軟磁性シート
【課題】 本発明の課題は、加工性の良いポリエステル樹脂を使用し、高圧縮により空気が吹き出た跡が残らないような良好な外観の軟磁性シートを提供することにある。
【解決手段】 本発明は、添加されたポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子によって、表面が平滑な軟磁性シートが形成される。表面が平滑であるため、積層して圧縮する際、空気を巻き込む量が少なくなる。これにより、比重を大きくするために大きな圧力で圧縮した場合であっても、空気が吹き出た跡が残らず良好な外観が得られる。そして、高圧縮することで軟磁性粉末を密に充填することができ、良好な磁気特性の軟磁性シートが得られる。
【解決手段】 本発明は、添加されたポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子によって、表面が平滑な軟磁性シートが形成される。表面が平滑であるため、積層して圧縮する際、空気を巻き込む量が少なくなる。これにより、比重を大きくするために大きな圧力で圧縮した場合であっても、空気が吹き出た跡が残らず良好な外観が得られる。そして、高圧縮することで軟磁性粉末を密に充填することができ、良好な磁気特性の軟磁性シートが得られる。
【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軟磁性シートに関するものであり、特に、難燃性を有するポリエステル樹脂を用いた新規な軟磁性シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道の自動改札機や、建物への入退室におけるセキュリティシステム、電子マネーシステム等の分野においては、非接触式のＩＣカードやＩＣタグ等を用いた、いわゆるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システム等が導入され始めている。このＲＦＩＤシステムは非接触式ＩＣカードと、このＩＣカードに対してデータの書き込みや読み出しを行うリーダライタとから構成されている。前記ＲＦＩＤシステムでは、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と、放射された磁束が誘導結合によってＩＣカード側のループアンテナと磁気的結合し、ＩＣカードとリーダライタとの間で通信が行われる。
【０００３】
前述のようなＲＦＩＤシステムでは、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、前記ＲＦＩＤシステムでは、電磁誘導によりリーダライタからＩＣカードに対して必要な電力の供給が行われるため、ＩＣカード内に電池等の電源を内蔵する必要がなく、構成を簡素化でき低価格で信頼性の高いＩＣカードを提供することができる。
【０００４】
ただし、例えばＩＣカードに搭載される通信周波数１３．５６ＭＨｚのＩＣタグが金属の周辺にあると、その影響を受けて通信がうまくいかない場合がある。電磁誘導方式で通信する１３．５６ＭＨｚでは、金属が近くにあ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、磁束変化等から、電力確保ができなくなるからである。したがって、上述したＲＦＩＤシステムでは、ＩＣカードとリーダライタとの十分な通信可能な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のできるループアンテナをＩＣカード側に設ける必要がある。
【０００５】
この場合、空間配置以外の方法で金属筐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への影響を低減し、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では、クロック周波数の高周波数化の進行に伴ってノイズ電磁波の放射頻度が高まり、外部また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・混合して成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】
このような軟磁性シートは、ポリエステル系樹脂を用いると加工性が良好となることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。そして、軟磁性シートの加工性がよくなることで、軟磁性粉末を密に充填することができ、比重を大きくすることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２１２０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のようなポリエステル樹脂に軟磁性粉末を加えただけの軟磁性シートは、圧縮時に樹脂内から吹き出た空気の跡が残ってしまうため、外観が悪くなるという問題点を有している。また、空気が吹き出ないようにしようとすると、高圧縮することができないため、比重を大きくすることができない。
【０００９】
そこで、本発明は上記実情に鑑み、加工性の良いポリエステル樹脂を使用し、高圧縮により空気が吹き出た跡が残らないような良好な外観の軟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】
【００１０】
前述の目的を達成するために、本発明の軟磁性シートは、少なくともポリエステル樹脂と、扁平な軟磁性粉末と、前記ポリエステル樹脂に分散するように添加された分散粒子とを含有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の軟磁性シートにおいては、添加されたポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子によって、基材に塗布して製造される際に、基材でのはじきを少なくすることができ、表面平滑性を向上させることができる。そして、積層時にシート内に巻き込む空気を少なくすることができる。したがって、比重を大きくするために大きな圧力で圧縮した場合であっても、表面が平滑なシートが積層されており、巻き込む空気の量が少なく、空気が吹き出た跡が残らない良好な外観が得られる。
【００１２】
また、本発明は、ポリエステル樹脂としてリン内添ポリエステルを使用することで好適となる。さらに、分散粒子として難燃剤であるメラミンシアヌレートを使用することで好適となる。本発明の軟磁性シートでは、地球環境保護に対する配慮から、難燃剤としてハロゲン系難燃剤を使用していないにもかかわらず、このリン内添ポリエステル樹脂と少量のメラミンシアヌレートを使用することで、例えばＵＬ９４のＶ−０相当の難燃性を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の軟磁性シートでは、添加されたポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子によって、基材に塗布して製造される際に、表面平滑性を向上させることができ、積層時にシート内に巻き込む空気を少なくすることができる。これにより、比重を大きくするために大きな圧力で圧縮した場合であっても、表面が平滑なシートが積層されており、シート内に巻き込む空気の量が少なく、空気が吹き出た跡が残らない良好な外観が得られる。そして、高圧縮することで軟磁性粉末を密に充填することができ、良好な磁気特性の軟磁性シートが得られる。したがって、ＲＦＩＤ用途や電波吸収体として有用であり、例えば携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器のノイズ電磁波吸収材として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した軟磁性シートについて詳細に説明する。本発明の軟磁性シートは、高圧縮により良好な磁気特性を得た場合にも、空気の吹き出た跡が残らず、外観が良好な軟磁性シートである。詳細には、前記軟磁性シートは、少なくともポリエステル樹脂と、扁平な軟磁性粉末と、前記ポリエステル樹脂に分散された分散粒子とを含有することを特徴とする。
【００１５】
この軟磁性シートは、軟磁性粉末とポリエステル樹脂をバインダー（高分子結合材）ととして混合し、シート化してなるものである。ここで、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合金）、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、ケイ素銅（Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ合金）、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ（−Ｃｕ−Ｎｂ）合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｒ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軟磁性シートは、前記軟磁性粉末が軟磁気特性に優れることから、ＲＦＩＤ用途や電波吸収体に好適に用いることができる。
【００１６】
前記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とすることが好ましい。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。
【００１７】
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って、扁平な軟磁性粉末と高分子結合材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、前記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、前記カップリング処理が行われるようにしてもよい。
【００１８】
一方、バインダー（高分子結合材）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樹脂として、リン酸残基を有するリン内添ポリエステル樹脂を用いてもよい。このリン内添ポリエステル樹脂を用いることで、軟磁性シートに難燃性を付与することができる。
【００１９】
前記リン内添ポリエステル樹脂は、前記の通り分子中にリン酸残基を有するものであり、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り得られる。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示す。
【００２０】
リン内添ポリエステル樹脂のリン含有率は、ポリエステル樹脂の主骨格の種類、リン成分（リン酸残基）の種類、軟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０．５〜４．０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。
【００２１】
また、前記リン内添ポリエステル樹脂の数平均分子量は、８０００〜５００００であることが好ましい。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。数平均分子量が５００００より大きい場合は、得られる磁性シートが硬くなるため、所望の可とう性を得ることができない。そして、リン内添ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、−２０℃〜４０℃であることが好ましい。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、高温或いは高温高湿環境下で、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。
【００２２】
前記軟磁性シートには、バインダーであるポリエステル樹脂に相溶せずに、ポリエステル樹脂に分散される分散粒子を添加する。前記分散粒子によって、表面が平滑なシートが得られ、これを積層して圧縮すると、高圧縮時にポリエステル樹脂中の空気の抜け出し跡が残らないような良好な外観を有する軟磁性シートを得ることができる。ここで、分散粒子は、絶縁性のものが好ましい。さらに、分散粒子が難燃剤であれば軟磁性シートに難燃性を付与することができる。
【００２３】
前記難燃剤としては、任意のものを使用できるが、例えば亜鉛系難燃剤、窒素系難燃剤および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などが上げられる。亜鉛系難燃剤としては、炭酸亜鉛、酸化亜鉛若しくはホウ酸亜鉛等が挙げられ、中でも炭酸亜鉛が好ましい。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。ポリエステル樹脂への分散性、混合性の点で、メラミンシアヌレートを用いることが好ましい。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良い。
【００２４】
前記分散粒子は、ポリエステル樹脂の重量に対してその重量が７／１３以下であることが好ましい。ポリエステル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、高温或いは高温高湿環境下での軟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。ポリエステル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、高温あるいは高温高湿環境下での軟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。
【００２５】
また、ポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子の粒径は、０．０１〜１５μｍであることが好ましい。分散粒子の粒径が０．０１μｍ未満であれば軟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。
【００２６】
軟磁性シートは、圧縮して製造する際に樹脂内の空気を排出してその比重を大きくする。通常、圧縮によって空気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。本発明では、分散粒子を添加することで平滑なシートが形成されるため、形成される軟磁性シートの中に含まれる空気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、良好な磁性特性を得ることができる。また、圧縮によって比重を大きくすると、軟磁性シートの中に含まれる空気が少なくなるため、難燃性をさらに向上させることができる。
【００２７】
本発明の軟磁性シートは、前記軟磁性粉末と前記バインダーとしての（ポリエステル樹脂）と分散粒子とを含むが、そのほかに架橋剤を含有していても良く、その架橋剤として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り解離（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樹脂を架橋しないが、前記保護基の解離温度以上に加熱されることで、保護基が解離し、イソシアネート基が活性化し、ポリエステル樹脂が架橋される。
【００２８】
前記ブロックイソシアネートとして、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好ましい。この解離温度を１２０℃より高くすることで、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、形成される軟磁性シートを乾燥させることができる。解離温度が１２０℃より低い温度である場合、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℃以下であることが好ましい。ポリエステル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で、ポリエステル樹脂が完全に架橋し、バインダーが完全に硬化する。
【００２９】
前記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樹脂に対して０．５重量％以上配合することが好ましい。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、高温或い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。
【００３０】
また、保護されていないイソシアネートを用いた場合、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、ポリエステル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。
【００３１】
軟磁性シートは、前記軟磁性粉末と前記バインダー（ポリエステル樹脂）と前記分散粒子とを混合し、シート化することにより形成される。扁平な軟磁性粉末をバインダーとしての前記ポリエステル樹脂と混合し、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、小さくなったり、大きな歪を受け、透磁率μ′を低下させる原因となるからである。
【００３２】
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材を使用し、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軟磁性シートを製造することが好ましい。
【００３３】
前記溶媒に溶解した液状樹脂をバインダーとして使用し、軟磁性粉末と混合した磁性塗料をシート化するには、例えばフィルム等の基材上に塗布してシート化する方法がある。塗布方式としてはコーター、ドクターブレード法等を採用することができる。このとき、形成される軟磁性シートの厚さは、前記塗布方式で所望の厚さに調節することできる。
【００３４】
塗布時には、磁場を加えることによって、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。また、比重を向上させるためにプレス工程を入れても良い。比重を大きくすることによって、軟磁性シートの中に含まれる空気が少なくなるため、さらに難燃性を向上させることができる。
【００３５】
前記基材としては、フィルム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好ましい。
【００３６】
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好ましく、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好ましい。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。
【００３７】
磁性塗料の粘度は上述の塗布方式で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好ましい。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。
【００３８】
以上のように説明した本発明の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂と、扁平な軟磁性粉末と、ポリエステル樹脂に分散するように添加された分散粒子とを含有することを特徴とする。これにより、軟磁性シートは、添加されたポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子によって、表面が平滑なシートを得ることができ、これを積層して圧縮するため、軟磁性シートの内部に空気を巻き込まない。したがって、比重を大きくするために大きな圧力で圧縮した場合であっても、空気が吹き出た跡が残らず良好な外観が得られる。そして、この軟磁性シートは、空気の吹き出ることで生じる凹凸がなくなり、面内の厚みのばらつきが改善される。
【００３９】
また、本発明の軟磁性シートは、良好な加工性と十分な難燃性を有する。従来、難燃性の樹脂として塩素化ポリエチレン、シリコーン樹脂などが用いられている。しかしながら、塩素化ポリエチレンは、塩素を含むことから、将来的に使われなくなることが考えられる。シリコーン樹脂は、加工性が悪く、軟磁性金属及び難燃剤等を多量に配合することができないため、所望の特性を持った軟磁性シートを得ることができない。また、シリコーン樹脂は、低分子シロキサンが発生する恐れがあり、電気接触の不良を生じさせる可能性がある。また、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の難燃剤を多量に配合したものがあった。しかしながら、難燃剤を多量に配合すると、十分な難燃性を得ることができるものの、加工性が悪化し、軟磁性粉末を密に充填することが難しくなるため良好な磁性特性が得られなかった。すなわち、十分な難燃性と良好な加工性とを両立することは難しかった。本発明は、ポリエステル樹脂の重量に対して分散粒子の重量を７／１３以下とすることで、加工性がより良好になる。さらに、この分散粒子として難燃剤であるメラミンイソシアネートを用いることで良好な加工性を有したまま難燃性を付与することができる。さらに、リン内添ポリエステル樹脂を用いることで軟磁性シートに十分な難燃性を付与することができる。
【実施例】
【００４０】
次に、本発明を適用した軟磁性シートの具体的な実施について、実験結果を基に説明する。
【００４１】
実施例１〜４では、扁平な軟磁性粒子としてＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系軟磁性粉末（ＪＥＭＣＯ製）を使用し、実施例５〜８では、扁平な軟磁性粒子としてＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系軟磁性粉末（ＳＰ−１：メイト製）を使用した。そして、実施例１〜８では、上記軟磁性粉末を使用し、バインダーとしてリン内添ポリエステル樹脂（バイロン５３７：東洋紡績製）、分散粒子としての難燃剤としてメラミンシアヌレート（ＭＣ６１０：日産化学工業製）の配合比を変えて使用し、さらに架橋剤としてブロックイソシアネート（コロネート２５０７：日本ポリウレタン製）、シランカップリング剤（ＳＨ６０４０：東レ・ダウコーニング製）を使用した。
【００４２】
比較例１及び２では、実施例１〜８で使用したリン内添ポリエステル樹脂（バイロン５３７：東洋紡績製）、ブロックイソシアネート（コロネート２５０７：日本ポリウレタン製）、シランカップリング剤（ＳＨ６０４０：東レ・ダウコーニング製）を使用した。比較例１では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系軟磁性粉末（ＪＥＭＣＯ製）を使用し、比較例２では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系軟磁性粉末（ＳＰ−１：メイト製）を使用した。
【００４３】
これらバインダーを用い、表１及び表２に示す軟磁性粉末（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系）及びシランカップリング剤を加えて磁性塗料を調製し、シート化して軟磁性シートを作成した。各成分の配合比は表１及び表２に示す通りである。
【００４４】
得られた軟磁性シート（実施例１〜８及び比較例１、２）について、それぞれＵＬ９４が定める垂直試験法に準じて難燃性の評価をした。このなかで、ＵＬ９４が定める垂直試験法の各基準を満たさない場合、ＵＬ９４が定める水平燃焼試験に準じて難燃性を評価した。下記表１及び表２の難燃性の項目には、ＵＬ９４が定める垂直試験法の各基準（Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２）に達した場合、その達した基準としてＶ−０、Ｖ−１、Ｖ−２のいずれかを記し、ＵＬ９４が定める垂直試験法の各基準を満たさずにＵＬ９４が定める水平燃焼試験の基準に達した場合、ＨＢを記すことにする。すなわち、水平燃焼試験の基準に達したものは、垂直試験法の各基準（Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２）に達したものに比べて低い難燃性を有している。
【００４５】
また、各シートの初期厚み、８５℃静置後の厚みを測定し、寸法の変化率を算出した。そして、得られた軟磁性シートの磁気特性（透磁率μ′、磁気損失μ″、性能係数Ｑ）を測定し、これらに基づいて磁気特性としての評価を行った。実効透磁率μ′は、φ７ｍｍのリング状のサンプルを作製し、これに導線コイルを５ターン巻いてインピーダンスアナライザーを用いてキャリア周波数（１３．５６ＭＨｚ）における交流透磁率を測定し、定量化することにより得た。さらに、得られた各シートの外観や加工性や面内厚みの均一性について評価した。
【００４６】
表１には、軟磁性粒子としてＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系軟磁性粉末を使用した実施例１〜４及び比較例１の結果を示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
実施例１の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／１９の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法よりも低位の規格であるＵＬ９４ＨＢ水平燃焼試験の基準に達していた。
【００４９】
実施例２の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／４の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−１の基準に達していた。
【００５０】
実施例３の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−０の基準に達していた。
【００５１】
実施例４の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して２／３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は実施例１〜３に比べて劣るものの比較的良好であった。磁気特性は実施例１〜３に比べて劣っていたものの悪い結果ではなかった。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−０の基準に達していた。
【００５２】
比較例１の軟磁性シートは、メラミンシアヌレートを添加しなかった。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面から空気が吹き出てしまったため、その跡が残り、外観が悪くなった。さらに、空気が吹き出た部分の厚みが厚くなったため、面内の厚みは１０％以上のばらつきが生じ、厚み戻りも悪化した。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法よりも低位の規格であるＵＬ９４ＨＢ水平燃焼試験の基準に達していた。
【００５３】
表２には、軟磁性粒子としてＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系軟磁性粉末を使用した実施例５〜８及び比較例２の結果を示す。
【００５４】
【表２】
【００５５】
実施例５の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／１９の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法よりも低位の規格であるＵＬ９４ＨＢ水平燃焼試験の基準に達していた。
【００５６】
実施例６の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−１の基準に達していた。
【００５７】
実施例７の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して７／１３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−０の基準に達していた。
【００５８】
実施例８の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して２／３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は実施例５〜７に比べて劣るものの比較的良好であった。磁気特性は実施例５〜７に比べて劣っていたものの悪い結果ではなかった。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−０の基準に達していた。
【００５９】
比較例２の軟磁性シートは、メラミンシアヌレートを添加しなかった。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面から空気が吹き出てしまったため、その跡が残り、外観が悪くなった。さらに、空気が吹き出た部分の厚みが厚くなったため、面内の厚みは１０％以上のばらつきが生じ、厚み戻りも悪化した。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法よりも低位の規格であるＵＬ９４ＨＢ水平燃焼試験の基準に達していた。
【００６０】
表１及び表２から明らかな通り、メラミンシアヌレートを分散粒子として添加することで、軟磁性シートは良好な外観が得られたことがわかる。また、リン内添ポリエステル樹脂の重量に対して分散粒子の重量を７／１３以下とすることで、軟磁性シートは良好な加工性が得られ、磁気特性が向上することがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波ノイズを抑制する軟磁性シートに関するものであり、特に、難燃性を有するポリエステル樹脂を用いた新規な軟磁性シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道の自動改札機や、建物への入退室におけるセキュリティシステム、電子マネーシステム等の分野においては、非接触式のＩＣカードやＩＣタグ等を用いた、いわゆるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システム等が導入され始めている。このＲＦＩＤシステムは非接触式ＩＣカードと、このＩＣカードに対してデータの書き込みや読み出しを行うリーダライタとから構成されている。前記ＲＦＩＤシステムでは、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と、放射された磁束が誘導結合によってＩＣカード側のループアンテナと磁気的結合し、ＩＣカードとリーダライタとの間で通信が行われる。
【０００３】
前述のようなＲＦＩＤシステムでは、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、前記ＲＦＩＤシステムでは、電磁誘導によりリーダライタからＩＣカードに対して必要な電力の供給が行われるため、ＩＣカード内に電池等の電源を内蔵する必要がなく、構成を簡素化でき低価格で信頼性の高いＩＣカードを提供することができる。
【０００４】
ただし、例えばＩＣカードに搭載される通信周波数１３．５６ＭＨｚのＩＣタグが金属の周辺にあると、その影響を受けて通信がうまくいかない場合がある。電磁誘導方式で通信する１３．５６ＭＨｚでは、金属が近くにあ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、磁束変化等から、電力確保ができなくなるからである。したがって、上述したＲＦＩＤシステムでは、ＩＣカードとリーダライタとの十分な通信可能な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のできるループアンテナをＩＣカード側に設ける必要がある。
【０００５】
この場合、空間配置以外の方法で金属筐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への影響を低減し、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では、クロック周波数の高周波数化の進行に伴ってノイズ電磁波の放射頻度が高まり、外部また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・混合して成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】
このような軟磁性シートは、ポリエステル系樹脂を用いると加工性が良好となることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。そして、軟磁性シートの加工性がよくなることで、軟磁性粉末を密に充填することができ、比重を大きくすることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２１２０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のようなポリエステル樹脂に軟磁性粉末を加えただけの軟磁性シートは、圧縮時に樹脂内から吹き出た空気の跡が残ってしまうため、外観が悪くなるという問題点を有している。また、空気が吹き出ないようにしようとすると、高圧縮することができないため、比重を大きくすることができない。
【０００９】
そこで、本発明は上記実情に鑑み、加工性の良いポリエステル樹脂を使用し、高圧縮により空気が吹き出た跡が残らないような良好な外観の軟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】
【００１０】
前述の目的を達成するために、本発明の軟磁性シートは、少なくともポリエステル樹脂と、扁平な軟磁性粉末と、前記ポリエステル樹脂に分散するように添加された分散粒子とを含有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の軟磁性シートにおいては、添加されたポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子によって、基材に塗布して製造される際に、基材でのはじきを少なくすることができ、表面平滑性を向上させることができる。そして、積層時にシート内に巻き込む空気を少なくすることができる。したがって、比重を大きくするために大きな圧力で圧縮した場合であっても、表面が平滑なシートが積層されており、巻き込む空気の量が少なく、空気が吹き出た跡が残らない良好な外観が得られる。
【００１２】
また、本発明は、ポリエステル樹脂としてリン内添ポリエステルを使用することで好適となる。さらに、分散粒子として難燃剤であるメラミンシアヌレートを使用することで好適となる。本発明の軟磁性シートでは、地球環境保護に対する配慮から、難燃剤としてハロゲン系難燃剤を使用していないにもかかわらず、このリン内添ポリエステル樹脂と少量のメラミンシアヌレートを使用することで、例えばＵＬ９４のＶ−０相当の難燃性を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の軟磁性シートでは、添加されたポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子によって、基材に塗布して製造される際に、表面平滑性を向上させることができ、積層時にシート内に巻き込む空気を少なくすることができる。これにより、比重を大きくするために大きな圧力で圧縮した場合であっても、表面が平滑なシートが積層されており、シート内に巻き込む空気の量が少なく、空気が吹き出た跡が残らない良好な外観が得られる。そして、高圧縮することで軟磁性粉末を密に充填することができ、良好な磁気特性の軟磁性シートが得られる。したがって、ＲＦＩＤ用途や電波吸収体として有用であり、例えば携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器のノイズ電磁波吸収材として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した軟磁性シートについて詳細に説明する。本発明の軟磁性シートは、高圧縮により良好な磁気特性を得た場合にも、空気の吹き出た跡が残らず、外観が良好な軟磁性シートである。詳細には、前記軟磁性シートは、少なくともポリエステル樹脂と、扁平な軟磁性粉末と、前記ポリエステル樹脂に分散された分散粒子とを含有することを特徴とする。
【００１５】
この軟磁性シートは、軟磁性粉末とポリエステル樹脂をバインダー（高分子結合材）ととして混合し、シート化してなるものである。ここで、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合金）、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、ケイ素銅（Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ合金）、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ（−Ｃｕ−Ｎｂ）合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｒ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軟磁性シートは、前記軟磁性粉末が軟磁気特性に優れることから、ＲＦＩＤ用途や電波吸収体に好適に用いることができる。
【００１６】
前記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とすることが好ましい。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。
【００１７】
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って、扁平な軟磁性粉末と高分子結合材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、前記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、前記カップリング処理が行われるようにしてもよい。
【００１８】
一方、バインダー（高分子結合材）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樹脂として、リン酸残基を有するリン内添ポリエステル樹脂を用いてもよい。このリン内添ポリエステル樹脂を用いることで、軟磁性シートに難燃性を付与することができる。
【００１９】
前記リン内添ポリエステル樹脂は、前記の通り分子中にリン酸残基を有するものであり、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り得られる。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示す。
【００２０】
リン内添ポリエステル樹脂のリン含有率は、ポリエステル樹脂の主骨格の種類、リン成分（リン酸残基）の種類、軟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０．５〜４．０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。
【００２１】
また、前記リン内添ポリエステル樹脂の数平均分子量は、８０００〜５００００であることが好ましい。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。数平均分子量が５００００より大きい場合は、得られる磁性シートが硬くなるため、所望の可とう性を得ることができない。そして、リン内添ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、−２０℃〜４０℃であることが好ましい。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、高温或いは高温高湿環境下で、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。
【００２２】
前記軟磁性シートには、バインダーであるポリエステル樹脂に相溶せずに、ポリエステル樹脂に分散される分散粒子を添加する。前記分散粒子によって、表面が平滑なシートが得られ、これを積層して圧縮すると、高圧縮時にポリエステル樹脂中の空気の抜け出し跡が残らないような良好な外観を有する軟磁性シートを得ることができる。ここで、分散粒子は、絶縁性のものが好ましい。さらに、分散粒子が難燃剤であれば軟磁性シートに難燃性を付与することができる。
【００２３】
前記難燃剤としては、任意のものを使用できるが、例えば亜鉛系難燃剤、窒素系難燃剤および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などが上げられる。亜鉛系難燃剤としては、炭酸亜鉛、酸化亜鉛若しくはホウ酸亜鉛等が挙げられ、中でも炭酸亜鉛が好ましい。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。ポリエステル樹脂への分散性、混合性の点で、メラミンシアヌレートを用いることが好ましい。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良い。
【００２４】
前記分散粒子は、ポリエステル樹脂の重量に対してその重量が７／１３以下であることが好ましい。ポリエステル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、高温或いは高温高湿環境下での軟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。ポリエステル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、高温あるいは高温高湿環境下での軟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。
【００２５】
また、ポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子の粒径は、０．０１〜１５μｍであることが好ましい。分散粒子の粒径が０．０１μｍ未満であれば軟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。
【００２６】
軟磁性シートは、圧縮して製造する際に樹脂内の空気を排出してその比重を大きくする。通常、圧縮によって空気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。本発明では、分散粒子を添加することで平滑なシートが形成されるため、形成される軟磁性シートの中に含まれる空気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、良好な磁性特性を得ることができる。また、圧縮によって比重を大きくすると、軟磁性シートの中に含まれる空気が少なくなるため、難燃性をさらに向上させることができる。
【００２７】
本発明の軟磁性シートは、前記軟磁性粉末と前記バインダーとしての（ポリエステル樹脂）と分散粒子とを含むが、そのほかに架橋剤を含有していても良く、その架橋剤として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り解離（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樹脂を架橋しないが、前記保護基の解離温度以上に加熱されることで、保護基が解離し、イソシアネート基が活性化し、ポリエステル樹脂が架橋される。
【００２８】
前記ブロックイソシアネートとして、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好ましい。この解離温度を１２０℃より高くすることで、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、形成される軟磁性シートを乾燥させることができる。解離温度が１２０℃より低い温度である場合、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℃以下であることが好ましい。ポリエステル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で、ポリエステル樹脂が完全に架橋し、バインダーが完全に硬化する。
【００２９】
前記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樹脂に対して０．５重量％以上配合することが好ましい。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、高温或い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。
【００３０】
また、保護されていないイソシアネートを用いた場合、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、ポリエステル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。
【００３１】
軟磁性シートは、前記軟磁性粉末と前記バインダー（ポリエステル樹脂）と前記分散粒子とを混合し、シート化することにより形成される。扁平な軟磁性粉末をバインダーとしての前記ポリエステル樹脂と混合し、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、小さくなったり、大きな歪を受け、透磁率μ′を低下させる原因となるからである。
【００３２】
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材を使用し、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軟磁性シートを製造することが好ましい。
【００３３】
前記溶媒に溶解した液状樹脂をバインダーとして使用し、軟磁性粉末と混合した磁性塗料をシート化するには、例えばフィルム等の基材上に塗布してシート化する方法がある。塗布方式としてはコーター、ドクターブレード法等を採用することができる。このとき、形成される軟磁性シートの厚さは、前記塗布方式で所望の厚さに調節することできる。
【００３４】
塗布時には、磁場を加えることによって、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。また、比重を向上させるためにプレス工程を入れても良い。比重を大きくすることによって、軟磁性シートの中に含まれる空気が少なくなるため、さらに難燃性を向上させることができる。
【００３５】
前記基材としては、フィルム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好ましい。
【００３６】
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好ましく、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好ましい。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。
【００３７】
磁性塗料の粘度は上述の塗布方式で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好ましい。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。
【００３８】
以上のように説明した本発明の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂と、扁平な軟磁性粉末と、ポリエステル樹脂に分散するように添加された分散粒子とを含有することを特徴とする。これにより、軟磁性シートは、添加されたポリエステル樹脂に相溶せずに分散する分散粒子によって、表面が平滑なシートを得ることができ、これを積層して圧縮するため、軟磁性シートの内部に空気を巻き込まない。したがって、比重を大きくするために大きな圧力で圧縮した場合であっても、空気が吹き出た跡が残らず良好な外観が得られる。そして、この軟磁性シートは、空気の吹き出ることで生じる凹凸がなくなり、面内の厚みのばらつきが改善される。
【００３９】
また、本発明の軟磁性シートは、良好な加工性と十分な難燃性を有する。従来、難燃性の樹脂として塩素化ポリエチレン、シリコーン樹脂などが用いられている。しかしながら、塩素化ポリエチレンは、塩素を含むことから、将来的に使われなくなることが考えられる。シリコーン樹脂は、加工性が悪く、軟磁性金属及び難燃剤等を多量に配合することができないため、所望の特性を持った軟磁性シートを得ることができない。また、シリコーン樹脂は、低分子シロキサンが発生する恐れがあり、電気接触の不良を生じさせる可能性がある。また、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の難燃剤を多量に配合したものがあった。しかしながら、難燃剤を多量に配合すると、十分な難燃性を得ることができるものの、加工性が悪化し、軟磁性粉末を密に充填することが難しくなるため良好な磁性特性が得られなかった。すなわち、十分な難燃性と良好な加工性とを両立することは難しかった。本発明は、ポリエステル樹脂の重量に対して分散粒子の重量を７／１３以下とすることで、加工性がより良好になる。さらに、この分散粒子として難燃剤であるメラミンイソシアネートを用いることで良好な加工性を有したまま難燃性を付与することができる。さらに、リン内添ポリエステル樹脂を用いることで軟磁性シートに十分な難燃性を付与することができる。
【実施例】
【００４０】
次に、本発明を適用した軟磁性シートの具体的な実施について、実験結果を基に説明する。
【００４１】
実施例１〜４では、扁平な軟磁性粒子としてＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系軟磁性粉末（ＪＥＭＣＯ製）を使用し、実施例５〜８では、扁平な軟磁性粒子としてＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系軟磁性粉末（ＳＰ−１：メイト製）を使用した。そして、実施例１〜８では、上記軟磁性粉末を使用し、バインダーとしてリン内添ポリエステル樹脂（バイロン５３７：東洋紡績製）、分散粒子としての難燃剤としてメラミンシアヌレート（ＭＣ６１０：日産化学工業製）の配合比を変えて使用し、さらに架橋剤としてブロックイソシアネート（コロネート２５０７：日本ポリウレタン製）、シランカップリング剤（ＳＨ６０４０：東レ・ダウコーニング製）を使用した。
【００４２】
比較例１及び２では、実施例１〜８で使用したリン内添ポリエステル樹脂（バイロン５３７：東洋紡績製）、ブロックイソシアネート（コロネート２５０７：日本ポリウレタン製）、シランカップリング剤（ＳＨ６０４０：東レ・ダウコーニング製）を使用した。比較例１では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系軟磁性粉末（ＪＥＭＣＯ製）を使用し、比較例２では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系軟磁性粉末（ＳＰ−１：メイト製）を使用した。
【００４３】
これらバインダーを用い、表１及び表２に示す軟磁性粉末（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系）及びシランカップリング剤を加えて磁性塗料を調製し、シート化して軟磁性シートを作成した。各成分の配合比は表１及び表２に示す通りである。
【００４４】
得られた軟磁性シート（実施例１〜８及び比較例１、２）について、それぞれＵＬ９４が定める垂直試験法に準じて難燃性の評価をした。このなかで、ＵＬ９４が定める垂直試験法の各基準を満たさない場合、ＵＬ９４が定める水平燃焼試験に準じて難燃性を評価した。下記表１及び表２の難燃性の項目には、ＵＬ９４が定める垂直試験法の各基準（Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２）に達した場合、その達した基準としてＶ−０、Ｖ−１、Ｖ−２のいずれかを記し、ＵＬ９４が定める垂直試験法の各基準を満たさずにＵＬ９４が定める水平燃焼試験の基準に達した場合、ＨＢを記すことにする。すなわち、水平燃焼試験の基準に達したものは、垂直試験法の各基準（Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２）に達したものに比べて低い難燃性を有している。
【００４５】
また、各シートの初期厚み、８５℃静置後の厚みを測定し、寸法の変化率を算出した。そして、得られた軟磁性シートの磁気特性（透磁率μ′、磁気損失μ″、性能係数Ｑ）を測定し、これらに基づいて磁気特性としての評価を行った。実効透磁率μ′は、φ７ｍｍのリング状のサンプルを作製し、これに導線コイルを５ターン巻いてインピーダンスアナライザーを用いてキャリア周波数（１３．５６ＭＨｚ）における交流透磁率を測定し、定量化することにより得た。さらに、得られた各シートの外観や加工性や面内厚みの均一性について評価した。
【００４６】
表１には、軟磁性粒子としてＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系軟磁性粉末を使用した実施例１〜４及び比較例１の結果を示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
実施例１の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／１９の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法よりも低位の規格であるＵＬ９４ＨＢ水平燃焼試験の基準に達していた。
【００４９】
実施例２の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／４の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−１の基準に達していた。
【００５０】
実施例３の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−０の基準に達していた。
【００５１】
実施例４の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して２／３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は実施例１〜３に比べて劣るものの比較的良好であった。磁気特性は実施例１〜３に比べて劣っていたものの悪い結果ではなかった。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−０の基準に達していた。
【００５２】
比較例１の軟磁性シートは、メラミンシアヌレートを添加しなかった。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面から空気が吹き出てしまったため、その跡が残り、外観が悪くなった。さらに、空気が吹き出た部分の厚みが厚くなったため、面内の厚みは１０％以上のばらつきが生じ、厚み戻りも悪化した。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法よりも低位の規格であるＵＬ９４ＨＢ水平燃焼試験の基準に達していた。
【００５３】
表２には、軟磁性粒子としてＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系軟磁性粉末を使用した実施例５〜８及び比較例２の結果を示す。
【００５４】
【表２】
【００５５】
実施例５の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／１９の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法よりも低位の規格であるＵＬ９４ＨＢ水平燃焼試験の基準に達していた。
【００５６】
実施例６の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して１／３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−１の基準に達していた。
【００５７】
実施例７の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して７／１３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−０の基準に達していた。
【００５８】
実施例８の軟磁性シートは、ポリエステル樹脂の重量に対して２／３の重量のメラミンシアヌレートが添加された。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面に空気が吹き出た跡が残らず、外観が良好であった。また、面内厚みのばらつきは５％以下で、厚み戻りも良好であった。加工性は実施例５〜７に比べて劣るものの比較的良好であった。磁気特性は実施例５〜７に比べて劣っていたものの悪い結果ではなかった。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法でＶ−０の基準に達していた。
【００５９】
比較例２の軟磁性シートは、メラミンシアヌレートを添加しなかった。プレスでの圧縮後に軟磁性シートの表面から空気が吹き出てしまったため、その跡が残り、外観が悪くなった。さらに、空気が吹き出た部分の厚みが厚くなったため、面内の厚みは１０％以上のばらつきが生じ、厚み戻りも悪化した。加工性は良好で、良好な磁気特性が得られた。難燃性はＵＬ９４が定める垂直試験法よりも低位の規格であるＵＬ９４ＨＢ水平燃焼試験の基準に達していた。
【００６０】
表１及び表２から明らかな通り、メラミンシアヌレートを分散粒子として添加することで、軟磁性シートは良好な外観が得られたことがわかる。また、リン内添ポリエステル樹脂の重量に対して分散粒子の重量を７／１３以下とすることで、軟磁性シートは良好な加工性が得られ、磁気特性が向上することがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともポリエステル樹脂と、扁平な軟磁性粉末と、前記ポリエステル樹脂に分散するように添加された分散粒子とを含有することを特徴とする軟磁性シート。
【請求項２】
前記分散粒子が添加される重量は、前記ポリエステル樹脂の重量に対して、７／１３以下であることを特徴とする請求項１記載の軟磁性シート。
【請求項３】
前記分散粒子は、絶縁性であることを特徴とする請求項１または２記載の軟磁性シート。
【請求項４】
前記分散粒子は、難燃剤であることを特徴とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の軟磁性シート。
【請求項５】
前記難燃剤は、窒素含有有機難燃剤であることを特徴とする請求項４記載の軟磁性シート。
【請求項６】
前記難燃剤は、メラミン誘導体であることを特徴とする請求項４項記載の軟磁性シート。
【請求項７】
前記難燃剤は、メラミンシアヌレートであることを特徴とする請求項４項記載の軟磁性シート。
【請求項８】
前記ポリエステル樹脂は、リン内添ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の軟磁性シート。
【請求項９】
前記リン内添ポリエステル樹脂は、分子中にリン酸残基を有することを特徴とする請求項８記載の軟磁性シート。
【請求項１０】
前記ポリエステル樹脂は、架橋剤により架橋されていることを特徴とする請求項１から９記載の軟磁性シート。
【請求項１１】
前記架橋剤は、ブロックイソシアネートであることを特徴とする請求項１０記載の軟磁性シート。
【請求項１】
少なくともポリエステル樹脂と、扁平な軟磁性粉末と、前記ポリエステル樹脂に分散するように添加された分散粒子とを含有することを特徴とする軟磁性シート。
【請求項２】
前記分散粒子が添加される重量は、前記ポリエステル樹脂の重量に対して、７／１３以下であることを特徴とする請求項１記載の軟磁性シート。
【請求項３】
前記分散粒子は、絶縁性であることを特徴とする請求項１または２記載の軟磁性シート。
【請求項４】
前記分散粒子は、難燃剤であることを特徴とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の軟磁性シート。
【請求項５】
前記難燃剤は、窒素含有有機難燃剤であることを特徴とする請求項４記載の軟磁性シート。
【請求項６】
前記難燃剤は、メラミン誘導体であることを特徴とする請求項４項記載の軟磁性シート。
【請求項７】
前記難燃剤は、メラミンシアヌレートであることを特徴とする請求項４項記載の軟磁性シート。
【請求項８】
前記ポリエステル樹脂は、リン内添ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の軟磁性シート。
【請求項９】
前記リン内添ポリエステル樹脂は、分子中にリン酸残基を有することを特徴とする請求項８記載の軟磁性シート。
【請求項１０】
前記ポリエステル樹脂は、架橋剤により架橋されていることを特徴とする請求項１から９記載の軟磁性シート。
【請求項１１】
前記架橋剤は、ブロックイソシアネートであることを特徴とする請求項１０記載の軟磁性シート。
【公開番号】特開２００７−２６２２３１（Ｐ２００７−２６２２３１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８９０２５（Ｐ２００６−８９０２５）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【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１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【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）】
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