(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性材料の粉末をゴムまたはプラスチックの結合材中に分散させた複合材料をシート状にしてなる磁性シートにおいて、この磁性シートが、離型性のプラスチックフィルムに接して存在し、少なくとも離型性のプラスチックフィルムに接する側の表面に、結合材のみで形成した表面層を有することにより表面を安定化してあり、離型性のプラスチックフィルムから剥離して使用することを特徴とする磁性シート。
【請求項２】
結合材のみからなる表面層の厚さが、磁性シート全体の厚さの４０％以下である請求項１の磁性シート。
【請求項３】
磁性シート全体の厚さが１００μｍ以下である請求項１の磁性シート。
【請求項４】
結合材として塩素化ポリエチレンを使用した請求項１の磁性シート。
【請求項５】
複合材料のシートおよび結合材のみからなる表面層の少なくともひとつに、難燃剤、安定剤、老化防止剤などの添加剤を加えてなる請求項１の磁性シート。
【請求項６】
結合材のみの層を着色してある請求項１の磁性シート。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の表面を安定化した磁性シートを製造する方法であって、基材上に離型性のプラスチックフィルムを置き、その上から結合材の溶液を塗布して結合材の層を形成し、さらにその上に、軟磁性材料の粉末を結合剤の溶媒溶液に分散させた複合材料の分散液を塗布し、溶媒を揮発させることにより、離型性のプラスチックフィルムに接する側に結合材の層を有する複合材料のシートとして取得し、離型性のプラスチックフィルムから剥離して使用する磁性シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として電磁波吸収体として有用な磁性シートと、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種電子機器におけるノイズ抑制を目的とする電磁波吸収体として、従来のフェライト焼結体に加えて、軟磁性材料の粉末をゴムまたはプラスチックからなるマトリクス中に分散させてシート状に成形してなる複合磁性シートが開発され、実用されている。ノイズ電磁波は、他の電子機器に影響するだけでなく、その電子機器自身の動作を不安定にさせるものでもあり、抑制が必要である。
【０００３】
とくに近年の電子機器は、いわゆる高クロック化、すなわち使用する周波数がより高周波の側に移行する傾向にあり、それに伴って、外部へ放射されるノイズ電磁波の強度が増し、かつ、より広範囲の周波数成分を含むようになっている。このような変化は、機器の筐体にある隙間や短い配線からもノイズ電磁波が洩れるという結果を招くから、対策が必要である。一方で、電子機器は小型化・高密度化される傾向にあり、配線基板間の干渉を防ぐことは容易でない。
【０００４】
ノイズ電磁波の抑制策としては、まず、設計され組立てられた電子機器の筐体の内側に導電性塗料を塗ったり、金属をメッキしたり、導体の蒸着を施したりすることが行なわれる。しかし、導電性のある材料は電磁波を反射するだけで吸収しないから、ノイズ電磁波が発生源に舞い戻って悪影響を与えることがある。このような現象は、金属の板、箔、繊維を編んだシートなどに共通にみられる。
【０００５】
いまひとつの対策は、軟磁性材料の粉末を、ゴムまたはプラスチックの結合材中に分散させてシート状に成形した複合材料の形態の、電磁波吸収シートを使用することである。この種の電磁波吸収シートはノイズ電磁波を反射せず、吸収して内部で熱に変換するはたらきがあり、電磁波の反射に伴う問題がかなり解決される。このような磁性シートは、近年の電子機器類の小型化の要請にこたえて、実装面積が縮小し、基板間の距離が縮小するといった傾向から、薄手のものを基板に直接貼り付けて使用することが多くなった。
【０００６】
しかし、従来、磁性シートの製造にもっぱら実施されてきた混練−ロール圧延の方法によるのでは、最も薄い製品でも、厚さが１００μｍを上回る。そこで、これより薄いものを製造する方法として、発明者らは、溶液塗工法を開発して、すでに提案した（特願２００２−２９０２７）。「溶液塗工法」とは、軟磁性材料の粉末を結合材の有機溶媒中の溶液に分散させた分散液を、基材上に塗布して塗膜を形成し、乾燥させて得た薄膜を回収することからなる製造方法である。この方法は、塗膜の厚さを、たとえばドクターブレードの使用と、結合材溶液の濃度を選択することにより調節できるので、１００μｍを下回る厚さの、薄手の磁性シートを製造することが容易である。
【０００７】
溶液塗工法により製造した磁性シートを実用化して行く過程で、新たな問題が生じた。それは、磁性シートの表面から、微細な破片が脱落することがある、という問題である。脱落は、磁性シートを回路基板などに貼り付けたのちに生じることもあるし、それ以前の、接着テープを貼り付けたりする取り扱いの段階で生じることもある。磁性シートの破片は軟磁性材料として使用した合金の粉末を含んでいるから、最悪の場合、基板上の電子回路がショートするという懸念が生じる。
【０００８】
破片の脱落する原因を調べた結果、溶液塗工法により製造した磁性シートには、その基材に接していた面に微細な凹凸が生じており、それが微細な破片の脱落を招くことがわかった。この微細な凹凸は、塗膜を乾燥させるときに、表面、つまり開放された面に近い部分に存在していた溶媒は比較的容易に揮発し去るが、裏面、つまり基材に接する面近いに存在していた溶媒は、裏面に集まって気泡を形成し、この気泡が軟磁性材料の粉末、とくに扁平な粉末により移動することを妨げられている間に、結合材の溶液の濃度がある程度高まり、流動性が失われる結果、気泡の形成により生じた凹凸形状が固定される、という機構により生じるものと解される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、軟磁性材料の粉末をゴムまたはプラスチックのような結合材の中に分散させた複合材料をシート状に成形してなる磁性シートにおいて、溶液塗工法で製造したときに製品の一方の面に生じる微細な凹凸がなく、従って複合材料の微細な破片が脱落するおそれのない製品を提供することにある。そのような製品を製造する方法を提供することもまた、本発明の目的に含まれる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的にかなう本発明の磁性シートは、軟磁性材料の粉末をゴムまたはプラスチックの結合材中に分散させた複合材料をシート状にしてなる磁性シートにおいて、この磁性シートが、離型性のプラスチックフィルムに接して存在し、少なくとも離型性のプラスチックフィルムに接する側の表面に、結合材のみで形成した表面層を有することにより表面を安定化してあり、離型性のプラスチックフィルムから剥離して使用することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施形態】
結合材のみからなる表面層は、前述の事情から容易に理解されるとおり、複合材料のシートの、とくに製造時に裏面であった面、すなわち基材に接していた側に形成すれば足りるが、両側に設けてもよいことはもちろんである。
【００１２】
結合材のみからなる表面層の厚さは、磁性シート全体の厚さの４０％以下に止めるべきである。本発明の磁性シートを電磁波吸収シートなどの用途に向ける場合、軟磁性材料の粉末を含有する複合材料の層の厚さをある程度確保しないと、吸収性能が劣ることになるからである。好ましくは、表面層の厚さが２０％以下であるようにする。磁性シート全体の厚さは、前記のように、１００μｍ以下の薄いものとすることができ、ロール圧延で困難な薄手の製品を得ることが容易であるということが本発明の特徴であるが、場合により、１００μｍを超える厚い製品としてよいことはむろんである。
【００１３】
使用する軟磁性材料の粉末としては、軟磁性合金のアトマイズ粉末をアトライタ処理して、扁平度が１０以上のフレーク状粉末にしたのち、焼鈍して歪みを除去したものが好適である。ここで、「扁平度」の値は、つぎのように定義され、測定される。すなわち、軟磁性材料の粉末を面方向からＳＥＭ観察し、長軸Ｌと短軸Ｓとを測定して、その平均値（Ｌ＋Ｓ）／２を平均径Ｌａとする。つぎに、粉末を樹脂に埋め込んで研磨し、粉末の厚さ方向を光学顕微鏡で観察して、最大厚さｄmaxと最小厚さｄminとを求め、その平均値（ｄmax＋ｄmin）／２を平均厚さｄａとする。Ｌａ／ｄａの値が、そのフレーク状粉末の扁平度である。軟磁性合金としては、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金およびＦｅ−Ｎｉ合金が適当である。
【００１４】
結合材としては、ゴムの１種である塩素化ポリエチレンが適切である。耐熱性が要求される用途には、アクリル系のゴムを用いることが好ましい。そのほか、任意のゴムやプラスチックを使用できることはいうまでもない。この結合材のみの層は、任意の顔料を添加して着色することが容易である。着色により、磁性シートの美観を高めることができるほか、グレードの表示そのほかの機能をもたせることもできる。
【００１５】
上述した磁性シートを製造する方法は任意であるが、もっとも原理的な方法としては、基材上に離型性のプラスチックフィルムを置き、その上に、軟磁性材料の粉末を結合剤の溶媒溶液に分散させた複合材料の分散液を塗布し、溶媒を揮発させることにより複合材料のシートを取得して、その一方または両方の面（一方の場合は、離型性のプラスチックフィルムに接していた面）に、結合材の溶液を塗布して結合材の塗膜を形成し、溶剤を揮発させて表面に結合材のみからなる層を形成することによって、表面を安定化した磁性シートを得るという工程に従う方法がある。
【００１６】
上記の製造方法に対し、工程的に有利なのが、本発明の製造方法である。本発明に従う、表面を安定化した磁性シートの製造方法は、基本的態様としては、基材上に離型性のプラスチックフィルムを置き、その上から結合材の溶液を塗布して結合材の層を形成し、さらにその上に、軟磁性材料の粉末を結合剤の溶媒溶液に分散させた複合材料の分散液を塗布し、溶媒を揮発させることにより、離型性のプラスチックフィルムに接する側に結合材の層を有する複合材料のシートを取得することからなる。このようにして、離型性のプラスチックフィルムから剥離して使用する磁性シートが製造できる。
【００１７】
離型性のプラスチックフィルム上に形成した結合材の塗膜は、いったん乾燥させてから複合材料の分散液を塗布すれば問題ないが、複合材料の分散液の塗布に支障ない限り、結合材の塗膜が未乾燥または半乾燥の状態で分散液を塗布してもよい。いったん乾燥させてから分散液を塗付する場合は、離型性のプラスチックフィルムの表面に結合材の溶液を塗布し、乾燥させることにより結合材の層を形成したものをあらかじめ用意し、これを基材上に置いて、以後の工程を進めることもできる。これが、本発明の表面を安定化した磁性シートの製造方法の変更態様である。
【００１８】
結合材の溶液および複合材料の溶液を用意するための溶媒としては、水とあまり溶け合わない有機溶媒であって、溶液の塗装が好適に行なわれるとともに、塗膜の乾燥が容易であるような、適切な沸点をもったものを選択することが好ましい。具体的には、トルエン、キシレンなどが使いやすい。溶液の濃度は、塗膜の形成に好適な粘度が得られるように選択する。
【００１９】
【実施例】
軟磁性合金の粉末として、Ｆｅ−１３Ｃｒ合金の溶湯を窒素ガスで噴霧して得た粉末をアトライタに入れ、６時間にわたって扁平化処理し、得られた扁平粉末を用いた。この粉末の扁平度は、１２であった。
【００２０】
結合材として塩素化ポリエチレンを、溶媒としてトルエンを選び、下記の割合で配合し、撹拌機で混合して、複合材料の分散液を用意した。
Ｆｅ−１３Ｃｒ合金粉末：８００重量部
塩素化ポリエチレン：    １００重量部
トルエン：            １８００重量部
別に、結合材だけの溶液を、つぎの割合で材料を配合し、撹拌することにより用意した。
塩素化ポリエチレン：１００重量部
トルエン：        １０００重量部
【００２１】
離型性のフィルムとしてポリエチレンテレフタレートのフィルムを用い、その上に、ドクターブレード塗工機で、まず結合材のみの溶液を塗布し、乾燥させてから複合材料の分散液を塗布し、乾燥させるという手順で、表面を安定化した磁性シートを製造した。シートの厚さは、結合材のみの層が１０，２０，３０または５０μｍとなるようにし、それに応じて、シート全体の厚さが５０μｍまたは１００μｍとなるようにした。比較のため、複合材料の分散液のみを塗布して乾燥することにより、厚さが５０μｍまたは１００μｍの磁性シートを製造した。各磁性シートの構成を、後記の表１に記載した。
【００２２】
得られた磁性シートの表面の安定性を評価するため、ビーカーに適量の水を入れ、その中に各磁性シートを２０ｇずつ入れて、超音波振動を３０分間にわたって印加した。その後、磁性シートを引き上げ、ビーカーの水を乾燥させて、残さの有無を判定した。残さがあった場合は、蛍光Ｘ線分析にかけてその中のＦｅ量およびＣｒ量を検知した。
【００２３】
磁性シートの電磁気的な特性を調べるため、透磁率の実数部および虚数部を、それぞれつぎのようにして測定した。
［透磁率の実数部］  磁性シートを外径７mm×内径３mmのリングに打ち抜いたものを厚さが１mmになるように重ね、１２ターンの巻き線を施した試験装置をつくり、アジレントテクノロジー社製のＬＣＲメーター「プレシジョンインピーダンスアナライザーＨＰ４２９４Ａ」を用い、１０ＭＨｚにおける数値を測定した。［透磁率の虚数部］  磁性シートを外径１０mm×内径６mmのリングに打ち抜いたものを、厚さが０．５mmになるように重ねた試験装置を用意した。これを対象に、やはりアジレントテクノロジー社製の高周波インピーダンス測定器「ＲＦインピーダンスアナライザーＨＰ４２９１Ｂ」を用いて、１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲において虚数部を測定し、その最大値を採用した。
【００２４】
以上の結果を、表１にまとめて示す。
表１
0004306172.tif 000002
【００２５】
表面を安定化してない磁性シート（比較例１，２）は、使用の態様によっては金属粉末を含む破片の脱落を生じるおそれがある。本発明に従った実施例では、脱落がないか（実施例１，３，４）、たとえ脱落があっても（実施例２）、破片中に金属が検出されないから問題がない。ただし、結合材のみの層があまり厚くなると（比較例３，４）、透磁率の値が実数部、虚数部を通じて低くなる。磁性シートの電磁波吸収性能は透磁率の値によって決定されるから、高性能の磁性シートを実現するためには、その中で複合材料の厚さが占める割合を十分にすること、言い換えれば、結合材のみの層の厚さをあまり厚くならないように制限することが必要である。表面の安定化には、１０μｍ程度の薄い層を設ければ十分である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の表面を安定化した磁性シートは、軟磁性材料の粉末をゴムまたはプラスチックからなる結合材中に分散させてシート状に成形した製品において、製造時に生じた表面の凹凸に起因する破片の脱落が、結合材のみからなる表面層の存在により防止できるから、脱落が引き起こす可能性のある問題が事前に回避できて、使用の態様にかかわらず、安心して取り扱うことができる。
【００２７】
本発明の製造方法に従えば、上述の表面を安定化した磁性シートが、簡単な工程で製造でき、安定化のためにコストが実質上高まるという懸念はない。