(57)【要約】【課題】小さなコア損失、高くかつばらつきの小さい透磁率、高いキュリー温度を有するＲＦＩＤ用フェライトコアを提供する。【解決手段】金属元素として少なくともＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、ＮｉをＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、ＺｎをＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％含有し、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４のうち２種以上の固溶体からなる結晶相を含有する酸化物焼結体からなり、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折による回折角２θが３４．６〜３６．４°における前記結晶相の回折ピークの半値幅が０．４°以下とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属元素として少なくともＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、ＮｉをＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、ＺｎをＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％含有し、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４のうち２種以上の固溶体からなる結晶相を含有する酸化物焼結体からなり、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折による回折角２θが３４．６〜３６．４°における前記結晶相の回折ピークの半値幅が０．４°以下であることを特徴とするＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項２】
平均結晶粒子径Ｄが２〜１５μｍ、全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子数の割合が６０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項３】
前記酸化物焼結体１００質量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で９質量部以下含有することを特徴とする請求項１または２に記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項４】
前記酸化物焼結体１００質量部に対してＺｒをＺｒＯ２換算で０．００１〜０．６質量部含有し、前記Ｚｒが前記酸化物焼結体中に均一に分散し、酸化物焼結体中の粒界相の厚みが２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項５】
表面における平均結晶粒子径と内部の平均結晶粒子径との差が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項６】
透磁率が４００以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項７】
−５０〜１５０℃の透磁率の相対温度係数が−２×１０−６〜２×１０−６／℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項８】
密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項９】
３点曲げ強度が１４０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項１０】
１ｍｍ２当たり５０ＭＰａの圧縮応力下におけるインダクタンスの変化率が±１０％以内であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項１１】
ＩＦ法による破壊靱性値が０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のＲＦＩＤ用フェライトコア。
【請求項１２】
請求項１〜１１に記載のＲＦＩＤ用フェライトコアの製造方法であって、少なくともＦｅ酸化物からなる粉末、Ｎｉ酸化物からなる粉末およびＺｎ酸化物からなる粉末を含有し、前記Ｆｅ酸化物の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、前記Ｎｉ酸化物の含有量がＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、前記Ｚｎ酸化物の含有量がＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％であり、前記Ｆｅ酸化物、Ｎｉ酸化物、Ｚｎ酸化物のうち少なくとも１種の比表面積が５ｍ２／ｇを超える粉末を混合、粉砕して、比表面積が５ｍ２／ｇを超える１次粉砕粉末を作製する１次粉砕工程と、前記１次粉砕粉末を仮焼して仮焼粉を作製する仮焼工程と、前記仮焼粉を粉砕して比表面積が５ｍ２／ｇを超える２次粉砕粉末を作製する２次粉砕工程と、前記２次粉砕粉末と有機結合剤を混合、造粒して得られる造粒体を成形して成形体を作製する成形工程と、前記成形体に含まれる有機結合剤を脱脂して炭素量３００ｐｐｍ以下の脱脂体を作製する脱脂工程と、前記脱脂体を焼成炉を用いて１０５０〜１３００℃で焼成して焼結体からなるＲＦＩＤ用フェライトコアを作製する焼成工程とを含むことを特徴とするＲＦＩＤ用フェライトコアの製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかに記載のＲＦＩＤ用フェライトコアに導線を巻回し、磁場を印加することによって誘導起電圧を発生させ、前記誘導起電圧を前記磁場で割ることにより求められる前記導線の１巻当たりの感度を、さらに前記フェライトコアの前記導線が巻かれた部分の断面積で割った値が１ｍＶ／（μＴ・ｍｍ２）以上であることを特徴とするフェライトコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、無線周波数識別）用フェライトコアおよびこれを用いたフェライトコイルに関する。特に、車両用タイヤの空気圧や温度の検知装置、車両の盗難防止装置、車両用キーレスエントリー装置等に好適に装着可能なＲＦＩＤ用フェライトコアおよびこれを用いたフェライトコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
フェライト焼結体は、フェライトコイル、トランス、磁気ヘッドなどの磁心として各種電子機器に広く用いられている。例えば、特許文献１にはＭｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｌｉのうち少なくとも１種類を含む焼結体であって、炭素の含有量が９６ｐｐｍ未満であるフェライト焼結体が開示されている。また、特許文献２には、主成分としてＦｅ２Ｏ３を４６〜５２ｍｏｌ％、ＮｉＯを２８〜３６ｍｏｌ％、ＺｎＯを１６〜２２ｍｏｌ％含有し、平均結晶粒子径をＤとする時、０．２Ｄ〜３Ｄの粒径の結晶が５０体積％以上であるフェライト焼結体が開示されている。さらに、特許文献３〜５には、Ｆｅ２Ｏ３を４８．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＮｉＯを１４．０〜２４．０ｍｏｌ％、ＺｎＯを２８．０〜３６．０ｍｏｌ％含有し、平均結晶粒子径が３〜３０μｍであり平均結晶粒子径の２倍を超える結晶粒子の数が結晶粒子全体の１０％以下であるＮｉ−Ｚｎ系フェライト焼結体が開示されている。また、特許文献６には、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなり、焼結体の結晶粒度分布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつＤ１０が３μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ以下である低損失酸化物磁性材料が開示されている。
【０００３】
車両のタイヤ内の空気圧力や空気温度の運転者への通知がＲＦＩＤを用いて次のように行われている。フェライト焼結体などの磁性体にコイルを巻いたフェライトコイルに微弱な電磁波を送信し、この電磁波によって発生するフェライトコイルの誘導起電圧を用いてタイヤの圧力や温度などを測定するためのセンサーに圧力や温度を測定するよう電気信号を送り、この電機信号によってセンサーがタイヤ内の圧力や温度を測定し、この測定結果を車両の運転者へ通知している。このようなＲＦＩＤを用いた技術は、特許文献７〜１２に開示されている。すなわち、フェライト磁性体を用いたＲＦＩＤタグの設置構造（特許文献７）、タイヤ内で可動自在な磁性体を用いたタイヤの空気圧検知方法（特許文献８）、フェライト磁性体を用いた磁気回路を用いたタイヤ監視装置用アンテナ（特許文献９）、磁心を磁性体で構成したコイルに起電力を発生させてタイヤの回転異常を検知するタイヤ内部監視装置（特許文献１０）、フェライトコイルを用いたタイヤの空気圧検知装置の取付け構造（特許文献１１）、磁性体コイルを用いたタイヤ内圧の減圧警報装置（特許文献１２）が知られている。
【０００４】
さらに、特許文献１３には、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトコアに導線を巻き回したＲＦＩＤ用フェライトコイルから発生する誘導起電圧を用いてキーレスエントリー（車両のドアの施開錠を無線で行うこと）を行うためのループアンテナ装置が示唆されている。
【特許文献１】特開２００１−９３７１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１７９４６０号公報
【特許文献３】特開２００１−１５３２２号公報
【特許文献４】特開平８−３１０８５６号公報
【特許文献５】特開平８−３１０８５５号公報
【特許文献６】特開２００２−３４３６２１号公報
【特許文献７】特開２００２−２６４６１７号公報
【特許文献８】特開平３−２８００７号公報
【特許文献９】特開平２−２６３１３７号公報
【特許文献１０】特開平３−２９２２０７号公報
【特許文献１１】特開平９−３０９３０５号公報
【特許文献１２】特開平２−１６２２２２号公報
【特許文献１３】特開２００１−３０８６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献７〜１３のＲＦＩＤ技術に使われるフェライトや磁性体として、特許文献１〜６のフェライト焼結体を用いると、タイヤ内の空気圧や温度の測定が困難であった。この原因は、特許文献１〜６のフェライト焼結体を用いたフェライトコイルから十分な誘導起電圧が発生しないので、タイヤの空気圧や温度を測定する指令信号が圧力センサーや温度センサーに十分伝達されないためであった。また、特許文献１３のループアンテナ装置用のフェライトコイルの材質として特許文献１〜６のフェライト焼結体を用いると、車両の施開錠が困難であった。このように、タイヤ内の空気圧や温度の測定、施開錠が困難であるのは、特許文献１〜６のフェライト焼結体を用いたフェライトコイルから十分な誘導起電圧が発生しないためであった。このため、大きな誘導起電圧を発生させることができるフェライトコイル用のＲＦＩＤ用フェライトコアが求められていた。また、ＲＦＩＤ用フェライトコアには、車両の安全性向上のため高くかつばらつきの機械的強度を有することが求められていた。しかし、従来のフェライト焼結体はこれらの要求を満足するものではなかった。
【０００６】
特許文献１〜６のフェライト焼結体を用いて作製したフェライトコイルは、フェライトコイルに磁場を印加した際に発生する誘導起電圧を印加した磁場で割ることにより求められる導線の１巻当たりの感度が低くなる場合があったため、フェライトコイルに用いるフェライト焼結体を大きくして導線の巻数を増やさなければならず、小型化が困難であるという問題があった。また、フェライトコイルを小型化すると誘導起電圧が小さくなるという問題があった。このような機械的強度の低下や誘導起電圧の低下は次の原因によって生じていた。誘導起電圧、感度が大きく安定したフェライトコイルを得るためには、コア損失が小さく、透磁率が高くかつばらつきがなく、キュリー温度が高いフェライトコアが必要である。コア損失の小さなフェライトコアを得るためには、フェライトコアに含まれるスピネル型の結晶相（例えば、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、ＦｅＦｅ２Ｏ４のいずれか１種、またはこれらのうち２種以上の固溶体）からなる結晶の結晶構造を規則化することが必要である。この規則化によって、化学組成（例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎの含有量）が同じでも、小さいコア損失、高くかつ安定した透磁率、高いキュリー温度を有するフェライトコアが得られる。従来のフェライト焼結体からなるフェライトコアは、結晶構造の規則化が不十分である場合があったので、コア損失が大きく、透磁率とキュリー温度が低い場合があった。このため、従来のフェライト焼結体からなるフェライトコアは、ＲＦＩＤ用フェライトコアとして用いた場合、誘導起電圧が低くなる場合があった。
【０００７】
また、フェライト焼結体の機械的強度を向上させるためには、スピネル型の結晶相からなる結晶の結晶構造を規則化して内部応力を小さくし、さらに、結晶粒子径のばらつきを一定の範囲内に制御することが必要である。この制御によって、化学組成（例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎの含有量）が同じ場合でも、透磁率と機械的強度が高く安定したフェライト焼結体とすることができる。
【０００８】
しかし、従来のフェライ焼結体は、結晶構造の規則化が不十分であったり、結晶粒子径を制御していない場合があったりしたので、大きな機械的強度を安定して得ることができなかった。
【０００９】
さらに、タイヤは高温で強い機械的振動にさらされる場合があるため、ＲＦＩＤ用のフェライトコアを成すフェライト焼結体は、小さいコア損失、高いキュリー温度、高い透磁率を有するのみならず、場合によっては小さな絶対値の透磁率の相対温度係数、高緻密性を有することが求められていた。さらには、フェライトコアに導線を巻回した後に樹脂で封止して使用する場合、封止によってフェライトコアに圧縮応力が発生するため、圧縮応力が印加された状態でのインダクタンスの変化を小さくすることが求められていた。しかしながら、従来技術に開示されているフェライトコアを成す焼結体は、このような要求を満足させることはできなかった。
【００１０】
特許文献１のフェライト焼結体は、炭素含有量を９６ｐｐｍ未満にすることにより機械的強度を高く向上できるとされているものの、フェライト焼結体を構成する結晶粒子径分布が制御されていなかった。また、平均結晶粒子径を１〜３０μｍとすることが好ましいとされているものの、結晶粒子径分布が変動すると、透磁率やキュリー温度が低くなる恐れがあった。さらに、仮焼後の粉砕を充分行うことが示唆されていないため、仮焼後の粉体の粒径が大きいと、焼成して得られる焼結体中の結晶の結晶構造が充分規則化しないため、コア損失が大きかったり、透磁率やキュリー温度が低かったり、機械的強度が小さかったりする場合があった。
【００１１】
特許文献２のフェライト材料は結晶粒子径分布を規定しているものの、フェライト材料の製造過程において、仮焼前の粉体の粒径が大きく、仮焼後の粉体の粉砕粒径が大きいため、結晶構造が規則化していないためコア損失が大きくなる場合があった。
【００１２】
特許文献３〜５のフェライト焼結体は、平均結晶粒子径を均一に制御しているものの、仮焼前の粒径や仮焼後の粉体の粉砕粒径を制御していないため、焼結体を構成する結晶の結晶構造が充分規則化していないため、コア損失が大きく、透磁率、キュリー温度、機械的強度が低いものであった。
【００１３】
特許文献６のフェライト焼結体からなる低損失酸化物磁性材料は、焼成前の仮焼（予焼）温度と仮焼後の粉体の粒径を規定することによって、フェライト焼結体の電力損失（コア損失）を小さくできるが、次のような原因によってコア損失が大きくなる場合があった。フェライト焼結体を作製する工程において、仮焼前の粉体の粒径が大きい場合、仮焼粉の合成、すなわちスピネル型構造を有し、結晶構造が十分に規則化した結晶粒子からなる粉体の合成が不十分となる。合成が不十分となる原因は、仮焼の過程でＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯの各粉末が反応して、スピネル型構造からなる結晶粒子が十分に合成されないため、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯの各粉末が未反応のまま仮焼粉に多く残留するからである。未反応の粉末を多く含む仮焼粉を用いて焼結体を作製すると、スピネル型構造の結晶相からなる結晶の規則化が焼成中に十分行われない。このため、仮焼前の粉体の粒径が大きい場合、結晶構造が十分規則化していない結晶が焼結体中に多く残留するので、コア損失が大きくなるという問題があった。また、仮焼粉の合成を十分に行っても、仮焼粉の粉砕を十分に行わないと、未焼成体に含まれる粉体の粒径が大きくなるため、結晶構造が十分規則化した焼結体が得られず、コア損失が大きくなるという問題があった。これは、仮焼時にＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯの各粉末が反応して、スピネル型構造からなる結晶粒子が生成する。しかしながら、仮焼粉を構成する結晶粒子の組成は、それぞれが厳密には全く同じではないと推測される。詳細には、焼結体の個々の結晶の格子定数が極わずかに異なることから考えて、未焼成体を構成する各結晶粒子の組成は、各結晶粒子の組成のばらつきによって相違すると思われる。この組成のばらつきが大きいほど、スピネル型構造の結晶に含まれる格子欠陥が焼結体中に多く生成し、結晶構造が不規則となる。この格子欠陥を抑制することは、スピネル型構造の結晶相からなる結晶の規則化に繋がる。仮焼粉の粉砕を十分に行わないと、未焼成体に含まれる各結晶粒子の組成がばらつき、このばらつきが緩和されないまま焼成されるので、焼結体に含まれる個々の結晶の組成がばらつき、結晶構造が十分に規則化していない焼結体が得られるからである。このため、特許文献６の低損失酸化物磁性材料は、コア損失が大きくなる場合があった。
【００１４】
上述のように、特許文献１〜６のフェライト焼結体やフェライト材料は、小さいコア損失、高い透磁率、高いキュリー温度を有していないので、このようなフェライト焼結体やフェライトコアを用いて作製したフェライトコイルは、磁場を印加した際に発生する導線一巻当たりの誘導起電圧が低くなるという問題があった。
【００１５】
以上のように、特許文献１〜６のフェライト焼結体やフェライト材料からなるフェライトコアは、大きな誘導起電圧、感度、優れた機械的特性が要求されるＲＦＩＤ用フェライトコアには適用が困難であった。
【００１６】
また、特許文献７のＲＦＩＤの設置構造に用いられる磁性体、特許文献８の検知方法に開示された磁性体、特許文献９のアンテナに用いられるフェライト磁性体、特許文献１０の監視装置に用いられる磁性体、特許文献１１の取付け構造に用いられるフェライト磁性体、特許文献１２の減圧警報装置に用いられる磁性体、特許文献１３のアンテナ装置に開示されたＮｉ−Ｚｎ系フェライト磁性体のいずれの磁性体も、磁性体コアの組成、結晶粒子径分布、結晶構造を制御することが何ら示唆されていないため、コア損失が大きかったり、透磁率が大きかったり、キュリー温度が低かったりした。このためＲＦＩＤ用フェライトコアとしての適用は困難であった。
【００１７】
本発明は小さなコア損失、高くかつばらつきの小さい透磁率、高いキュリー温度を有するＲＦＩＤ用フェライトコアを提供することを目的とする。また、このＲＦＩＤ用フェライトコアを用いた、大きな誘導起電圧と感度を有するフェライトコイル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】
【００１８】
本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアは、金属元素として少なくともＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、ＮｉをＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、ＺｎをＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％含有し、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４のうち２種以上の固溶体からなる結晶相を含有する酸化物焼結体からなり、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折による回折角２θが３４．６〜３６．４°における前記結晶相の回折ピークの半値幅が０．４°以下であることを特徴とする。
【００１９】
また、平均結晶粒子径Ｄが２〜１５μｍ、全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子数の割合が６０％以上であることを特徴とする。
【００２０】
また、前記酸化物焼結体１００質量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で９質量部以下含有することを特徴とする。
【００２１】
また、前記酸化物焼結体１００質量部に対してＺｒをＺｒＯ２換算で０．００１〜０．６質量部含有し、前記Ｚｒが前記酸化物焼結体中に均一に分散し、焼結体中の粒界相の厚みが２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２２】
また、前記酸化物焼結体の表面における平均結晶粒子径と内部の平均結晶粒子径との差が１０μｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
また、透磁率が４００以上であることを特徴とする。
【００２４】
また、−５０〜１５０℃の透磁率の相対温度係数が−２×１０−６〜２×１０−６／℃であることを特徴とする。
【００２５】
また、密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする。
【００２６】
また、３点曲げ強度が１４０ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【００２７】
また、１ｍｍ２当たり５０ＭＰａの圧縮応力下におけるインダクタンスの変化率が±１０％以内であることを特徴とする。
【００２８】
また、ＩＦ法による破壊靱性値が０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上であることを特徴とする。
【００２９】
本発明のフェライトコイルは、上記のいずれかのＲＦＩＤ用フェライトコアに導線を巻回し、磁場を印加することによって誘導起電圧を発生させ、前記誘導起電圧を前記磁場で割ることにより求められる前記導線の１巻当たりの感度を、さらに前記フェライトコアの前記導線が巻かれた部分の断面積で割った値が１ｍＶ／（μＴ・ｍｍ２）以上であることを特徴とする。
【００３０】
本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアの製造方法は、少なくともＦｅ酸化物からなる粉末、Ｎｉ酸化物からなる粉末およびＺｎ酸化物からなる粉末を含有し、前記Ｆｅ酸化物の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、前記Ｎｉ酸化物の含有量がＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、前記Ｚｎ酸化物の含有量がＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％であり、前記Ｆｅ酸化物、Ｎｉ酸化物、Ｚｎ酸化物のうち少なくとも１種の比表面積が５ｍ２／ｇを超える粉末を混合、粉砕して、比表面積が５ｍ２／ｇを超える１次粉砕粉末を作製する１次粉砕工程と、前記１次粉砕粉末を仮焼して仮焼粉を作製する仮焼工程と、前記仮焼粉を粉砕して比表面積が５ｍ２／ｇを超える２次粉砕粉末を作製する２次粉砕工程と、前記２次粉末と有機結合剤を混合、造粒して得られる造粒体を成形してＲＦＩＤ用フェライトコア前駆体である成形体を作製する成形工程と、前記成形体に含まれる有機結合剤を脱脂して炭素量３００ｐｐｍ以下の脱脂体を作製する脱脂工程と、前記脱脂体を焼成炉を用いて１０５０〜１３００℃で焼成して焼結体からなるＲＦＩＤ用フェライトコアを作製する焼成工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、金属元素として少なくともＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、ＮｉをＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、ＺｎをＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％含有し、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４のうち２種以上の固溶体からなる結晶相を有する酸化物焼結体からなり、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折による回折角２θが３４．６〜３６．４°における前記結晶相の回折ピークの半値幅が０．４°以下であることから、結晶構造を規則化できるので、コア損失の小さなフェライトコアとすることができる。
【００３２】
また、平均結晶粒子径Ｄが２〜１５μｍ、全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子数の割合が６０％以上であることから、小さく安定したコア損失、高く安定した透磁率、キュリー温度を有することができる。
【００３３】
また、前記酸化物焼結体１００質量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で９質量部以下含有することから、表面の電気抵抗を高く保持することができるので、コア損失が小さいフェライトコアとすることができる。また、Ｃｕは粒成長抑制効果もあるためＣｕをＣｕＯ換算で９質量部以下含有させることにより、０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子の割合を９５％以上に向上させることができ、透磁率のばらつきをより低減させることができる。
【００３４】
また、前記ＲＦＩＤ用フェライトコアがＣｕを含有する場合、前記酸化物焼結体１００質量部に対してＺｒをＺｒＯ２換算で０．００１〜０．６質量部含有し、前記Ｚｒが前記酸化物焼結体中に均一に分散し、焼結体中の粒界相の厚みを２０ｎｍ以下とすることにより、機械的強度を向上できるとともに、磁壁移動が容易となり、かつ反磁性の影響を受けにくくなるため、コア損失をさらに低くすることができる。
【００３５】
さらに、表面における平均結晶粒子径と内部の平均結晶粒子径との差が１０μｍ以下とすることから、内部応力を低減させることができるため、機械的強度を高めることができる。
【００３６】
また、透磁率が４００以上であることから、大きな誘導起電圧と感度を有することができ、−５０〜１５０℃の透磁率の相対温度係数が−２×１０−６〜２×１０−６／℃であることから、この温度範囲で温度が変化しても大きな起電圧と感度が安定したフェライトコイルを得ることができる。さらに、密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上であることから、機械的強度に優れ、誘導起電圧を大きくすることができる。
【００３７】
さらに、３点曲げ強度が１４０ＭＰａ以上であることから、このフェライトコアに導線を巻回して作製したフェライトコイルを車両のタイヤに内蔵した場合、機械的振動が負荷されても破壊されず機械的信頼性を向上させることができる。また、１ｍｍ２当たり５０ＭＰａの圧縮応力下におけるインダクタンスの変化率が±１０％以内であることから、このフェライトコアに導線を巻回し、樹脂封止して作製したフェライトコイルに一定の磁場を印加した場合、誘導起電圧のばらつきを特に低減できるものとなる。また、ＩＦ法による破壊靱性値が０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上であることから、機械的信頼性を向上させることができる。
【００３８】
これら本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアの製造方法は、少なくともＦｅ酸化物からなる粉末、Ｎｉ酸化物からなる粉末およびＺｎ酸化物からなる粉末を上述の範囲で含有し、Ｆｅ酸化物、Ｎｉ酸化物、Ｚｎ酸化物のうち少なくとも１種の比表面積が５ｍ２／ｇを超える粉末を混合、粉砕して、比表面積が５ｍ２／ｇを超える１次粉砕粉末を作製する１次粉砕工程と、前記１次粉砕粉末を仮焼して仮焼粉を作製する仮焼工程と、前記仮焼粉を粉砕して比表面積が５ｍ２／ｇを超える２次粉砕粉末を作製する２次粉砕工程と、前記２次粉末と有機結合剤を混合、造粒して得られる造粒体を成形して成形体を作製する成形工程と、前記成形体に含まれる有機結合剤を脱脂して炭素量３００ｐｐｍ以下の脱脂体を作製する脱脂工程と、前記脱脂体を焼成炉を用いて１０５０〜１３００℃で焼成してＲＦＩＤ用フェライトコアを作製する焼成工程とを含むことから、脱脂体中の炭素が焼成中に酸素と反応して酸素欠陥などの格子欠陥を生成することが抑制され、機械的強度が向上し、焼結体中の炭素量が少なくなるため、焼結体の表面抵抗率を高くすることができ、コア損失を向上させることができる。
【００３９】
また、これらＲＦＩＤ用フェライトコアに導線を巻回したＲＦＩＤ用フェライトコイルは、小さく安定したコア損失、高くかつばらつきの小さい透磁率、高いキュリー温度を有するため、車両のタイヤの圧力センサーや温度センサーに用いられた際、振動や負荷がかかっても起動スイッチを正常に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下本発明について詳述する。
【００４１】
本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアについて説明する。
【００４２】
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアの種々の実施形態を示す斜視図であり、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、柱状、筒状、リング状、凹状、等のコア形状の酸化物焼結体からなる。例えば、図１（ａ）は高さ１ｍｍ×幅１．４４ｍｍ×長さ１１ｍｍの柱状、図１（ｂ）は外径２ｍｍ×内径１．４７ｍｍ×長さ１１ｍｍの筒状、図１（ｃ）は外径６．５ｍｍ×内径３ｍｍ×厚み２．５ｍｍのリング状、また、図１（ｄ）は高さ１ｍｍ×幅１．４４ｍｍ×長さ８ｍｍの胴部と、前記胴部の両端の各々に設けた１．２×１．７×長さ１．５ｍｍの端部とからなり、胴部と端部とが一体的に焼結されている。
【００４３】
本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、金属元素として少なくともＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、ＮｉをＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、ＺｎをＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％含有し、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４のうち２種以上の固溶体からなる結晶相を有する酸化物焼結体からなり、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折による回折角２θが３４．６〜３６．４°における前記結晶相の回折ピークの半値幅が０．４°以下であることを特徴とする。
【００４４】
これによって、小さく安定したコア損失、高く安定した透磁率、キュリー温度を有するＲＦＩＤ用フェライトコア１４を得ることができる。
【００４５】
コア損失の低下を抑制するための１つの条件が、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の電気抵抗、特に表面抵抗率を高く保持することである。金属元素として少なくともＦｅ、Ｎｉ及びＺｎを含有する酸化物焼結体からなり、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、ＮｉをＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、ＺｎをＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％含有させることで、表面抵抗率１００ＭΩ以上、透磁率２００以上、キュリー温度１２０℃以上のフェライトコアを得ることができる。一方、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎがこの組成の範囲外となると、表面抵抗率を１００ＭΩ以上に保持したまま、透磁率を２００以上、キュリー温度を１２０℃以上にできない恐れがある。より好ましくは、Ｆｅ２Ｏ３換算での含有量の下限が４９．７ｍｏｌ％、上限が５１．９ｍｏｌ％、ＮｉＯ換算での含有量の下限が１４ｍｏｌ％、上限が３３ｍｏｌ％、ＺｎＯ換算での含有量の下限が１８ｍｏｌ％、上限が３５ｍｏｌ％である。
【００４６】
また、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４のうち２種以上の固溶体からなる結晶相を含み、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折による回折角２θが３４．６〜３６．４°にある結晶相の回折ピークの半値幅を２θで０．４°以下とすることにより、結晶構造を規則化することができるため、コア損失が小さく、透磁率が高く、且つそのばらつきを小さくすることができる。
【００４７】
ここで、図２に本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４のＣｕ−Ｋα線によるＸ線回折パターンの一例を示す。図２は、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４の固溶体からなるＸ線回折パターンである。このＸ線回折パターンで最もピーク強度が大きい、２θが３４．６〜３６．４°にあるピーク（Ｐ）の強度（ピーク（Ｐ）の先端部のピーク強度）をＰＩとするとき、ＰＩ／２のピーク強度の所に、横軸２θ方向に平行線を引き、この平行線がピーク（Ｐ）と交わる２つの交点間の距離が半値幅であり、この半値幅が０．４°以下である。
【００４８】
前記半値幅を０．４°以下とすることで、表面抵抗率を高いものとしてコア損失の小さなＲＦＩＤ用フェライトコア１４とすることができる。前記スピネル型構造の結晶の結晶構造が規則化すると半値幅が小さくなる。結晶構造が規則化するということは、格子欠陥が少なく、結晶格子を構成する原子が規則的に配列し、結晶格子が規則的配列していることを意味する。このような結晶構造を有するＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、表面抵抗率が高くなり、コア損失を低くすることができる。また、このＲＦＩＤ用フェライトコア１４に導線を巻回してフェライトコイルとし、このフェライトコイルに磁場を印加することによって誘導起電圧を発生させる場合、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４のコア損失が小さい程、印加した磁場（電磁界エネルギー）の損失が少ないので、大きな誘導起電圧を有するフェライトコイルを得ることができる。コア損失を抑制するための方法が、フェライトコア１４の表面抵抗率を高くすることである。表面抵抗率が高いとコア損失が低くなるのは、表面抵抗率を高くすると、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の電気的絶縁性が高まるので、渦電流の増加に伴って発生する、電磁界エネルギーの熱エネルギー等への変換によるエネルギーの損失が抑制されるためと考えられる。
【００４９】
一方、結晶中の格子欠陥が多いと、電荷のキャリアである電子、ホールが多数生成し、このキャリアが電気伝導を引き起こすため電気抵抗、特に表面抵抗率が低下する。また、結晶格子を構成する原子が規則的に配列していないと、個々の結晶格子が電気的中性を保つことができない。このため、個々の結晶が電気的中性を保とうとして、結晶格子間の間で電子やホールの授受が行われたり、酸素イオンがホッピングしたりすることによって、電気抵抗、特に表面抵抗率が低下する。格子欠陥の増加や結晶構造の不規則化が、電気抵抗の中でも特に表面抵抗率を低下させる理由は、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の表面では結晶格子が自由空間に面しているので、表面が電磁界エネルギーを受けると、表面においてキャリアが容易に移動するからと考えられる。
【００５０】
本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、その製造方法はその詳細を後述するように、出発原料粉末、仮焼前の原料粉末、仮焼後の粉末各々の比表面積を５ｍ２／ｇよりも大きくし、脱脂体の炭素量を３００ｐｐｍ以下とし、１０５０〜１３００℃で焼成することにより作製することができる。
【００５１】
より好ましくは、Ｆｅの含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４９．７〜５１．９ｍｏｌ％、Ｎｉの含有量がＮｉＯ換算で１５〜２０ｍｏｌ％、Ｚｎの含有量がＺｎＯ換算で３０〜３５ｍｏｌ％、結晶相としてＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４の固溶体を含有し、前記半値幅が０．３°以下である。
【００５２】
なお、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉの含有量はＩＣＰ発光分光分析により測定することが、また、結晶相は、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折法により同定することができる。さらに、前記半値幅は、次の方法で測定することができる。
【００５３】
ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の表面部を、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折法により測定する。このＸ線回折の結果得られる回折角２θが３４．６〜３６．４°における回折ピークは、ＺｎＦｅ２Ｏ４、ＦｅＦｅ２Ｏ４およびＮｉＦｅ２Ｏ４のうち２種以上が固溶した結晶相の回折ピークと見なすことができる。より具体的には、前記半値幅の測定対象となる回折ピークは、ＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｎ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）カードＮｏ．２２−１０１２のＺｎＦｅ２Ｏ４の（３１１）面、ＪＣＰＤＳカードＮｏ．１９−６２９のＦｅＦｅ２Ｏ４の（３１１）面、およびＪＣＰＤＳカードＮｏ．１０−３２５のＮｉＦｅ２Ｏ４の（３１１）面の少なくとも２種以上が重なった回折ピークと考えられる。これらのＪＣＰＤＳカードによれば、前記半値幅の測定対象となるピークの面間隔は２．５１〜２．５４Å程度であり、回折角２θはＣｕ−Ｋα線を用いた場合、３５．２〜３５．６°程度である。半値幅は上述した方法、すなわち図２に示すように、最もピーク強度が大きい２θが３４．６〜３６．４°にあるピーク（Ｐ）の強度（ピーク（Ｐ）の先端部のピーク強度）をＰＩとするとき、ＰＩ／２のピーク強度のところに、横軸２θ方向に平行線を引き、この平行線がピーク（Ｐ）と交わる２つの交点間の距離を半値幅として求めることができる。
【００５４】
本発明において、前記固溶体の回折ピークの半値幅の測定対象を、回折角２θが３４．６〜３６．３°にある回折ピークとする理由は、Ｘ線回折装置の測定誤差などによって、前記固溶体の本来の回折角（３５．２〜３５．６°程度）と、実際の前記固溶体の回折角とが異なる場合があるからである。したがって、ＺｎＦｅ２Ｏ４の（３１１）面、ＦｅＦｅ２Ｏ４の（３１１）面、ＮｉＦｅ２Ｏ４の（３１１）面のうち少なくとも２種が重なった回折ピークの回折角が３４．６〜３６．４°の範囲外でも、このピークの半値幅が０．４°以下であれば、このＲＦＩＤ用フェライトコアは、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４の技術的思想の範囲に含まれる。
【００５５】
また、小さなコア損失、高くかつばらつきの小さい透磁率、高いキュリー温度を有するＲＦＩＤ用フェライトコアとするためには、平均結晶粒子径Ｄが１〜３０μｍ、全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子数の割合が６０％以上であることが好ましい。
【００５６】
特に、平均結晶粒子径Ｄが２〜１５μｍ、全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子数の割合が６０％以上であることがさらに好ましい。これにより、コア損失をさらに小さくでき、透磁率を２００以上、キュリー温度を１２０℃以上に保持できるとともに、透磁率のばらつきを小さくすることができるので、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４に導線を巻回して得られるフェライトコイル３０に磁場を印加した際の誘導起電圧と感度を向上させることができる。これは、コア損失をさらに小さくするための１つの条件が磁壁移動を容易にすることである。結晶粒界は磁壁移動を阻害するので、結晶粒界が多いとコア損失が大きくなる。また、平均結晶粒子径Ｄが同じ場合でも、結晶粒子径のばらつきが大きいと透磁率のばらつきが大きくなる。平均結晶粒子径Ｄが２μｍ未満であると結晶粒界の面積が増加するため磁壁移動しにくくなり、コア損失を著しく小さくすることができない。平均結晶粒子径Ｄが１５μｍを超えると異常粒成長した粗大粒が増加してヒステリシス損失が増加するため、コア損失を著しく小さくすることができない。全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子数の割合が６０％を超えると、異常粒成長した結晶が局所的に発生したり、結晶粒界の面積が増加したり、結晶粒子径のばらつきが大きくなるためコア損失を著しく小さくすることができず、また、透磁率のばらつきを小さくすることができない。より好ましくは、平均結晶粒子径Ｄの下限が３μｍ、上限が９μｍ、前記割合が８５％以上であり、これによりコア損失を特に小さくし、透磁率のばらつきをさらに小さくすることができる。特に好ましくは、前記割合が９２％以上であり、これにより透磁率のばらつきを特に小さくすることができる。
【００５７】
なお、このようなＲＦＩＤ用フェライトコア１４の結晶粒子の大きさを上述の範囲に制御するための製造方法については後述する。
【００５８】
ここで、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の結晶粒子の大きさは例えば次のように測定する。ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の表面を走査型電子顕微鏡で観察して結晶写真を撮り、各々の結晶粒子の内接円と外接円の直径の平均値を求めて各々の結晶粒子径とする。各々の結晶粒子径を平均して平均結晶粒子径Ｄ、および全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子の数の割合を求める。また、結晶粒子の境界が不鮮明なため結晶粒子径が明確に測定できない場合は、化学的エッチングまたは熱処理によるエッチングによって粒界相を表面から除去後に結晶粒子径を測定しても良い。ただし、結晶粒子径の測定において、結晶粒子径が０．２μｍ以下の結晶粒子は、透磁率に及ぼす影響が小さく、また測定も困難のため結晶粒子径の計算の対象外とする。
【００５９】
また、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、前記酸化物焼結体１００質量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で９質量部以下含有することが好ましい。ＣｕＯを含有させることにより、Ｃｕが前記固溶体にさらに固溶し、これによって電気的にさらに安定な結晶相が生成するので、表面抵抗率を高くでき、コア損失を小さくすることができる。また。Ｃｕは粒成長抑制効果もあるためＣｕをＣｕＯ換算で９質量部以下含有させることにより、０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子を特に９５％以上に向上させることができ、透磁率のばらつきを特に低減させることができる。ＣｕをＣｕＯ換算で９質量部を越えて含有させると、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の表面抵抗率を著しく向上できないため好ましくない。特に、ＣｕＯ換算での含有量の下限は３．７質量部、上限は７．９質量部であることが好ましい。
【００６０】
また、前記ＲＦＩＤ用フェライトコア１４が、前記酸化物焼結体１００質量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で９質量部以下含有する場合、前記酸化物焼結体１００質量部に対してＺｒをＺｒＯ２換算で０．００１〜０．６質量部含有し、前記Ｚｒが酸化物焼結体中に均一に分散し、焼結体中の粒界相の厚みが２０ｎｍ以下であることにより、機械的強度を向上できると共に、コア損失をさらに小さくできるため好ましい。ＺｒをＺｒＯ２換算で０．００１〜０．６質量部含有するのは、０．００１質量部未満では、機械的強度を著しく向上させることができないからであり、０．６質量部を超えると電気抵抗を著しく大きくすることができないのでコア損失を著しく小さくできないからである。ＺｒをＺｒＯ２換算で０．００１〜０．６質量部含有させると、機械的強度を著しく向上させると共に、コア損失を小さくすることができる。また、前記Ｚｒを前記酸化物焼結体中に均一に分散させることによって、磁壁が移動するためのポテンシャルエネルギーを小さすることができ、その結果磁壁が容易に移動できるので、ヒステリシス損失が小さくなり、コア損失を小さくすることができる。また、前記粒界相が２０ｎｍを超えると、磁壁が移動するためのポテンシャルエネルギーをさらに小さくすることができるので、コア損失を著しく小さくすることができる。
【００６１】
ここで、粒界相の厚みとは、結晶間の粒界の厚みのことであり、焼結体中の粒界の厚みの最大値を示すものであり、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用い、例えば倍率５００００倍で任意の１０箇所を測定し、その最大値を粒界相の厚みとして求めればよい。
【００６２】
さらに、コア損失が著しく小さいフェライトＲＦＩＤ用フェライトコアを得るためには、ＺｒＯ２換算でのＺｒの含有量の下限は０．０１質量部、上限は０．４質量部が望ましい。
【００６３】
なお、Ｚｒが焼結体中に均一に分散している状態とは、焼結体の面中の任意のエリア、例えば３．７μｍ×２．８μｍの長方形を１０エリア選択し、エネルギー分散型Ｘ線マイクロアナライザーを用いて、各エリア毎に電子ビームを１０ポイント照射し、すべてのエリアでＺｒが８ポイント以上検出される状態を言う。
【００６４】
さらに、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の表面における平均結晶粒子径と内部の平均結晶粒子径との差が１０μｍ以下とすることが好ましい。これにより、表面と内部との結晶粒子径の違いによって発生する結晶粒子間の応力テンソルを小さくすることができるため、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の内部応力を低減させることができるため、より機械的強度が高く、車両のタイヤ等に装着しても割れたり、欠けたりしにくいＲＦＩＤ用フェライトコア１４を得ることができる。より好ましくは、表面における平均結晶粒子径と中心部の平均結晶粒子径との差が５μｍ以下である。
【００６５】
前記平均結晶粒子径の差は例えば次のように測定する。ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の内部を鏡面研磨した面と、表面とを、各々走査電子顕微鏡により観察し、内部（中心部）と表面の平均結晶粒子径の差を求める。ここで、内部（中心部）の平均結晶粒子径の測定位置は、ＲＦＩＤ用フェライトコアの肉厚方向のほぼ中心とする。なお、平均結晶粒子径の差の測定においても結晶粒子径が０．２μｍ以下の結晶は、透磁率に与える影響が小さく、測定も困難であるので平均結晶粒子径の差の計算の対象外とする。
【００６６】
また、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、透磁率が４００以上であることが好ましく、大きな誘導起電圧と感度を得ることができる。特に、透磁率が５００以上であることが好ましい。
【００６７】
なお、この透磁率は、外径１３０ｍｍ、内径８０ｍｍ、厚み３ｍｍのトロイダルリングに線径０．２ｍｍの被膜導線を全周にわたって均一に７回巻回し、ＬＣＲメータにおいて周波数１００ＫＨｚで測定する。
【００６８】
また、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、−５０〜１５０℃の透磁率の相対温度係数が−２×１０−６〜２×１０−６／℃であることが好ましい。これにより、特に−５０〜１５０℃の範囲で温度が変化しても大きな誘導起電圧と感度が安定したフェライトコイルを得ることができる。
【００６９】
なお、この相対温度係数は、外径１３０ｍｍ、内径８０ｍｍ、厚み３ｍｍのトロイダルリングに線径０．２ｍｍの被膜導線を全周にわたって均一に７回巻回し、ＬＣＲメータに接続された恒温槽内の測定治具に接続した後、１００ｋＨｚで測定され、基準温度を２０℃とし−５０〜１５０℃の透磁率を測定して算出するものであり、−５０℃での透磁率をμ−５０、１５０℃での透磁率をμ１５０とする時、基準温度を１５０℃とした−５０〜１５０℃の相対温度係数（１／℃）は、（μ−５０−μ１５０）／（μ１５０２×（−５０−１５０））により求められる。
【００７０】
また、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。これにより、さらに機械的強度に優れ、誘導起電圧の大きなフェライトコアを得ることができる。ＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、後述するように導線２２を巻回してフェライトコイルとした場合、所望によりＲＦＩＤ用フェライトコア１４に導線２２を巻回してから樹脂で封止する。この樹脂封止の際に、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の密度が５．０ｇ／ｃｍ３未満であるとＲＦＩＤ用フェライトコア１４内部に樹脂封止した樹脂が浸透し易いため、誘導起電圧を著しく向上させることができないからである。また、密度が５．０ｇ／ｃｍ３未満では機械的強度を著しく向上させることができない。特に、密度が５．２ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。なお、密度はアルキメデス法にて見掛け密度を測定する。
【００７１】
また、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、３点曲げ強度が１４０ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、自動車のタイヤに内蔵されるフェライトコイル３０に機械的振動が負荷された場合の機械的信頼性をさらに向上させることができるからである。特に、３点曲げ強度が１６０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００７２】
なお、この３点曲げ強度は、ＪＩＳ  Ｒ１６０１にて測定するか、もしくは幅Ｗ（ｍｍ）、厚さＴ（ｍｍ）の角柱試料を支点距離Ｌ（ｍｍ）で支持し、支点距離Ｌ（ｍｍ）の長手方向の中心にクロスヘッド速度０．５ｍｍ／分で荷重を加え、試料が破壊したときの最大荷重Ｐ（Ｎ）を測定し、３ＰＬ／２ＷＴ２により求める。
【００７３】
また、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、１ｍｍ２当たり５０ＭＰａの圧縮応力下におけるインダクタンスの変化率が±１０％以内であることが好ましい。これにより、樹脂封止したフェライトコイル３０に一定の磁場を印加した場合、誘導起電圧のばらつきを特に低減できる。インダクタンスＬの変化率が±１０％を越えると、透磁率が変化するため、誘導起電圧のばらつきを著しく低減させることができないからである。特に、インダクタンスＬの変化率が±２％以内であることが好ましい。
【００７４】
なお、このインダクタンスの変化率は、例えば幅３ｍｍ、厚み３ｍｍ、長さ１５ｍｍの角柱試料を固定台に固定し、フリーの面に対してプッシュプルゲージにて一軸加圧を掛け荷重毎にインダクタンスを測定し変化率を算出する。
【００７５】
また、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４のＩＦ法（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ−ｆｒａｃｔｕｒｅ  ｍｅｔｈｏｄ）による破壊靱性値を０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上とすることにより、特に機械的信頼性を向上させることができる。ＩＦ法とは、測定対象物の表面にビッカース圧痕を導入することで発生する圧痕および亀裂の長さから破壊靱性値を測定する方法である。ＩＦ法による破壊靱性値を０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上とすることにより、機械的信頼性が向上する理由は次の通りである。
【００７６】
ＲＦＩＤ用フェライトコア１４を車両のタイヤに装着してタイヤ内の圧力な温度を測定する場合、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４には機械的振動が非常に長時間に負荷される。この機械的振動によって、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４にクラックが入ったり、割れたりしないためには、少なくともＩＦ法による破壊靱性が０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上必要なためである。
【００７７】
上述のＲＦＩＤ用フェライトコア１４のコア損失、表面抵抗率は次のように測定する。
【００７８】
コア損失は、フェライト焼結体をトロイダルコア１とし、トロイダルコア１に、図３に示すように線径０．２ｍｍの被膜銅線を用いて一次側巻き線３を１０ターン、二次側巻き線４を１０ターン巻き付けて、一次側巻き線３に電源５を、二次側巻き線４に磁束計６をそれぞれ接続し、５０ｋＨｚ、１５０ｍＴの条件でコア損失を測定する。
【００７９】
表面抵抗率はフェライトコアの左右両端に端子を接触させて２５℃での表面抵抗率を測定するか、またはＪＩＳ  C２１４１の規格に準拠して測定する。
【００８０】
次いで、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４の製造方法について説明する。
【００８１】
本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアの製造方法は、少なくともＦｅ酸化物からなる粉末、Ｎｉ酸化物からなる粉末およびＺｎ酸化物からなる粉末を含有し、前記Ｆｅ酸化物の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、前記Ｎｉ酸化物の含有量がＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、前記Ｚｎ酸化物の含有量がＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％であり、前記Ｆｅ酸化物、Ｎｉ酸化物、Ｚｎ酸化物のうち少なくとも１種の比表面積が５ｍ２／ｇを超える粉末を混合、粉砕して、比表面積が５ｍ２／ｇを超える１次粉砕粉末を作製する１次粉砕工程と、前記１次粉砕粉末を仮焼して仮焼粉を作製する仮焼工程と、前記仮焼粉を粉砕して比表面積が５ｍ２／ｇを超える２次粉砕粉末を作製する２次粉砕工程と、前記２次粉砕粉末と有機結合剤を混合、造粒して得られる造粒体を成形して成形体を作製する成形工程と、前記成形体に含まれる有機結合剤を脱脂して炭素量３００ｐｐｍ以下の脱脂体を作製する脱脂工程と、前記脱脂体を焼成炉を用いて１０５０〜１３００℃で焼成して焼結体からなるＲＦＩＤ用フェライトコアを作製する焼成工程とを含む。本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４の製造方法は、具体的には次の通りである。
【００８２】
先ず、１次粉砕工程として、少なくともＦｅ酸化物からなる粉末、Ｎｉ酸化物からなる粉末およびＺｎ酸化物からなる粉末を含有し、Ｆｅ酸化物の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４８．６〜５３．９ｍｏｌ％、Ｎｉ酸化物の含有量がＮｉＯ換算で１２．３〜３５．２ｍｏｌ％、Ｚｎ酸化物の含有量がＺｎＯ換算で１６．４〜３７．０ｍｏｌ％であり、Ｆｅ酸化物、Ｎｉ酸化物、Ｚｎ酸化物のうち少なくとも１種の比表面積が５ｍ２／ｇを超える粉末を混合、粉砕して、比表面積が５ｍ２／ｇを超える１次粉砕粉末を作製する。
【００８３】
各金属酸化物の粉末を上述の範囲とすることにより、表面抵抗率、透磁率、キュリー温度を高いものとすることができる。また、振動ミル等で混合粉砕を行い、比表面積が５ｍ２／ｇを超える１次粉砕粉末Ａを作製することによって、数ナノメーター〜数十ナノメーターの領域で均一に混合・分散し、比表面積が５ｍ２／ｇを超える１次粉砕粉末を得ることができるため、得られる焼結体に含まれる前記スピネル型構造の結晶の規則化を促進させて、前記半値幅の小さな焼結体とすることができる。より好ましくは、１次粉砕粉末Ａが１μｍ以上の粒径の粒子を５体積％以下含有する。なお、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯの粉体の比表面積はＢＥＴ法により測定する。
【００８４】
また、上述の範囲でＣｕＯを出発原料もしくは仮焼粉１００質量部に対して９質量部以下添加することにより、焼結性を向上させることができる。
【００８５】
次いで、仮焼工程および２次粉砕工程として、前記１次粉砕粉末を仮焼して仮焼粉を作製する仮焼工程と、前記仮焼粉を粉砕して比表面積が５ｍ２／ｇを超える２次粉砕粉末を作製する２次粉砕工程を経る。
【００８６】
仮焼工程によって前記１次粉砕粉末に含まれるＦｅ酸化物からなる粉末、Ｎｉ酸化物からなる粉末およびＺｎ酸化物を十分に化学的に反応させることができるため、前記スピネル型構造の結晶を主結晶とする粉末を含む仮焼粉を作製できる。また、２次粉砕工程によって、第１に２次粉砕粉末の焼結活性を向上させ、得られる焼結体の結晶粒子径ばらつきを低減できる。第２にスピネル型構造以外の酸化物（例えばＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３）の含有量が低減して、焼結体中の局所的な組成の不均一が抑制されるので、焼結体中の結晶のほとんどを、結晶構造が規則化したスピネル型構造の結晶相を有する結晶とすることができる。これによって、前記半値幅が小さな焼結体を作製することができ、この焼結体からなるＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、コア損失が小さく、透磁率が大きくなる。
【００８７】
具体的には、得られた１次粉砕粉末を２５０℃／時間以下で昇温し、７００〜９００℃で２〜１０時間保持した後、１００℃／時間以下で降温して仮焼し、得られた仮焼粉と水とを混合しボールミルで湿式粉砕し、２次スラリーを作製する。この２次スラリーに含まれる２次粉砕粉末Ｂの比表面積は５ｍ２／ｇを超える値とする。なお、２次スラリー中に含まれる２次粉砕粉末の比表面積は、２次スラリーを乾燥後にＢＥＴ法により測定する。
【００８８】
Ｚｒを焼結体中に均一に分散させる方法は次の通りである。Ｆｅ酸化物からなる粉末、Ｎｉ酸化物からなる粉末、Ｚｎ酸化物からなる粉末およびＣｕＯ粉末と、平均粒径が０．４μｍ以下のＺｒの酸化物とを前述した組成範囲になるように調合する。次いで比表面積が５ｍ２／ｇを超える１次粉砕粉末となるまでボールミルやビーズミル等で粉砕混合してＺｒを均一に分散した後、上記の条件で仮焼する。ここで、平均粒径が０．４μｍを超えるＺｒの酸化物を用いると、Ｚｒが均一に分散した焼結体が得られない。
【００８９】
１次粉砕粉末、２次粉砕粉末の比表面積が５ｍ２／ｇを超えることで、Ｆｅを主成分としたスピネル構造のフェライト結晶（ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅＦｅ２Ｏ４のうち２種以上の固溶体）の結晶化が促進され、スピネル構造以外の酸化物（例えばＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３）の含有量が低減して局所的な組成の不均一状態がなくなる。その結果、スピネル型構造の結晶の組成が定比組成から大きくずれることが抑制されるので、前記固溶体の結晶構造が規則化して前記半値幅が小さくなって透磁率が向上し、かつ結晶粒子径が上述の範囲に制御されたＲＦＩＤ用フェライトコア１４を得ることができる。
【００９０】
また、仮焼条件として、昇温速度を２５０℃／時間以下で昇温し、７００〜９００℃で２〜１０時間保持することで、焼結性の高い比表面積の大きな粉末を用いて、さらにスピネル構造のフェライト結晶へ結晶化を促進させ、透磁率を高めることができる。特に、仮焼条件を昇温速度を１５０℃／時間以下で昇温することにより透磁率を４００以上にすることができる。
【００９１】
また、粒界相の厚みを２０ｎｍ以下とするには、上述の仮焼における昇温速度を２０℃／時間以下にする。これは、スピネル型構造のフェライト結晶の結晶化が開始する温度から完全に終了する温度までの昇温速度を特に遅くすることで、例えばＣｕＯやＮｉＯからなる粒界相の生成を抑制し、粒界相の厚みを２０ｎｍ以下と薄くすることができるからである。
【００９２】
また、仮焼前の粉末の比表面積を６ｍ２／ｇ以上とし、１μｍ以上の粒径の粒子を４体積％以下とすることによって、得られるＲＦＩＤ用コア１４の密度を５．０ｇ／ｃｍ３以上とすることができる。
【００９３】
そして、成形工程として、前記２次粉砕粉末と有機結合剤を混合、造粒して得られる造粒体を成形して成形体を作製する。
【００９４】
具体的には、２次スラリーと、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール重合体等の有機結合剤とを混合し、得られた造粒用スラリーを噴霧乾燥法等の方法で造粒し、得られた造粒体をＲＦＩＤ用フェライトコア１４の前駆体である所定形状、例えば柱状、筒状もしくはリング状に成形して成形体を作製する。
【００９５】
また、成形体の相対密度を５０％以上となるように成形することにより、１ｍｍ２当たり５０ＭＰａの圧縮応力におけるインダクタンスの変化率を±１０％以内とすることができる。
【００９６】
その後、脱脂工程として、成形体に含まれる有機結合剤を脱脂して炭素量３００ｐｐｍ以下の脱脂体を作製する。脱脂体中の炭素が焼成中に酸素と反応して酸素欠陥などの格子欠陥を生成することが抑制されるため、機械的強度が向上する。また、得られる焼結体中の炭素量を少なくすることができ、焼結体の表面抵抗率を高くすることができ、コア損失を小さくすることができる。
【００９７】
最後に、焼成工程として、脱脂体を焼成炉を用いて１０５０〜１３００℃で焼成して焼結体からなるＲＦＩＤ用フェライトコアを作製する。
【００９８】
焼成温度を１０５０℃以上とすることにより、１０５０℃付近でフェライト成形体の焼成収縮がほぼ終了し、その後、前記固溶体を主結晶相とする結晶の粒成長および結晶構造の規則化が始まる。このため、結晶粒成長および結晶規則化が促進される温度である１０５０〜１３００℃での焼成時間を制御することにより、得られる焼結体中の前記固溶体の結晶構造が規則化すると共に、平均結晶粒子径Ｄが２〜１５μｍ、全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子数の割合が６０％以上とすることができ、その結果透磁率を大きく制御できる。
【００９９】
さらに、焼成条件において１２００〜１３００℃で２〜５時間保持することにより、−５０〜１５０℃における透磁率の相対温度係数を−２×１０−６〜２×１０−６／℃の範囲に制御できる。
【０１００】
また、昇温速度を５０〜１００℃／時間で昇温し、１０５０〜１３００℃で１〜１０時間保持後、降温速度２００℃／時間以下で降温することにより、焼結体の表面から内部までを均一に焼結・粒成長させることができるのみならず、降温時に焼結体の格子歪を緩和させることができるので内部応力が特に減少し、これにより３点曲げ強度が１４０ＭＰａ以上のＲＦＩＤ用フェライトコア１４を製造することができる。
【０１０１】
さらに、７５０〜１０５０℃を５０〜２００℃／時間で昇温するのは、この昇温の間にフェライト成形体の焼成収縮が概ね終了するため、この間の昇温速度を制御することにより、械的強度を向上させることが可能となるからである。特に５０〜１００℃／時間で昇温した焼成条件とすることにより、焼結体の表面から内部までを均一に焼結・粒成長させることができるので、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の表面における平均結晶粒子径と内部の平均結晶粒子径との差が１０μｍ以下の前記ＲＦＩＤ用フェライトコアとすることができる。これにより、内部応力が少なく、機械的強度に優れたＲＦＩＤ用フェライトコア１４を製造することができる。
【０１０２】
上述の製造方法によって得られたＲＦＩＤ用コア１４は、小さく安定したコア損失、高くかつばらつきの小さい透磁率、高いキュリー温度を有するフェライトコアを製造することができ、その理由は次の通りである。
【０１０３】
上述の製造方法により、Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折による回折角２θが３４．６〜３６．４°における前記結晶相の回折ピークの半値幅が０．４°以下であるＲＦＩＤ用フェライトコア１４を製造することができる。また、キュリー温度が１２０℃以上と高く、透磁率が２００以上でばらつきが小さいものとなる。
【０１０４】
このようにして得られたＲＦＩＤ用フェライトコア１４を用いてフェライトコイルを作製するには、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、例えば銅線の外周表面に絶縁層としてエナメルや樹脂をコーティングした線径が０．０２〜０．２ｍｍの導線２２を巻回することによって得られる。誘導起電圧を大きくするためには、導線２２はＲＦＩＤ用フェライトコア１４に例えば左から右へ右から左へ折り返す様にＲＦＩＤ用フェライトコア１４から大きくはみ出ないように巻回するか、もしくは導線２２間に隙間がないように密に巻回するのが好ましい。
【０１０５】
また、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコイル３０は、磁場を印加することにより誘導起電圧を発生させた際に、その誘導起電圧を磁場で割ることにより求められる導線２２の１巻当たりの感度を、さらに前記フェライトコアの前記導線が巻かれた部分の断面積で割った値Ｓが１ｍV／（μＴ・ｍｍ２）以上であるものである。この理由は、前記値Ｓが１ｍV／（μＴ・ｍｍ２）未満では、例えば車両のタイヤの圧力センサーや温度センサーの起動スイッチを正常に作動させることができないからである。好ましくは前記値Ｓが２ｍV／（μＴ・ｍｍ２）以上である。また、図４（ｂ）のようにＲＦＩＤ用フェライトコア１４が筒状の場合、前記断面積はフェライトコアの空洞部を除いて計算する。また、図４に示すように、本発明のフェライトコイル３０は、例えばＲＦＩＤ用フェライトコア１４（図４（ａ）では例えば１．２ｍｍ×１．２ｍｍ×２０ｍｍ）の長手方向の外周に導線を巻回して作製される。
【０１０６】
また、このＲＦＩＤ用フェライトコイル３０を車両のタイヤの空気圧や温度の報知、キーレスエントリー等のＲＦＩＤ用装置や部材に搭載するためには、図４に示すようなフェライトコイル３０の導線２２の端部を圧力センサー、温度センサー、キー内の送信アンテナ等へ繋げ、誘導起電圧がタイヤの圧力や温度、車両のドアの施開錠をするためのトリガーとする。
【０１０７】
本発明のフェライトコイル３０の誘導起電圧および感度は例えば次のように測定する。幅１．４４mm、厚み１mm、長さ１１mmの角柱ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の長手方向の中心から左右に各４mmずつの幅計８ｍｍの部分に線径０．２mmの導線を３４回巻回した後、１５０〜２００mm長さの測定用導線２２をＲＦＩＤ用フェライトコア１４の両端から引き出してフェライトコイル３０とする。このフェライトコイル３０を１００〜１３０ｋＨｚ程度のパルスジェネレーターに接続されたヘルムホルツコイルの中心に置いて、ヘルムホルツコイルに一定磁界を発生させ、フェライトコイル３０の両端の導線２２をオシロスコープに接続して、このオシロスコープにより角柱ＲＦＩＤ用フェライトコア１４に誘起した誘導起電圧を測定する。感度は、この誘導起電圧を印加した磁場の強さで割ることにより求められる。
【実施例１】
【０１０８】
出発原料として、ＢＥＴ法による比表面積が５．５ｍ２／ｇのＦｅ２Ｏ３、ＢＥＴ法による比表面積が１〜２ｍ２／ｇのＺｎＯ、ＮｉＯおよびＣｕＯ、平均粒径が０．３μｍのＺｒＯ２の各粉体からなる原料粉体を振動ミルで混合粉砕をした。得られた粉体Ａ１を表１に示す条件で仮焼し、得られた仮焼粉と純水とを混合しボールミルで湿式粉砕を行った。仮焼粉の粉砕により得られた粉体Ｂ１の比表面積は表２の通りとなった。粉体Ｂ１にバインダーとしてポリビニルアルコールを粉体Ｂ１１００質量部に対して３質量部添加して噴霧乾燥法により造粒し、得られた造粒体を金型でプレス成形して柱状、筒状もしくはリング状の所定形状に成形した。得られた成形体を表２に示す温度で３時間保持して脱脂し、７５０〜１０５０℃を表２に示す昇温速度で昇温した後、さらに表２に示すような保持条件、降温速度で焼成し、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４である試料Ｎｏ．１〜１２を作製した。得られた試料の組成は、表１に示す通りである。なお、成形体の相対密度は、（成形体密度／理論密度）×１００（％）により求めた。脱脂体の炭素量は、炭素分析装置（堀場製作所製ＥＭＩＡ−５１１型）を用いて測定した。
【０１０９】
得られた試料をＣｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折法により、回折角２θが３４．６〜３６．４°における結晶相の回折ピークの半値幅を測定した。このピークはＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｎ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）カードＮｏ．２２−１０１２のＺｎＦｅ２Ｏ４、同Ｎｏ．１９−６２９のＦｅＦｅ２Ｏ４および同Ｎｏ．１０−３２５のＮｉＦｅ２Ｏ４の固溶体であった。半値幅は、具体的には、図１に示すようにＸ線回折の結果、最もピーク強度が大きい２θが３４．６〜３６．４°にあるピーク（Ｐ）の強度（ピーク（Ｐ）の先端部のピーク強度）をＰＩとするとき、ＰＩ／２のピーク強度のところに、横軸２θ方向に平行線を引き、この平行線がピーク（Ｐ）と交わる２つの交点間の距離を半値幅として求めた。
【０１１０】
試料の結晶粒子の大きさは次のように測定した。試料の表面を走査型電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ−８００）で観察して結晶写真を撮り、各々の結晶粒子の内接円と外接円の直径の平均値を求めて各々の結晶粒子径とした。各々の結晶粒子径を平均して平均結晶粒子径Ｄ、および全結晶粒子数に対する０．５Ｄ〜３Ｄの範囲の結晶粒子の数の割合を求めた。ただし、結晶粒子径の測定において、結晶粒子径が０．２μｍ以下の結晶粒子は、透磁率に及ぼす影響が小さかったため結晶粒子径の計算の対象外とした。
【０１１１】
試料の表面と内部の平均結晶粒子径の差ΔＤは次のように測定した。試料内部を鏡面研磨した面を熱処理によりエッチングして結晶の形が見えるようにした面と、表面とを、各々走査電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ−８００）により観察し、内部と表面の平均結晶粒子径の差（表面の平均結晶粒子径から内部の平均結晶粒子径を引いた値）を求めた。なお、平均結晶粒子径の差の測定においても結晶粒子径が０．２μｍ以下の結晶は、透磁率に与える影響が小さかったため平均結晶粒子径の差の計算の対象外とした。
【０１１２】
粒界相の厚みは、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用い、倍率１０００００倍で任意の１０箇所を測定し、その最大値を粒界相の厚みとして求めた。
【０１１３】
Ｚｒの分散性については、焼結体中任意のエリア３．７μｍ×２．８μｍを１０エリア選択し、エネルギー分散型Ｘ線マイクロアナライザーにより、各エリア毎に電子ビームを１０ポイント、全エリアで合計１００ポイント照射し、Ｚｒが検出されたポイントを表１に比率で示した。ここでは、その比率が８０％以上のものを均一に分散しているものとし、８０％未満のものを均一には分散していないものとした。
【０１１４】
試料のコア損失は、フェライト焼結体をトロイダルコア１とし、トロイダルコア１に図３に示すように線径０．２ｍｍの被膜銅線を用いて一次側巻き線３を１０ターン、二次側巻き線４を１０ターン巻き付けて、一次側巻き線３に電源５を、二次側巻き線４に磁束計６をそれぞれ接続し、５０ｋＨｚ、１５０ｍＴ、８０℃の条件で測定した。
【０１１５】
さらに、試料の各特性を次のように測定した。透磁率は、各試料Ｎｏ．の試料をそれぞれ３０個作製し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍ、厚み３ｍｍのトロイダルリングに線径０．２ｍｍの被膜導線を全周にわたって均一に７回巻回し、ＬＣＲメータにおいて周波数１００ＫＨｚで測定し、３０個の平均値を求めた。相対温度係数は、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍ、厚み３ｍｍのトロイダルリングに線径０．２ｍｍの被膜導線を全周にわたって均一に７回巻回し、ＬＣＲメータに接続された恒温槽内の測定治具に接続した後、基準温度を１５０℃とし−５０〜１５０℃の透磁率を測定して算出した。密度はアルキメデス法にて見掛け密度を測定した。また、表面抵抗率は外径１０ｍｍ、厚み３ｍｍのフェライトコアの左右両端に端子を接触させて２５℃での表面抵抗率を測定した。インダクタンスの変化率は、幅３ｍｍ、厚み３ｍｍ、長さ１５ｍｍの角柱試料を固定台に固定し、フリーの面に対してプッシュプルゲージにて一軸加圧を掛け荷重毎にインダクタンスを測定し変化率を算出した。３点曲げ強度はＪＩＳ  Ｒ１６０１に従って測定した。ＩＦ法による破壊靱性値を破壊靱性値はＪＩＳ  Ｒ１６０７−１９９５に準拠して測定した。
【０１１６】
また、試料Ｎｏ．１〜１２のＲＦＩＤ用フェライトコア１４の各々について、ＲＦＩＤ用フェライトコア１４を各３０個作製し、これらの３０個の試料の透磁率の最大値と最小値の差を求めた。
【０１１７】
フェライトコイル１４の誘導起電圧および感度は次の様に測定した。幅１．４４mm、厚み１．０mm、長さ１１mmの角柱ＲＦＩＤ用フェライトコア１４の長手方向の中心から左右に各４mmずつの幅計８ｍｍの部分に線径０．２mmの導線を３４回巻回した後、１５０〜２００mmの測定用の導線２２をフェライトコアの長手方向の両端から引き出しフェライトコイルとした。このフェライトコイル３０を１２０ｋＨｚのパルスジェネレーターに接続されたヘルムホルツコイルの中心に置いて、ヘルムホルツコイルに一定磁界を発生させ、フェライトコイル３０の両端の導線２２をオシロスコープに接続して、このオシロスコープにより角柱ＲＦＩＤ用フェライトコア１４に誘起した誘導起電圧を測定した。導線２２の一巻き当たりの感度は、この誘導起電圧を印加した磁場の強さで割り、さらに巻線回数で割ることにより求めた。
【０１１８】
結果は、表３、４に示す通りである。この結果より、本発明のＲＦＩＤ用フェライトコア１４は、コア損失が２５０ｋＷ／ｍ３以下、キュリー温度が１２０℃以上、３０個の平均透磁率が２００以上となった。特に試料Ｎｏ．２〜５、７〜１２は平均透磁率が４００以上と高くなった。また、透磁率の最大値と最小値の差Δμが４以下と小さくなった。また、試料Ｎｏ．１〜１１は−５０〜１５０℃の相対温度係数が−２×１０−６〜２×１０−６／℃と絶対値が小さくなった。また、本発明の試料Ｎｏ．１〜１２は密度が５．２ｇ／ｃｍ３以上と大きく、３点曲げ強度が１４０ＭＰａ以上と大きく、インダクタンスの変化率が±１０％以内と小さくなった。また、試料Ｎｏ．１〜１２の試料の透磁率の最大値と最小値の差が４以下と小さくなった。また、試料Ｎｏ．７〜１０は、曲げ強度が１７０ＭＰａ以上と特に大きくなった。
【０１１９】
また、表４に示すように、本発明のフェライトコアを用いて作製した試料Ｎｏ．１〜１２のフェライトコイル３０は、誘導起電圧が２０ｍV以上となった。また、発生した誘導起電圧を印加した磁場の強さで割った導線一巻き当たりの感度を、さらにフェライトコアの断面積で割った値Ｓ１は、１ｍV／（μT・ｍｍ２）以上となった。
【０１２０】
次に、比較例として次の試料を作製し、実施例と同様に評価した。第１に、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯおよびＺｎＯ換算でのＦｅ、ＮｉおよびＮｉの含有量が本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１６〜２０を作製した。第２に、半値幅が本発明の範囲外である試料Ｎｏ．１３〜１５のフェライトコアを、粉体Ａ１の比表面積を５ｍ２／ｇ以下または粉体Ｂ１の比表面積を５ｍ２／ｇ以下として作製した。これらの比較例の試料の作製条件は、表１、２に示した以外は実施例と同様である。
【０１２１】
その結果、比較例である試料Ｎｏ．１３〜２０のフェライトコアは、コア損失が３００ｋＷ／ｍ３よりも大きくなったり、平均透磁率が２００未満となったり、キュリー温度が１２０℃未満となったりした。また、透磁率の最大値と最小値の差が２０以上と大きくなった。また、試料Ｎｏ．１９のように−５０〜１５０℃の相対温度係数が３２×１０−６／℃と大きかったり、試料Ｎｏ．１６のように密度が５．０ｇ／ｃｍ３未満となったり、試料Ｎｏ．１３、１４、２０のように３点曲げ強度が１４０ＭＰａ未満となったり、試料Ｎｏ．１６、１７のようにインダクタンスの変化率が±１０％の範囲外となった。また、比較例のフェライトコアに導線を巻回してフェライトコイルを作製し、実施例と同様にして誘導起電圧と感度を測定したところ、表２の試料Ｎｏ．１３〜２０のフェライトコイルのように誘導起電圧が２０ｍＶ未満となったり、Ｓ１が１ｍＶ／（μＴ・ｍｍ２）未満と小さくなったりした。
【０１２２】
さらに、比較例として、特許文献８の組成のＮｉ−Ｚｎ系フェライトコア（Ｆｅ２Ｏ３を４８．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＮｉＯを１４．０〜２４．０ｍｏｌ％、ＺｎＯを２８．０〜３６．０ｍｏｌ％含有する組成）からなる試料を次のように作製した。出発原料として各々の比表面積が１〜２ｍ２／ｇのＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯの粉体を振動ミルで混合粉砕をした。得られた粉体を１０００℃で２時間保持して仮焼し、得られた仮焼粉と純水とを混合しボールミルで湿式粉砕した。粉砕後の仮焼粉の比表面積は１〜２ｍ２／ｇとなった。粉砕後得られた粉に実施例と同様にバインダーを添加して噴霧乾燥法により造粒し、得られた造粒体を金型でプレス成形して所定形状に成形した。得られた成形体を７５０〜１０５０℃を３００℃／時間で昇温し、さらに１１５０℃で３時間保持して焼成した。その結果、平均結晶粒子径Ｚが３〜３０μｍ、全結晶粒子数に対する０．５Ｚ〜３Ｚの範囲の結晶粒子数の割合が５０％以下となった。この試料は透磁率が２００未満であったり、同じ組成でも透磁率の最大値と最小値の差が２０を越えたりしていた。
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【表４】
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【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアを示す斜視図である。
【図２】本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアのＸ線回折パターンを示す図である。
【図３】本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアのコア損失の測定方法を示す模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明のＲＦＩＤ用フェライトコアを用いたフェライトコイルを示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１：トロイダルコア
３：一次側巻き線
４：二次側巻き線
５：電源
６：磁束計
１４：ＲＦＩＤ用フェライトコア
１６：胴部
１８：鍔部
２２：導線
３０：フェライトコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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