JP2004146801A - Porous magnet, manufacturing method thereof, electric-wave absorber and magnet lens therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、多孔質磁性体、その製造方法、多孔質磁性体を用いた電波吸収体及び磁性体レンズに関する。 The present invention relates to a porous magnetic material, a method for producing the same, a radio wave absorber using the porous magnetic material, and a magnetic lens.
各種の電子機器のアンテナ特性試験を行ったり、電子機器からの放射ノイズを測定したりする際に、地面の影響や地形、周囲の建物などの影響、あるいは外来電磁波の影響などを排除するために、外壁が金属板などでシールされ、内壁に電波吸収体が設置された電波暗室を用いることが必要になる場合がある。
また、例えば放送衛星から電波を受信して周波数変換するＢＳコンバータなどにおいて、キャビティレゾナンス（空洞共振）の抑制にも電波吸収体が用いられている。
When performing antenna characteristic tests on various electronic devices or measuring radiation noise from electronic devices, in order to eliminate the effects of the ground, topography, surrounding buildings, etc., or the effects of extraneous electromagnetic waves In some cases, it is necessary to use an anechoic chamber in which the outer wall is sealed with a metal plate or the like and the inner wall is provided with a radio wave absorber.
For example, in a BS converter that receives radio waves from a broadcasting satellite and converts the frequency, a radio wave absorber is also used to suppress cavity resonance (cavity resonance).
このような電波吸収体には、磁性体を用いたもの、誘電体を用いたものなどがある。そして、磁性体を用いたものにおいては、磁性体の透磁率とともに、誘電率が電磁場境界面の反射係数と磁性体内の波長に大きく影響するため、所望の特性を確保しようとすると、磁性体として用いられているフェライトなどの誘電率を下げることあるいは一定にすることが必要になる。 電波 Such radio wave absorbers include those using a magnetic material and those using a dielectric material. In the case where a magnetic material is used, the permittivity as well as the magnetic permeability of the magnetic material greatly affects the reflection coefficient of the electromagnetic field boundary and the wavelength in the magnetic material. It is necessary to lower or keep the dielectric constant of ferrite or the like used.
また、磁性体レンズにおいても、電波の指向性は磁性体の透磁率とともに、誘電率が大きく影響するため、所望の特性を確保しようとすると、磁性体として用いられているフェライトなどの誘電率を下げたり、誘電率を一定にしたりすることが必要になる。
しかし、フェライトの構造的な理由から、フェライト自体の誘電率を１３〜１４以下にまで下げることは事実上困難である。
Also, in the magnetic lens, the directivity of radio waves is greatly affected by the dielectric constant as well as the magnetic permeability of the magnetic body. Therefore, in order to secure desired characteristics, the dielectric constant of ferrite or the like used as the magnetic body is reduced. It is necessary to lower the dielectric constant or to keep the dielectric constant constant.
However, it is practically difficult to reduce the dielectric constant of ferrite itself to 13 to 14 or less for structural reasons of ferrite.
そのような状況のもとで誘電率を下げようとすると、磁性体に樹脂やガラスなどの誘電率の低い材料を配合する方法が考えられるが、磁性体に非磁性体である樹脂やガラスなどを配合したコンポジット磁性体材料においては、磁性体粒子が樹脂やガラスなどの非磁性体材料によって覆われ、磁路が分断されてしまうため、透磁率が極端に低くなってしまうという問題点がある。 In order to lower the dielectric constant in such a situation, a method of blending a low dielectric constant material such as resin or glass with the magnetic material can be considered. In a composite magnetic material blended with, there is a problem that the magnetic particles are covered with a nonmagnetic material such as resin or glass, and the magnetic path is cut off, resulting in extremely low magnetic permeability. .
このような実情に鑑み、誘電率の低いフェライト材料として、空孔率を２０〜７０％とした発泡フェライト焼結体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このフェライト焼結体は、空孔を高い割合で含んでいることから誘電率が低く、また、磁路が連続していることから、電磁気特性が不連続に大きく変動することがないという特徴を有している。すなわち、この発泡フェライト焼結体は、空孔率が高くなっても個々のフェライト粒子どうしは磁気的に結合されているため、フェライト粉末と絶縁物との混合フェライトの場合に見られるようなフェライト複素透磁率の周波数分散特性の変動は少ないという特徴を有している。
しかし、特許文献１の発泡フェライト焼結体においては、空孔率を高くしようとすると成形体の機械的強度が低下するため、必要な抗折強度を確保することが困難であるという問題点がある。
However, in the foamed ferrite sintered body of
さらに、多孔質の磁性体は一般的に吸湿性、吸水性が高く、空孔を形成することにより誘電率を下げた空孔に水が入り込むと、空孔を形成していない通常のフェライトよりも誘電率が高くなり、吸水による劣化が顕著であるという問題点がある。既存の電波吸収体でも室外では雨天の日には吸収体の表面に水の膜ができ、反射が大きくなったり、室内でも湿度が高く、気温の変化が大きい場合には結露して吸収特性が劣化したりする場合がある。 In addition, porous magnetic materials generally have high hygroscopicity and water absorption, and when water enters pores whose dielectric constant has been lowered by forming pores, it is better than ordinary ferrite without pores. However, there is also a problem that the dielectric constant becomes high and deterioration due to water absorption is remarkable. Even in the case of existing radio wave absorbers, a water film forms on the surface of the absorber outside on a rainy day outside, and the reflection becomes large. It may deteriorate.
また、多孔質の電波吸収用磁性体の裏に全反射板を設け、磁性体の厚みでノッチ状の特性をとるλ／４タイプの電波吸収体では、多孔質の電波吸収材料が吸水して誘電率が高くなると、単に吸収率が劣化するだけではなく、ノッチ状の吸収帯域の周波数帯も変わってしまうという問題点がある。 In addition, a total reflection plate is provided on the back of a porous electromagnetic wave absorbing magnetic material, and in a λ / 4 type electromagnetic wave absorber having a notch-like characteristic with the thickness of the magnetic material, the porous electromagnetic wave absorbing material absorbs water. When the dielectric constant increases, not only does the absorptance deteriorate, but also the frequency band of the notch-like absorption band changes.
また、多孔質磁性体を磁性体レンズとして使用する場合、多孔質磁性体が吸水して誘電率が高くなると屈折率や焦点が変わってしまうという問題点がある。 In addition, when a porous magnetic material is used as a magnetic lens, there is a problem that if the porous magnetic material absorbs water and the dielectric constant increases, the refractive index and the focal point change.
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、多孔質で誘電率が低く、しかも吸水性の低い、信頼性の高い広い多孔質磁性体、その製造方法、多孔質磁性体を用いた電波吸収体及び磁性体レンズを提供することを課題とする。 The present invention solves the above problems, and is a porous magnetic material having a high reliability, a porous material having a low dielectric constant, a low water absorption, and a method of manufacturing the porous magnetic material. It is an object to provide an absorber and a magnetic lens.
上記課題を解決するために、発明者等は、種々の実験、検討を行い、空孔率の高い多孔質磁性体は誘電率が低く、このような多孔質磁性体を電波吸収体に用いると、優れた特性を実現することが可能になるが、多孔質磁性体は吸水し易いこと、水の比誘電率εｒは高く、１００に近いとも言われており、吸水することにより特性の大幅な劣化が懸念されることから、多孔質磁性体を試作し、吸水による比誘電率の変動を調べた。その結果を表１に示す。 In order to solve the above problems, the inventors conducted various experiments and studies, and found that a porous magnetic material having a high porosity has a low dielectric constant, and that such a porous magnetic material is used as a radio wave absorber. Although it is possible to realize excellent characteristics, it is said that the porous magnetic material is easy to absorb water, and the relative dielectric constant εr of water is high, which is said to be close to 100. Since there is a concern about deterioration, a porous magnetic material was prototyped, and the change in relative dielectric constant due to water absorption was examined. Table 1 shows the results.
なお、表１には、比較のため、空孔率が０vol％の磁性体も形成し、これについても、比誘電率を調べた。
表１に示すように、空孔率が５０vol％のものは、吸水により、比誘電率εｒが６．５７から２６．４３に大幅に上昇し、空孔率が６０vol％のものは、吸水により比誘電率εｒが５．４１から３３．７５に大幅に上昇することが確認された。なお、この吸水後の比誘電率εｒの値は、空孔率が０％のフェライト自体の比誘電率εｒ（＝１４．５）よりも高くなることが確認された。
発明者等はかかる知見を得て、磁性体を多孔化する一方、吸水性を抑制することにより、特性の安定した信頼性の高い多孔質磁性体を得ることができるものと考え、さらに実験、検討を行って本願発明を完成した。
In Table 1, for comparison, a magnetic material having a porosity of 0 vol% was also formed, and the relative dielectric constant was also examined.
As shown in Table 1, those having a porosity of 50 vol% greatly increase the relative dielectric constant εr from 6.57 to 26.43 due to water absorption, and those having a porosity of 60 vol% exhibit water absorption. It was confirmed that the relative dielectric constant εr was significantly increased from 5.41 to 33.75. It was confirmed that the value of the relative dielectric constant εr after the water absorption was higher than the relative dielectric constant εr (= 14.5) of the ferrite itself having a porosity of 0%.
The inventors have obtained such knowledge and thought that it is possible to obtain a highly reliable porous magnetic body having stable characteristics by suppressing the water absorption while making the magnetic body porous, and further conducting experiments, After examination, the present invention was completed.
すなわち、本願発明（請求項１）の多孔質磁性体は、
１０〜８０vol％の割合で空孔を含む磁性焼結体を有し、
前記磁性焼結体の前記空孔に、樹脂又はガラスが充填されていること
を特徴としている。
That is, the porous magnetic material of the present invention (claim 1)
Having a magnetic sintered body containing pores at a rate of 10 to 80 vol%,
A resin or glass is filled in the pores of the magnetic sintered body.
また、請求項２の多孔質磁性体は、前記磁性焼結体が、磁性体原料と、バインダーと、球状又は粉粒体状でバインダーに対する接着性を有する焼失材とを配合してなる配合磁性体原料の成形体を焼成することにより空孔を形成したものであることを特徴としている。
Further, the porous magnetic material according to
また、請求項３の多孔質磁性体は、前記空孔に充填された樹脂又はガラス中に、さらに空孔が含まれていることを特徴としている。 The porous magnetic material according to claim 3 is characterized in that the pores are further contained in the resin or glass filled in the pores.
また、請求項４の多孔質磁性体は、前記磁性焼結体を構成する材料が磁性体セラミックであることを特徴としている。 The porous magnetic material according to claim 4 is characterized in that the material constituting the magnetic sintered body is a magnetic ceramic.
また、請求項５の多孔質磁性体は、空孔含有率の異なる２層以上の層を備えていることを特徴としている。 (5) The porous magnetic material according to the fifth aspect is characterized in that the porous magnetic material includes two or more layers having different vacancy contents.
また、請求項６の多孔質磁性体は、前記磁性焼結体の表面が、前記樹脂又はガラスで覆われていることを特徴としている。 多孔 Furthermore, the porous magnetic material according to claim 6 is characterized in that the surface of the magnetic sintered body is covered with the resin or glass.
また、本願発明（請求項７）の多孔質磁性体の製造方法は、
磁性体原料と、バインダーと、球状又は粉粒体状で、バインダーに対する接着性を有する焼失材とを配合した配合磁性体原料を用いて、所定の形状を有する成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼成することにより、１０〜８０vol％の空孔を含む磁性焼結体を形成する工程と、
前記磁性焼結体の前記空孔に樹脂又はガラスを充填する工程と
を具備することを特徴としている。
The method for producing a porous magnetic material of the present invention (claim 7) includes:
A step of forming a molded body having a predetermined shape by using a magnetic material raw material, a binder, and a blended magnetic material raw material in which a burned material having adhesiveness to the binder in a spherical or granular form is blended,
Baking the molded body to form a magnetic sintered body including pores of 10 to 80 vol%;
Filling the pores of the magnetic sintered body with resin or glass.
また、請求項８の多孔質磁性体の製造方法は、前記磁性体原料に配合される焼失材が、架橋ポリスチレン、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリメタクリル酸ブチル、架橋ポリメタクリル酸エステル、架橋ポリアクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも１種を主成分とするものであることを特徴としている。 Further, in the method for producing a porous magnetic material according to claim 8, the burnout material to be mixed with the magnetic material raw material is a crosslinked polystyrene, a crosslinked polymethyl methacrylate, a crosslinked polybutyl methacrylate, a crosslinked polymethacrylate, a crosslinked polymethacrylate. It is characterized by having at least one selected from the group consisting of acrylic esters as a main component.
また、請求項９の多孔質磁性体の製造方法は、
前記磁性焼結体の前記空孔に樹脂又はガラスを充填する工程において、
樹脂又はガラスとして、溶剤又は希釈剤を配合した樹脂又はガラスを用い、樹脂又はガラスの充填後に、溶剤又は希釈剤を揮発させることにより、樹脂又はガラスに空孔を形成すること
を特徴としている。
The method for manufacturing a porous magnetic material according to claim 9 is as follows.
In the step of filling the voids of the magnetic sintered body with resin or glass,
As the resin or the glass, a resin or a glass containing a solvent or a diluent is used, and after filling the resin or the glass, a hole is formed in the resin or the glass by volatilizing the solvent or the diluent.
また、請求項１０の多孔質磁性体の製造方法は、前記磁性焼結体に樹脂又はガラスを充填する工程において、溶剤により一部を溶出させることができる樹脂又はガラスを用い、該樹脂又はガラスの充填後に、溶剤により樹脂又はガラスの一部を溶出させて除去することを特徴としている。 In the method for manufacturing a porous magnetic material according to claim 10, in the step of filling the magnetic sintered body with a resin or glass, a resin or glass that can be partially eluted with a solvent is used, and the resin or glass is used. After filling, a part of the resin or the glass is eluted and removed with a solvent.
また、本願発明（請求項１１）の電波吸収体は、請求項１〜６のいずれかに記載の多孔質磁性体を主要部に用いたことを特徴としている。
電波 Further, a radio wave absorber according to the present invention (claim 11) is characterized in that the porous magnetic material according to any one of
また、本願発明（請求項１２）の磁性体レンズは、請求項１〜６のいずれかに記載の多孔質磁性体を主要部に用いたことを特徴としている。
The magnetic lens of the present invention (claim 12) is characterized in that the porous magnetic material according to any one of
本願発明（請求項１）の多孔質磁性体は、磁性焼結体に１０〜８０vol％の割合で空孔を含ませるとともに、磁性焼結体の空孔に樹脂又はガラスを充填するようにしているので、磁性焼結体を吸水しにくくすることが可能になるとともに、磁性焼結体の強度低下を招くことなく、空孔のない磁性焼結体に比べて誘電率を低下させることが可能になる。 The porous magnetic material of the present invention (claim 1) has a magnetic sintered body containing pores at a rate of 10 to 80 vol% and filling the pores of the magnetic sintered body with resin or glass. As a result, the magnetic sintered body can be made harder to absorb water, and the dielectric constant can be reduced as compared to a magnetic sintered body without pores without reducing the strength of the magnetic sintered body. become.
すなわち、本願発明（請求項１）の多孔質磁性体においては、磁性焼結体に１０〜８０vol％の割合で空孔を含ませることにより、磁路の連続性を確保して、複素透磁率の周波数分散性を変化させることなく、磁性焼結体の誘電率を低下させることが可能になる一方、磁性焼結体の空孔に樹脂又はガラスを充填するようにしているので、磁性焼結体が吸水することを抑制、防止して、吸水による特性の低下を防止することが可能になるとともに、機械的強度を確保することが可能になり、信頼性の高い多孔質磁性体を得ることが可能になる。 That is, in the porous magnetic material of the present invention (claim 1), the magnetic sintered body is made to contain pores at a rate of 10 to 80 vol%, whereby the continuity of the magnetic path is secured and the complex magnetic permeability is increased. It is possible to lower the dielectric constant of the magnetic sintered body without changing the frequency dispersibility of the magnetic sintered body, while filling the pores of the magnetic sintered body with resin or glass, It is possible to suppress and prevent the body from absorbing water, prevent deterioration in properties due to water absorption, and secure mechanical strength, and obtain a highly reliable porous magnetic material Becomes possible.
なお、本願発明は、フェライトなどの窯業材料は圧縮応力には強いが、引張り応力には弱いことに着目し、微量であっても樹脂又は低誘電率ガラスを塗布もしくは含浸させることにより、引張り耐力が向上することを利用したものであって、本願発明によれば、十分な機械的強度（抗折強度など）を確保しつつ、空孔率を８０％を超える割合にまで高めることが可能になり、電気特性の大きな劣化を招くことなく、誘電率を５程度にまで下げることが可能になる。 Note that the present invention focuses on the fact that ceramic materials such as ferrite are strong against compressive stress but weak against tensile stress, so that even small amounts of resin or low-permittivity glass can be applied or impregnated to obtain a tensile strength. According to the present invention, it is possible to increase the porosity to a ratio exceeding 80% while securing sufficient mechanical strength (such as bending strength). Thus, the dielectric constant can be reduced to about 5 without causing significant deterioration of the electric characteristics.
なお、本願発明においては、磁性焼結体の空孔の寸法（空孔の平均径）は５〜２０μmとすることが好ましい。これは、空孔径が５μm未満になると、閉空孔になりやすく、空孔内にガラスを充填することができなくなり、また、空孔径が２０μmを超えると、焼成後の空孔が形成された磁性体自体の強度が弱くなり加工が困難になることによる。なお、空孔の平均径は、５〜１０μmとすることがさらに好ましい。 In the invention of the present application, the size of the pores (average diameter of the pores) of the magnetic sintered body is preferably 5 to 20 μm. This is because if the pore diameter is less than 5 μm, the pores tend to be closed pores, and the pores cannot be filled with glass, and if the pore diameter exceeds 20 μm, the pores after firing are formed. This is because the strength of the body itself becomes weak and processing becomes difficult. The average diameter of the pores is more preferably 5 to 10 μm.
また、空孔の体積含有率（空孔率）は、磁性焼結体の誘電率を十分に低下させて、所望の特性を確保する見地から、１０〜８０vol％とすることが望ましい。 なお、空孔内に充填された樹脂又はガラスが強度を補う機能を果たすため、空孔形成後の強度は多少弱くても特に問題はなく、空孔径が５〜２０μmで、磁性焼結体の空孔率が８０vol％までの範囲であれば加工は可能である。
また、空孔率が８０vol％を超えると、焼成後の強度が低下し、その後の樹脂、ガラス含浸加工などが困難になるため、８０vol％以下とすることが望ましい。なお、本願発明においては、空孔率を４０〜５０vol％の範囲とすることが望ましい。
Further, the volume content of the pores (porosity) is desirably 10 to 80 vol% from the viewpoint of sufficiently lowering the dielectric constant of the magnetic sintered body and securing desired characteristics. In addition, since the resin or glass filled in the holes performs the function of supplementing the strength, there is no particular problem even if the strength after the formation of the holes is somewhat weak, the hole diameter is 5 to 20 μm, and the magnetic sintered body is Processing is possible if the porosity is in the range up to 80 vol%.
Further, if the porosity exceeds 80 vol%, the strength after firing decreases, and it becomes difficult to impregnate the resin and glass thereafter. Therefore, the porosity is desirably 80 vol% or less. In the present invention, the porosity is desirably in the range of 40 to 50 vol%.
また、請求項２の多孔質磁性体のように、磁性体原料と、バインダーと、球状又は粉粒体状でバインダーに対する接着性を有する焼失材とを配合した配合磁性体原料の成形体を焼成することにより、磁路を分断しない空孔を１０〜８０vol％の割合で含む磁性焼結体を確実に形成することが可能になり、低誘電率で、所望の特性を備えた多孔質磁性体を提供することが可能になる。 Further, as in the case of the porous magnetic material according to the second aspect, a molded body of a blended magnetic material raw material in which a magnetic material raw material, a binder, and a burned material having a spherical or granular shape and having an adhesive property to the binder are blended is fired. By doing so, it is possible to reliably form a magnetic sintered body containing voids that do not divide the magnetic path at a rate of 10 to 80 vol%, and to obtain a porous magnetic material having a low dielectric constant and desired characteristics. Can be provided.
また、請求項３の多孔質磁性体のように、前記空孔に充填された樹脂又はガラス中に、さらに空孔を含ませることにより、磁性焼結体の誘電率をさらに低下させることが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。 Further, as in the porous magnetic material according to the third aspect, the dielectric constant of the magnetic sintered body can be further reduced by further including the holes in the resin or glass filled in the holes. Thus, the present invention can be made more effective.
また、多孔質磁性体などには磁性体原料として磁性体セラミックが用いられるが、そのような場合に、請求項４の多孔質磁性体のように本願発明を適用することにより、磁性焼結体の機械的な強度の低下を招くことなく、低誘電率で吸水性の低い多孔質磁性体を提供することが可能になる。 In addition, a magnetic ceramic is used as a magnetic raw material for a porous magnetic material or the like. In such a case, by applying the present invention as in the case of the porous magnetic material of claim 4, a magnetic sintered body can be obtained. It is possible to provide a porous magnetic material having a low dielectric constant and a low water absorption without lowering the mechanical strength of the magnetic material.
また、請求項５の多孔質磁性体のように、空孔含有率の異なる２層以上の層を備えた構成とすることにより、例えば電波吸収体として用いた場合に、吸収可能な電波の周波数帯域を広くして性能を向上させることが可能になる。 Further, by adopting a structure including two or more layers having different vacancy contents as in the porous magnetic material of claim 5, for example, when used as a radio wave absorber, the frequency of radio waves which can be absorbed is used. The performance can be improved by widening the band.
また、請求項６の多孔質磁性体のように、磁性焼結体の表面が、空孔内に充填した樹脂又はガラスと同じ樹脂又はガラスで覆われていることにより、磁性焼結体の強度をさらに向上させることができる。磁性焼結体の全表面が樹脂又はガラスで覆われていることが特に好ましいが、表面のうち一部だけが覆われていても構わない。 Further, since the surface of the magnetic sintered body is covered with the same resin or glass as the resin or glass filled in the pores, the strength of the magnetic sintered body can be improved. Can be further improved. It is particularly preferable that the entire surface of the magnetic sintered body is covered with resin or glass, but only a part of the surface may be covered.
また、本願発明（請求項７）の多孔質磁性体の製造方法は、磁性体原料と、バインダーと、球状又は粉粒体状で、バインダーに対する接着性を有する焼失材とを配合した磁性焼結体用の配合磁性体原料を形成し、この成形体を焼成することにより１０〜８０vol％の空孔を含む磁性焼結体を形成した後、磁性焼結体の前記空孔に樹脂又はガラスを充填するようにしているので、磁路の連続性を確保しつつ、磁性焼結体に空孔を形成して、複素透磁率の周波数分散性を変化させることなく、磁性焼結体の誘電率を低下させることが可能になるとともに、充填させた樹脂又はガラスにより、磁性焼結体が吸水しにくくなり、かつ機械的強度も向上するため、所望の特性を備えた信頼性の高い多孔質磁性体を効率よく製造することが可能になる。 The method for producing a porous magnetic material according to the present invention (claim 7) is a magnetic sintering method comprising mixing a magnetic material raw material, a binder, and a burned material having a spherical or powdery shape and having an adhesive property to the binder. After forming a compounded magnetic material for the body and baking the molded body to form a magnetic sintered body having pores of 10 to 80 vol%, a resin or glass is filled in the pores of the magnetic sintered body. Since the magnetic filler is filled, voids are formed in the magnetic sintered body while maintaining the continuity of the magnetic path, and the dielectric constant of the magnetic sintered body is maintained without changing the frequency dispersion of the complex magnetic permeability. And the filled resin or glass makes it difficult for the magnetic sintered body to absorb water and improves the mechanical strength, so that a highly reliable porous magnetic material having desired characteristics can be obtained. The body can be manufactured efficiently.
また、本願発明においては、焼失材として、球状又は粒子の形状が均一でない粉粒体状のいずれの形態のものも用いることが可能であるが、分散の均一性などの見地からは球状のものを用いることがより好ましい。
また、焼失材としては、磁性焼結体に、空孔径が５〜２０μmの空孔を形成する見地から、平均粒径が５〜２０μmのものを用いることが望ましい。
また、所望の空孔率を実現する見地から、焼失材は、通常、前記配合磁性体原料中で４０〜５０vol％となるような割合で配合することが望ましい。なお、焼失材は目標とする空孔率に応じて、上記範囲外で配合することも可能である。
Further, in the present invention, as the burnt-out material, any of spherical or powdery particles having a non-uniform particle shape can be used, but from the viewpoint of uniformity of dispersion and the like, spherical materials are used. It is more preferable to use
Further, as the burnt material, it is preferable to use a material having an average particle size of 5 to 20 μm from the viewpoint of forming pores having a pore size of 5 to 20 μm in the magnetic sintered body.
Further, from the viewpoint of realizing a desired porosity, it is usually desirable to mix the burned-out material in a ratio of 40 to 50 vol% in the compounded magnetic material. Note that the burnt material can be blended outside the above range according to the target porosity.
また、請求項８の多孔質磁性体の製造方法のように、磁性体原料に配合される焼失材として、架橋ポリスチレン、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリメタクリル酸ブチル、架橋ポリメタクリル酸エステル、架橋ポリアクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも１種を主成分とするものを用いた場合、焼成工程で焼失材が確実に焼失して、磁性焼結体に確実に空孔を形成することが可能になり、所望の空孔率を有する磁性焼結体を効率よく形成することが可能になる。 Further, as in the method for producing a porous magnetic material according to claim 8, as a burnout material to be mixed with the magnetic material, crosslinked polystyrene, crosslinked polymethyl methacrylate, crosslinked polybutyl methacrylate, crosslinked polymethacrylate, crosslinked When a material containing at least one selected from the group consisting of polyacrylates is used as a main component, the burnt material is surely burned off in the firing step, and pores are reliably formed in the magnetic sintered body. This makes it possible to efficiently form a magnetic sintered body having a desired porosity.
なお、空孔率を大幅に増大させるためには、焼失材の割合を増やす必要があり、セラミックの割合を確保しつつ焼失材を大幅に増やすためにはバインダーの割合を減らすことが必要になるが、バインダーの割合を減らすと、焼結前の半製品の強度が低下し、加工工程での歩留まりが低下する傾向がある。しかし、焼失材として、表面積が大きく樹脂バインダーに対する接着性に優れ、保形性の大きい架橋ポリマーを採用することにより、歩留まりを低下させることなく、バインダーの割合を減らして焼失材の割合を増やすことが可能になり、空孔率を高めることが可能になる。 In addition, in order to greatly increase the porosity, it is necessary to increase the ratio of the burnt material, and to significantly increase the burnable material while securing the ratio of the ceramic, it is necessary to reduce the ratio of the binder. However, when the proportion of the binder is reduced, the strength of the semi-finished product before sintering decreases, and the yield in the processing step tends to decrease. However, by using a crosslinked polymer with a large surface area and excellent adhesion to the resin binder and a large shape retention as the burnout material, it is possible to reduce the binder ratio and increase the burnout material ratio without lowering the yield. And the porosity can be increased.
また、請求項９の多孔質磁性体の製造方法のように、磁性焼結体の前記空孔に樹脂又はガラスを充填する工程において、樹脂又はガラスとして、溶剤又は希釈剤を配合した樹脂又はガラスを用い、樹脂又はガラスの充填後に、溶剤又は希釈剤を揮発させることにより、樹脂又はガラスに空孔を形成することが可能になり、磁性焼結体の誘電率をさらに低下させることが可能になる。
なお、溶剤又は希釈材としては、例えば、エタノール、キシレン、酢酸ブチル、水などを用いることが可能である。
また、溶剤又は希釈剤は、樹脂又は低誘電率ガラス１００に対して体積比で、５〜５０の範囲で配合することが望ましい。これは、配合割合が、樹脂又は低誘電率ガラス１００に対して体積比で５未満になると希釈後の粘度低減の効果が不十分で、作業性が低下し、また、５０を超えると樹脂硬化時に希釈材が樹脂内部に残り、樹脂の特性が劣化することによる。
Further, as in the method for producing a porous magnetic material according to claim 9, in the step of filling the pores of the magnetic sintered body with a resin or glass, a resin or glass containing a solvent or a diluent as the resin or glass. Using, after filling the resin or glass, by evaporating the solvent or diluent, it is possible to form pores in the resin or glass, it is possible to further reduce the dielectric constant of the magnetic sintered body Become.
In addition, as a solvent or a diluent, for example, ethanol, xylene, butyl acetate, water, or the like can be used.
Further, it is desirable that the solvent or the diluent is blended in a volume ratio of 5 to 50 with respect to the resin or the low dielectric constant glass 100. This is because if the compounding ratio is less than 5 by volume relative to the resin or the low dielectric constant glass 100, the effect of decreasing the viscosity after dilution is insufficient, and the workability is reduced. This is because the diluent sometimes remains inside the resin and the properties of the resin deteriorate.
また、請求項１０の多孔質磁性体の製造方法のように、磁性焼結体に樹脂又はガラスを充填する工程において、溶剤により一部を溶出させることができる樹脂又はガラスを用い、該樹脂又はガラスの充填後に、溶剤により樹脂又はガラスの一部を溶出させることにより、磁性焼結体に充填させた樹脂又はガラスの一部が除去されることになる。したがって、磁性焼結体の誘電率をさらに低下させることが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。 Further, in the step of filling the resin or glass into the magnetic sintered body as in the method for manufacturing a porous magnetic material according to claim 10, a resin or glass that can be partially eluted by a solvent is used, and the resin or glass is used. After the glass is filled, a part of the resin or the glass filled in the magnetic sintered body is removed by eluting a part of the resin or the glass with the solvent. Therefore, the dielectric constant of the magnetic sintered body can be further reduced, and the present invention can be made more effective.
なお、溶剤により一部を溶出させることができる樹脂又はガラスとは、必ず樹脂自体やガラス自体が溶解するものに限らず、例えば、樹脂に関しては、樹脂に配合した材料などが溶剤に溶解して除去されるもの、また、ガラスに関しては、溶剤によりガラス原料の基材の一部などが溶解することにより、ガラス自体もその一部が除去されるようなものなどを含む広い概念である。 In addition, the resin or glass that can be partially eluted by the solvent is not limited to the resin or the glass itself that always dissolves.For example, regarding the resin, a material or the like blended in the resin is dissolved in the solvent. The concept of glass to be removed is a broad concept including glass in which a part of the base material of the glass raw material is dissolved by a solvent so that the glass itself is also partially removed.
また、溶剤又は希釈剤は、樹脂又はガラス１００に対して体積比で、５〜５０の範囲で配合することが望ましい。これは、配合割合が、樹脂又はガラス１００に対して体積比で５未満になると希釈後の粘度低減の効果が不十分で、作業性が低下し、また、樹脂又はガラス１００に対して体積比で５０を超えると樹脂硬化時に希釈材が樹脂内部に残り、樹脂の特性が劣化することによる。 溶 剤 Further, it is desirable that the solvent or the diluent is mixed in a range of 5 to 50 in a volume ratio with respect to the resin or glass 100. This is because if the mixing ratio is less than 5 by volume relative to the resin or glass 100, the effect of reducing the viscosity after dilution is insufficient, the workability is reduced, and the volume ratio relative to the resin or glass 100 If it exceeds 50, the diluent will remain inside the resin when the resin is cured, and the properties of the resin will deteriorate.
また、本願発明（請求項１１）の電波吸収体は、空孔を１０〜８０vol％の割合で含有させるとともに、樹脂又はガラスを充填するようにした請求項１〜６のいずれかに記載の多孔質磁性体を主要部に用いているので、低誘電率で、吸水しにくく、しかも実用上問題のない機械的強度を備えた信頼性の高い電波吸収体を提供することが可能になる。 The radio wave absorber according to the present invention (claim 11) contains pores at a rate of 10 to 80 vol% and is filled with resin or glass. Since the high quality magnetic material is used for the main part, it is possible to provide a highly reliable radio wave absorber having a low dielectric constant, hardly absorbing water, and having mechanical strength that has no practical problem.
また、本願発明（請求項１２）の磁性体レンズは、空孔を１０〜８０vol％の割合で含有させるとともに、樹脂又はガラスを充填するようにした、低誘電率で、吸水しにくく、しかも機械的強度の大きい請求項１〜６のいずれかに記載の多孔質磁性体を主要部に用いているので、多孔質磁性体が吸水して誘電率が高くなることによる屈折率の変動や焦点のばらつきなどのない信頼性の高い磁性体レンズを提供することが可能になる。
The magnetic lens according to the present invention (claim 12) has a low dielectric constant, is hard to absorb water, and is filled with resin or glass while containing pores at a rate of 10 to 80 vol%, and furthermore, has a mechanical property. Fluctuation of the refractive index and focus due to the porous magnetic material absorbing water and increasing the dielectric constant because the porous magnetic material according to any one of
以下、本願発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
図７は本願発明の一実施例にかかる多孔質磁性体の要部構成を模式的に示す断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, and features thereof will be described in more detail.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of a porous magnetic body according to one embodiment of the present invention.
図７に示すように、本願発明の多孔質磁性体は、磁性焼結体６１を備えており、その内部には複数の空孔６２が形成されている。そして、空孔６２には、樹脂又はガラス６３が充填されており、磁性焼結体６１の表面も樹脂又はガラス６３によって覆われている。空孔６２は、その平均径が５〜２０μmであり、磁性焼結体６１の見かけの容積に対して１０〜８０vol％の割合で形成されている。なお空孔６２は、開空孔（オープンポア）及び閉空孔（クローズドボア）を含む。この空孔６２のうち、３０〜７０vol％は、樹脂又はガラス６３で充填されている。すなわち、空孔６２には、その内部全体に樹脂又はガラス６３が充填されていてもよく、その内部の一部のみに充填されてもよい。この場合、空孔６２の内壁が、空孔６２内に充填された樹脂又はガラス６３中により被覆された状態となり、さらに残りの領域には空孔６４が形成された状態となる。
示 す As shown in FIG. 7, the porous magnetic body of the present invention includes a magnetic
(１)まず、透磁率μが４００のＮｉＺｎＣｕフェライト材料を得るため、ニッケル、亜鉛及び銅の酸化物原料を混合して８００℃、１時間仮焼した。
(２)その後、ボールミルにより粉砕し、乾燥することにより、平均粒径約２μmのフェライト原料（酸化物混合粉末）を得た。
(３)それから、得られたフェライト原料に市販の球状ポリマー（この実施例１では、架橋ポリスチレンからなる球状の焼失材（平均粒径＝８μm、商品名：テクノポリマー（ＴＥＣＨＮＯＰＯＬＹＭＥＲ）積水化成品工業株式会社（ＳＥＫＩＳＵＩ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．）製）を表２に示すように種々の割合で添加し、溶媒、バインダー、分散剤を加えて混合し、配合磁性体原料を作製した後、この配合磁性体原料を用いてドクターブレード法により厚さ１００μmのセラミックグリーンシートを作製した。
なお、焼失材として、表面積が大きく樹脂バインダーに対する接着性に優れ、保形性の大きい球状ポリマーを採用することにより、歩留まりを低下させることなく、バインダーの割合を減らして焼失材の割合を増やすことが可能になり、空孔率を高めることが可能になる。
(４)次に、得られたセラミックグリーンシートを積層、圧着して厚みが２mmの成形体（積層体）を得た。そして、この成形体からリング形状と円板状と角板状のテストピースを作製した。
(５)そして、これを４００℃で３時間熱処理して脱バインダーを行った後、９００℃で２時間焼成することにより磁性焼結体（多孔質誘電体）を得た。
なお、この実施例１では、混合する有機材料（特に焼失材）の量を変化させることにより空孔の割合を調整した。例えば、配合磁性体原料中の焼失剤の割合を５０vol％にすれば、磁性焼結体中の空孔の割合はほぼ５０vol％となる。
また、磁性焼結体の空孔の体積含有率（空孔率）は、空孔（空気）の比重を０ｇ／cm3、フェライトの比重（実測値）を５．０２ｇ／cm3として、磁性焼結体の比重から算出した。
(６)それから、得られたセラミック焼成体を、誘電率３．９の水溶性低誘電率ガラス（この実施例１ではＬｉ−Ｋ系低誘電率ガラス）中に浸漬し、空孔内にガラス（低誘電率ガラス）を充填するとともに磁性焼結体表面にガラス膜を形成した後、８００℃でガラスの溶融・焼き付けを行った。
(1) First, in order to obtain a NiZnCu ferrite material having a magnetic permeability μ of 400, nickel, zinc and copper oxide raw materials were mixed and calcined at 800 ° C. for 1 hour.
(2) Thereafter, the mixture was pulverized by a ball mill and dried to obtain a ferrite raw material (oxide mixed powder) having an average particle size of about 2 μm.
(3) Then, a commercially available spherical polymer (in this Example 1, a spherical burned material made of crosslinked polystyrene (average particle size = 8 μm, trade name: TECHNOPOLYMER) Sekisui Plastics Co., Ltd.) (Sekisui Plastics Co., Ltd.) was added in various ratios as shown in Table 2, a solvent, a binder, and a dispersant were added and mixed to prepare a mixed magnetic material. Using the body material, a ceramic green sheet having a thickness of 100 μm was produced by a doctor blade method.
In addition, by adopting a spherical polymer having a large surface area and excellent adhesion to a resin binder and a large shape retention property as a burnout material, it is possible to reduce the binder ratio and increase the burnout material ratio without lowering the yield. And the porosity can be increased.
(4) Next, the obtained ceramic green sheets were laminated and pressed to obtain a molded body (laminate) having a thickness of 2 mm. Then, ring-shaped, disk-shaped, and square-plate-shaped test pieces were produced from the molded body.
(5) Then, this was heat-treated at 400 ° C. for 3 hours to remove the binder, and then fired at 900 ° C. for 2 hours to obtain a magnetic sintered body (porous dielectric).
In Example 1, the proportion of the holes was adjusted by changing the amount of the organic material to be mixed (especially, the burnt material). For example, if the proportion of the burning agent in the raw material of the blended magnetic material is set to 50 vol%, the proportion of the pores in the magnetic sintered body becomes approximately 50 vol%.
The volume content of the pores of the magnetic sintered body (porosity) is the pore density of 0 g / cm 3 of (air), ferrite specific gravity (measured value) as 5.02 g / cm 3, the magnetic It was calculated from the specific gravity of the sintered body.
(6) Then, the obtained ceramic fired body is immersed in a water-soluble low-dielectric-constant glass having a dielectric constant of 3.9 (Li-K-based low-dielectric-constant glass in this Example 1), and the glass is filled in the pores. (Low dielectric constant glass) and a glass film was formed on the surface of the magnetic sintered body, and then the glass was melted and baked at 800 ° C.
空孔に低誘電率ガラスを充填し、溶融・焼き付けを行った後の誘電率、透磁率、抗折強度及び吸水率の測定結果を表２に示す。 Table 2 shows the measurement results of the dielectric constant, magnetic permeability, bending strength, and water absorption after the pores were filled with low dielectric constant glass and melted and baked.
なお、透磁率はリング状のテストピース、誘電率は円板状のテストピース、抗折強度は角板状のテストピースをそれぞれ用いて測定した。
表２に示すように、磁性焼結体の空孔率が高くなるにともなって、誘電率は低くなるが、低誘電率ガラスを充填していない状態における抗折強度が低下し、吸水率が増大する。一方、磁性焼結体に低誘電率ガラスを充填した場合には、抗折強度の低下や吸水率の増大を招くことなく、誘電率を低下させることが可能になる。
すなわち、上記実施例１の場合のように、空孔内に低誘電率ガラスを充填する（含浸させる）ようにした場合、試料番号１の空孔を含まない磁性焼結体と比べて、抗折強度を同等又はそれ以上に向上させることが可能になるとともに、吸水率を低く抑えることが可能になる。なお、この実施例１では、低誘電率ガラスを充填するようにしているが、場合によっては低誘電率ガラスを塗布するように構成することも可能である。
The magnetic permeability was measured using a ring-shaped test piece, the dielectric constant was measured using a disk-shaped test piece, and the bending strength was measured using a square plate-shaped test piece.
As shown in Table 2, as the porosity of the magnetic sintered body increases, the dielectric constant decreases, but the transverse rupture strength in a state where the low dielectric constant glass is not filled decreases, and the water absorption rate decreases. Increase. On the other hand, when the magnetic sintered body is filled with a low dielectric constant glass, the dielectric constant can be reduced without lowering the bending strength and increasing the water absorption.
That is, when the pores are filled (impregnated) with the low-permittivity glass as in the case of Example 1 above, the magnetic sintered body having no pores of Sample No. 1 has higher resistance. Folding strength can be improved to the same level or higher, and the water absorption can be reduced. In the first embodiment, the low-permittivity glass is filled. However, in some cases, the low-permittivity glass may be applied.
なお、この実施例１においてはＬｉ−Ｋ系低誘電率ガラスを用いているが、本願発明に用いることのできるガラスの種類はこれに限られるものではなく、その他のガラスを用いてもよい。但し、本願発明においては、誘電率の低いガラスを用いることがより望ましく、例えば、Ｓｉ系ガラスなども好適に用いることが可能である。 In the first embodiment, the Li-K low dielectric constant glass is used. However, the type of glass that can be used in the present invention is not limited to this, and another glass may be used. However, in the present invention, it is more preferable to use a glass having a low dielectric constant, and for example, a Si-based glass can be suitably used.
また、表２には示していないが、誘電率を下げるために、低誘電率ガラスをフェライト原料に添加、混合した後、焼成したコンポジット材や磁粉に樹脂を混練成形した材料では、表２の試料番号２〜８の材料の空孔に低誘電率ガラスを充填した場合と同等の比率で、フェライトに低誘電率ガラスや樹脂を添加、混合しても、表２に示すような透磁率は得られないことが確認されている。例えば、低誘電率ガラスをフェライト原料に添加、混合した後、焼成したコンポジット材にあっては、低誘電率ガラスの混合率を５０vol％とした場合に、透磁率μは４程度にしかならず、また、透磁率の周波数特性も、μ”がほとんど発現しなくなってしまうことが確認されている。これは、磁粉を低誘電率ガラスや樹脂に分散させて成形体とした場合、磁粉を覆い固めるように、低誘電率ガラスや樹脂が分布するため、磁性体から形成される磁路が非磁性材である低誘電率ガラスや樹脂によって分断されるため透磁率が低くなることによるものと考えられる。
Although not shown in Table 2, in order to lower the dielectric constant, a low dielectric constant glass was added to a ferrite material, mixed, and then baked composite material or magnetic powder was kneaded with a resin. Even if the low-permittivity glass or resin is added to and mixed with the ferrite at the same ratio as the case where the holes of the materials of
これに対して、上記実施例１にかかる方法で作製した、空孔を有する磁性焼結体（空孔形成材料）においては、磁性焼結体自体の透磁率の特徴が保持される。これは、磁性焼結体内で磁路が分断されずに繋がった状態が保たれるため、高い透磁率が得られ、かつ、磁性体自体の透磁率の特徴も保持されることによるものと考えられる。 On the other hand, in the magnetic sintered body having pores (hole forming material) produced by the method according to the first embodiment, the characteristic of the magnetic permeability of the magnetic sintered body itself is maintained. This is thought to be due to the fact that the magnetic path is maintained without being divided in the magnetic sintered body, so that a high magnetic permeability is obtained and the characteristic of the magnetic permeability of the magnetic substance itself is also maintained. Can be
(１)上記実施例１と同様にして、混合する有機材料（特に焼失材）の量を変化させることにより空孔の割合を調整して、実施例１の(５)の工程で得たものと同じ磁性焼結体（多孔質誘電体）を作製した。
(２)それから、磁性焼結体を、誘電率３．４のエポキシ系の液状樹脂中に浸漬した後、１５０℃に加熱して、エポキシ樹脂を硬化させ、磁性焼結体の空孔内にエポキシ樹脂を充填するとともに磁性焼結体表面に樹脂膜を形成した。空孔に樹脂を充填した磁性焼結体（多孔質誘電体）について、誘電率、透磁率、抗折強度及び吸水率を測定した。その結果を表３に示す。
(1) In the same manner as in Example 1 above, the ratio of vacancies was adjusted by changing the amount of the organic material to be mixed (especially, the burnt material), and obtained in the step (5) of Example 1. The same magnetic sintered body (porous dielectric) as above was produced.
(2) Then, after immersing the magnetic sintered body in an epoxy liquid resin having a dielectric constant of 3.4, the magnetic sintered body is heated to 150 ° C. to cure the epoxy resin, and into the pores of the magnetic sintered body. An epoxy resin was filled and a resin film was formed on the surface of the magnetic sintered body. The dielectric constant, magnetic permeability, bending strength, and water absorption of a magnetic sintered body (porous dielectric) having pores filled with a resin were measured. Table 3 shows the results.
表３より、磁性焼結体の空孔にエポキシ樹脂を充填する（含浸させる）ようにした場合、試料番号１１（表２の試料番号１と同じ）の空孔を含まないものと比べて、抗折強度を同等又はそれ以上に向上させることが可能になることがわかる。
また、エポキシ樹脂の充填を行ったものは、空孔率を８０％とした場合（試料番号１９）にも、空孔率を１０％とし、エポキシ樹脂の充填を行わないようにしたものより抗折強度が大きいことがわかる。
As shown in Table 3, when the pores of the magnetic sintered body were filled (impregnated) with the epoxy resin, the pores of Sample No. 11 (same as Sample No. 1 in Table 2) did not have pores. It can be seen that the transverse rupture strength can be improved to the same or more.
In addition, when the porosity was set to 80% (sample No. 19), the porosity was set to 10%, and the resin filled with the epoxy resin was more resistant than the one not filled with the epoxy resin. It can be seen that the folding strength is large.
また、吸水率に関しては、エポキシ樹脂を充填したものにおいては、吸水率が、試料番号１１の空孔を含まないものよりも低く安定することがわかる。
さらに、空孔率が３５vol％以上であれば、エポキシ樹脂を充填した場合にも、誘電率１０以下を確保できることがわかる。
なお、樹脂のほうが、低誘電率ガラスに比べて誘電率の低いものを選択することが可能な場合があり、今回使用したエポキシ樹脂を用いた場合には、前記実施例１のように低誘電率ガラスを充填した場合に比べて、いくらかではあるが、誘電率をさらに低下させることが可能になることがわかる。
In addition, as for the water absorption, it can be seen that the one filled with epoxy resin has a lower water absorption than that of Sample No. 11 which does not include pores.
Further, it can be seen that when the porosity is 35 vol% or more, a dielectric constant of 10 or less can be ensured even when epoxy resin is filled.
In some cases, it is possible to select a resin having a lower dielectric constant than that of the low dielectric constant glass. In the case of using the epoxy resin used this time, the resin has a low dielectric constant as in the first embodiment. It can be seen that the dielectric constant can be further reduced, albeit somewhat, as compared with the case where the glass is filled.
また、表３の試料番号１６と１７の空孔率が５０vol％と６０vol％の試料について、樹脂充填前のものを取り出し、比誘電率を測定した後、水に浸漬し、軽く拭い再び比誘電率を測定したところ、表１に示すように、空孔率が５０vol％のものは、比誘電率εｒが６．５７から２６．４３に大幅に上昇し、空孔率が６０vol％のものは、比誘電率εｒが５．４１から３３．７５に大幅に上昇することが確認された。なお、この吸水後の比誘電率εｒの値は、空孔率が０％のフェライト自体の比誘電率εｒよりも高くなっており、磁性体を多孔質化する場合には、本願発明のように、吸水性を抑制するための処理（低誘電率ガラスや樹脂の塗布もしくは充填）が不可欠であることがわかる。 In addition, for the samples having a porosity of 50 vol% and 60 vol% of the sample Nos. 16 and 17 in Table 3, the samples before filling with the resin were taken out, the relative permittivity was measured, and then the sample was immersed in water, wiped gently, and wiped again. When the porosity was measured, as shown in Table 1, those having a porosity of 50 vol% showed a significant rise in the relative dielectric constant εr from 6.57 to 26.43, and those having a porosity of 60 vol% , It was confirmed that the relative dielectric constant εr increased significantly from 5.31 to 33.75. Note that the value of the relative dielectric constant εr after the water absorption is higher than the relative dielectric constant εr of the ferrite itself having a porosity of 0%, and when the magnetic material is made porous, as in the present invention. Furthermore, it is understood that a treatment for suppressing water absorption (application or filling of low dielectric glass or resin) is indispensable.
(１)上記実施例１及び２と同様の方法で、空孔率が６０vol％の多孔質フェライト（磁性焼結体）を作製した。
(２)それから、この多孔質フェライトに、誘電率３．４のエポキシ樹脂を、粘度が３００ｍＰａ．ｓ、及び５００ｍＰａ．ｓになるように有機溶剤で希釈して、含浸させた後、１５０℃で３０分加熱してエポキシ樹脂を硬化させた。
(1) Porous ferrite (magnetic sintered body) having a porosity of 60 vol% was produced in the same manner as in Examples 1 and 2.
(2) Then, an epoxy resin having a dielectric constant of 3.4 and a viscosity of 300 mPa. s, and 500 mPa.s. After diluting with an organic solvent and impregnating so as to obtain s, the epoxy resin was cured by heating at 150 ° C. for 30 minutes.
そして、このようにして得た、エポキシ樹脂を含浸させ、硬化させた後の多孔質磁性体（多孔質フェライト）について、空孔率、誘電率、及び抗折強度を測定した。
なお、比較のため、誘電率が３．４で、粘度が５０００ｍＰａ．ｓの無溶剤タイプのエポキシ樹脂を含浸させ、同様に硬化させた比較試料について、空孔率、誘電率、及び抗折強度を測定した。その結果を表４に示す。
The porosity, dielectric constant and flexural strength of the porous magnetic material (porous ferrite) thus impregnated with the epoxy resin and cured were measured.
For comparison, the dielectric constant was 3.4 and the viscosity was 5000 mPa.s. The porosity, the dielectric constant, and the transverse rupture strength of a comparative sample which was impregnated with a non-solvent type epoxy resin of s and cured similarly were measured. Table 4 shows the results.
表４より、エポキシ樹脂の粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下のエポキシ樹脂を含浸材として用いた場合、含浸させたエポキシ樹脂にも空孔が形成され、高強度で、さらに低誘電率の多孔質磁性体（多孔質フェライト）が得られることがわかる。
これは、多孔質磁性体（多孔質フェライト）の空孔内に含浸させたエポキシ樹脂中の希釈剤が揮発して、エポキシ樹脂の内部にも空孔が形成されたことによるものである。
なお、多孔質磁性体（多孔質フェライト）の空孔内に充填された樹脂や低誘電率ガラスに空孔を形成する方法としては、上記の方法の他に、例えば、一旦粘度の高い樹脂や低誘電率ガラス原料を含浸させた後、溶剤内で超音波洗浄などを行ない、含浸させた樹脂や低誘電率ガラス原料の基材の一部を溶出させた後、溶剤を揮発させ、硬化する方法などを適用することが可能である。
As shown in Table 4, when the epoxy resin having an epoxy resin viscosity of 500 mPa · s or less is used as the impregnating material, pores are formed in the impregnated epoxy resin, and the porous magnetic material having high strength and low dielectric constant is formed. (Porous ferrite) is obtained.
This is because the diluent in the epoxy resin impregnated in the pores of the porous magnetic material (porous ferrite) volatilized, and pores were formed inside the epoxy resin.
In addition, as a method of forming pores in the resin filled in the pores of the porous magnetic material (porous ferrite) or in the low-dielectric-constant glass, in addition to the above-described methods, for example, a resin once having a high viscosity, After impregnating the low dielectric constant glass material, perform ultrasonic cleaning in a solvent, elute a part of the impregnated resin or the base material of the low dielectric constant glass material, volatilize the solvent, and cure. Methods and the like can be applied.
表２の試料番号２〜８の多孔質磁性体、及び表３の試料番号１２〜１９の多孔質磁性体を用いて、図１に示すような電波吸収体（装置）を作製した。
この電波吸収体（装置）は、導電反射層（金属導体板）１の表面に、表２の試料番号２〜８の多孔質磁性体を用いて形成した厚みの大きい板状の多孔質磁性体（電波吸収体）２が配設された構造を有している。
Using the porous magnetic materials of Sample Nos. 2 to 8 in Table 2 and the porous magnetic materials of Sample Nos. 12 to 19 in Table 3, radio wave absorbers (devices) as shown in FIG. 1 were produced.
This radio wave absorber (apparatus) is a plate-shaped porous magnetic material having a large thickness formed on the surface of the conductive reflective layer (metallic conductive plate) 1 using the porous magnetic materials of Sample Nos. 2 to 8 in Table 2. (A radio wave absorber) 2 is provided.
そして、この電波吸収体について特性を調べた結果、誘電率が低く、吸水性の少ない本願発明の多孔質磁性体が用いられていることから、電波吸収特性が良好で、しかも、吸水による特性劣化のおそれのない、優れた特性を備えた電波吸収体が得られることが確認された。 As a result of examining the characteristics of this radio wave absorber, it was found that the porous magnetic material of the present invention having a low dielectric constant and low water absorption was used, so that the radio wave absorption characteristics were good and the characteristics were deteriorated due to water absorption. It was confirmed that a radio wave absorber having excellent characteristics without fear of occurrence could be obtained.
一方、表２の試料番号１（表３の試料番号１１と同じ）を用いた場合、誘電率が１４．５と高いことから、十分な電波吸収特性を備えた電波吸収体を得ることができなかった。
なお、表２の試料番号２〜８の多孔質磁性体、及び表３の試料番号１２〜１９の多孔質磁性体であっても、低誘電率ガラス又は樹脂を充填していないものを用いた場合には、吸水により誘電率が高くなって、大幅な特性の劣化を招き、好ましくないことが確認されている。
On the other hand, when the
In addition, even the porous magnetic materials of
図２は、本願発明の電波吸収体の他の例を示している。この電波吸収体は、図２に示すように、導電反射層（金属導体板）１の表面に、板状の第１の多孔質磁性体２ａと、その上に形成された板状の第２の多孔質磁性体（第１の多孔質磁性体層２ａよりも空孔率が高く、誘電率の低い第２の多孔質磁性体）２ｂが配設された構造を有している。このように、空孔率が異なり、誘電率の異なる複数層の多孔質磁性体層２ａ，２ｂを備えた構成とすることにより、吸収可能な電波の周波数帯域を広くして性能を向上させることが可能になる。
FIG. 2 shows another example of the radio wave absorber of the present invention. As shown in FIG. 2, the radio wave absorber includes a plate-shaped first porous
また、図３に示すように、導電反射層（金属導体板）１の表面に板状の第１の多孔質磁性体２ａと、第１の多孔質磁性体２ａの上に形成された板状の第２の多孔質磁性体（第１の多孔質磁性体層２ａよりも空孔率が高く、誘電率の低い第２の多孔質磁性体）２ｂと、第２の多孔質磁性体２ｂの上に形成された板状の第３の多孔質磁性体（第２の多孔質磁性体層２ｂよりも空孔率が高く、誘電率の低い第３の多孔質磁性体）２ｃが配設された構造とすることも可能である。
Further, as shown in FIG. 3, a plate-shaped first porous
また、図４に示すように、導電反射層（金属導体板）１の表面に、板状の第１の多孔質磁性体１２ａが配設され、その上に、多孔質磁性体を用いて形成した第２の多孔質磁性体（四角錐状多孔質磁性体）１２が配設された構造とすることも可能であり、さらに、図５に示すように、導電反射層（金属導体板）１の表面に、板状の第１の多孔質磁性体１２ａと、その上に形成された板状の第２の多孔質磁性体１２ｂとが配設され、さらに、第２の多孔質磁性体１２ｂ上に、第３の多孔質磁性体（四角錐状多孔質磁性体）１２が配設された構造とすることも可能である。
As shown in FIG. 4, a plate-shaped first porous
また、図４及び５では、四角錐状多孔質磁性体１２を備えた構造のものを示したが、四角錐状多孔質磁性体に代えて三角錐状、円錐状、円錐台形状、角錐台形状、その他凸部を有する形状の多孔質磁性体を備えた構造とすることも可能であり、その具体的な形状や構造に特別の制約はない。
4 and 5 show a structure provided with the quadrangular pyramid-shaped porous
なお、本願発明の電波吸収体において、多孔質磁性体の形状には特に制約はなく、例えば、直方体、立方体、板状など種々の形状とすることが可能であり、また、用途としても、電波暗室用、建築物の壁部用、金属シャーシの内部配設用などの種々の用途に用いることが可能である。
また、上記実施例では、多孔質磁性体を導電反射層（金属導体板）と組み合わせて用いているが、場合によっては単独で用いることも可能である。
In the radio wave absorber of the present invention, the shape of the porous magnetic material is not particularly limited, and may be various shapes such as a rectangular parallelepiped, a cubic, and a plate. It can be used for various applications, such as for dark rooms, for building walls, and for internal placement of metal chassis.
Further, in the above embodiment, the porous magnetic material is used in combination with the conductive reflection layer (metal conductor plate). However, in some cases, the porous magnetic material can be used alone.
図６に示すように、入射側の比誘電率をεｒ1，比透磁率をμｒ1とし、被入射側（例えば電波吸収体側）の比誘電率をεｒ2，比透磁率をμｒ2とし、入射角をθ1，θ2とすると、電磁波の屈折率（ｎ1／ｎ2）は、数１のように表すことができる。
As shown in FIG. 6, .epsilon.r 1 the relative dielectric constant of the incident side, the relative permeability and .mu.r 1, .epsilon.r 2 the relative dielectric constant of the incident side (e.g. wave absorption side), the relative permeability and .mu.r 2, Assuming that the incident angles are θ 1 and θ 2 , the refractive index (n 1 / n 2 ) of the electromagnetic wave can be expressed as in
このように、電磁波の屈折率は、比誘電率εと比透磁率μの関係で定まる。したがって、表２の試料番号２〜８及び表３の試料番号１２〜１９の比誘電率εの小さい多孔質体を用いることにより、種々の屈折率を有する磁性体レンズを形成することができる。 Thus, the refractive index of an electromagnetic wave is determined by the relationship between the relative permittivity ε and the relative magnetic permeability μ. Therefore, by using the porous bodies having a small relative dielectric constant ε of Sample Nos. 2 to 8 in Table 2 and Sample Nos. 12 to 19 in Table 3, magnetic lenses having various refractive indices can be formed.
そして、この磁性体レンズは、誘電率を調整することができ、また、吸水性の少ない本願発明の多孔質磁性体が用いられていることから、多孔質磁性体が吸水して誘電率が高くなることによる屈折率の変動や焦点のばらつきなどのない信頼性の高い磁性体レンズが得られる。 The magnetic lens can adjust the dielectric constant, and since the porous magnetic material of the present invention having low water absorption is used, the porous magnetic material absorbs water and has a high dielectric constant. As a result, a highly reliable magnetic lens free from fluctuations in the refractive index and fluctuations in the focal point can be obtained.
一方、表２の試料番号１（表３の試料番号１１と同じ）を用いた場合、誘電率が１４．５と固定されていることから、十分な特性を備えた磁性体レンズを得ることはできない。
On the other hand, when the
また、表２の試料番号２〜８の多孔質磁性体、及び表３の試料番号１２〜１９の多孔質磁性体であっても、低誘電率ガラス又は樹脂を充填していないものを用いた場合には、吸水により誘電率が高くなって、好ましくない。 Further, among the porous magnetic materials of Sample Nos. 2 to 8 in Table 2 and the porous magnetic materials of Sample Nos. 12 to 19 in Table 3, those not filled with low dielectric constant glass or resin were used. In such a case, the dielectric constant is increased by water absorption, which is not preferable.
なお、図８は本願発明の多孔質磁性体を用いて形成した凸面を有する磁性体レンズ２１を示す図であり、磁性体レンズ２１の内部にはアンテナ２２が埋め込まれている。
FIG. 8 is a view showing a
この磁性体レンズ２１においては、磁性体レンズ２１が吸水していない状態で、平行（遠方界）電磁波がアンテナ２２に収れんするように、磁性体レンズ２１の凸面の曲率と多孔質磁性体の屈折率とを調整しておくことにより、磁性体レンズ２１が吸水していないときには、図８に示すように、平行電磁波を確実に収れんさせてアンテナ２２に取り込むことができる。そして、磁性体レンズ２１を構成する本願発明の多孔質磁性体は、吸湿性、吸水性が低く、磁性体レンズ２１を、安定して吸水していない状態に保つことができるため、磁性体レンズ２１を所望の特性を発揮することができる状態に確実に維持することが可能である。
In the
一方、従来の吸湿性、吸水性が高い多孔質磁性体を用いて磁性体レンズを形成した場合には、図９に示すように、磁性体レンズ２１が吸水して、平行電磁波を十分にアンテナ２２に収れんさせることができなくなり、アンテナ２２に取り込むことができる平行電磁波の量が減少する。
上述のように、安定した磁性体レンズを得るためには、多孔質磁性体の吸水率を小さくすることが重要である。
On the other hand, when the magnetic lens is formed by using the conventional porous magnetic material having high hygroscopicity and water absorbency, as shown in FIG. 9, the
As described above, in order to obtain a stable magnetic lens, it is important to reduce the water absorption of the porous magnetic material.
なお、本願発明において、磁性体レンズの具体的な構成や細部の構造などに特別の制約はなく、種々の構成及び構造の磁性体レンズに広く本願発明を適用することが可能である。 In the invention of the present application, there is no particular limitation on the specific configuration and detailed structure of the magnetic lens, and the invention of the present application can be widely applied to magnetic lenses having various configurations and structures.
なお、上記の各実施例では、焼失材として、架橋ポリスチレンからなる焼失材を用いた場合について説明したが、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリメタクリル酸ブチル、架橋ポリメタクリル酸エステル、架橋ポリアクリル酸エステルなどの、その他の焼失性の材料からなる焼失材を用いることも可能である。
また、上記の実施例では、焼失材として、球状の焼失材を用いているが、球状のものに限らず、粉粒体状の焼失材を用いることも可能である。
In each of the above embodiments, the case where a burnt material made of crosslinked polystyrene was used as the burnt material was described. However, a crosslinked polymethyl methacrylate, a crosslinked polybutyl methacrylate, a crosslinked polymethacrylate, a crosslinked polyacrylic acid were used. It is also possible to use burnable materials made of other burnable materials such as esters.
Further, in the above-described embodiment, the spherical burned material is used as the burned material. However, the burned material is not limited to the spherical material, and it is also possible to use a powdered burned material.
また、上記実施例では、磁性焼結体を構成する材料が、ＮｉＺｎＣｕフェライト材料である場合を例にとって説明したが、他のフェライト材料を用いる場合や、フェライト以外の材料を用いる場合にも本願発明を適用することが可能である。 Further, in the above embodiment, the case where the material constituting the magnetic sintered body is a NiZnCu ferrite material has been described as an example. However, the present invention can be applied to a case where another ferrite material is used or a case where a material other than ferrite is used. It is possible to apply
本願発明は、さらにその他の点においても、上記実施例に限定されるものではなく、磁性焼結体に塗布もしくは含浸させる樹脂又はガラスの種類、樹脂又はガラスを充填する方法、焼失材を焼失させるための焼成条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。 In other respects, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the type of the resin or glass to be applied or impregnated to the magnetic sintered body, the method of filling the resin or the glass, and burning out the burnt material Various applications and modifications can be made within the scope of the present invention with respect to the firing conditions for this purpose.
本願発明の多孔質磁性体は、低誘電率で、吸湿性、吸水性が低く、所望の特性を安定して維持することが可能であり、また、本願発明の多孔質磁性体を用いて形成した電波吸収体及び磁性体レンズは、低誘電率で、吸湿性、吸水性が低く、吸水による特性の変動を抑制、防止することが可能であることから、各種の電波技術の分野、それに用いられる電子機器の分野などに広く適用することが可能である。 The porous magnetic material of the present invention has a low dielectric constant, low hygroscopicity and low water absorption, can stably maintain desired characteristics, and is formed using the porous magnetic material of the present invention. The radio wave absorber and magnetic lens made of low dielectric constant, low hygroscopicity and low water absorption, and can suppress and prevent the fluctuation of characteristics due to water absorption. It can be widely applied to the field of electronic devices to be used.
１ 導電反射層（金属導体板）
２ 板状の多孔質磁性体（電波吸収体）
２ａ 板状の第１の多孔質磁性体（電波吸収体）
２ｂ 板状の第２の多孔質磁性体（電波吸収体）
２ｃ 板状の第３の多孔質磁性体（電波吸収体）
１２ 四角錐状多孔質磁性体（電波吸収体）
１２ａ 板状の第１の多孔質磁性体（電波吸収体）
１２ｂ 板状の第２の多孔質磁性体（電波吸収体）
２１ 磁性体レンズ
２２ アンテナ
６１ 磁性焼結体
６２ 空孔
６３ 樹脂又はガラス
６４ 空孔
1 Conductive reflective layer (metallic conductive plate)
2 Plate-shaped porous magnetic material (wave absorber)
2a Plate-shaped first porous magnetic material (wave absorber)
2b Plate-shaped second porous magnetic material (wave absorber)
2c Plate-shaped third porous magnetic material (wave absorber)
12 Pyramidal porous magnetic material (radio wave absorber)
12a Plate-shaped first porous magnetic material (wave absorber)
12b Plate-shaped second porous magnetic material (wave absorber)
Claims (12)
前記磁性焼結体の前記空孔に、樹脂又はガラスが充填されていること
を特徴とする多孔質磁性体。 Having a magnetic sintered body containing pores at a rate of 10 to 80 vol%,
A resin or glass is filled in the pores of the magnetic sintered body.
前記成形体を焼成することにより、１０〜８０vol％の空孔を含む磁性焼結体を形成する工程と、
前記磁性焼結体の前記空孔に樹脂又はガラスを充填する工程と
を具備することを特徴とする多孔質磁性体の製造方法。 A step of forming a molded body having a predetermined shape by using a magnetic material raw material, a binder, and a blended magnetic material raw material in which a burned material having adhesiveness to the binder in a spherical or granular form is blended,
Baking the molded body to form a magnetic sintered body including pores of 10 to 80 vol%;
Filling the pores of the magnetic sintered body with resin or glass.
樹脂又はガラスとして、溶剤又は希釈剤を配合した樹脂又はガラスを用い、樹脂又はガラスの充填後に、溶剤又は希釈剤を揮発させることにより、樹脂又はガラスに空孔を形成すること
を特徴とする請求項７又は８記載の多孔質磁性体の製造方法。 In the step of filling the voids of the magnetic sintered body with resin or glass,
A resin or a glass containing a solvent or a diluent is used as the resin or the glass, and after filling the resin or the glass, a hole is formed in the resin or the glass by volatilizing the solvent or the diluent. Item 7. The method for producing a porous magnetic material according to Item 7 or 8.
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