磁性シートの製造方法及び磁性シート
【課題】 エージングによる厚みの変化を低減し、極めて高品質の磁性シートを製造する。
【解決手段】 磁性シートを製造するにあたっては、少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて形成された磁性シート１０を所定のプレス板２０，２１を用いて押圧して圧縮する際に、少なくともプレス板２０，２１と磁性シート１０の片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材３０，３１を介在させる。
【解決手段】 磁性シートを製造するにあたっては、少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて形成された磁性シート１０を所定のプレス板２０，２１を用いて押圧して圧縮する際に、少なくともプレス板２０，２１と磁性シート１０の片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材３０，３１を介在させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波ノイズを抑制するＩＣカードやＩＣタグ等に用いて好適な磁性シートの製造方法、及びこの製造方法によって製造された磁性シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）と称される個体管理を行うシステムが各種業界で導入されつつある。このＲＦＩＤシステムは、トランスポンダと称される各種データを読み出し及び／又は書き込み可能に記憶するとともに通信機能を有する小型の非接触型集積回路（Integrated Circuit；以下、ＩＣという。）デバイスと所定のリーダ／ライタとの間で無線通信を行うことにより、トランスポンダに対して非接触でデータの読み出し及び／又は書き込みを行う技術である。具体的には、ＲＦＩＤシステムにおいては、電磁誘導の原理に基づいて、リーダ／ライタ側のループアンテナから磁束が放出されるのに応じて、放出された磁束が誘導結合によってトランスポンダ側のループアンテナと磁気的結合し、トランスポンダとリーダ／ライタとの間で通信が行われる。このＲＦＩＤシステムは、例えば、トランスポンダをＩＣタグとして構成し、このＩＣタグを商品に取り付けることによって生産・物流管理を行う用途の他、トランスポンダをＩＣカードとして構成し、交通機関の料金徴収や建物への入退室に用いる身分証明書、さらには電子マネーといった様々な用途への適用が期待されている。
【０００３】
このようなＲＦＩＤシステムは、従来の接触型ＩＣカードシステムのように、リーダ／ライタに対してＩＣカードを装填したり、金属接点を接触させたりする手間が省け、簡易且つ高速にデータの書き込みや読み出しを行うことができる。また、ＲＦＩＤシステムは、電磁誘導によってリーダ／ライタからトランスポンダに対して必要な電力の供給が行われるため、トランスポンダ内に電池等の電源を内蔵する必要がなく、簡易な構成且つ低価格で信頼性の高いトランスポンダを提供することができるという利点も有する。
【０００４】
ただし、ＲＦＩＤシステムにおいては、トランスポンダの周囲に他の金属体がある場合には、その影響を受けて通信に支障が生じる場合がある。電磁誘導方式においては、金属体が周囲に存在すると、その影響を受けてインダクタンスが変化することによる共振周波数のずれや磁束変化等が生じ、電力確保ができなくなるためである。したがって、ＲＦＩＤシステムにおいては、トランスポンダとリーダ／ライタとの十分な通信可能範囲を確保するために、ある程度の磁界強度を持った電磁場を放射することができるループアンテナをトランスポンダ側に設ける必要がある。
【０００５】
この場合、空間配置以外の方法によって金属体によるループアンテナへの影響を低減するためには、例えば磁性材料を用いることが有効であり、これによって金属体による影響を低減し、通信距離を大きくすることができる。また、近年の通信機器や電子機器においては、クロック周波数が高周波数化するのにともない、ノイズ電磁波の放射頻度が高まり、外部又は内部干渉による機器それ自体の誤動作や周辺機器への悪影響等が発生しているが、このような電磁波障害の発生を防止するためにも磁性材料が有効である。このような状況から、例えば適量の軟磁性粉末をゴムやプラスチックス等の結合剤に分散・混合してなる各種の複合磁性シート（軟磁性シート）が提案されている。
【０００６】
このような磁性シートを製造するにあたっては、通常、軟磁性粉末と高分子結合剤（バインダー）と溶媒とを混合して磁性塗料を作製し、これをコーターを用いて剥離用ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に塗布することによって１層分の磁性シートを形成した上で、剥離用ＰＥＴ上に形成された磁性シートを剥離して複数枚積層する。そして、磁性シートを製造するにあたっては、積層した複数枚の磁性シートをラミネーターや熱プレス機を用いて圧縮することにより、最終製造物としての磁性シートを製造していた。ここで、磁性シートを圧縮するのは、軟磁性粉末の充填率を上げて磁気特性（透磁率）を向上させるためであるが、磁性シートを製造するにあたっては、圧縮によって厚みが減少した磁性シートが経時にともない膨張してしまうのを低減するために、熱硬化性のバインダーを用いることが有効である。
【０００７】
なお、このような複数枚のシート状部材を積層する際に圧縮する技術としては、例えば特許文献１等がある。また、かかる圧縮を行う際には、通常、プレス対象物としてのシート状部材の全面に均等な圧力を加えたり、容易な離型を実現したりするために、シート状部材とプレス板との間に所定のクッション材や離型フィルムを介在させるが、かかるクッション材や離型フィルムに関する技術としては、例えば特許文献２乃至特許文献４等が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２４８２２２号公報
【特許文献２】特開２０００−５２３６９号公報
【特許文献３】特開２００３−１０３５５２号公報
【特許文献４】特開２００６−１２０８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の磁性シートの製造方法においては、磁性シートを積層するのにともない、重なり合う磁性シートと磁性シートとの間に空気を巻き込む事態を頻繁に生じていた。ここで、軟磁性粉末が高充填されたバインダーの架橋を完了させるためには、所定時間、磁性シートに熱と圧力とを加えておく必要がある。そのため、かかる製造方法によって製造される磁性シートは、磁性シートと磁性シートとの間に巻き込んだ空気や、反応にともなって発生するアウトガスが、圧縮工程後も当該磁性シート内に残留すると、高温環境下又は高温高湿環境下でのエージングによって厚みが厚くなる方向に変化してしまい、サイズ不良や磁気特性（透磁率）の経時変化を招来するという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、圧縮工程の際に磁性シート内に存在する空気やアウトガスを確実に排出してエージングによる厚みの変化を低減し、極めて高品質の磁性シートを製造することができる磁性シートの製造方法、及びこの製造方法によって製造された磁性シート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】
【００１１】
本願発明者は、磁性シートを製造する際の圧縮工程に関して鋭意研究を重ねた結果、磁性シート内に存在する空気やアウトガスを確実に排出することができる技術を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、上述した目的を達成する本発明にかかる磁性シートの製造方法は、少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて磁性シートを形成するシート形成工程と、上記シート形成工程にて形成された上記磁性シートを所定のプレス板を用いて押圧して圧縮する圧縮工程とを備え、上記圧縮工程では、少なくとも上記プレス板と上記磁性シートの片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材を介在させることを特徴としている。
【００１３】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる磁性シートは、少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて形成されたシートを所定のプレス板を用いて押圧して圧縮して製造される磁性シートであって、少なくとも上記プレス板と上記シートの片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材を介在させた状態で当該シートを圧縮して製造されたことを特徴としている。
【００１４】
このような本発明においては、通気材を介在させた圧縮を行うことにより、プレス板による押圧時に、磁性シート内に存在する空気やアウトガスを迅速に排出しやすい状況を作り出すことができることから、これら空気やアウトガスを確実に排出することが可能となる。したがって、本発明においては、エージングによる磁性シートの厚みの変化を低減することができ、また、磁性シート内に存在する空気やアウトガスの量が少なくなることから、高い圧力で圧縮した場合であっても、空気やアウトガスが噴出した跡が残らず良好な外観を維持しつつ、透磁率が大きい磁性シートを製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エージングによる厚みの変化を低減し、外観及び磁気特性がともに良好な極めて高品質の磁性シートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
この実施の形態は、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムにおいて用いられるＩＣ（Integrated Circuit）カードやＩＣタグ等に用いて好適な磁性シートの製造方法である。特に、この磁性シートの製造方法は、磁性シートを圧縮する際に、磁性シートとプレス板との間に所定条件を満たす通気材を介在させることにより、磁性シート内に存在する空気やアウトガスを確実に排出してエージングによる厚みの変化を低減することができるものである。
【００１８】
まず、磁性シートを製造するにあたっては、少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤（バインダー）とを混合して磁性塗料を作製し、その磁性塗料を所定の基材上に塗布した後に乾燥させ、磁性シートを形成する。
【００１９】
ここで、磁性材料としては、扁平な軟磁性粉末が望ましい。かかる扁平な軟磁性粉末を構成する磁性材料としては、任意の軟磁性材料を用いることができるが、例えば、磁性ステンレス（Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ系合金）、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）、ケイ素銅（Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金）、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ（−Ｃｕ−Ｎｂ）系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金等が好適である。これらの軟磁性材料からなる軟磁性粉末を用いて作製した磁性シートは、軟磁性粉末が軟磁気特性に優れることから、ＲＦＩＤシステムの用途や電波吸収体として好適に用いることができる。
【００２０】
また、軟磁性粉末としては、扁平な形状の軟磁性粉末を用いるが、長径が１〜２００μｍであり、扁平度が１０〜５０のものを用いるのが望ましい。扁平な軟磁性粉末の大きさを揃えるためには、必要に応じて、ふるい等を使用して分級すればよい。
【００２１】
さらに、軟磁性粉末としては、例えばシランカップリング剤等のカップリング剤を用いてカップリング処理した軟磁性粉末を用いるようにしてもよい。カップリング処理した軟磁性粉末を用いることにより、扁平な軟磁性粉末と高分子結合剤界面との補強効果を高め、比重や耐食性を向上させることができる。カップリング剤としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等を用いることができる。なお、カップリング処理は、予め軟磁性粉末に対して施しておいてもよいし、軟磁性粉末とバインダーとを混合する際に同時に混合し、その結果、カップリング処理が行われるようにしてもよい。
【００２２】
一方、バインダー（高分子結合剤）としては、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、アクリル系樹脂、合成ゴム系樹脂、天然ゴム系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂等、さらにはこれらの共重合体を用いることができる。特に、バインダーとしては、加工性が良好で、扁平な軟磁性粉末を高密度に配向させることが可能な樹脂であるポリエステル系樹脂を用いることができる。バインダーとして用いるポリエステル系樹脂として、リン酸残基を有するリン内添ポリエステル系樹脂を用いてもよい。磁性シートは、このリン内添ポリエステル系樹脂を用いることにより、難燃性が付与されたものとすることができる。
【００２３】
リン内添ポリエステル系樹脂は、上述したように、分子中にリン酸残基を有するものであり、その具体例としては、例えばリン変性飽和ポリエステル共重合体を挙げることができる。リン変性飽和ポリエステル共重合体は、飽和共重合ポリエステルの主骨格にリン成分が導入されているものであり、ポリエステル成分とリン成分とを共重合させることによって得られる。ここでポリエステル成分としては、エチレングリコールとテレフタル酸、ナフタレンカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸又はイソフタル酸とから形成される高分子化合物や、１，４−ブタンジオールとテレフタル酸、アジピン酸又はセバシン酸とから形成される高分子化合物や、１，６−ヘキサンジオールとアジピン酸、セバシン酸又はイソフタル酸とから形成される高分子化合物等を使用することができる。また、リン成分としては、ホスフォネート型ポリオール、ホスフェート型ポリオール、ビニルホスフォネート、アリルホスフォネート等を使用することができる。このように主骨格にリン成分を導入したポリエステル共重合体は、単にポリエステルにリン成分を混合分散させたものよりも高い難燃性を呈する。
【００２４】
リン内添ポリエステル系樹脂のリン含有率は、ポリエステル系樹脂の主骨格の種類、リン成分（リン酸残基）の種類、磁性シートを構成するその他の成分の種類に応じて、所定の難燃性を満足するように定めることができるが、リン含有率は０．５重量％〜４．０重量％である。リン含有率を０．５重量％未満であると難燃性が低く、難燃剤を多量に添加しなければ、十分な難燃性を得ることができない。また、４．０重量％を超えるとポリエステル系樹脂の分子量を大きくすることができなくなるため、機械的強度が低下してしまうことになる。
【００２５】
また、リン内添ポリエステル系樹脂の数平均分子量は、８０００〜５００００であることが望ましい。数平均分子量が８０００未満では、得られる磁性シートの機械的強度が不十分となる場合がある。一方、数平均分子量が５００００より大きい場合には、得られる磁性シートが硬くなるため、所望の可撓性を得ることができない。そして、リン内添ポリエステル系樹脂のガラス転移温度は、−２０℃〜４０℃であることが望ましい。ガラス転移温度が−２０℃以下になると高温下で弾性率が低下し、高温環境下又は高温高湿環境下において、軟磁性粉末同士の接着力が低下する。また、ガラス転移温度が４０℃を超えると、室温での磁性シートの硬さが硬くなる。
【００２６】
磁性シートを製造するにあたっては、このような軟磁性粉末と溶媒に溶解したバインダーとを混合して磁性塗料を作製する。ここで、磁性塗料には、バインダーであるポリエステル系樹脂に相溶せずに、ポリエステル系樹脂に分散される分散粒子を添加するようにしてもよい。磁性シートは、この分散粒子により、表面が平滑となり、後の工程で圧縮する際にポリエステル系樹脂中の空気やアウトガスの噴出跡が残らないような良好な外観とすることができる。ここで、分散粒子は、絶縁性のものが望ましい。さらに、分散粒子が難燃剤であれば磁性シートに難燃性を付与することができる。
【００２７】
難燃剤としては、任意のものを使用できるが、例えば亜鉛系難燃剤、窒素系難燃剤又は水酸化物系難燃剤が挙げられる。さらに、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等も挙げることができる。亜鉛系難燃剤としては、炭酸亜鉛、酸化亜鉛又はホウ酸亜鉛等が挙げられ、中でも炭酸亜鉛が望ましい。窒素系難燃剤としては、例えばメラミン（シアヌル酸トリアミド）、アムメリン（シアヌル酸ジアミド）、アムメリド（シアヌル酸モノアミド）、メラム、メラミンシアヌレート、ベンゾグアナミン等のメラミン誘導体を用いることができる。なお、ポリエステル系樹脂への分散性、混合性の観点から、メラミンシアヌレートを用いることが望ましい。また、難燃剤の代わりに、カーボンブラック、酸化チタン、窒化ホウ素窒化アルミニウム、アルミナ等を添加してもよい。
【００２８】
分散粒子は、ポリエステル系樹脂の重量に対してその重量が７／１３以下であることが望ましい。ポリエステル系樹脂に相溶せずに分散する分散粒子を添加する重量がポリエステル系樹脂の重量に対して７／１３以下であれば、良好な磁気特性を有したまま、高温環境下又は高温高湿環境下での磁性シートの厚みが変化するという寸法変化を抑制することができ、良好な加工性を得ることができる。一方、ポリエステル系樹脂に対して分散粒子の重量を７／１３より多くの量を添加すると、高温環境下又は高温高湿環境下での磁性シートの厚みの寸法変化は抑制できるが、加工性が低下してしまうことになる。
【００２９】
また、ポリエステル系樹脂に相溶せずに分散する分散粒子の粒径は、０．０１μｍ〜１５μｍであることが望ましい。分散粒子の粒径が０．０１μｍ未満であれば、磁性シートの厚みの変化を抑制する効果が得られない。また、分散粒子の粒径が１５μｍ以上であれば、磁気特性が低下することになる。
【００３０】
磁性シートは、後の工程で圧縮する際に樹脂内の空気やアウトガスを排出してその比重を大きくするが、通常、圧縮によって空気やアウトガスの抜け道が制限されてしまう。また、多量に配合される軟磁性粉末が重なり、極めて薄い隙間までバインダーが行き渡らず、必然的に空隙が残ってしまう。これに対して、分散粒子を添加した磁性シートは、平滑に形成されるため、当該磁性シート内に含まれる空気量やアウトガス量を少なくすることができ、比重を大きくすることができる。すなわち、磁性シートは、良好な磁性特性を得ることができるものとなる。また、磁性シートにおいては、圧縮によって比重を大きくすると、内部に含まれる空気量やアウトガス量が少なくなるため、難燃性をさらに向上させることができる。
【００３１】
また、磁性シートは、軟磁性粉末とバインダーとしてのポリエステル系樹脂との他に、架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、例えばブロックイソシアネートが挙げられる。ブロックイソシアネートは、イソシアネート基（−ＮＣＯ）が室温で反応しないように加熱によって解離（脱保護）できる保護基で保護されたイソシアネート化合物である。このブロックイソシアネートは、室温ではポリエステル系樹脂を架橋しないが、保護基の解離温度以上に加熱されることにより、保護基が解離し、イソシアネート基が活性化し、ポリエステル系樹脂が架橋される。
【００３２】
なお、ブロックイソシアネートとしては、保護基の解離温度が１２０℃〜１６０℃の範囲のものを使用することが望ましい。この解離温度を１２０℃よりも高くすることで、基材上に塗布される磁性塗料の粘度を調整するために使用するメチルエチルケトンやトルエンを蒸発させ、形成される磁性シートを乾燥させることができる。一方、解離温度が１２０℃よりも低い温度である場合には、磁性塗料を基材上に塗布して、メチルエチルケトンやトルエンの沸点以上の温度で乾燥させるときに、ブロックイソシアネートの保護基が解離されてポリエステル系樹脂の架橋が進行してしまうおそれがある。また、基材に使用するフィルムの耐熱温度が１６０℃以下であるため、解離温度は１６０℃以下であることが望ましい。ポリエステル系樹脂を架橋する反応は、室温でもゆっくり進行するため、加熱終了後に全体を室温まで冷却し、長時間放置することにより、ポリエステル系樹脂が完全に架橋し、バインダーが完全に硬化することになる。
【００３３】
また、ブロックイソシアネートは、バインダーであるポリエステル系樹脂に対して０．５重量％以上配合することが望ましい。これによって十分な効果を得ることができる。ブロックイソシアネートの配合量が０．５重量％未満であると、架橋が不十分となり、高温環境下又は高湿環境下において、厚みの変化が大きくなってしまうおそれがある。
【００３４】
さらに、保護されていないイソシアネートを用いた場合には、磁性塗料を基材上に塗布して溶剤を乾燥してシート化する際に、ポリエステル系樹脂の架橋が進行してしまうため、圧縮しても良好な磁気特性を得ることができない。また、硬化が進んだものを圧縮するため、厚みが厚くなるような変化が大きくなる。
【００３５】
ここで、扁平な軟磁性粉末をバインダーとしてのポリエステル系樹脂と混合し、高密度に充填することは容易なことではない。扁平な軟磁性粉末をバインダーと混合する場合には、混合中の負荷によって扁平な軟磁性粉末が粉砕されて小さくなったり、大きな歪みを受けて透磁率μ'を低下させたりする原因となるからである。そのため、扁平な軟磁性粉末とバインダーの混合には、溶媒に溶解させた高分子結合剤を使用し、極力扁平な軟磁性粉末に負荷を与えないように混合して磁性塗料とし、これを基材に塗布して磁性シートを製造することが望ましい。
【００３６】
本発明の実施の形態として示す磁性シートの製造方法においては、このような磁性塗料を作製し、これをコーターやドクターブレード法等を適用して所定の基材上に所望の厚みをもって塗布した後に乾燥させ、磁性シートを形成する。
【００３７】
基材としては、フィルム状のものを用いることができ、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリプロピレノキサイドフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアミドフィルム等を挙げることができる。また、その厚みは適宜選択することができ、例えば数μｍ〜数百μｍとすることができる。さらに、磁性シート形成面には、離型剤が塗布されていることが望ましい。
【００３８】
ここで、磁性塗料の塗布時には、磁場を加えることにより、扁平な軟磁性粉末を面内方向に配向、配列させる効果が得られ、軟磁性粉末を高密度に充填することが可能となる。なお、乾燥は、溶剤の含有量が１％以下となる程度に行うのが望ましい。溶剤の含有量が１％以上ある場合には、乾燥した磁性シートを基材から剥離する際に、伸びたり、ちぎれたりする可能性があり、また、揮発した溶剤が磁性シート表面に膨れとなって現れるためである。また、塗布後の乾燥温度は、架橋剤が含有されている場合には、その架橋剤の架橋開始温度よりも低いものとする。
【００３９】
さらに、配向を容易に行うためにも、バインダーとしての樹脂は流動性の高いものにすることが望ましく、バインダーを溶媒に溶解させ、所定の粘度の磁性塗料とすることが望ましい。磁性塗料の粘度の調整には、各種溶媒を用いることができ、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等を用いることができる。
【００４０】
磁性塗料の粘度は、コーターやドクターブレード法等を用いて塗布できるように調節すればよいが、あまり粘度を小さくしすぎるとバインダー成分が多くなるために、シート化した際に比重が小さくなってしまうという問題がある。固形分は、５０％〜７０％の範囲とすることが望ましい。固形分が７０％以上で粘度が大きい場合には、塗布できなかったり、塗布する際にシートに筋が入ったりするという不都合が生ずる可能性がある。固形分を５０％以下にすると、磁性塗料を基材上に塗布する際に基材上の離型剤ではじき等の問題が生じる。
【００４１】
そして、磁性シートの製造方法においては、このようにして磁性シートを形成すると、その比重を向上させるために、乾燥した磁性シートを圧縮する。このとき、この製造方法においては、架橋剤が含有されている場合には、乾燥して形成した磁性シートをバインダーのガラス転移温度以上且つバインダーと架橋剤との反応開始未満で圧縮し、さらに、バインダーと架橋剤との反応開始温度以上で圧縮するのが望ましい。
【００４２】
さて、かかる圧縮工程は、例えば図１に示すように、磁性シート１０と当該磁性シート１０を両面から挟持して押圧する例えばステンレス鋼からなる２枚のプレス板２０，２１との間に、所定条件を満たす通気材３０，３１を介在させて行われる。なお、同図においては、磁性シート１０の両面とプレス板２０，２１のそれぞれとの間に通気材３０，３１を介在させている様子を示しているが、かかる通気材は、２枚のプレス板２０，２１のうち少なくとも１枚のプレス板と磁性シート１０の片面との間に介在させればよい。すなわち、圧縮工程においては、通気材３０，３１のいずれか１つを用いればよい。
【００４３】
ここで、通気材３０，３１としては、いわゆるベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である紙や布等のシート状部材が用いられる。ベック平滑度とは、紙や布等のシート状部材の凹凸を有する表面を、ある特定量の空気が通過するのに要する時間として定義されるパラメータである。すなわち、通気材３０，３１の所定条件とは、１ｍｌの空気が当該通気材３０，３１の表面を通過するのに要する時間が１５０秒以下であることである。圧縮工程においては、このように表面を空気が速く通過するような通気材３０，３１を用いることにより、プレス板２０，２１による押圧時に、磁性シート１０内に存在する空気やアウトガスを迅速に排出しやすい状況を作り出すことができることから、これら空気やアウトガスを確実に排出することが可能となる。なお、通気材３０，３１の厚みについては、特に制限はなく、使用する素材によって任意の値をとり得るが、現実的には５０μｍ〜３００μｍ程度が望ましい。
【００４４】
また、通気材３０，３１としては、少なくともその片面に離型処理を施すのが望ましい。そして、圧縮工程においては、離型処理が施された通気材３０，３１の離型面が磁性シート１０の側となるようにセットすることにより、圧縮後に磁性シート１０を容易に離型することが可能となる。また、圧縮工程においては、離型処理を施していない通気材３０，３１を用いる場合には、例えば図２に示すように、磁性シート１０と通気材３０，３１との間に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる剥離用フィルム４０，４１を介在させることによっても、圧縮後に磁性シート１０を容易に離型することが可能となる。なお、この場合、通気材３０，３１による通気性を阻害しないように、剥離用フィルム４０，４１の厚みが５０μｍ以下であるのが望ましい。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施の形態として示した磁性シートの製造方法においては、少なくとも１枚のプレス板と磁性シートの片面との間に、所定条件を満たす通気材を介在させて圧縮することにより、磁性シート内に存在する空気やアウトガスを確実に排出することが可能となる。したがって、この製造方法においては、エージングによる磁性シートの厚みの変化を低減することができ、また、磁性シート内に存在する空気やアウトガスの量が少なくなることから、高い圧力で圧縮した場合であっても、空気やアウトガスが噴出した跡が残らず良好な外観を維持しつつ、透磁率が大きい磁性シートを製造することができる。
【００４６】
［実施例］
本願発明者は、実際に磁性シートを製造し、エージング前後における磁性シートの厚みの変化を測定した。
【００４７】
磁性シートの組成は、以下の通りである。
Ｐ／Ｂ比＝５．０
磁性材料：粒径（Ｄ５０）が２０μｍのＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金粉末からなる扁平形状の軟磁性粉末
バインダー：ポリエステル系樹脂（バイロン３００；東洋紡績株式会社製）と架橋剤としてのブロックイソシアネート（コロネート２５０７；日本ポリウレタン工業株式会社製）とを重量比で９７：３の割合で混合したポリエステル系樹脂
【００４８】
このような組成材料を用いた磁性塗料を１２０μｍの厚みで塗布することによって作製したシートを４層積層し、これを８０℃に設定されたラミネーターを用いて貼り合わせ、厚みが約３００μｍの磁性シートを形成した。そして、この磁性シートを先に図２に示したような配置でセットした状態で圧縮した。このとき用いた通気材及び剥離用フィルムの組み合わせは、次表１に示すとおりである。
【００４９】
【表１】
【００５０】
具体的には、実施例１では、通気材として王子製紙株式会社製の上質紙（ＯＫプリンス上質７０）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、６．２秒／ｍｌである。
【００５１】
また、実施例２では、通気材として東洋ファイバー株式会社製のクッション紙（ＴＦ１９０）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、１．７秒／ｍｌである。
【００５２】
さらに、実施例３では、通気材として東京スクリーン株式会社製のナイロンメッシュ（Ｎ−ＮＯ．１１０Ｓ）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、０．１秒／ｍｌ未満である。
【００５３】
さらにまた、実施例４では、通気材として日本規格協会で定められている綿布（かなきん３号）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、０．１秒／ｍｌ未満である。
【００５４】
また、実施例５では、通気材として大福製紙株式会社製の粘着材用原紙（ＳＯ原紙１８Ｇ）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、０．１秒／ｍｌ未満である。
【００５５】
さらに、実施例６では、通気材として王子製紙株式会社製の両面剥離紙（１００ＧＶＷ、高平滑面）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、１４６秒／ｍｌである。
【００５６】
さらにまた、実施例７では、通気材として王子製紙株式会社製の両面剥離紙（１００ＧＶＷ、低平滑面）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、６６秒／ｍｌである。
【００５７】
また、実施例８では、通気材として実施例７と同一の両面剥離紙（１００ＧＶＷ、低平滑面）を用いる一方で、剥離用フィルムを介在させなかった。
【００５８】
これに対して、比較例１では、通気材としてカイト化学工業株式会社製の剥離紙（ＳＬ−８０ＫＣＺＡ）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、２２０秒／ｍｌである。
【００５９】
また、比較例２では、通気材としてリンテック株式会社製の剥離紙（ＥＮ７８Ｐ）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、１９５秒／ｍｌである。
【００６０】
さらに、比較例３では、通気材を介在させずに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）のみを介在させた。
【００６１】
このような通気材及び剥離用フィルムの組み合わせのもとに、ステンレス鋼からなる１５０℃に設定された２枚のプレス板を用いて、磁性シートを２．０ＭＰａで１０分間圧縮し、約２５０μｍの最終製造物としての磁性シートを得た。そして、圧縮後の磁性シートを８５℃に設定されたオーブン内に２４時間安置し、エージング前後における磁性シートの厚みの変化を測定した。判定評価としては、磁性シートの厚み戻り率が１．０％以下であるものを"◎"とし、１．０％よりも大きく３．０％以下であるものを"○"とし、３．０％よりも大きく５．０％以下であるものを"△"とし、５．０％よりも大きいものを"×"とした。なお、エージング前後における磁性シートの厚み戻り率は、５．０％以下が製品として求められる基準である。この結果を次表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
上表２から明らかなように、実施例１〜実施例８における磁性シートは、いずれも厚み戻り率が５．０％以下となり、製品として求められる基準を満たす結果が得られるものとなった。一方、比較例１〜比較例３における磁性シートは、いずれも厚み戻り率が５．０％よりも大きくなってしまい、所望の品質を得ることができないものであった。
【００６４】
これらの結果から、本発明にて提案した製造方法は、極めて有効であることがわかる。なお、これら実施例１〜８、及び比較例１〜３においては、扁平な軟磁性粉末としてＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金粉末を用いるとともに、バインダーとしてポリエステル系樹脂を用いたが、これら以外の軟磁性粉末と樹脂との組み合わせでも、同様の結果が得られることは容易に推察される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態として示す磁性シートの製造方法における圧縮工程の様子を説明する側面図である。
【図２】本発明の実施の形態として示す磁性シートの製造方法における他の圧縮工程の様子を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 磁性シート
２０，２１ プレス板
３０，３１ 通気材
４０，４１ 剥離用フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波ノイズを抑制するＩＣカードやＩＣタグ等に用いて好適な磁性シートの製造方法、及びこの製造方法によって製造された磁性シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）と称される個体管理を行うシステムが各種業界で導入されつつある。このＲＦＩＤシステムは、トランスポンダと称される各種データを読み出し及び／又は書き込み可能に記憶するとともに通信機能を有する小型の非接触型集積回路（Integrated Circuit；以下、ＩＣという。）デバイスと所定のリーダ／ライタとの間で無線通信を行うことにより、トランスポンダに対して非接触でデータの読み出し及び／又は書き込みを行う技術である。具体的には、ＲＦＩＤシステムにおいては、電磁誘導の原理に基づいて、リーダ／ライタ側のループアンテナから磁束が放出されるのに応じて、放出された磁束が誘導結合によってトランスポンダ側のループアンテナと磁気的結合し、トランスポンダとリーダ／ライタとの間で通信が行われる。このＲＦＩＤシステムは、例えば、トランスポンダをＩＣタグとして構成し、このＩＣタグを商品に取り付けることによって生産・物流管理を行う用途の他、トランスポンダをＩＣカードとして構成し、交通機関の料金徴収や建物への入退室に用いる身分証明書、さらには電子マネーといった様々な用途への適用が期待されている。
【０００３】
このようなＲＦＩＤシステムは、従来の接触型ＩＣカードシステムのように、リーダ／ライタに対してＩＣカードを装填したり、金属接点を接触させたりする手間が省け、簡易且つ高速にデータの書き込みや読み出しを行うことができる。また、ＲＦＩＤシステムは、電磁誘導によってリーダ／ライタからトランスポンダに対して必要な電力の供給が行われるため、トランスポンダ内に電池等の電源を内蔵する必要がなく、簡易な構成且つ低価格で信頼性の高いトランスポンダを提供することができるという利点も有する。
【０００４】
ただし、ＲＦＩＤシステムにおいては、トランスポンダの周囲に他の金属体がある場合には、その影響を受けて通信に支障が生じる場合がある。電磁誘導方式においては、金属体が周囲に存在すると、その影響を受けてインダクタンスが変化することによる共振周波数のずれや磁束変化等が生じ、電力確保ができなくなるためである。したがって、ＲＦＩＤシステムにおいては、トランスポンダとリーダ／ライタとの十分な通信可能範囲を確保するために、ある程度の磁界強度を持った電磁場を放射することができるループアンテナをトランスポンダ側に設ける必要がある。
【０００５】
この場合、空間配置以外の方法によって金属体によるループアンテナへの影響を低減するためには、例えば磁性材料を用いることが有効であり、これによって金属体による影響を低減し、通信距離を大きくすることができる。また、近年の通信機器や電子機器においては、クロック周波数が高周波数化するのにともない、ノイズ電磁波の放射頻度が高まり、外部又は内部干渉による機器それ自体の誤動作や周辺機器への悪影響等が発生しているが、このような電磁波障害の発生を防止するためにも磁性材料が有効である。このような状況から、例えば適量の軟磁性粉末をゴムやプラスチックス等の結合剤に分散・混合してなる各種の複合磁性シート（軟磁性シート）が提案されている。
【０００６】
このような磁性シートを製造するにあたっては、通常、軟磁性粉末と高分子結合剤（バインダー）と溶媒とを混合して磁性塗料を作製し、これをコーターを用いて剥離用ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に塗布することによって１層分の磁性シートを形成した上で、剥離用ＰＥＴ上に形成された磁性シートを剥離して複数枚積層する。そして、磁性シートを製造するにあたっては、積層した複数枚の磁性シートをラミネーターや熱プレス機を用いて圧縮することにより、最終製造物としての磁性シートを製造していた。ここで、磁性シートを圧縮するのは、軟磁性粉末の充填率を上げて磁気特性（透磁率）を向上させるためであるが、磁性シートを製造するにあたっては、圧縮によって厚みが減少した磁性シートが経時にともない膨張してしまうのを低減するために、熱硬化性のバインダーを用いることが有効である。
【０００７】
なお、このような複数枚のシート状部材を積層する際に圧縮する技術としては、例えば特許文献１等がある。また、かかる圧縮を行う際には、通常、プレス対象物としてのシート状部材の全面に均等な圧力を加えたり、容易な離型を実現したりするために、シート状部材とプレス板との間に所定のクッション材や離型フィルムを介在させるが、かかるクッション材や離型フィルムに関する技術としては、例えば特許文献２乃至特許文献４等が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２４８２２２号公報
【特許文献２】特開２０００−５２３６９号公報
【特許文献３】特開２００３−１０３５５２号公報
【特許文献４】特開２００６−１２０８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の磁性シートの製造方法においては、磁性シートを積層するのにともない、重なり合う磁性シートと磁性シートとの間に空気を巻き込む事態を頻繁に生じていた。ここで、軟磁性粉末が高充填されたバインダーの架橋を完了させるためには、所定時間、磁性シートに熱と圧力とを加えておく必要がある。そのため、かかる製造方法によって製造される磁性シートは、磁性シートと磁性シートとの間に巻き込んだ空気や、反応にともなって発生するアウトガスが、圧縮工程後も当該磁性シート内に残留すると、高温環境下又は高温高湿環境下でのエージングによって厚みが厚くなる方向に変化してしまい、サイズ不良や磁気特性（透磁率）の経時変化を招来するという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、圧縮工程の際に磁性シート内に存在する空気やアウトガスを確実に排出してエージングによる厚みの変化を低減し、極めて高品質の磁性シートを製造することができる磁性シートの製造方法、及びこの製造方法によって製造された磁性シート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】
【００１１】
本願発明者は、磁性シートを製造する際の圧縮工程に関して鋭意研究を重ねた結果、磁性シート内に存在する空気やアウトガスを確実に排出することができる技術を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、上述した目的を達成する本発明にかかる磁性シートの製造方法は、少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて磁性シートを形成するシート形成工程と、上記シート形成工程にて形成された上記磁性シートを所定のプレス板を用いて押圧して圧縮する圧縮工程とを備え、上記圧縮工程では、少なくとも上記プレス板と上記磁性シートの片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材を介在させることを特徴としている。
【００１３】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる磁性シートは、少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて形成されたシートを所定のプレス板を用いて押圧して圧縮して製造される磁性シートであって、少なくとも上記プレス板と上記シートの片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材を介在させた状態で当該シートを圧縮して製造されたことを特徴としている。
【００１４】
このような本発明においては、通気材を介在させた圧縮を行うことにより、プレス板による押圧時に、磁性シート内に存在する空気やアウトガスを迅速に排出しやすい状況を作り出すことができることから、これら空気やアウトガスを確実に排出することが可能となる。したがって、本発明においては、エージングによる磁性シートの厚みの変化を低減することができ、また、磁性シート内に存在する空気やアウトガスの量が少なくなることから、高い圧力で圧縮した場合であっても、空気やアウトガスが噴出した跡が残らず良好な外観を維持しつつ、透磁率が大きい磁性シートを製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エージングによる厚みの変化を低減し、外観及び磁気特性がともに良好な極めて高品質の磁性シートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
この実施の形態は、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムにおいて用いられるＩＣ（Integrated Circuit）カードやＩＣタグ等に用いて好適な磁性シートの製造方法である。特に、この磁性シートの製造方法は、磁性シートを圧縮する際に、磁性シートとプレス板との間に所定条件を満たす通気材を介在させることにより、磁性シート内に存在する空気やアウトガスを確実に排出してエージングによる厚みの変化を低減することができるものである。
【００１８】
まず、磁性シートを製造するにあたっては、少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤（バインダー）とを混合して磁性塗料を作製し、その磁性塗料を所定の基材上に塗布した後に乾燥させ、磁性シートを形成する。
【００１９】
ここで、磁性材料としては、扁平な軟磁性粉末が望ましい。かかる扁平な軟磁性粉末を構成する磁性材料としては、任意の軟磁性材料を用いることができるが、例えば、磁性ステンレス（Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ系合金）、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）、ケイ素銅（Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金）、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ（−Ｃｕ−Ｎｂ）系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金等が好適である。これらの軟磁性材料からなる軟磁性粉末を用いて作製した磁性シートは、軟磁性粉末が軟磁気特性に優れることから、ＲＦＩＤシステムの用途や電波吸収体として好適に用いることができる。
【００２０】
また、軟磁性粉末としては、扁平な形状の軟磁性粉末を用いるが、長径が１〜２００μｍであり、扁平度が１０〜５０のものを用いるのが望ましい。扁平な軟磁性粉末の大きさを揃えるためには、必要に応じて、ふるい等を使用して分級すればよい。
【００２１】
さらに、軟磁性粉末としては、例えばシランカップリング剤等のカップリング剤を用いてカップリング処理した軟磁性粉末を用いるようにしてもよい。カップリング処理した軟磁性粉末を用いることにより、扁平な軟磁性粉末と高分子結合剤界面との補強効果を高め、比重や耐食性を向上させることができる。カップリング剤としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等を用いることができる。なお、カップリング処理は、予め軟磁性粉末に対して施しておいてもよいし、軟磁性粉末とバインダーとを混合する際に同時に混合し、その結果、カップリング処理が行われるようにしてもよい。
【００２２】
一方、バインダー（高分子結合剤）としては、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、アクリル系樹脂、合成ゴム系樹脂、天然ゴム系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂等、さらにはこれらの共重合体を用いることができる。特に、バインダーとしては、加工性が良好で、扁平な軟磁性粉末を高密度に配向させることが可能な樹脂であるポリエステル系樹脂を用いることができる。バインダーとして用いるポリエステル系樹脂として、リン酸残基を有するリン内添ポリエステル系樹脂を用いてもよい。磁性シートは、このリン内添ポリエステル系樹脂を用いることにより、難燃性が付与されたものとすることができる。
【００２３】
リン内添ポリエステル系樹脂は、上述したように、分子中にリン酸残基を有するものであり、その具体例としては、例えばリン変性飽和ポリエステル共重合体を挙げることができる。リン変性飽和ポリエステル共重合体は、飽和共重合ポリエステルの主骨格にリン成分が導入されているものであり、ポリエステル成分とリン成分とを共重合させることによって得られる。ここでポリエステル成分としては、エチレングリコールとテレフタル酸、ナフタレンカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸又はイソフタル酸とから形成される高分子化合物や、１，４−ブタンジオールとテレフタル酸、アジピン酸又はセバシン酸とから形成される高分子化合物や、１，６−ヘキサンジオールとアジピン酸、セバシン酸又はイソフタル酸とから形成される高分子化合物等を使用することができる。また、リン成分としては、ホスフォネート型ポリオール、ホスフェート型ポリオール、ビニルホスフォネート、アリルホスフォネート等を使用することができる。このように主骨格にリン成分を導入したポリエステル共重合体は、単にポリエステルにリン成分を混合分散させたものよりも高い難燃性を呈する。
【００２４】
リン内添ポリエステル系樹脂のリン含有率は、ポリエステル系樹脂の主骨格の種類、リン成分（リン酸残基）の種類、磁性シートを構成するその他の成分の種類に応じて、所定の難燃性を満足するように定めることができるが、リン含有率は０．５重量％〜４．０重量％である。リン含有率を０．５重量％未満であると難燃性が低く、難燃剤を多量に添加しなければ、十分な難燃性を得ることができない。また、４．０重量％を超えるとポリエステル系樹脂の分子量を大きくすることができなくなるため、機械的強度が低下してしまうことになる。
【００２５】
また、リン内添ポリエステル系樹脂の数平均分子量は、８０００〜５００００であることが望ましい。数平均分子量が８０００未満では、得られる磁性シートの機械的強度が不十分となる場合がある。一方、数平均分子量が５００００より大きい場合には、得られる磁性シートが硬くなるため、所望の可撓性を得ることができない。そして、リン内添ポリエステル系樹脂のガラス転移温度は、−２０℃〜４０℃であることが望ましい。ガラス転移温度が−２０℃以下になると高温下で弾性率が低下し、高温環境下又は高温高湿環境下において、軟磁性粉末同士の接着力が低下する。また、ガラス転移温度が４０℃を超えると、室温での磁性シートの硬さが硬くなる。
【００２６】
磁性シートを製造するにあたっては、このような軟磁性粉末と溶媒に溶解したバインダーとを混合して磁性塗料を作製する。ここで、磁性塗料には、バインダーであるポリエステル系樹脂に相溶せずに、ポリエステル系樹脂に分散される分散粒子を添加するようにしてもよい。磁性シートは、この分散粒子により、表面が平滑となり、後の工程で圧縮する際にポリエステル系樹脂中の空気やアウトガスの噴出跡が残らないような良好な外観とすることができる。ここで、分散粒子は、絶縁性のものが望ましい。さらに、分散粒子が難燃剤であれば磁性シートに難燃性を付与することができる。
【００２７】
難燃剤としては、任意のものを使用できるが、例えば亜鉛系難燃剤、窒素系難燃剤又は水酸化物系難燃剤が挙げられる。さらに、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等も挙げることができる。亜鉛系難燃剤としては、炭酸亜鉛、酸化亜鉛又はホウ酸亜鉛等が挙げられ、中でも炭酸亜鉛が望ましい。窒素系難燃剤としては、例えばメラミン（シアヌル酸トリアミド）、アムメリン（シアヌル酸ジアミド）、アムメリド（シアヌル酸モノアミド）、メラム、メラミンシアヌレート、ベンゾグアナミン等のメラミン誘導体を用いることができる。なお、ポリエステル系樹脂への分散性、混合性の観点から、メラミンシアヌレートを用いることが望ましい。また、難燃剤の代わりに、カーボンブラック、酸化チタン、窒化ホウ素窒化アルミニウム、アルミナ等を添加してもよい。
【００２８】
分散粒子は、ポリエステル系樹脂の重量に対してその重量が７／１３以下であることが望ましい。ポリエステル系樹脂に相溶せずに分散する分散粒子を添加する重量がポリエステル系樹脂の重量に対して７／１３以下であれば、良好な磁気特性を有したまま、高温環境下又は高温高湿環境下での磁性シートの厚みが変化するという寸法変化を抑制することができ、良好な加工性を得ることができる。一方、ポリエステル系樹脂に対して分散粒子の重量を７／１３より多くの量を添加すると、高温環境下又は高温高湿環境下での磁性シートの厚みの寸法変化は抑制できるが、加工性が低下してしまうことになる。
【００２９】
また、ポリエステル系樹脂に相溶せずに分散する分散粒子の粒径は、０．０１μｍ〜１５μｍであることが望ましい。分散粒子の粒径が０．０１μｍ未満であれば、磁性シートの厚みの変化を抑制する効果が得られない。また、分散粒子の粒径が１５μｍ以上であれば、磁気特性が低下することになる。
【００３０】
磁性シートは、後の工程で圧縮する際に樹脂内の空気やアウトガスを排出してその比重を大きくするが、通常、圧縮によって空気やアウトガスの抜け道が制限されてしまう。また、多量に配合される軟磁性粉末が重なり、極めて薄い隙間までバインダーが行き渡らず、必然的に空隙が残ってしまう。これに対して、分散粒子を添加した磁性シートは、平滑に形成されるため、当該磁性シート内に含まれる空気量やアウトガス量を少なくすることができ、比重を大きくすることができる。すなわち、磁性シートは、良好な磁性特性を得ることができるものとなる。また、磁性シートにおいては、圧縮によって比重を大きくすると、内部に含まれる空気量やアウトガス量が少なくなるため、難燃性をさらに向上させることができる。
【００３１】
また、磁性シートは、軟磁性粉末とバインダーとしてのポリエステル系樹脂との他に、架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、例えばブロックイソシアネートが挙げられる。ブロックイソシアネートは、イソシアネート基（−ＮＣＯ）が室温で反応しないように加熱によって解離（脱保護）できる保護基で保護されたイソシアネート化合物である。このブロックイソシアネートは、室温ではポリエステル系樹脂を架橋しないが、保護基の解離温度以上に加熱されることにより、保護基が解離し、イソシアネート基が活性化し、ポリエステル系樹脂が架橋される。
【００３２】
なお、ブロックイソシアネートとしては、保護基の解離温度が１２０℃〜１６０℃の範囲のものを使用することが望ましい。この解離温度を１２０℃よりも高くすることで、基材上に塗布される磁性塗料の粘度を調整するために使用するメチルエチルケトンやトルエンを蒸発させ、形成される磁性シートを乾燥させることができる。一方、解離温度が１２０℃よりも低い温度である場合には、磁性塗料を基材上に塗布して、メチルエチルケトンやトルエンの沸点以上の温度で乾燥させるときに、ブロックイソシアネートの保護基が解離されてポリエステル系樹脂の架橋が進行してしまうおそれがある。また、基材に使用するフィルムの耐熱温度が１６０℃以下であるため、解離温度は１６０℃以下であることが望ましい。ポリエステル系樹脂を架橋する反応は、室温でもゆっくり進行するため、加熱終了後に全体を室温まで冷却し、長時間放置することにより、ポリエステル系樹脂が完全に架橋し、バインダーが完全に硬化することになる。
【００３３】
また、ブロックイソシアネートは、バインダーであるポリエステル系樹脂に対して０．５重量％以上配合することが望ましい。これによって十分な効果を得ることができる。ブロックイソシアネートの配合量が０．５重量％未満であると、架橋が不十分となり、高温環境下又は高湿環境下において、厚みの変化が大きくなってしまうおそれがある。
【００３４】
さらに、保護されていないイソシアネートを用いた場合には、磁性塗料を基材上に塗布して溶剤を乾燥してシート化する際に、ポリエステル系樹脂の架橋が進行してしまうため、圧縮しても良好な磁気特性を得ることができない。また、硬化が進んだものを圧縮するため、厚みが厚くなるような変化が大きくなる。
【００３５】
ここで、扁平な軟磁性粉末をバインダーとしてのポリエステル系樹脂と混合し、高密度に充填することは容易なことではない。扁平な軟磁性粉末をバインダーと混合する場合には、混合中の負荷によって扁平な軟磁性粉末が粉砕されて小さくなったり、大きな歪みを受けて透磁率μ'を低下させたりする原因となるからである。そのため、扁平な軟磁性粉末とバインダーの混合には、溶媒に溶解させた高分子結合剤を使用し、極力扁平な軟磁性粉末に負荷を与えないように混合して磁性塗料とし、これを基材に塗布して磁性シートを製造することが望ましい。
【００３６】
本発明の実施の形態として示す磁性シートの製造方法においては、このような磁性塗料を作製し、これをコーターやドクターブレード法等を適用して所定の基材上に所望の厚みをもって塗布した後に乾燥させ、磁性シートを形成する。
【００３７】
基材としては、フィルム状のものを用いることができ、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリプロピレノキサイドフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアミドフィルム等を挙げることができる。また、その厚みは適宜選択することができ、例えば数μｍ〜数百μｍとすることができる。さらに、磁性シート形成面には、離型剤が塗布されていることが望ましい。
【００３８】
ここで、磁性塗料の塗布時には、磁場を加えることにより、扁平な軟磁性粉末を面内方向に配向、配列させる効果が得られ、軟磁性粉末を高密度に充填することが可能となる。なお、乾燥は、溶剤の含有量が１％以下となる程度に行うのが望ましい。溶剤の含有量が１％以上ある場合には、乾燥した磁性シートを基材から剥離する際に、伸びたり、ちぎれたりする可能性があり、また、揮発した溶剤が磁性シート表面に膨れとなって現れるためである。また、塗布後の乾燥温度は、架橋剤が含有されている場合には、その架橋剤の架橋開始温度よりも低いものとする。
【００３９】
さらに、配向を容易に行うためにも、バインダーとしての樹脂は流動性の高いものにすることが望ましく、バインダーを溶媒に溶解させ、所定の粘度の磁性塗料とすることが望ましい。磁性塗料の粘度の調整には、各種溶媒を用いることができ、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等を用いることができる。
【００４０】
磁性塗料の粘度は、コーターやドクターブレード法等を用いて塗布できるように調節すればよいが、あまり粘度を小さくしすぎるとバインダー成分が多くなるために、シート化した際に比重が小さくなってしまうという問題がある。固形分は、５０％〜７０％の範囲とすることが望ましい。固形分が７０％以上で粘度が大きい場合には、塗布できなかったり、塗布する際にシートに筋が入ったりするという不都合が生ずる可能性がある。固形分を５０％以下にすると、磁性塗料を基材上に塗布する際に基材上の離型剤ではじき等の問題が生じる。
【００４１】
そして、磁性シートの製造方法においては、このようにして磁性シートを形成すると、その比重を向上させるために、乾燥した磁性シートを圧縮する。このとき、この製造方法においては、架橋剤が含有されている場合には、乾燥して形成した磁性シートをバインダーのガラス転移温度以上且つバインダーと架橋剤との反応開始未満で圧縮し、さらに、バインダーと架橋剤との反応開始温度以上で圧縮するのが望ましい。
【００４２】
さて、かかる圧縮工程は、例えば図１に示すように、磁性シート１０と当該磁性シート１０を両面から挟持して押圧する例えばステンレス鋼からなる２枚のプレス板２０，２１との間に、所定条件を満たす通気材３０，３１を介在させて行われる。なお、同図においては、磁性シート１０の両面とプレス板２０，２１のそれぞれとの間に通気材３０，３１を介在させている様子を示しているが、かかる通気材は、２枚のプレス板２０，２１のうち少なくとも１枚のプレス板と磁性シート１０の片面との間に介在させればよい。すなわち、圧縮工程においては、通気材３０，３１のいずれか１つを用いればよい。
【００４３】
ここで、通気材３０，３１としては、いわゆるベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である紙や布等のシート状部材が用いられる。ベック平滑度とは、紙や布等のシート状部材の凹凸を有する表面を、ある特定量の空気が通過するのに要する時間として定義されるパラメータである。すなわち、通気材３０，３１の所定条件とは、１ｍｌの空気が当該通気材３０，３１の表面を通過するのに要する時間が１５０秒以下であることである。圧縮工程においては、このように表面を空気が速く通過するような通気材３０，３１を用いることにより、プレス板２０，２１による押圧時に、磁性シート１０内に存在する空気やアウトガスを迅速に排出しやすい状況を作り出すことができることから、これら空気やアウトガスを確実に排出することが可能となる。なお、通気材３０，３１の厚みについては、特に制限はなく、使用する素材によって任意の値をとり得るが、現実的には５０μｍ〜３００μｍ程度が望ましい。
【００４４】
また、通気材３０，３１としては、少なくともその片面に離型処理を施すのが望ましい。そして、圧縮工程においては、離型処理が施された通気材３０，３１の離型面が磁性シート１０の側となるようにセットすることにより、圧縮後に磁性シート１０を容易に離型することが可能となる。また、圧縮工程においては、離型処理を施していない通気材３０，３１を用いる場合には、例えば図２に示すように、磁性シート１０と通気材３０，３１との間に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる剥離用フィルム４０，４１を介在させることによっても、圧縮後に磁性シート１０を容易に離型することが可能となる。なお、この場合、通気材３０，３１による通気性を阻害しないように、剥離用フィルム４０，４１の厚みが５０μｍ以下であるのが望ましい。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施の形態として示した磁性シートの製造方法においては、少なくとも１枚のプレス板と磁性シートの片面との間に、所定条件を満たす通気材を介在させて圧縮することにより、磁性シート内に存在する空気やアウトガスを確実に排出することが可能となる。したがって、この製造方法においては、エージングによる磁性シートの厚みの変化を低減することができ、また、磁性シート内に存在する空気やアウトガスの量が少なくなることから、高い圧力で圧縮した場合であっても、空気やアウトガスが噴出した跡が残らず良好な外観を維持しつつ、透磁率が大きい磁性シートを製造することができる。
【００４６】
［実施例］
本願発明者は、実際に磁性シートを製造し、エージング前後における磁性シートの厚みの変化を測定した。
【００４７】
磁性シートの組成は、以下の通りである。
Ｐ／Ｂ比＝５．０
磁性材料：粒径（Ｄ５０）が２０μｍのＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金粉末からなる扁平形状の軟磁性粉末
バインダー：ポリエステル系樹脂（バイロン３００；東洋紡績株式会社製）と架橋剤としてのブロックイソシアネート（コロネート２５０７；日本ポリウレタン工業株式会社製）とを重量比で９７：３の割合で混合したポリエステル系樹脂
【００４８】
このような組成材料を用いた磁性塗料を１２０μｍの厚みで塗布することによって作製したシートを４層積層し、これを８０℃に設定されたラミネーターを用いて貼り合わせ、厚みが約３００μｍの磁性シートを形成した。そして、この磁性シートを先に図２に示したような配置でセットした状態で圧縮した。このとき用いた通気材及び剥離用フィルムの組み合わせは、次表１に示すとおりである。
【００４９】
【表１】
【００５０】
具体的には、実施例１では、通気材として王子製紙株式会社製の上質紙（ＯＫプリンス上質７０）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、６．２秒／ｍｌである。
【００５１】
また、実施例２では、通気材として東洋ファイバー株式会社製のクッション紙（ＴＦ１９０）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、１．７秒／ｍｌである。
【００５２】
さらに、実施例３では、通気材として東京スクリーン株式会社製のナイロンメッシュ（Ｎ−ＮＯ．１１０Ｓ）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、０．１秒／ｍｌ未満である。
【００５３】
さらにまた、実施例４では、通気材として日本規格協会で定められている綿布（かなきん３号）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、０．１秒／ｍｌ未満である。
【００５４】
また、実施例５では、通気材として大福製紙株式会社製の粘着材用原紙（ＳＯ原紙１８Ｇ）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、０．１秒／ｍｌ未満である。
【００５５】
さらに、実施例６では、通気材として王子製紙株式会社製の両面剥離紙（１００ＧＶＷ、高平滑面）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、１４６秒／ｍｌである。
【００５６】
さらにまた、実施例７では、通気材として王子製紙株式会社製の両面剥離紙（１００ＧＶＷ、低平滑面）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、６６秒／ｍｌである。
【００５７】
また、実施例８では、通気材として実施例７と同一の両面剥離紙（１００ＧＶＷ、低平滑面）を用いる一方で、剥離用フィルムを介在させなかった。
【００５８】
これに対して、比較例１では、通気材としてカイト化学工業株式会社製の剥離紙（ＳＬ−８０ＫＣＺＡ）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、２２０秒／ｍｌである。
【００５９】
また、比較例２では、通気材としてリンテック株式会社製の剥離紙（ＥＮ７８Ｐ）を用いるとともに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）を用いた。このときの通気材のベック平滑度は、１９５秒／ｍｌである。
【００６０】
さらに、比較例３では、通気材を介在させずに、剥離用フィルムとしてリンテック株式会社製のＰＥＴフィルム（ＰＥＴ３８ＧＳ、厚み３８μｍ）のみを介在させた。
【００６１】
このような通気材及び剥離用フィルムの組み合わせのもとに、ステンレス鋼からなる１５０℃に設定された２枚のプレス板を用いて、磁性シートを２．０ＭＰａで１０分間圧縮し、約２５０μｍの最終製造物としての磁性シートを得た。そして、圧縮後の磁性シートを８５℃に設定されたオーブン内に２４時間安置し、エージング前後における磁性シートの厚みの変化を測定した。判定評価としては、磁性シートの厚み戻り率が１．０％以下であるものを"◎"とし、１．０％よりも大きく３．０％以下であるものを"○"とし、３．０％よりも大きく５．０％以下であるものを"△"とし、５．０％よりも大きいものを"×"とした。なお、エージング前後における磁性シートの厚み戻り率は、５．０％以下が製品として求められる基準である。この結果を次表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
上表２から明らかなように、実施例１〜実施例８における磁性シートは、いずれも厚み戻り率が５．０％以下となり、製品として求められる基準を満たす結果が得られるものとなった。一方、比較例１〜比較例３における磁性シートは、いずれも厚み戻り率が５．０％よりも大きくなってしまい、所望の品質を得ることができないものであった。
【００６４】
これらの結果から、本発明にて提案した製造方法は、極めて有効であることがわかる。なお、これら実施例１〜８、及び比較例１〜３においては、扁平な軟磁性粉末としてＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金粉末を用いるとともに、バインダーとしてポリエステル系樹脂を用いたが、これら以外の軟磁性粉末と樹脂との組み合わせでも、同様の結果が得られることは容易に推察される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態として示す磁性シートの製造方法における圧縮工程の様子を説明する側面図である。
【図２】本発明の実施の形態として示す磁性シートの製造方法における他の圧縮工程の様子を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 磁性シート
２０，２１ プレス板
３０，３１ 通気材
４０，４１ 剥離用フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて磁性シートを形成するシート形成工程と、
上記シート形成工程にて形成された上記磁性シートを所定のプレス板を用いて押圧して圧縮する圧縮工程とを備え、
上記圧縮工程では、少なくとも上記プレス板と上記磁性シートの片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材を介在させること
を特徴とする磁性シートの製造方法。
【請求項２】
上記通気材は、少なくともその片面に離型処理が施されたものであり、
上記圧縮工程では、上記離型処理が施された上記通気材の離型面が上記磁性シートの側となるように、少なくとも上記プレス板と上記磁性シートの片面との間に、上記通気材を介在させること
を特徴とする請求項１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項３】
上記圧縮工程では、上記磁性シートと上記通気材との間に、所定の剥離用フィルムを介在させること
を特徴とする請求項１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項４】
上記剥離用フィルムは、５０μｍ以下の厚みを有するものであること
を特徴とする請求項３記載の磁性シートの製造方法。
【請求項５】
上記圧縮工程では、上記磁性シートと当該磁性シートを両面から挟持して押圧する２枚の上記プレス板のそれぞれとの間に上記通気材を介在させること
を特徴とする請求項１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項６】
上記磁性材料は、扁平な軟磁性粉末であること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項記載の磁性シートの製造方法。
【請求項７】
上記磁性塗料には、上記高分子結合剤に分散するように添加された分散粒子が含有されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項記載の磁性シートの製造方法。
【請求項８】
上記分散粒子は、難燃剤であること
を特徴とする請求項７記載の磁性シートの製造方法。
【請求項９】
少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて形成されたシートを所定のプレス板を用いて押圧して圧縮して製造される磁性シートであって、
少なくとも上記プレス板と上記シートの片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材を介在させた状態で当該シートを圧縮して製造されたこと
を特徴とする磁性シート。
【請求項１】
少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて磁性シートを形成するシート形成工程と、
上記シート形成工程にて形成された上記磁性シートを所定のプレス板を用いて押圧して圧縮する圧縮工程とを備え、
上記圧縮工程では、少なくとも上記プレス板と上記磁性シートの片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材を介在させること
を特徴とする磁性シートの製造方法。
【請求項２】
上記通気材は、少なくともその片面に離型処理が施されたものであり、
上記圧縮工程では、上記離型処理が施された上記通気材の離型面が上記磁性シートの側となるように、少なくとも上記プレス板と上記磁性シートの片面との間に、上記通気材を介在させること
を特徴とする請求項１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項３】
上記圧縮工程では、上記磁性シートと上記通気材との間に、所定の剥離用フィルムを介在させること
を特徴とする請求項１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項４】
上記剥離用フィルムは、５０μｍ以下の厚みを有するものであること
を特徴とする請求項３記載の磁性シートの製造方法。
【請求項５】
上記圧縮工程では、上記磁性シートと当該磁性シートを両面から挟持して押圧する２枚の上記プレス板のそれぞれとの間に上記通気材を介在させること
を特徴とする請求項１記載の磁性シートの製造方法。
【請求項６】
上記磁性材料は、扁平な軟磁性粉末であること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項記載の磁性シートの製造方法。
【請求項７】
上記磁性塗料には、上記高分子結合剤に分散するように添加された分散粒子が含有されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項記載の磁性シートの製造方法。
【請求項８】
上記分散粒子は、難燃剤であること
を特徴とする請求項７記載の磁性シートの製造方法。
【請求項９】
少なくとも磁性材料と溶媒に溶解した高分子結合剤とを混合して作製された磁性塗料を用いて形成されたシートを所定のプレス板を用いて押圧して圧縮して製造される磁性シートであって、
少なくとも上記プレス板と上記シートの片面との間に、ベック平滑度が１５０秒／ｍｌ以下である通気材を介在させた状態で当該シートを圧縮して製造されたこと
を特徴とする磁性シート。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１８３７７９（Ｐ２００８−１８３７７９Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８４７５（Ｐ２００７−１８４７５）
【出願日】平成１９年１月２９日（２００７．１．２９）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２９日（２００７．１．２９）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]