(57)【要約】【課題】  複雑な形状の部材に対して隙間のない塗膜を形成することができ、且つ、電子部品に塗装した場合であっても、機器がショートすることを防ぐができる磁気シールド塗料を提供することを目的とする。【解決手段】  バインダー及び磁性フィラーを含み、磁性フィラーの表面が絶縁膜で被覆されている、磁性塗料組成物に関する。磁性フィラーの表面は厚さ１０〜１５ｎｍの絶縁膜で被覆されていることが好ましい。絶縁膜はセラミックスであることが好ましく、セラミックスはシリカであることが好ましい。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダー及び磁性フィラーを含み、磁性フィラーの表面が絶縁膜で被覆されている、磁性塗料組成物。
【請求項２】
磁性フィラーの表面が厚さ１０〜１５ｎｍの絶縁膜で被覆されている、請求項１に記載の磁性塗料組成物。
【請求項３】
絶縁膜がセラミックスである、請求項１又は２に記載の磁性塗料組成物。
【請求項４】
セラミックスがシリカである、請求項３に記載の磁性塗料組成物。
【請求項５】
バインダー及び磁性フィラーを含み、磁性フィラーの表面が絶縁膜で被覆されている、塗膜。
【請求項６】
バインダー及び磁性フィラーを含み、磁性フィラーの表面が絶縁膜で被覆されている塗膜を、形成した電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
得られる塗膜の磁気シールド性に優れる磁性塗料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器や電子機器は、高度化する一方で、小型化や軽量化も進められている。これら通信機器や電子機器は、機器内で発生する磁気ノイズや電磁波ノイズが外部に放射されたり、機器内での電磁干渉により機器が誤動作を起こしてしまうという問題がある。このようなノイズの発生や機器の誤動作等を防止するために、機器内に磁気シールド材を設けることが行われている。
【０００３】
低周波の磁気をシールドすることは特に難しく、磁気シールド材として、厚みのある金属を用いるなどの方法がとられることがある。しかし、このような方法では、機器の軽量化の妨げとなるため、より効果的に低周波の磁気をシールドできる磁気シールド材が求められている。
【０００４】
このような中、例えば、高い表面抵抗と高い比透磁率を同時に有し、ノイズ抑制効果を向上させることを目的として、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金からなる扁平状の軟磁性粉末と酸化物粉末とが有機結合剤中に分散されて構成された電磁干渉抑制体が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、このような磁気シールド材は一般的にシート状であり、複雑な形状の部材に磁気シールド特性を付与するためには、複数のシートを部材の形状に沿って貼り合せる必要がある。そのため、シート間に隙間ができ、ノイズの発生や機器の誤動作を引き起こすことがあった。また、１つのシートを複雑な形状の部材に貼り合わせた場合でも、シートと部材の間に隙間が発生し、磁気シールド効果を十分に発揮できないことがあった。
【０００６】
通信機器や電子機器に磁気シールド材を設ける方法としては、磁気シールド性を有するシートを用いる方法のほか、塗装により磁気シールド性を有する塗膜を電子部品の表面に形成する方法も考えられる。しかし、このような磁気シールド塗料で用いられる磁性粉末は電気導通性を有するため、電子部品の表面に塗膜を形成した場合に、機器がショートするという危険性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２２２０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決することを目的とするものである。すなわち、本発明は、複雑な形状の部材に対して隙間のない塗膜を形成することができ、且つ、例えば、電子部品に塗装した場合であっても、機器がショートすることを防ぐができる磁気シールド塗料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】
【０００９】
本発明によれば、上記目的は、
［１］バインダー及び磁性フィラーを含み、磁性フィラーの表面が絶縁膜で被覆されている、磁性塗料組成物；
［２］磁性フィラーの表面が厚さ１０〜１５ｎｍの絶縁膜で被覆されている、［１］に記載の磁性塗料組成物；
［３］絶縁膜がセラミックスである、［１］又は［２］に記載の磁性塗料組成物；
［４］セラミックスがシリカである、［３］に記載の磁性塗料組成物；
［５］バインダー及び磁性フィラーを含み、磁性フィラーの表面が絶縁膜で被覆されている、塗膜；
［６］バインダー及び磁性フィラーを含み、磁性フィラーの表面が絶縁膜で被覆されている塗膜を、形成した電子部品；
を提供することにより達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複雑な形状の部材に対して隙間のない塗膜を形成することができ、且つ、例えば、電子部品に塗装した場合であっても、機器がショートすることを防ぐができる磁気シールド塗料を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について説明をするが、本発明の磁気シールド塗料は、これらの実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００１２】
本発明の磁気シールド塗料は、例えば、バインダー、磁性フィラー及び溶媒が含まれる。
【００１３】
本発明の磁気シールド塗料に用いられるバインダーは、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びシリコーン樹脂から選択される１以上であることが好ましい。中でも、塗膜中の磁気フィラーの密度が高く、且つ、柔軟性や被塗装面への密着性に優れた塗膜が得られやすい点で、ウレタン樹脂が好ましい。
【００１４】
ウレタン樹脂は、ポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応させることにより得られる。ウレタン樹脂としては、例えば、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタンが挙げられる。中でも、破断伸度が高く柔軟性に優れているの点で、ポリエステル系ポリウレタンが好ましい。
【００１５】
ポリエーテル系ポリウレタンは、ポリエーテルポリオールとポリイソシアネート化合物との反応物である。ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。
【００１６】
ポリカーボネート系ポリウレタンは、ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネート化合物との反応物である。ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ジオール（エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール等）と、カーボネート（ジメチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、ホスゲン等）とを反応させて得られるポリカーボネートジオールなどが挙げられる。
【００１７】
ポリエステル系ポリウレタンは、ポリエステルポリオールとポリイソシアネート化合物との反応物である。ポリエステルポリオールとしては、例えば、ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸等）と、多価アルコール（エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等）とを反応させて得られるものなどが挙げられる。
【００１８】
ポリイソシアネート化合物としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネートの３量体、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
【００１９】
ウレタン樹脂の重量平均分子量は、１，０００以上であることが好ましく、５，０００以上であることがより好ましい。ウレタン樹脂の重量平均分子量は、１００，０００以下であることが好ましく、５０，０００以下であることがより好ましい。ウレタン樹脂の重量平均分子量が１，０００未満となると、塗膜の耐久性が低下したり、磁気シールド特性が低下する傾向にあり、ウレタン樹脂の重量平均分子量が１００，０００を超えると、塗膜の柔軟性や、被塗装面との密着性が低下し、フィラーの配向性が悪くなる傾向にある。
【００２０】
本発明の磁気シールド塗料中のバインダーの含有量は、５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、１５質量％以上であることがさらに好ましい。磁気シールド塗料中のバインダーの含有量は、４０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましい。バインダーの含有量が５質量％より少なくなると、得られる塗膜の柔軟性が失われ脆くなる傾向にある。バインダーの含有量が４０質量％より多くなると、磁性フィラーの含有量が少なくなり、得られる塗膜の磁気シールド特性が低下する傾向にある。
【００２１】
本発明の磁性塗料組成物で用いられる磁性フィラーは、その表面が絶縁膜で被覆されている。磁性フィラーが絶縁膜で被覆されているため、得られる塗膜に絶縁性を付与することができ、電子部品の表面に塗膜を形成したときの機器のショートを防ぐことができる。本発明において、絶縁膜とは、体積絶縁抵抗率が１０１２Ω・ｃｍ以上を有する膜をいう。
【００２２】
磁性フィラーの表面を被覆している絶縁膜の厚さは１０ｎｍ以上であることが好ましく、１１ｎｍ以上であることがより好ましい。また、絶縁膜の厚さは１５ｎｍ以下であることが好ましく、１３ｎｍ以下であることがより好ましい。絶縁膜の厚さが１０ｎｍ未満となると、塗膜の比透磁率は高くなるが、塗膜の絶縁性が低下する。絶縁膜の厚さが１５ｎｍを越えると、塗膜の絶縁性は高くなるが、比透磁率が低下する傾向にある。
【００２３】
絶縁膜としては、セラミックスであることが好ましい。絶縁膜を構成するセラミックスとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアなどがあげられる。中でも、絶縁膜を構成するセラミックスとしては、シリカであることが、磁性粉の表面での成膜の容易さの点で好ましい。
【００２４】
本発明に用いられる磁性フィラーとしては、軟磁性材料であれば特に限定されないが、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅベースアモルファス、Ｃｏベースアモルファス、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト及びＮｉ−Ｚｎ系フェライトから選択される１以上であることが好ましい。中でも、優れた磁気シールド特性が得られる観点から、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（例えば、センダスト）が好ましい。
【００２５】
磁性フィラーの形状は特に限定されないが、厚さ１μｍ以下で偏平状又は針状であることが好ましい。扁平状とは、例えば、球状や直方体等の立体形状のものを一方向で押し潰したような形状を有するものであり、板状、鱗片状、薄膜状等の形状も含む概念である。また、針状とは、一方向に直線状に延びる細長い形状をいう。
【００２６】
磁性フィラーの厚さは、０．５μｍ以下であることがより好ましく、０．３μｍ以下であることがさらに好ましい。磁性フィラーの厚さが１μｍを超えると、膜厚方向の磁性フィラーの個数が減少し磁気シールド特性が低下する。
【００２７】
磁性フィラーのアスペクト比は２０以上であることが好ましい。膜厚方向の磁性フィラーの個数が増え、フィラー間の空隙が少なくなる点で、磁性フィラーのアスペクト比は、３０以上であることがより好ましく、４０以上であることがさらに好ましい。ここで、アスペクト比とは、磁性フィラーの最も長い部分の長さを平均厚さで除したものをいう。アスペクト比が２０未満となると、膜厚方向の磁性フィラーの個数が減少し磁気シールド特性が低下する。
【００２８】
本発明の磁気シールド塗料の固形分中の磁性フィラーの含有量は、７０質量％以上であることが好ましく、７５質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。磁気シールド塗料中の磁性フィラーの含有量は、９５質量％以下であることが好ましく、９２．５質量％以下であることがより好ましく、９０質量％以下であることがさらに好ましい。磁性フィラーの含有量が７０質量％より少なくなると、得られる塗膜の磁気シールド特性が低下する傾向にある。一方、磁性フィラーの含有量が９５質量％より多くなると、得られる塗膜の柔軟性が失われ脆くなる傾向にある。
【００２９】
本発明で用いられる磁気シールド塗料は、バインダーの固形分と磁性フィラーの質量比が３０／７０〜５／９５であることが好ましく、２５／７５〜１０／９０であることがより好ましく、２０／８０〜１０／９０であることがさらに好ましい。バインダーの固形分と磁性フィラーの質量比が３０／７０より大きくなると、すなわち、バインダーの固形分が多すぎると、塗膜の磁気シールド特性が低下する傾向にあり、バインダーの固形分と磁性フィラーの質量比が５／９５より小さくなると、すなわち、バインダーの固形分が少なすぎると、得られる塗膜の柔軟性が失われ脆くなったり、フィラー間の接触が不十分になり磁気シールド特性が低下する。
【００３０】
本発明で用いられる磁気シールド塗料には、溶媒として有機溶剤が用いられる。有機溶剤としては、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、イソプロパノール、酢酸ブチル、酢酸エチル、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトールアセテート、キシレンなどが用いられる。中でも、乾燥性および塗装作業性の観点から、トルエン、メチルエチルケトン、イソプロパノールが好ましい。
【００３１】
本発明の磁気シールド塗料中の有機溶剤の含有量は、３０質量％以上であることが好ましく、３５質量％以上であることがより好ましい。磁気シールド塗料中の有機溶剤の含有量は、８０質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましい。有機溶剤の含有量が３０質量％より少なくなると、磁気シールド塗料の粘度が高くなり、レベリング性が低下する傾向にある。有機溶剤の含有量が８０質量％より多くなると、磁気シールド塗料の粘度が低くなり、塗布時に塗膜がダレてしまうことがある。
【００３２】
また、本発明で用いられる磁気シールド塗料には、バインダー、磁性フィラー、有機溶剤、分散剤や消泡剤の他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、顔料、充填剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、などの任意の成分が含まれていてもよい。
これら任意成分の含有量は、本発明の効果が損なわれないように適宜調整される。
【００３３】
本発明で用いられる磁気シールド塗料は、有機溶剤の含有量を調整するなどにより、粘度１．０ｄＰａ・ｓ以上に調整をすることが好ましく、粘度２ｄＰａ・ｓ以上に調整をすることがより好ましい。本発明で用いられる磁気シールド塗料は、粘度１００ｄＰａ・ｓ以下に調整をすることが好ましく、粘度５０ｄＰａ・ｓ以下に調整をすることがより好ましい。磁気シールド塗料の粘度が１．０ｍＰａ・ｓより低くなると、塗布時に塗膜がダレてしまう。一方、磁気シールド塗料の粘度が１００ｍＰａ・ｓより高くなると、磁性フィラーの配向性が悪くなり、磁気シールド特性が十分でなくなる傾向にある。
【００３４】
（塗装方法）
本発明の磁気シールド塗料の塗装方法としては、被塗布面を均一に被覆できれば、その方法は特に限定されないが、例えば、スプレー塗装などが挙げられる。例えば、ガン口径１．０〜５．０ｍｍのスプレーガンを用いて、１．０〜１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、スプレー塗装することが好ましい。
【００３５】
また、塗装後の乾燥方法も特に限定されず、常温で乾燥してもよく、加熱乾燥してもよいが、磁性フィラーが膜厚方向に垂直な方向に配向しやすくする観点から、常温で乾燥することが好ましい。
【００３６】
乾燥後の塗膜の厚さが２０μｍ以上となるように塗装することが好ましく、３０μｍ以上となるように塗装することがより好ましい。乾燥後の塗膜の厚さが５００μｍ以下となるように塗装することが好ましく、４００μｍ以下となるように塗装することがより好ましい。乾燥後の塗膜の厚さが２０μｍ未満となると、十分な磁気シールド性を得られなくなる傾向にある。乾燥後の塗膜の厚さが５００μｍより厚くなると、塗膜自体が脆弱になる傾向にある。
【００３７】
本発明の磁気シールド塗料を電子部品に塗装する際には、電子部品に直接的に塗装することもできるが、電子部品にまずプライマーを塗装した後に、磁気シールド塗料を塗装することもできる。プライマーを塗装した後に磁気シールド塗料を塗装することで、得られる塗膜の電子部品への密着性を向上させることができる。プライマーとしては、エポキシ系、ポリオレフィン系、アクリル系、ポリエステル系などが好ましく、中でも、実装されている基板上の様々な材質の部材に対する密着性の点で、エポキシ系が好ましい。プライマーは、乾燥後の厚さが２μｍ以上となるように塗装することが好ましく、乾燥後の厚さが３μｍ以上となるように塗装することがより好ましい。
【００３８】
（用途）
本発明の磁気シールド塗料の用途は特に限定されないが、電子部品の磁気シールドに好適に用いることができる。
【実施例】
【００３９】
以下に、実施例等により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されない。
【００４０】
（実施例１）
ウレタン樹脂（荒川化学工業株式会社製、ポリエステル系ポリウレタン「ユリアーノ２４５６」、固形分３０％、重量平均分子量３００００）２３．０質量部、シリカ被覆磁性フィラー（山陽特殊製鋼株式会社製の「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ（Ｄ５０：４０μｍ、アスペクト比４０）」をＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社にて、１０ｎｍ厚でシリカ被覆した）３８．３質量部、分散剤としてリン酸ポリエステル系分散剤（ビックケミ−ジャパン株式会社製、「ＢＹＫ−１１１」）０．３質量部、有機溶剤としてトルエン３８．３質量部、及び消泡剤として非シリコーン系消泡剤（ビックケミ−ジャパン株式会社製、「ＢＹＫ−１７５２」）０．１５質量部を、ディスパーを用いて混合し、磁気シールド塗料を得た。得られた磁気シールド塗料の不揮発分は４５％であり、粘度は５．０ｄＰａ・ｓであった。得られた磁気シールド塗料の組成を表１に示す。
【００４１】
（実施例２）
シリカ被覆磁性フィラーとして、山陽特殊製鋼株式会社製の「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」を１０ｎｍ厚でシリカ被覆したものに代えて、「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」をＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社にて、１１．３ｎｍ厚でシリカ被覆したものを使用した以外は実施例１と同様にして、磁気シールド塗料を得た。得られた磁気シールド塗料の不揮発分は４５％であり、粘度は５．３ｄＰａ・ｓであった。得られた磁気シールド塗料の組成を表１に示す。
【００４２】
（実施例３）
シリカ被覆磁性フィラーとして、山陽特殊製鋼株式会社製の「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」を１０ｎｍ厚でシリカ被覆したものに代えて、「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」をＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社にて、１２．５ｎｍ厚でシリカ被覆したものを使用した以外は実施例１と同様にして、磁気シールド塗料を得た。得られた磁気シールド塗料の不揮発分は４５％であり、粘度は５．５ｄＰａ・ｓであった。得られた磁気シールド塗料の組成を表１に示す。
【００４３】
（実施例４）
シリカ被覆磁性フィラーとして、山陽特殊製鋼株式会社製の「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」を１０ｎｍ厚でシリカ被覆したものに代えて、「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」をＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社にて、１５．０ｎｍ厚でシリカ被覆したものを使用した以外は実施例１と同様にして、磁気シールド塗料を得た。得られた磁気シールド塗料の不揮発分は４５％であり、粘度は７．０ｄＰａ・ｓであった。得られた磁気シールド塗料の組成を表１に示す。
【００４４】
（実施例５）
シリカ被覆磁性フィラーとして、山陽特殊製鋼株式会社製の「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」を１０ｎｍ厚でシリカ被覆したものに代えて、「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」をＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社にて、２０．０ｎｍ厚でシリカ被覆したものを使用した以外は実施例１と同様にして、磁気シールド塗料を得た。得られた磁気シールド塗料の不揮発分は４５％であり、粘度は８．０ｄＰａ・ｓであった。得られた磁気シールド塗料の組成を表１に示す。
【００４５】
（比較例１）
シリカ被覆磁性フィラーとして、山陽特殊製鋼株式会社製の「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」を１０ｎｍ厚でシリカ被覆したものに代えて、「ＦＭＥ３Ｄ−ＡＨ」を使用した以外は実施例１と同様にして、磁気シールド塗料を得た。得られた磁気シールド塗料の不揮発分は４５％であり、粘度は５．０ｄＰａ・ｓであった。得られた磁気シールド塗料の組成を表１に示す。
【００４６】
＜比透磁率の測定＞
実施例１〜５及び比較例１の磁気シールド塗料のそれぞれについて、ガン口径１．５ｍｍのスプレーガンを用いて４．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、ガラス板へ、乾燥後の塗膜の厚さが１００μｍとなるように塗布し、常温で乾燥して、塗膜を作製した。その塗膜をＲＦインピーダンスマテリアルアナライザー装置（アジデントテクノロジー株式会社製、Ｅ４９９１Ａ）を用いて、１ＭＨｚ時の実数部透磁率μｒ’を測定した。結果を表２に示す。
【００４７】
＜体積絶縁抵抗率の測定＞
実施例１〜５及び比較例１の磁気シールド塗料のそれぞれについて、ガン口径１．５ｍｍのスプレーガンを用いて４．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、ガラス板へ、乾燥後の塗膜の厚さが１００μｍとなるように塗布し、常温で乾燥して、６０ｍｍ×６０ｍｍ塗膜を作製した。得られた塗膜について、日置電機製ディジタル超絶縁／微小電流計「ＤＳＭ−８１０４」を用いて１０００Ｖ時の体積絶縁抵抗率を測定した。結果を表２に示す。
【００４８】
【表１】
2020150036.tif 000002
【００４９】
【表２】
2020150036.tif 000003