇ以下であることがさらに好ましい。ポロシティが小さいほど、扁平化処理後の軟磁性材料の５０％粒子径が大きくなり、磁性シートのμ’が大きくなる傾向がある。熱処理粉末のポロシティは、水銀ポロシメータにより測定することができる。
【００２９】
ここで、図１は、各種アトマイズ法により作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末の水銀ポロシメータによる測定結果を示すグラフである。図１からわかるように、軟磁性合金粉末のポロシティはアトマイズ法に依存するものであり、ガスアトマイズ法＜ガス噴霧水アトマイズ法＜水アトマイズ法の順にポロシティが大きくなる。なお、熱処理温度による軟磁性合金粉末のポロシティの変化は小さい。
【００３０】
熱処理粉末の平均結晶粒径は、６μｍ以上であることが好ましく、８μｍ以上であることがより好ましく、９μｍ以上であることがさらに好ましい。平均結晶粒径が６μｍ未満では、扁平状軟磁性材料の５０％粒子径が小さくなり、磁性シートのμ’が小さくなる傾向がある。なお、平均結晶粒径は、軟磁性合金粉末又は熱処理粉末を樹脂埋めして鏡面加工後エッチングし、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）写真を撮影し、画像解析することで求めた値である。
【００３１】
（扁平化処理工程）
次に、上記熱処理粉末を扁平化する。
【００３２】
扁平化方法は、特に制限はなく、例えば、アトライタ、ボールミル、振動ミル等を用いて行うことができる。中でも、ボ−ルミルや振動ミルに比べ、短時間で原料粉末の混合・粉砕を行うことができるため、アトライタを用いることが好ましい。また、扁平化処理は、有機溶媒を用いて湿式で行うことが好ましい。
【００３３】
上記有機溶媒としては、例えば、トルエン、ヘキサン、アセトン、メタノール及び炭素数２〜４の１価アルコールを用いることができる。炭素数２〜４の１価アルコールには、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノールがある。
【００３４】
有機溶媒の添加量は、熱処理粉末１００質量部に対して、２００〜２０００質量部であることが好ましく、５００〜１０００質量部であることがより好ましい。有機溶媒の添加量が２００質量部未満では、扁平粉の粒径が小さくなる傾向があり、２０００質量部を超えると、処理時間が長くなり生産性が低下する。
【００３５】
有機溶媒を添加することにより脆い軟磁性合金粉末を用いた場合でも、その粒子径が大きく、十分に扁平化された扁平粉を高い歩留りで作製できる。センダストは粉砕されやすく、従来の方法では粒径が大きく十分に扁平化された扁平粉を高い歩留りで得ることが困難であることが知られている。本発明によれば、センダストを用いた場合でも、十分に扁平化が可能となり、ノイズ抑制用磁性シートに好適に使用できる平均粒子径５０μｍ以上の扁平状軟磁性材料が得られる。
【００３６】
扁平粉の粒径を大きくするために、有機溶媒と共に扁平化助剤を用いてもよい。扁平化助剤としては、例えば、ステアリン酸等の脂肪酸を好適に用いることができる。扁平化助剤の添加量は、熱処理粉末１００質量部に対して、０．１〜５質量部であることが好ましく、０．５〜２質量部であることがより好ましい。扁平化助剤の添加量が５質量部を超えても扁平粉の粒径はそれ以上大きくならない上に、有機溶媒の回収利用が困難になり、熱処理炉の汚染が激しくなる。また、有機溶媒として炭素数２〜４の１価アルコール類を使用した場合、扁平化助剤を添加しなくても粒径の大きな扁平粉が得られる。
【００３７】
なお、扁平化処理後、得られた扁平状軟磁性材料を不活性雰囲気中で熱処理することが好ましい。これにより、保磁力Ｈｃが小さくなり磁性シートのμ’が大きくなる。この場合の熱処理温度は７００〜９００℃であり、処理時間は１０分〜３時間程度である。
【００３８】
上述のようにして作製される扁平状軟磁性材料において、アスペクト比（＝粒径／厚さ）が２０以上であることが好ましく、２０〜１００であることがより好ましく、３０〜５０であることがさらに好ましい。アスペクト比が２０未満では、反磁界が大きくなり、これを磁性シートにしたときのみかけの透磁率が低下し、１００を超えると充填率（＝扁平状軟磁性材料の体積／磁性シートの体積）が低下し透磁率が低下する傾向がある。
【００３９】
上記扁平状軟磁性材料の５０％粒子径Ｄ５０は５０μｍ以上であることが好ましく、５５μｍ以上であることがより好ましく、６０μｍ以上であることがさらに好ましい。Ｄ５０が５０μｍ未満では、保持力Ｈｃの小さな扁平粉が得られ難く実部透磁率μ’が小さくなる傾向がある。なお、Ｄ５０が大きくなりすぎると、バインダー樹脂との混合が容易でなくなり、磁性シートを作製し難くなるため、Ｄ５０の上限は１００μｍ程度である。なお、本明細書におけるＤ５０は、乾式分散ユニットを用いたレーザー回折法により、日本レーザー社製の「ＨＥＬＯＳ ＳＹＳＴＥＭ」を用いて測定した値である。
【００４０】
扁平状軟磁性材料の保磁力Ｈｃは、１００Ａ／ｍ以下であることが好ましく、８０Ａ／ｍ以下であることがより好ましい。Ｈｃが１００Ａ／ｍを超えると、磁性シートのμ’が小さくなる傾向がある。Ｈｃは、市販のＨｃメータで測定することができる。
【００４１】
扁平状軟磁性材料のかさ密度ＢＤは、０．２０〜０．６０Ｍｇ／ｍ３であることが好ましく、０．２５〜０．５０Ｍｇ／ｍ３であることがより好ましい。ＢＤが０．２０Ｍｇ／ｍ３未満では、シート化したときの充填率が低下する傾向があり、０．６０Ｍｇ／ｍ３を超えると、扁平化が不十分なため反磁界が大きくなり、みかけの透磁率が低下する。ＢＤは、ＪＩＳ Ｋ−５１０１に準拠する方法でカサ比重測定器を用いて測定することができる。
【００４２】
扁平状軟磁性材料の比表面積ＳＳＡは、１．５ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１．０ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。ＳＳＡが１．５ｍ２／ｇを超えると、バインダー樹脂が多量に必要となり、磁性材料の充填率が低下する傾向がある。本明細書におけるＳＳＡは、マウンテック社製の全自動比表面積計「Ｍａｃｓｏｒｂ ｍｏｄｅｌ−１２０１」を用いて測定した値である。
【００４３】
本発明の扁平状軟磁性材料は、Ｄ５０と、Ｈｃと、ＢＤとが上記式（１）で表される条件を満足するものであり、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）で算出される値は、１．５（μｍ／Ａｍ−１／Ｍｇｍ−３）以上であり、２．０以上であることが好ましく、３．０以上であることがより好ましい。
【００４４】
ここで、図２は、扁平状軟磁性材料におけるＤ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）と磁性シートのμ’との関係を示すグラフである。一般的に、ノイズ抑制用磁性シートは、ノイズの発生する周波数帯域における磁性材料の複素透磁率の虚部μ”を利用してノイズ吸収を行うものであるが、μ”の最大値は低周波におけるμ’が大きいほど大きくなる。したがって、μ’の値の大きさでノイズ抑制シートの実力を評価することができる。μ’の値の大きな磁性シートは、保磁力が小さく５０％粒子径の大きな扁平粉を高密度充填することで得られる。また、磁性シートにおける扁平粉の充填率が一定である場合、扁平粉におけるＤ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）で表される値が大きいほど、μ’は大きくなり、ノイズ抑制効果がより優れるものとなる。
【００４５】
よって、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）が１．５未満では、磁性シートのμ’が小さくなり、ノイズ抑制効果が不十分となる傾向がある。
【００４６】
＜ノイズ抑制用磁性シート＞
磁性シートは、上記扁平状軟磁性材料を用いて作製することができる。磁性シートの作製方法は特に限定されないが、一例を示すと以下のようになる。
【００４７】
扁平状軟磁性材料とバインダー樹脂とを混練し、プレス成形・押出成形によってシート状にする方法で作製できる。また、扁平状軟磁性材料とバインダー樹脂とを有機溶媒に分散させてスラリーを作製し、上記スラリーをドクターブレード法で支持基材上に所定の厚さに製膜し、乾燥後にカレンダーロールによって圧延してシート状にすることでも作製できる。
【００４８】
磁性シートの厚さは、０．０５〜２ｍｍ程度である。ノイズ抑制効果は磁性シートの厚さに比例するため、磁性シートの厚さが０．０５ｍｍ未満では、十分な効果が得られ難い。一方、磁性シートの厚さが２ｍｍを超えると、電気機器の筐体内部の狭い空間に収め難くなる。
【００４９】
磁性シートにおける扁平状軟磁性材料の充填率は、３０〜６０体積％であることが好ましく、４０〜５０体積％であることがより好ましい。充填率が３０体積％未満であるとノイズ抑制効果が不足し、６０質量％を超えると軟磁性材料同士がバインダー樹脂によって強固に結び付くことができず、磁性シートの強度が低下する。
【００５０】
バインダー樹脂は、扁平状軟磁性材料を結合するための絶縁性の樹脂である。扁平状軟磁性材料は、バインダー樹脂によってその表面の一部又は全部がコーティングされる。バインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ＡＢＳ樹脂、二トリル−ブタジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂が挙げられる。
【００５１】
バインダー樹脂の添加量は、扁平状軟磁性材料１００質量部に対して、１０〜４０質量部であることが好ましく、１５〜２５質量部であることがより好ましい。
【００５２】
なお、磁性シートは、扁平状軟磁性材料及びバインダー樹脂に加えて、必要に応じて、可塑剤、硬化剤、分散剤、安定剤、カップリング剤、希釈剤等を含有してもよい。
【００５３】
また、磁性シートを所要の形状に成形又は塗布する際に、配向磁界を印加又は機械的に配向することにより、方向性の高い磁性シートとすることができる。
【００５４】
十分に高いノイズ抑制効果を得るためには、ノイズ抑制用磁性シートのμ’は、１３０以上であることが好ましく、１５０以上であることがより好ましい。
【００５５】
以上のようにして作製される磁性シートは、高透磁率でありノイズ抑制用磁性シートとして非常に有用である。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
（実施例１〜６及び比較例１〜６）
表１に示すように、各種アトマイズ法で作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ（Ｓｉ＝８〜１１質量％，Ａｌ＝５〜７質量％）系合金粉末（センダスト粉末）を準備し、Ａｒ雰囲気中７００〜１３００℃で２時間処理し、熱処理粉末を得た。熱処理粉末のポロシティは、水銀ポロシメータ（ＣＥ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、商品名「ポロシメータＰＡＳＣＡＬ１４０／４４０型」）を用いて測定した。軟磁性合金粉末の平均結晶粒径は、上述の通りＳＥＭ写真を画像解析することで求めた。
【００５９】
次いで、熱処理なし又は熱処理粉末に対し、質量比で５．７倍のトルエン及び扁平化助剤として１質量％のステアリン酸を添加し、アトライタを用いて扁平化処理を行ない、扁平粉を得た。なお、扁平化時間は、かさ密度ＢＤが約０．４Ｍｇ／ｍ３になるよう調整した。扁平粉のかさ密度は、ＪＩＳ Ｋ−５１０１に準じ、カサ比重測定器（測定試料：３０ｍｌ）を用いて測定した。また、扁平粉の粒度分布は、レーザー法（日本レーザー社製、商品名「ＨＥＬＯＳ ＳＹＳＴＥＭ」）で測定した。次に、上記扁平粉をＡｒ雰囲気中８００℃で２時間、熱処理した。熱処理後の扁平粉の保磁力Ｈｃは、Ｈｃメータ（東北特殊鋼社製、商品名「Ｋ−ＨＣ１０００」）を用いて測定した。
【００６０】
得られた扁平粉１００質量部、バインダー樹脂（ポリビニルブチラール）１７質量部、可塑剤（フタル酸ジエチル）２質量部及び希釈剤（トルエン、キシレン、１−プロパノール及びソルミックス（日本アルコール販売社製、商品名）混合溶媒）１５０質量部を混合しスラリーを作製した。上記スラリーをＰＥＴフィルム上に塗布して、同極を対向させた磁場中を通すことで磁場配向を行い、磁性シート層を形成した。乾燥後、磁性シート層をＰＥＴフィルムから剥がし、６枚重ねて９０℃、７７ＭＰａで１時間熱プレスを行い、磁性シートを作製した。
【００６１】
（磁性シートの評価）
磁性シートを外径１８ｍｍ、内径１０ｍｍの金型を用いてトロイダル形状に打ち抜き、インピーダンスアナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、商品名「Ｅ４９９１Ａ」）を用いて磁気特性を評価した。
【００６２】
表１に、原料、扁平粉及び磁性シートの特性（磁性シートのμ’は磁性材料の充填率が４０ｖｏｌ％のときの換算値）を示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
実施例１〜６では、ガスアトマイズ法又はガス噴霧水アトマイズ法で作製したセンダスト粉末を８００〜１２００℃で熱処理することにより、Ｄ５０が５０μｍ以上の扁平粉が得られ、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が１．５以上になった。このような扁平粉を用いて作製した磁性シートは、μ’が１３０以上であり透磁率が十分に高いことが確認できた。一方、比較例１〜４及び６では、得られた扁平粉のＤ５０は５０μｍ未満であり、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値も１．５未満であり、シートのμ’は１３０未満であった。また、比較例５では、熱処理を１３００℃で行ったため焼結してしまい、扁平化処理できなかった。
【００６５】
（実施例７〜１１及び比較例７〜１１）
表２に示すように、各種アトマイズ法で作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ（Ｓｉ＝８〜１１質量％，Ａｌ＝５〜７質量％）系合金を準備し、Ａｒ雰囲気中７００〜１１００℃で２時間処理し、熱処理粉末を得た。次いで、熱処理なし又は熱処理粉末に対し、質量比で５．７倍の２−プロパノールを添加し扁平化助剤を使用せずにアトライタを用いて扁平化を行ない、扁平粉を得た。なお、扁平化時間は、ＢＤが０．２〜０．３Ｍｇ／ｍ３になるよう調整した。以下、実施例１と同様の処理及び評価を行った。
【００６６】
【表２】
【００６７】
実施例７〜１１では、Ｄ５０は５０μｍ以上、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が１．５以上である扁平粉が得られ、上記扁平粉を用いることにより十分に高透磁率（μ’が１３０以上）である磁性シートが得られた。一方、比較例７〜１１では、扁平粉のＤ５０は５０μｍ未満にしかならず、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値も１．５未満であり、作製した磁性シートのμ’は１２０以下であった。
【００６８】
（実施例１２〜１５及び比較例１２〜１６）
表３に示すように、ガス噴霧水アトマイズ法で作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ（Ｓｉ＝８〜１１質量％，Ａｌ＝５〜７質量％）系合金を準備し、Ａｒ雰囲気中１０００℃で２時間処理し、熱処理粉末を得た。次いで、熱処理粉末に対し、質量比で５．７倍の表３に示す扁平化処理溶媒を添加し助剤を使用せずにアトライタを用いて扁平化を行ない、扁平粉を得た。なお、扁平化時間はＢＤが０．２〜０．３Ｍｇ／ｍ３になるよう調整した。以下、実施例１と同様の処理及び評価を行った。
【００６９】
【表３】
【００７０】
実施例７、１２〜１５によれば、扁平化処理溶媒として炭素数２〜４の１価アルコール類を用いた場合、扁平化助剤を使用しなくとも扁平粉のＤ５０は５０μｍ以上になり、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が１．５以上を満足することにより、十分に高透磁率（μ’が１３０以上）である磁性シートが得られた。一方、それ以外の扁平化処理溶媒を使用した比較例１２〜１６では、扁平粉のＤ５０は５０μｍ未満であり、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値も１．５未満となり、シートのμ’は１３０未満であった。
【００７１】
（実施例１６、１７及び比較例１７、１８）
表４に示すように、水アトマイズ法で作製したＭｏ−パーマロイ（Ｎｉ＝７９、Ｍｏ＝４質量％）合金粉末を準備し、Ａｒ雰囲気中９００℃で１時間処理し、熱処理粉末を得た。次いで、熱処理粉末に対し、質量比で５．７倍のトルエンを添加し、扁平化助剤を使用せずにアトライタを用いて扁平化処理を行ない、扁平粉を得た。以下、実施例１と同様の処理及び評価を行った。
【００７２】
【表４】
【００７３】
実施例１６及び１７によれば、パーマロイを使用して扁平化した場合も、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が１．５を満足することにより、十分に高透磁率である磁性シートが得られることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】各種アトマイズ法により作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末の水銀ポロシメータの測定結果を示すグラフである。
【図２】扁平状軟磁性材料におけるＤ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）と磁性シートのμ’との関係を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズ抑制用磁性シートに用いられる扁平状軟磁性材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル回路の動作速度の高速化に伴い、回路から放射される電磁ノイズは高周波帯域へ移行している。このようなノイズは、内部干渉による機器自身の誤動作や、外部干渉による他機器の誤作動の原因となる。一方、近年のデジタル回路を搭載した機器の軽量化、薄型化及び小型化も軽量小型化を進めるためには、実装密度をこれまで以上に高める必要がある。そのため、ノイズを遮断できる電磁シールド材の開発が行われており、軟磁性材料を配向分散させたシート状のノイズ抑制部品を、ノイズの発生源である電子回路の近傍に配置する方法が提案されている。
【０００３】
上述したようにシート状のノイズ抑制部品には、軟磁性材料が使用されており、軟磁性材料の厚みを薄くし扁平状にすることで、広い周波数帯域でノイズ抑制効果が得られることが知られている。
【０００４】
扁平状の軟磁性材料を作製する方法として、例えば、特許文献１及び２には、片状又は扁平状Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金の粉末の製造方法として水アトマイズ法により作製されたセンダスト原料を用いることが開示されている。また、特許文献３及び４には、扁平状軟磁性金属粉末又はその製造方法としてガスアトマイズ法により作製された原料を用いることが開示されている。また、特許文献５には、アトマイズ法による軟磁性金属粉末の粉砕媒体を粉砕機で機械的に扁平加工する際に、アルコール等の有機溶剤と脂肪酸とを混入して粉砕する方法が開示されている。さらに、特許文献６には、実施例として水アトマイズ法により作製したセンダスト粉末をエタノールと共にアトライタで扁平化処理することが開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２３８３０５号公報
【特許文献２】特開平１−２９４８０２号公報
【特許文献３】特開２００３−３３２１１３号公報
【特許文献４】特開２００５−１２３５３１号公報
【特許文献５】特開２００１−３０３１１１号公報
【特許文献６】特開平５−９８３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１、２、５及び６は、軟磁性材料を磁気カード用に使用するために検討されたものであり、引用文献３及び４は、軟磁性材料の酸素量に着目してなされものである。上記引用文献１〜６に記載の方法で作製される軟磁性材料は、いずれもノイズ抑制用磁性シートとして使用する場合のシート特性を十分に満足するほどの高い透磁率を有するものではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製可能な扁平状軟磁性材料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ノイズ抑制用磁性シートに用いられる扁平状軟磁性材料であって、５０％粒子径Ｄ５０（μｍ）、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）及びかさ密度ＢＤ（Ｍｇ／ｍ３）が下記式（１）を満足する扁平状軟磁性材料を提供する。
Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）≧１．５ （１）
【０００８】
上記条件を満足する扁平状軟磁性材料を用いることによって、透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製することができる。ここで、高周波における透磁率は、実部透磁率μ’と虚部透磁率μ”を用いて、複素透磁率（μ＝μ’−ｊμ”）で表すことができる。磁気シールド効果は、実部透磁率μ’の大きさに依存し、ノイズ吸収効果は、虚部透磁率μ”の大きさに依存する。
【０００９】
ノイズ抑制用磁性シートは、ノイズの発生する周波数帯域における磁性材料の複素透磁率の虚部μ”を利用してノイズ吸収を行うものであり、μ”の最大値は低周波におけるμ’が大きいほど大きくなる。このような高透磁率（Ｈｉｇｈμ）シートは、保磁力Ｈｃが小さく粒径の大きな扁平粉を高密度充填することで得られる。
【００１０】
そこで、本発明者らは、軟磁性合金粉末を扁平化処理して得られた扁平粉を用いて作製した磁性シートにおいて、扁平粉の各物性とシート特性である透磁率μ’の関係について鋭意検討した結果、扁平粉のＤ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が大きいほど、磁性材料の充填率が一定のときの磁性シートのμ’が大きくなることを見出した。また、本発明者らは、Ｈｃは扁平粉の粒径が大きいほど小さくなる傾向があることから、粒径が大きく十分に扁平化された磁性材料を用いることが、磁性シートをＨｉｇｈμ化するための必要条件になると考えている。
【００１１】
本発明の扁平状軟磁性材料は、アスペクト比が２０以上であり、Ｄ５０が５０μｍ以上であることが好ましい。このような扁平状軟磁性材料を用いることにより、透磁率がより高いノイズ抑制用磁性シートを作製できる。
【００１２】
上記扁平状軟磁性材料は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金（以下、「センダスト」という場合がある）を含有することが好ましい。センダストは、保磁力が十分に小さいため、透磁率をより一層を高くすることができる。また、センダストは高価な金属を含まないため、コストを低減できるという利点もある。
【００１３】
本発明は、上記扁平状軟磁性材料の製造方法であって、アトマイズ法で作製された軟磁性合金粉末を、不活性雰囲気中８００〜１２００℃で熱処理して熱処理粉末を得る熱処理工程と、上記熱処理粉末を有機溶媒の存在下で扁平化する扁平化処理工程とを備える扁平状軟磁性材料の製造方法を提供する。
【００１４】
上記製造方法により、透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製可能な扁平状軟磁性材料を作製できる。
【００１５】
本発明の製造方法において、上記熱処理粉末のポロシティが０．１５ｍ３／Ｍｇ以下であり、平均結晶粒径が６μｍ以上であることが好ましい。このような熱処理粉末を用いることにより、Ｈｃがより一層小さな扁平状軟磁性材料を得ることができる。
【００１６】
上記製造方法において、有機溶媒が炭素数２〜４の１価アルコールであると、扁平化助剤を用いなくとも粒径の大きな扁平粉が収率よく得られるため好ましい。また、この場合、扁平化に使用したアルコールは、回収再利用が容易である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、透磁率が十分に高いノイズ抑制用磁性シートを作製可能な扁平状軟磁性材料及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜扁平状軟磁性材料＞
本実施形態の扁平状軟磁性材料（以下、場合により「扁平粉」という）は、５０％粒子径Ｄ５０（μｍ）、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）及びかさ密度ＢＤ（Ｍｇ／ｍ３）が下記式（１）を満足するものである。
Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）≧１．５ （１）
【００１９】
上記扁平状軟磁性材料は、軟磁性合金粉末を扁平化処理することで作製することができる。
【００２０】
軟磁性合金粉末は、保磁力が小さな合金であることが好ましく、センダストと呼ばれるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金又はパーマロイと呼ばれるＦｅ−Ｎｉ系合金であることがより好ましく、Ｈｃをより小さくできることから、センダストであることがさらに好ましい。
【００２１】
軟磁性合金粉末は、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法又はガス噴霧水アトマイズ法により作製することができる。水アトマイズ法とは、ノズルから流下させた原料である軟磁性合金の溶湯に高圧水を噴射し水冷して、軟磁性合金を凝固・粉末化する方法である。また、ガスアトマイズ法とは、ノズルから流下させた軟磁性合金の溶湯に高圧ガスを噴射し空冷して、軟磁性合金を凝固・粉末化する方法である。ガスとしては、空気や不活性ガスが用いられるが、センダストでは不活性ガスを用いるのが好ましい。さらに、ガス噴霧水アトマイズ法は、ガスアトマイズ法と水アトマイズ法とを組み合わせたものであり、ノズルから流下させた軟磁性合金の溶湯に高圧ガスを噴射した後水冷し、軟磁性合金を凝固・粉末化する方法である。
【００２２】
本発明においては、ポロシティを小さくできることから、ガスアトマイズ法又はガス噴霧水アトマイズ法で製造された軟磁性合金粉末を用いることが好ましい。
【００２３】
なお、扁平粉の粒径が大きいほど、同じ充填率では磁性シートのμ’をより大きくできる一方、高密度充填が困難になることやシート表面が粗くなることから、上記軟磁性合金粉末の５０％粒子径Ｄ５０は、５０〜１００μｍ程度であることが好ましい。
【００２４】
上記扁平状軟磁性材料は、上記軟磁性合金粉末を不活性雰囲気中８００〜１２００℃で熱処理して熱処理粉末を得る熱処理工程と、熱処理粉末を有機溶媒の存在下で扁平化する扁平化処理工程とを備える方法により製造することができる。以下、その方法について説明する。
【００２５】
（熱処理工程）
軟磁性合金粉末を扁平化する前の前処理として、各種アトマイズ法で得られた軟磁性合金粉末をアルゴンガス等の不活性ガスを導入した不活性雰囲気中、所定の温度で熱処理して熱処理粉末を得る。
【００２６】
熱処理温度は、８００〜１２００℃であり、９００〜１１００℃であることが好ましい。この温度範囲で熱処理することにより、軟磁性合金粉末の結晶粒径を大きくすることができる。なお、処理温度が１２００℃を超えると、軟磁性合金粉末が激しく凝集又は焼結してしまうため、扁平化処理が困難となる。
【００２７】
熱処理時間としては、１０分〜５時間程度が好ましく、１〜３時間がより好ましい。熱処理時間が１０分未満では結晶粒径が十分に大きくならず、５時間を超えても結晶粒径はそれ以上大きくならないため生産性が低下する。
【００２８】
熱処理粉末のポロシティは、０．１５ｍ３／Ｍｇ以下であることが好ましく、０．１０ｍ３／Ｍｇ以下であることがより好ましく、０．０７ｍ３／Ｍｇ以下であることがさらに好ましい。ポロシティが小さいほど、扁平化処理後の軟磁性材料の５０％粒子径が大きくなり、磁性シートのμ’が大きくなる傾向がある。熱処理粉末のポロシティは、水銀ポロシメータにより測定することができる。
【００２９】
ここで、図１は、各種アトマイズ法により作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末の水銀ポロシメータによる測定結果を示すグラフである。図１からわかるように、軟磁性合金粉末のポロシティはアトマイズ法に依存するものであり、ガスアトマイズ法＜ガス噴霧水アトマイズ法＜水アトマイズ法の順にポロシティが大きくなる。なお、熱処理温度による軟磁性合金粉末のポロシティの変化は小さい。
【００３０】
熱処理粉末の平均結晶粒径は、６μｍ以上であることが好ましく、８μｍ以上であることがより好ましく、９μｍ以上であることがさらに好ましい。平均結晶粒径が６μｍ未満では、扁平状軟磁性材料の５０％粒子径が小さくなり、磁性シートのμ’が小さくなる傾向がある。なお、平均結晶粒径は、軟磁性合金粉末又は熱処理粉末を樹脂埋めして鏡面加工後エッチングし、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）写真を撮影し、画像解析することで求めた値である。
【００３１】
（扁平化処理工程）
次に、上記熱処理粉末を扁平化する。
【００３２】
扁平化方法は、特に制限はなく、例えば、アトライタ、ボールミル、振動ミル等を用いて行うことができる。中でも、ボ−ルミルや振動ミルに比べ、短時間で原料粉末の混合・粉砕を行うことができるため、アトライタを用いることが好ましい。また、扁平化処理は、有機溶媒を用いて湿式で行うことが好ましい。
【００３３】
上記有機溶媒としては、例えば、トルエン、ヘキサン、アセトン、メタノール及び炭素数２〜４の１価アルコールを用いることができる。炭素数２〜４の１価アルコールには、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノールがある。
【００３４】
有機溶媒の添加量は、熱処理粉末１００質量部に対して、２００〜２０００質量部であることが好ましく、５００〜１０００質量部であることがより好ましい。有機溶媒の添加量が２００質量部未満では、扁平粉の粒径が小さくなる傾向があり、２０００質量部を超えると、処理時間が長くなり生産性が低下する。
【００３５】
有機溶媒を添加することにより脆い軟磁性合金粉末を用いた場合でも、その粒子径が大きく、十分に扁平化された扁平粉を高い歩留りで作製できる。センダストは粉砕されやすく、従来の方法では粒径が大きく十分に扁平化された扁平粉を高い歩留りで得ることが困難であることが知られている。本発明によれば、センダストを用いた場合でも、十分に扁平化が可能となり、ノイズ抑制用磁性シートに好適に使用できる平均粒子径５０μｍ以上の扁平状軟磁性材料が得られる。
【００３６】
扁平粉の粒径を大きくするために、有機溶媒と共に扁平化助剤を用いてもよい。扁平化助剤としては、例えば、ステアリン酸等の脂肪酸を好適に用いることができる。扁平化助剤の添加量は、熱処理粉末１００質量部に対して、０．１〜５質量部であることが好ましく、０．５〜２質量部であることがより好ましい。扁平化助剤の添加量が５質量部を超えても扁平粉の粒径はそれ以上大きくならない上に、有機溶媒の回収利用が困難になり、熱処理炉の汚染が激しくなる。また、有機溶媒として炭素数２〜４の１価アルコール類を使用した場合、扁平化助剤を添加しなくても粒径の大きな扁平粉が得られる。
【００３７】
なお、扁平化処理後、得られた扁平状軟磁性材料を不活性雰囲気中で熱処理することが好ましい。これにより、保磁力Ｈｃが小さくなり磁性シートのμ’が大きくなる。この場合の熱処理温度は７００〜９００℃であり、処理時間は１０分〜３時間程度である。
【００３８】
上述のようにして作製される扁平状軟磁性材料において、アスペクト比（＝粒径／厚さ）が２０以上であることが好ましく、２０〜１００であることがより好ましく、３０〜５０であることがさらに好ましい。アスペクト比が２０未満では、反磁界が大きくなり、これを磁性シートにしたときのみかけの透磁率が低下し、１００を超えると充填率（＝扁平状軟磁性材料の体積／磁性シートの体積）が低下し透磁率が低下する傾向がある。
【００３９】
上記扁平状軟磁性材料の５０％粒子径Ｄ５０は５０μｍ以上であることが好ましく、５５μｍ以上であることがより好ましく、６０μｍ以上であることがさらに好ましい。Ｄ５０が５０μｍ未満では、保持力Ｈｃの小さな扁平粉が得られ難く実部透磁率μ’が小さくなる傾向がある。なお、Ｄ５０が大きくなりすぎると、バインダー樹脂との混合が容易でなくなり、磁性シートを作製し難くなるため、Ｄ５０の上限は１００μｍ程度である。なお、本明細書におけるＤ５０は、乾式分散ユニットを用いたレーザー回折法により、日本レーザー社製の「ＨＥＬＯＳ ＳＹＳＴＥＭ」を用いて測定した値である。
【００４０】
扁平状軟磁性材料の保磁力Ｈｃは、１００Ａ／ｍ以下であることが好ましく、８０Ａ／ｍ以下であることがより好ましい。Ｈｃが１００Ａ／ｍを超えると、磁性シートのμ’が小さくなる傾向がある。Ｈｃは、市販のＨｃメータで測定することができる。
【００４１】
扁平状軟磁性材料のかさ密度ＢＤは、０．２０〜０．６０Ｍｇ／ｍ３であることが好ましく、０．２５〜０．５０Ｍｇ／ｍ３であることがより好ましい。ＢＤが０．２０Ｍｇ／ｍ３未満では、シート化したときの充填率が低下する傾向があり、０．６０Ｍｇ／ｍ３を超えると、扁平化が不十分なため反磁界が大きくなり、みかけの透磁率が低下する。ＢＤは、ＪＩＳ Ｋ−５１０１に準拠する方法でカサ比重測定器を用いて測定することができる。
【００４２】
扁平状軟磁性材料の比表面積ＳＳＡは、１．５ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１．０ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。ＳＳＡが１．５ｍ２／ｇを超えると、バインダー樹脂が多量に必要となり、磁性材料の充填率が低下する傾向がある。本明細書におけるＳＳＡは、マウンテック社製の全自動比表面積計「Ｍａｃｓｏｒｂ ｍｏｄｅｌ−１２０１」を用いて測定した値である。
【００４３】
本発明の扁平状軟磁性材料は、Ｄ５０と、Ｈｃと、ＢＤとが上記式（１）で表される条件を満足するものであり、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）で算出される値は、１．５（μｍ／Ａｍ−１／Ｍｇｍ−３）以上であり、２．０以上であることが好ましく、３．０以上であることがより好ましい。
【００４４】
ここで、図２は、扁平状軟磁性材料におけるＤ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）と磁性シートのμ’との関係を示すグラフである。一般的に、ノイズ抑制用磁性シートは、ノイズの発生する周波数帯域における磁性材料の複素透磁率の虚部μ”を利用してノイズ吸収を行うものであるが、μ”の最大値は低周波におけるμ’が大きいほど大きくなる。したがって、μ’の値の大きさでノイズ抑制シートの実力を評価することができる。μ’の値の大きな磁性シートは、保磁力が小さく５０％粒子径の大きな扁平粉を高密度充填することで得られる。また、磁性シートにおける扁平粉の充填率が一定である場合、扁平粉におけるＤ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）で表される値が大きいほど、μ’は大きくなり、ノイズ抑制効果がより優れるものとなる。
【００４５】
よって、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）が１．５未満では、磁性シートのμ’が小さくなり、ノイズ抑制効果が不十分となる傾向がある。
【００４６】
＜ノイズ抑制用磁性シート＞
磁性シートは、上記扁平状軟磁性材料を用いて作製することができる。磁性シートの作製方法は特に限定されないが、一例を示すと以下のようになる。
【００４７】
扁平状軟磁性材料とバインダー樹脂とを混練し、プレス成形・押出成形によってシート状にする方法で作製できる。また、扁平状軟磁性材料とバインダー樹脂とを有機溶媒に分散させてスラリーを作製し、上記スラリーをドクターブレード法で支持基材上に所定の厚さに製膜し、乾燥後にカレンダーロールによって圧延してシート状にすることでも作製できる。
【００４８】
磁性シートの厚さは、０．０５〜２ｍｍ程度である。ノイズ抑制効果は磁性シートの厚さに比例するため、磁性シートの厚さが０．０５ｍｍ未満では、十分な効果が得られ難い。一方、磁性シートの厚さが２ｍｍを超えると、電気機器の筐体内部の狭い空間に収め難くなる。
【００４９】
磁性シートにおける扁平状軟磁性材料の充填率は、３０〜６０体積％であることが好ましく、４０〜５０体積％であることがより好ましい。充填率が３０体積％未満であるとノイズ抑制効果が不足し、６０質量％を超えると軟磁性材料同士がバインダー樹脂によって強固に結び付くことができず、磁性シートの強度が低下する。
【００５０】
バインダー樹脂は、扁平状軟磁性材料を結合するための絶縁性の樹脂である。扁平状軟磁性材料は、バインダー樹脂によってその表面の一部又は全部がコーティングされる。バインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ＡＢＳ樹脂、二トリル−ブタジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂が挙げられる。
【００５１】
バインダー樹脂の添加量は、扁平状軟磁性材料１００質量部に対して、１０〜４０質量部であることが好ましく、１５〜２５質量部であることがより好ましい。
【００５２】
なお、磁性シートは、扁平状軟磁性材料及びバインダー樹脂に加えて、必要に応じて、可塑剤、硬化剤、分散剤、安定剤、カップリング剤、希釈剤等を含有してもよい。
【００５３】
また、磁性シートを所要の形状に成形又は塗布する際に、配向磁界を印加又は機械的に配向することにより、方向性の高い磁性シートとすることができる。
【００５４】
十分に高いノイズ抑制効果を得るためには、ノイズ抑制用磁性シートのμ’は、１３０以上であることが好ましく、１５０以上であることがより好ましい。
【００５５】
以上のようにして作製される磁性シートは、高透磁率でありノイズ抑制用磁性シートとして非常に有用である。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
（実施例１〜６及び比較例１〜６）
表１に示すように、各種アトマイズ法で作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ（Ｓｉ＝８〜１１質量％，Ａｌ＝５〜７質量％）系合金粉末（センダスト粉末）を準備し、Ａｒ雰囲気中７００〜１３００℃で２時間処理し、熱処理粉末を得た。熱処理粉末のポロシティは、水銀ポロシメータ（ＣＥ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、商品名「ポロシメータＰＡＳＣＡＬ１４０／４４０型」）を用いて測定した。軟磁性合金粉末の平均結晶粒径は、上述の通りＳＥＭ写真を画像解析することで求めた。
【００５９】
次いで、熱処理なし又は熱処理粉末に対し、質量比で５．７倍のトルエン及び扁平化助剤として１質量％のステアリン酸を添加し、アトライタを用いて扁平化処理を行ない、扁平粉を得た。なお、扁平化時間は、かさ密度ＢＤが約０．４Ｍｇ／ｍ３になるよう調整した。扁平粉のかさ密度は、ＪＩＳ Ｋ−５１０１に準じ、カサ比重測定器（測定試料：３０ｍｌ）を用いて測定した。また、扁平粉の粒度分布は、レーザー法（日本レーザー社製、商品名「ＨＥＬＯＳ ＳＹＳＴＥＭ」）で測定した。次に、上記扁平粉をＡｒ雰囲気中８００℃で２時間、熱処理した。熱処理後の扁平粉の保磁力Ｈｃは、Ｈｃメータ（東北特殊鋼社製、商品名「Ｋ−ＨＣ１０００」）を用いて測定した。
【００６０】
得られた扁平粉１００質量部、バインダー樹脂（ポリビニルブチラール）１７質量部、可塑剤（フタル酸ジエチル）２質量部及び希釈剤（トルエン、キシレン、１−プロパノール及びソルミックス（日本アルコール販売社製、商品名）混合溶媒）１５０質量部を混合しスラリーを作製した。上記スラリーをＰＥＴフィルム上に塗布して、同極を対向させた磁場中を通すことで磁場配向を行い、磁性シート層を形成した。乾燥後、磁性シート層をＰＥＴフィルムから剥がし、６枚重ねて９０℃、７７ＭＰａで１時間熱プレスを行い、磁性シートを作製した。
【００６１】
（磁性シートの評価）
磁性シートを外径１８ｍｍ、内径１０ｍｍの金型を用いてトロイダル形状に打ち抜き、インピーダンスアナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、商品名「Ｅ４９９１Ａ」）を用いて磁気特性を評価した。
【００６２】
表１に、原料、扁平粉及び磁性シートの特性（磁性シートのμ’は磁性材料の充填率が４０ｖｏｌ％のときの換算値）を示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
実施例１〜６では、ガスアトマイズ法又はガス噴霧水アトマイズ法で作製したセンダスト粉末を８００〜１２００℃で熱処理することにより、Ｄ５０が５０μｍ以上の扁平粉が得られ、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が１．５以上になった。このような扁平粉を用いて作製した磁性シートは、μ’が１３０以上であり透磁率が十分に高いことが確認できた。一方、比較例１〜４及び６では、得られた扁平粉のＤ５０は５０μｍ未満であり、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値も１．５未満であり、シートのμ’は１３０未満であった。また、比較例５では、熱処理を１３００℃で行ったため焼結してしまい、扁平化処理できなかった。
【００６５】
（実施例７〜１１及び比較例７〜１１）
表２に示すように、各種アトマイズ法で作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ（Ｓｉ＝８〜１１質量％，Ａｌ＝５〜７質量％）系合金を準備し、Ａｒ雰囲気中７００〜１１００℃で２時間処理し、熱処理粉末を得た。次いで、熱処理なし又は熱処理粉末に対し、質量比で５．７倍の２−プロパノールを添加し扁平化助剤を使用せずにアトライタを用いて扁平化を行ない、扁平粉を得た。なお、扁平化時間は、ＢＤが０．２〜０．３Ｍｇ／ｍ３になるよう調整した。以下、実施例１と同様の処理及び評価を行った。
【００６６】
【表２】
【００６７】
実施例７〜１１では、Ｄ５０は５０μｍ以上、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が１．５以上である扁平粉が得られ、上記扁平粉を用いることにより十分に高透磁率（μ’が１３０以上）である磁性シートが得られた。一方、比較例７〜１１では、扁平粉のＤ５０は５０μｍ未満にしかならず、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値も１．５未満であり、作製した磁性シートのμ’は１２０以下であった。
【００６８】
（実施例１２〜１５及び比較例１２〜１６）
表３に示すように、ガス噴霧水アトマイズ法で作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ（Ｓｉ＝８〜１１質量％，Ａｌ＝５〜７質量％）系合金を準備し、Ａｒ雰囲気中１０００℃で２時間処理し、熱処理粉末を得た。次いで、熱処理粉末に対し、質量比で５．７倍の表３に示す扁平化処理溶媒を添加し助剤を使用せずにアトライタを用いて扁平化を行ない、扁平粉を得た。なお、扁平化時間はＢＤが０．２〜０．３Ｍｇ／ｍ３になるよう調整した。以下、実施例１と同様の処理及び評価を行った。
【００６９】
【表３】
【００７０】
実施例７、１２〜１５によれば、扁平化処理溶媒として炭素数２〜４の１価アルコール類を用いた場合、扁平化助剤を使用しなくとも扁平粉のＤ５０は５０μｍ以上になり、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が１．５以上を満足することにより、十分に高透磁率（μ’が１３０以上）である磁性シートが得られた。一方、それ以外の扁平化処理溶媒を使用した比較例１２〜１６では、扁平粉のＤ５０は５０μｍ未満であり、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値も１．５未満となり、シートのμ’は１３０未満であった。
【００７１】
（実施例１６、１７及び比較例１７、１８）
表４に示すように、水アトマイズ法で作製したＭｏ−パーマロイ（Ｎｉ＝７９、Ｍｏ＝４質量％）合金粉末を準備し、Ａｒ雰囲気中９００℃で１時間処理し、熱処理粉末を得た。次いで、熱処理粉末に対し、質量比で５．７倍のトルエンを添加し、扁平化助剤を使用せずにアトライタを用いて扁平化処理を行ない、扁平粉を得た。以下、実施例１と同様の処理及び評価を行った。
【００７２】
【表４】
【００７３】
実施例１６及び１７によれば、パーマロイを使用して扁平化した場合も、Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）の値が１．５を満足することにより、十分に高透磁率である磁性シートが得られることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】各種アトマイズ法により作製したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末の水銀ポロシメータの測定結果を示すグラフである。
【図２】扁平状軟磁性材料におけるＤ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）と磁性シートのμ’との関係を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性シートに用いられる扁平状軟磁性材料であって、
５０％粒子径Ｄ５０（μｍ）、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）及びかさ密度ＢＤ（Ｍｇ／ｍ３）が下記式（１）を満足する、扁平状軟磁性材料。
Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）≧１．５ （１）
【請求項２】
アスペクト比が２０以上であり、前記Ｄ５０が５０μｍ以上である、請求項１記載の扁平状軟磁性材料。
【請求項３】
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金を含有する、請求項１又は２記載の扁平状軟磁性材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の扁平状軟磁性材料の製造方法であって、
アトマイズ法で作製された軟磁性合金粉末を、不活性雰囲気中８００〜１２００℃で熱処理して熱処理粉末を得る熱処理工程と、前記熱処理粉末を有機溶媒の存在下で扁平化する扁平化処理工程と、を備える扁平状軟磁性材料の製造方法。
【請求項５】
前記熱処理粉末のポロシティが０．１５ｍ３／Ｍｇ以下であり、平均結晶粒径が６μｍ以上である、請求項４記載の扁平状軟磁性材料の製造方法。
【請求項６】
前記有機溶媒が、炭素数２〜４の１価アルコールである、請求項４又は５記載の扁平状軟磁性材料の製造方法。
【請求項１】
磁性シートに用いられる扁平状軟磁性材料であって、
５０％粒子径Ｄ５０（μｍ）、保磁力Ｈｃ（Ａ／ｍ）及びかさ密度ＢＤ（Ｍｇ／ｍ３）が下記式（１）を満足する、扁平状軟磁性材料。
Ｄ５０／（Ｈｃ×ＢＤ）≧１．５ （１）
【請求項２】
アスペクト比が２０以上であり、前記Ｄ５０が５０μｍ以上である、請求項１記載の扁平状軟磁性材料。
【請求項３】
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金を含有する、請求項１又は２記載の扁平状軟磁性材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の扁平状軟磁性材料の製造方法であって、
アトマイズ法で作製された軟磁性合金粉末を、不活性雰囲気中８００〜１２００℃で熱処理して熱処理粉末を得る熱処理工程と、前記熱処理粉末を有機溶媒の存在下で扁平化する扁平化処理工程と、を備える扁平状軟磁性材料の製造方法。
【請求項５】
前記熱処理粉末のポロシティが０．１５ｍ３／Ｍｇ以下であり、平均結晶粒径が６μｍ以上である、請求項４記載の扁平状軟磁性材料の製造方法。
【請求項６】
前記有機溶媒が、炭素数２〜４の１価アルコールである、請求項４又は５記載の扁平状軟磁性材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２６６９６０（Ｐ２００９−２６６９６０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１２８６３（Ｐ２００８−１１２８６３）
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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