JP2021002553A - 磁性材、積層磁性体および積層コア、並びに、磁性材の製造方法および積層磁性体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い磁束密度を有する、軟磁性アモルファス合金リボンに樹脂層が配置された磁性材、積層磁性体および積層コア、並びに、磁性材の製造方法および積層磁性体の製造方法を提供する。【解決手段】 軟磁性アモルファス合金リボンと、前記軟磁性アモルファス合金リボンの対向する一対の主面の少なくとも一方の主面に配置された樹脂層と、を備え、前記樹脂層に用いる樹脂として線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いた磁性材。【選択図】 図１

Description

本願は磁性材、積層磁性体およびトランス用等の積層コア、並びに、磁性材の製造方法および積層磁性体の製造方法に関する。

アモルファス合金リボンは、積層または巻回されてトランスやモータのコアなどに用いられる。取り扱いの利便性のため、アモルファス合金リボンは、複数枚を積層して部品（以後、積層磁性体という）として用いられる場合がある。例えば特許文献１に開示されるように、積層のためにアモルファス合金リボンに接着剤が付与された磁性材が知られている。また、特許文献２では、隣接する合金リボンを熱圧着するための樹脂として、ポリアミドイミド樹脂を用いることにより、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いた場合よりも優れた接着力が得られる点が開示されている。さらに特許文献２では、樹脂の厚さが合金リボンの厚さに対して２０％を超えると、合金リボンと樹脂との、熱膨張係数等の物性の違いによる、界面剥離の危険性が増加することが、開示されている。

特開２００２−１５１３１６号公報 特開２００９−１９４７２４号公報

従来の技術では、ポリアミドイミド樹脂を用いて、磁性材や積層磁性体、および積層コア等を製造した場合の、磁気特性の低下抑制は十分に検討されていない。

本開示は、高い磁束密度を有する、軟磁性アモルファス合金リボンに樹脂層が配置された磁性材、積層磁性体および積層コア、並びに、磁性材の製造方法および積層磁性体の製造方法を提供する。

本発明は、軟磁性アモルファス合金リボンと、前記軟磁性アモルファス合金リボンの対向する一対の主面の少なくとも一方の主面に配置された樹脂層と、を備え、前記樹脂層に用いる樹脂として線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いた磁性材である。
この前記磁性材は、１．１０Ｔ以上の磁束密度（Ｂ８０）を有するものとすることができる。
また、前記樹脂層は、一対の主面の両面に配置された場合は合計で、片面のみに配置された場合は片面で、１．０μｍ以上５．０μｍ以下の厚さを有するものとすることができる。
また、前記軟磁性アモルファス合金リボンは、１０μｍ以上５０μｍ以下の厚さを有するものを用いることができる。
また、前記樹脂層は、前記軟磁性アモルファス合金リボンの一対の主面の両面に配置される形態とすることができる。
また、前記軟磁性アモルファス合金リボンは、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂの合計量を１００原子％としたとき、Ｓｉが、０原子％以上１０原子％以下、Ｂが、１０原子％以上２０原子％以下、Ｆｅが、残部である組成を有する合金からなるものを用いることができる。
また、別の本発明は、複数の軟磁性アモルファス合金リボンの層間に樹脂層が配置された積層磁性体であって、前記樹脂層に用いる樹脂として線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いた、積層磁性体である。
この前記積層磁性体は、０．８Ｔ以上の磁束密度（Ｂ８０）を有するものとすることができる。
また、前記軟磁性アモルファス合金リボンの層間の樹脂層は１．０μｍ以上５．０μｍ以下の厚さを有するものとすることができる。
また、前記軟磁性アモルファス合金リボンは、１０μｍ以上５０μｍ以下の厚さを有するものを用いることができる。
また、別の本発明は、これらの磁性材、または、積層磁性体が、巻回、または、積層された積層コアである。

さらに、別の本発明は、軟磁性アモルファス合金リボンを用意し、前記軟磁性アモルファス合金リボンに、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂と溶媒とを含む接着剤を塗布し、前記接着剤から溶媒を蒸発させて前記軟磁性アモルファス合金リボンに配置された樹脂層を形成する、磁性材の製造方法である。
さらに、別の本発明は、複数の軟磁性アモルファス合金リボンを用意し、前記軟磁性アモルファス合金リボンに、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂と溶媒とを含む接着剤を塗布し、前記接着剤が塗布された軟磁性アモルファス合金リボンを積層して熱圧着し、前記軟磁性アモルファス合金リボンの層間に樹脂層を形成する、積層磁性体の製造方法である。

本開示によれば、高い磁束密度を備えた磁性材、積層磁性体、積層コアが得られる。

図１は、樹脂の線膨張係数と、磁束密度Ｂ８０との関係を示す図である。 図２は、ポリアミドイミド樹脂を主成分とする樹脂層を備えた磁性材の直流磁気特性を示す図である。 図３は、磁性材の実施形態の一例を示す斜視図である。 図４は、積層磁性体の実施形態の一例を示す斜視図である。 図５は、積層コアの実施形態の一例を示す斜視図である。 図６は、別の積層コアの実施形態の一例を示す図である。

本願発明者は、接着力に優れたポリアミドイミド樹脂を用いることを前提に、特許文献１や特許文献２に開示されるような接着剤が付与された磁性材について、詳細に検討した。アモルファス合金は磁歪が大きく、特にＦｅ基のアモルファス合金は磁歪が約３０ｐｐｍと大きい。つまり、応力感受性が極めて高い。アモルファス合金リボンと接着剤とは、線膨張係数に差がある。そのため、接着剤を塗布したアモルファス合金リボンを積層して、加熱して接着した積層体を構成した場合には、接着剤がアモルファス合金リボンに対して主にリボンの一対の主面の面内方向に圧縮応力を付与する状態となる。その結果、所定の磁界を印加した時に磁束密度が低下するという現象が起きる。

この圧縮応力は、接着剤を構成している樹脂の線膨張係数によって異なることが解った。つまり、樹脂層の線膨張係数によって、樹脂層を介して積層された積層磁性体や積層コアの磁気特性、特に、磁束密度Ｂ８０が大きく異なり得ることが解った。

以下、本開示の磁性材、積層磁性体、積層コア、並びに、磁性材の製造方法および積層磁性体の製造方法の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、磁性材である。
図３は、本開示の磁性材の一実施形態を示す斜視図である。尚、図中の形態は模式的に示したものであり、実際の寸法とは必ずしも一致しない。本開示の磁性材１１は、軟磁性アモルファス合金リボン１と、軟磁性アモルファス合金リボン１の対向する一対の主面の両面に配置された樹脂層２ａ，２ｂとを備える。樹脂層２ａ，２ｂは、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いたものである。これにより、磁性材１１は、１．１０Ｔ以上の磁束密度Ｂ８０を有するものが得られる。また、この磁性材１１を積層して得られる積層磁性体１２（図４）や積層コア１３（図５）は、０．８Ｔ以上の磁束密度Ｂ８０を有するものが得られる。なお、線膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下であれば、磁性材や、その磁性材を積層して得られる積層磁性体や積層コアは、１．０Ｔ以上の磁束密度Ｂ８０を有するものが得られる。線膨張係数は２８．３ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。

なお、ポリアミドイミド樹脂を用いた樹脂層は、粘着性が抑制された、タックフリーの樹脂層とすることができる。つまり、磁性材の樹脂層をタックフリーとすることで、ボビンに巻き回したり、巻きだしたりする際に、積層された磁性材同士が容易に剥離できるので、搬送や積層磁性体や積層コアを製造する上での作業性が格段に容易になる。
また、ポリアミドイミド樹脂を用いた樹脂層は、さらに高い熱を付与することで溶融するので、タックフリーの状態から粘着性を有する状態に変えられる。そのため、磁性材をボビンから巻きだした後も、磁性材を積層して熱圧着することで、積層磁性体や積層コアとすることができる。

磁性材１１は、例えば、０．８Ｔ以上の磁束密度Ｂ８０を有するものが得られる。なお、Ｂ８０は、８０Ａ／ｍの磁場で磁化したときの磁束密度（Ｔ）を表す。軟磁性アモルファス合金リボン１は、変圧器用のコア（磁心）、電子・電気回路用のコアおよびモータ用のコアに適した種々の組成を有する軟磁性アモルファス合金リボンから選択することができる。樹脂層２ａ，２ｂは、軟磁性アモルファス合金リボン１の対向する一対の主面の両面１ａ，１ｂに配置できる。もちろん、一方の主面のみに配置してもよい。

軟磁性アモルファス合金リボン１は、結晶構造に由来する異方性がなく、磁壁の移動を妨げる結晶粒界が存在しないため、高磁束密度でありながら高透磁率、低損失の優れた軟磁気特性を有する。軟磁性アモルファス合金リボン１は、単体で、１．０Ｔ以上の磁束密度Ｂ８０を有することが好ましい。
例えば、軟磁性アモルファス合金リボン１は、Ｆｅ、ＳｉおよびＢの合計量を１００原子％としたとき、Ｓｉが、０原子％以上１０原子％以下、Ｂが、１０原子％以上２０原子％以下であり、残部をＦｅが占める組成を有する。Ｓｉ量およびＢ量がこの範囲を外れると、ロール冷却で製造する際にアモルファス合金とすることが難しくなったり、量産性が低下したりしやすい。添加物あるいは不可避的不純物として、Ｍｎ、Ｓ、Ｃ、Ａｌ等、Ｆｅ、ＳｉおよびＢ以外の元素を含んでいてもよい。軟磁性アモルファス合金リボン１は上述の組成を有していることが好ましく、結晶構造を持たないアモルファス（非晶質）である。なお、Ｓｉ量は、３原子％以上１０原子％以下が好ましく、３原子％以上７原子％以下がさらに好ましい。また、Ｂ量は、１０原子％以上１５原子％以下が好ましく、１３原子％以上１５原子％以下がさらに好ましい。また、Ｆｅ量は、高いＢ８０を得るために、７８原子％以上、さらには７９．５原子％以上、さらには８０原子％以上、さらには８１原子％以上とすることが好ましい。なお、軟磁性アモルファス合金リボン１は、添加物あるいは不可避不純物を含むことができるが、Ｆｅ、ＳｉおよびＢの合計の割合は、全体の９５質量％以上であることが好ましく、さらには９８質量％以上であることがより好ましい。また、Ｆｅの５０％原子未満をＣｏやＮｉで置換してもよい。

軟磁性アモルファス合金リボン１は薄い帯（条）形状または帯から切断された所定の形状（薄板など）を有している。なお、図３は、切断された所定の形状を用いた磁性材の一例を示している。軟磁性アモルファス合金リボン１が帯形状を有している場合、軟磁性アモルファス合金リボン１は、コイル状に巻回されていてもよい。尚、帯形状の場合、使用目的に応じて切断して用いることができる。

軟磁性アモルファス合金リボン１の幅は、特に限定されないが、例えば、１００ｍｍ以上とすることができる。リボンの幅が１００ｍｍ以上であると、実用的なコアを好適に作製できる。一方、リボンの幅の上限は特に限定されないが、例えば、幅が３００ｍｍを超えると、幅方向に均一な厚さのリボンを得られないことがあり、その結果、形状が不均一な為に部分的に脆化したり、磁束密度Ｂ８０が低下する可能性がある。リボンの幅は、２７５ｍｍ以下であることがより好ましい。

軟磁性アモルファス合金リボン１の厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。厚さが１０μｍ未満であると、軟磁性アモルファス合金リボン１の機械的強度が不十分となる傾向がある。厚さは、１５μｍ以上であることがより好ましく、更に、２０μｍ以上であることがより好ましい。一方、リボンの厚さが５０μｍを超えると、アモルファス相を安定して得ることが難しくなる傾向がある。厚さは、４０μｍ以下であることがより好ましく、更に、３５μｍ以下であることがより好ましい。

樹脂層が形成されるアモルファス合金リボン１の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に準拠して測定される算術平均粗さＲａにて０．２０μｍ〜０．５０μｍの範囲であることが好ましく、０．２０μｍ〜０．４０μｍの範囲であることがより好ましい。
表面粗さＲａが０．２０μｍ以上であると、アモルファス合金リボンを積層したときの層間絶縁を確保する観点で有利である。表面粗さＲａが０．４０μｍ以下であると、積層コアの占積率を高める点で有利である。

軟磁性アモルファス合金リボン１は、公知の方法により製造することができる。例えば、上述した組成を有する合金溶湯を用意し、冷却ロール表面に合金溶湯を吐出させることによって、冷却ロールの表面に合金溶湯の膜を形成させ、表面にて形成されたアモルファス合金リボンを、剥離ガスの吹きつけによって冷却ロールの表面から剥離し、巻き取りロールによってロール状に巻き取ることにより得られる。

樹脂層２ａ，２ｂは、磁性材１１において、軟磁性アモルファス合金リボン１の対向する一対の主面１ａ、１ｂの少なくとも一方の主面に配置されている。後述するように、軟磁性アモルファス合金リボン１同士の接着性を高めるため、リボンの両方の主面１ａ、１ｂに配置されていることが好ましい。この樹脂層２ａ，２ｂは、前記のように、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いて形成される。

線膨張係数の下限は、特に限定されないが、１０ｐｐｍ／℃とすることが好ましい。１０ｐｐｍ／℃未満であると、樹脂の粘性が高いので、アモルファス合金リボンに塗布することが難しくなる場合がある。これらの範囲の樹脂を用いることで、生産性が高く、高いＢ８０を持つ積層磁性体が得られる。

樹脂層２ａ，２ｂは、軟磁性アモルファス合金リボンの両面１ａ，１ｂに、層状の樹脂が配置されることで形成される。樹脂層２ａ，２ｂを形成するため、具体的には、樹脂と溶媒を含む接着剤を作製し、その接着剤を塗布し、その後、溶媒が蒸発されることで形成される。用いる樹脂は、上記の通り、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃のポリアミドイミド樹脂が用いられる。

用いるポリアミドイミド樹脂は、２５０℃以上のガラス転移温度を備えることが好ましい。ガラス転移温度が２５０℃以上であると、自動車等の製品は高温信頼性が得られる。

今回の検討において、本発明者は、磁性材１１の積層または巻回によって得た積層磁性体や積層コアは、樹脂層２の厚さが同じであっても、用いる樹脂の線膨張係数が異なれば、磁束密度が変化することを知見した。具体的には、形成する樹脂層２に用いる樹脂の線膨張係数が大きいほど、積層磁性体や積層コアの磁束密度が小さくなることが分かった。詳細な理由は明らかではないが、以下の理由と推察される。つまり、樹脂層２を軟化させて隣接する２つの軟磁性アモルファス合金リボン１を接合する際、熱による樹脂層２および軟磁性アモルファス合金リボン１の膨張／収縮の結果、軟磁性アモルファス合金リボン１は樹脂層２から応力を受ける。樹脂層２の線膨張係数が大きいほど、この応力も大きくなる。そのため、アモルファス合金は磁歪が大きいためにこの応力によって望ましくない磁気異方性が付与され、磁束密度が低下すると考えられる。

以下において説明するように、樹脂層２ａ，２ｂに用いる樹脂の線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下であれば、磁性材１１、並びに磁性材１１から得られる積層磁性体や積層コアは、樹脂層２ａ，２ｂを形成しないで軟磁性アモルファス合金リボンのみを積層または巻回させたものに対し、７０％以上の磁束密度Ｂ８０が得られる。さらに、樹脂の線膨張係数が３０．０ｐｐｍ／℃以下であれば、８５％以上の磁束密度Ｂ８０が得られる。つまり、積層磁性体や積層コアの磁束密度Ｂ８０の低減を抑制することができる。用いる樹脂すなわち形成する樹脂層２の線膨張係数が小さいほど、磁性材１１から得られる積層磁性体や積層コアの磁束密度Ｂ８０が大きくなりやすい（Ｂ８０の低下が抑制される）。このため、高い磁束密度Ｂ８０が求められる場合には、用いる樹脂または形成する樹脂層２の線膨張係数は小さいほうが好ましい。樹脂層２ａ，２ｂは熱可塑性樹脂であり、加熱圧着することで樹脂同士がお互いに接着することで、軟磁性アモルファス合金リボン同士も接着する。
なお、樹脂層が配置された磁性材は、磁性材から得られる積層磁性体や積層コアのように、それぞれの軟磁性アモルファス合金リボンを接着するための加熱や加圧を施していないので、積層磁性体や積層コアを構成した場合よりも高い磁束密度Ｂ８０を得ることができる。

樹脂層２ａ，２ｂは、積層磁性体や積層コアを作製する場合、軟磁性アモルファス合金リボン同士の接着強度を確保するために、軟磁性アモルファス合金リボン１の主面１ａ、１ｂの両面に形成されていることが好ましい。リボンが積層された際、樹脂層同士が接触するので、熱圧着時にポリアミドイミド樹脂同士が一体化することで接着力を確保しやすくなる。

樹脂層の形成方法は、上述した接着剤を、スプレーやコーターで塗布する等、既知の手段を採用できる。樹脂層２ａ，２ｂは、隣接する軟磁性アモルファス合金リボン１同士の接着性を高めるために、主面１ａ、１ｂの全面に配置されていることが好ましい。

樹脂層２の厚さは、１．０μｍ以上５．０μｍ以下を満たしていることが好ましい。樹脂層が厚いと、軟磁性アモルファス合金リボンに与える応力が大きくなるので、積層磁性体や積層コアの磁束密度Ｂ８０が低下しやすい。また、積層磁性体１２や積層コア１３の実効的な磁束密度は、軟磁性アモルファス合金リボン１の占積率と飽和磁束密度の積で表される。積層磁性体や積層コアに占める磁性材１１の体積分率を上げるために、樹脂層２は薄いほうが好ましい。これらの理由から樹脂層の厚さは５．０μｍ以下とすることが好ましい。一方で、樹脂層２ａ，２ｂが薄くなりすぎると、接着層同士、もしくは、接着層とリボンの接着強度が十分に得られない可能性がある。このため、樹脂層の厚さは、１．０μｍ以上とすることが好ましい。軟磁性アモルファス合金リボン１の主面１ａおよび主面１ｂの両方に、樹脂層２ａ，２ｂを設ける場合には、主面１ａの樹脂層２ａと主面１ｂの樹脂層２ｂの合計の厚さが、前述した範囲内となるように構成することが好ましい。
つまり、この好ましい樹脂層の厚さ（１．０μｍ以上５．０μｍ以下）は、軟磁性アモルファス合金リボン間の樹脂層の厚さである。例えば、磁性材の両面に樹脂層を配置し、それを積層する場合は、その磁性材の一対の主面の一方に配置する樹脂層はこの半分の厚さ（０．５μｍ〜２．５μｍ）とすることもできる。つまり、積層した場合の合計で、１．０μｍ以上５．０μｍ以下となるように構成することが好ましい。また、磁性材の片面のみに樹脂層を配置して、樹脂層をもたない他の軟磁性アモルファス合金リボンと積層磁性体や積層コアを作製する場合は、その片面の樹脂層の厚さは１．０μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。

磁性材１１の製造方法を説明する。まず、上述した組成を有する軟磁性アモルファス合金リボン１を用意する。軟磁性アモルファス合金リボン１はコイル状に巻き取られた長尺の形状を有していてもよいし、所定の形状に切断されていてもよい。

次に、樹脂の塗布について説明する。軟磁性アモルファス合金リボン１の一対の主面の両面もしくは片面に、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂と溶媒とを含む接着剤を塗布する。ポリアミドイミド樹脂をＮ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルアセトアミドなどの適当な溶媒に溶解させ、熱可塑性の接着剤を得る。均一な樹脂層２を形成できる限り、主成分は溶媒に完全に溶解せず、分散していてもよい。主成分と溶媒との割合は、接着剤を軟磁性アモルファス合金リボン１上に配置するのに適した濃度となるように調整することができる。その後、調製した接着剤を軟磁性アモルファス合金リボン１に塗布する。塗布方法は、コーター塗布や、リボンを接着剤へ浸漬する等、既知の方法を採用できる。

接着剤の塗布後、接着剤から溶媒を蒸発させる。例えば、１００℃以上２００℃以下の温度で、１分以上３０分以下の時間、接着剤が塗布された軟磁性アモルファス合金リボン１を加熱し、溶媒を蒸発させる。これにより、接着剤から溶媒が除去され、樹脂が軟磁性アモルファス合金リボン１の主面１ａ、１ｂに塗布される。これにより樹脂層２ａ，２ｂが配置された磁性材１１が得られる。

磁性材１１によれば、軟磁性アモルファス合金リボン１の両面に線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂が用いられた樹脂層２が設けられているため、磁性材１１を積層または巻回し、熱圧着によって積層磁性体や積層コアを得た場合、樹脂層２がないものに対して、７０％以上の高い磁束密度Ｂ８０を得ることが可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、積層磁性体である。
図４は、本開示の積層磁性体の一実施形態を示す模式的な斜視図である。本開示の積層磁性体１２は、複数の軟磁性アモルファス合金リボン１と、複数の軟磁性アモルファス合金リボン１間に配置された、樹脂層２ａ，２ｂとを備える。

この積層磁性体１２は、短冊形状を有する第１の実施形態の磁性材１１を複数積層し、加圧しながら熱を加える（熱圧着）ことによって作製できる。また、別の製造方法として、複数の軟磁性アモルファス合金リボン１を用意し、この軟磁性アモルファス合金リボン１に、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂と溶媒とを含む接着剤を塗布し、この接着剤が塗布された軟磁性アモルファス合金リボンを積層して熱圧着し、軟磁性アモルファス合金リボン１の層間に樹脂層２を形成することでも作製できる。
なお、積層とは、平板上のリボンを積層するものだけでなく、帯状の軟磁性アモルファス合金リボンをコイル状に巻き回して積層するものも含まれる。

熱圧着は、例えば、積層方向において、０．１ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の圧力をプレス機で印加しながら、２５０℃以上３３０℃以下の温度で、１分以上３０分以下の時間、積層体を保持する（熱圧着）手段を採用できる。

前者の製造方法（磁性材１１を複数積層し、熱圧着する製造方法）の場合、熱圧着により、樹脂層２ａ，２ｂが軟化し、軟磁性アモルファス合金リボン１の樹脂層２ａの上に位置する他の磁性材１１の軟磁性アモルファス合金リボン１の樹脂層２ｂと一体化する。その後、積層体を樹脂層が硬化するまで冷却することで、軟磁性アモルファス合金リボン１が互いに接合される。これにより、複数の磁性材１１が積層一体化された積層磁性体１２が得られる。

磁性材１１は、軟磁性アモルファス合金リボンを所定の形状に切断した後、樹脂層を形成したものを用いることができる。また、帯状の軟磁性アモルファス合金リボンに樹脂層を形成させた後、所定の形状に加工したものを用いることもできる。

後者の製造方法の場合、熱圧着により、接着剤から溶媒が蒸発して樹脂層が形成されると供に、軟磁性アモルファス合金リボン同士が樹脂層を介して一体化される。その後、樹脂層が硬化するまで冷却することで、軟磁性アモルファス合金リボン１が互いに接合される。

接着剤が塗布された軟磁性アモルファス合金リボン１は、軟磁性アモルファス合金リボンを所定の形状に切断した後、接着剤を塗布したものを用いることができる。また、帯状の軟磁性アモルファス合金リボンに接着剤を塗布した後、所定の形状に加工したものを用いることもできる。

熱圧着時の保持温度と室温との温度差による軟磁性アモルファス合金リボン１の収縮量および樹脂層の収縮量は異なり、軟磁性アモルファス合金リボン１は樹脂層２ａ，２ｂから応力を受け得る。しかし、樹脂層２ａ，２ｂは線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いたものであり、それにより形成された樹脂層２ａ，２ｂが軟磁性アモルファス合金リボン１に与える応力は小さい。よって、積層磁性体１２の、応力による磁気特性の低下、特に、磁束密度の低下が抑制される。結果、高い磁束密度Ｂ８０を備えた積層磁性体１２が得られる。

磁性材を積層する際、もしくは接着剤を塗布した軟磁性アモルファス合金リボンを積層する際、積層方向の端面に、樹脂層や接着剤の無い軟磁性アモルファス合金リボンを積層したり、片面にのみ樹脂層を形成した磁性材または片面にのみ接着剤を塗布した軟磁性アモルファス合金リボンを、配置することもできる。

その後、必要により、歪取りのためのアニール処理を行うこともできる。アニール処理により、軟磁性アモルファス合金リボン１に付与される歪が緩和されるので、コアロスが低減できる。アニール処理は、最高温度が３００℃以上３３０℃以下とすることが好ましい。３００℃以上であれば、コアロスの低減効果が十分に見込める。また、３３０℃以下であれば、軟磁性アモルファス合金リボンが脆化することを抑制できる。

積層磁性体１２において、隣接する一対の軟磁性アモルファス合金リボン１は、間に位置する樹脂層２ａ，２ｂによって接着されている。樹脂層２ａ，２ｂと各軟磁性アモルファス合金リボン１との間は、機械的結合によって、強力に接着されている。前者の製造方法（磁性材１１を複数積層し、熱圧着する製造方法）で得られた積層磁性体１２では、樹脂層２ａ，２ｂと各軟磁性アモルファス合金リボン１との間は、磁性材１１のものと比べて、より高い接着強度で接着されている。

積層磁性体１２は、例えば、２〜１００００枚程度の軟磁性アモルファス合金リボン１を積層させて構成することができ、例えば、トランス用コアの部品あるいはモータ用コアの部品として好適に用いることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、積層コアである。
図５は、本開示の積層コアの一実施形態を示す模式的な斜視図である。図５（ａ）は、積層磁性体１２を所定の形状に切断あるいは打ち抜きし、それを積み重ねて加熱圧着した積層コア１３である。また、図５（ｂ）は、磁性材をコイル状に巻回した積層コア１３である。巻回した積層コア１３は、コイル状に巻回された軟磁性アモルファス合金リボン１と巻回された軟磁性アモルファス合金リボン１の間に配置された樹脂層とを含む。巻回した積層コア１３は、軟磁性アモルファス合金リボン１の内側の環とその外側に位置する環とが、樹脂層２によって接合されている。

また、図６は、モータのステータに用いる積層コア１３である。図６（ａ）は回転軸方向からみた積層コア１３の上面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の側面図である。図５（ａ），図５（ｂ）の積層コアと同様、図６の積層コア１３も、磁性材が積層されている。また、積層方向の上端側は、軟磁性アモルファス合金リボン１−２に形成された樹脂層２ａを介して、軟磁性アモルファス合金リボン１−１が接着されている。同様に、積層方向の下端側は、軟磁性アモルファス合金リボン１−４に形成された樹脂層２ｂを介して、軟磁性アモルファス合金リボン１−５が接着されている。

積層コア１３において、軟磁性アモルファス合金リボン１は、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いた樹脂層２ａ，２ｂによって接着されているため、応力による磁束密度の低下が抑制される。よって積層コア１３は高い磁束密度Ｂ８０を備える。

以下に、種々の磁性材や積層磁性体を作製し、特性を測定した結果を説明する。

（実施例１及び比較例１）
種々の線膨張係数を有するポリアミドイミド樹脂を用いて磁性材を作製し、その磁性材を積層して、積層磁性体を作製し、磁束密度Ｂ８０を測定した。

下記表１に示すように、線膨張係数が異なる３種類のポリアミドイミド樹脂ａ１、ａ２、ａ３を含む接着剤を用意した。用いたポリアミドイミド樹脂の線膨張係数を表１に示す。

長さ２００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ２５μｍの軟磁性アモルファス合金リボンを用意した。軟磁性アモルファス合金リボンの組成は、ＦｅとＳｉとＢを１００原子％として、Ｆｅ：８２原子％、Ｓｉ：４原子％、Ｂ：１４原子％である。なお、Ｃｕ、Ｍｎ等の不可避不純物は、０．５質量％以下であった。

各ポリアミドイミド樹脂ａ１、ａ２、ａ３を含む接着剤を溶剤と混ぜて接着剤とした。この接着剤を、軟磁性アモルファス合金リボンに所定の厚さで両面に塗布した。その後、１５０℃で１０分間保持することによって接着剤の溶媒を蒸発させた。こうして、タックフリーで厚みが１．５μｍの樹脂層が形成された磁性材を、各樹脂に対して３枚、準備した。また、片面のみに同じ樹脂層が厚さ１．５μｍで形成された別の磁性材２枚を準備した。その後、この計５枚の磁性材を積層した。なお、この積層体は、積層方向の両端面が、樹脂層が形成されていない軟磁性アモルファス合金リボンの主面となるようにした。その後、積層方向に０．８ＭＰａの圧力を加えながら３３０℃で１５分保持して熱圧着させ、５枚の軟磁性アモルファス合金リボンを層間の樹脂層により一体化させて積層磁性体を作製した。それぞれの積層磁性体は試料Ａ１、Ａ２、Ａ３である。作製した試料に８０Ａ／ｍの磁場強度を印加し、磁束密度Ｂ８０を測定した。Ｂ８０の測定にはメトロン技研社製のＳＫ１１０を用いた。
また、ポリアミドイミド樹脂として樹脂ａ１を用いた本実施形態の磁性材（Ｂ１）と、樹脂ａ３を用いた本実施形態の磁性材（Ｂ２）と、の磁束密度Ｂ８０を、比較した。試料Ａ１，Ａ３と同様に、両面にタックフリーの樹脂層（樹脂ａ１，ａ３）が形成された磁性材３枚と、片面のみに樹脂層（樹脂ａ３）が厚さ１．５μｍで形成された別の磁性材２枚と、をそれぞれ準備した。それぞれの樹脂を用いた５枚の磁性材を、垂直方向に、試料Ａ１，Ａ３と同様の順で、自重で積層した。但し、その後は、自重以外の圧力は加えず、かつ、室温のままの状態とした。この状態の磁性材（Ｂ１，Ｂ２）の磁束密度Ｂ８０を、試料Ａ１，Ａ３と同様に、測定した。
また、比較のため、樹脂層を形成していない軟磁性アモルファス合金リボン５枚を、自重で積層した試料（試料Ｂ３）を作製し、同様に磁束密度Ｂ８０を測定した。
表１に測定結果を示す。また、図１に樹脂の線膨張係数と、磁束密度Ｂ８０との関係を示す。
また、参考として、図２に磁性材の磁束密度Ｂ８０を測定した際のヒステリシス曲線を示す。

樹脂ａ１とａ３を用いた磁性材Ｂ１，Ｂ２は、同じ磁束密度Ｂ８０であり、かつ、樹脂層を形成していない軟磁性アモルファス合金リボン（試料Ｂ３）と同じ磁束密度Ｂ８０（１．１８Ｔ）であった。
表１及び図１から分かるように、線膨張係数の値が２３ｐｐｍ／℃である試料Ａ１の磁束密度Ｂ８０が最も高い。樹脂層を形成しなかった試料Ｂ３の磁束密度Ｂ８０は１．１８であるが、試料Ａ１の磁束密度Ｂ８０は、その８５％以上の数値（１．０Ｔ以上）である。また、線膨張係数の値が３７ｐｐｍ／℃である試料Ａ２も、試料Ｂ３の磁束密度Ｂ８０に対し、７０％以上の数値（０．８Ｔ以上）である。一方、線膨張係数の値が４２ｐｐｍ／℃である試料Ａ３は、試料Ｂ３の磁束密度Ｂ８０に対し、６５％程度の数値（０．８Ｔ未満）となった。
つまり、磁性材の状態では、接着層に用いる樹脂の線膨張係数による、磁性材の磁束密度Ｂ８０への、影響が小さい。しかし、磁性材を熱圧着させた積層磁性体では、線膨張係数によって磁束密度Ｂ８０が変化する。樹脂層に用いる樹脂として線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いた積層磁性体は、高い磁束密度Ｂ８０（０．８Ｔ以上）を有する。

（実施例２）
樹脂層の厚さの違いによる、リボン間の接着強度を、評価した。
上記の樹脂ａ１のポリアミドイミド樹脂（線膨張係数：２３ｐｐｍ／℃）を溶媒と混ぜて接着剤とした。その後、軟磁性アモルファス合金リボンの両面に所定の厚さで接着剤を塗布した。その後、１５０℃で１０分間保持することによって溶媒を蒸発させ、タックフリーで表２に示す厚さの樹脂層が形成された磁性材を、３枚準備した（磁性材１−２〜１−３）。また、同じ樹脂層が片面のみに形成された磁性材を、２枚準備した（磁性材１−１，１−５）。各磁性材の樹脂層の厚さを表２に示す。
この磁性材１−１〜１−５を、図６（ｂ）に示す状態と同様に、積層した。その後、０．８ＭＰａの圧力を加えながら３３０℃で１５分保持して熱圧着させ、積層磁性体を作製した。積層磁性体の一端側の軟磁性アモルファス合金リボンを指で剥離することで、リボン間の接着強度を評価した。

また、接着剤の塗布面（片面／両面）の違いによる、リボン間の接着強度を、評価した。
上記の樹脂ａ１のポリアミドイミド樹脂（線膨張係数：２３ｐｐｍ／℃）を溶媒と混ぜて接着剤とした。その後、表２に示す塗布の厚さになるよう、軟磁性アモルファス合金リボンの片面に所定の厚さで接着剤を塗布した。その後、１５０℃で１０分間保持することによって溶媒を蒸発させ、タックフリーで表２に示す厚さの樹脂層が形成された磁性材を、４枚準備した。また、樹脂層が形成されていない磁性材を、１枚準備した。
樹脂層が形成された磁性材４枚を、それぞれ、各樹脂層と、隣接する磁性材の接着層が形成されていない主面と、が接するように、積層した。また、樹脂層が形成されていない磁性材は、上記の積層体における樹脂層が露出した側に積層した。
その後、０．８ＭＰａの圧力を加えながら３３０℃で１５分保持して熱圧着させ、積層磁性体を作製した。
同様に、積層磁性体の一端側の軟磁性アモルファス合金リボンを指で剥離することで、リボン間の接着強度を評価した。
結果を表２に示す。

表２のＣ１−Ｃ３から、軟磁性アモルファス合金リボンの層間の樹脂層の厚さが１．０μｍ以上だと、接着強度が向上することが分かる。また、Ｃ３，Ｃ４から、片面のみ樹脂を塗布した場合も、接着性が低下しやすいことが分かる。

本開示の磁性材および積層磁性体は、種々の用途の磁性材料として好適に用いられる。例えば、電力配電用、変圧器用のコア、電子・電気回路用のコア、モータ用のコアに好適に用いられる。

１ ： 軟磁性アモルファス合金リボン，
２ ： 樹脂層，
１１ ： 磁性材，
１２ ： 積層磁性体，
１３ ： 積層コア

Claims (13)

1. 軟磁性アモルファス合金リボンと、
   前記軟磁性アモルファス合金リボンの対向する一対の主面の少なくとも一方の主面に配置された樹脂層と、を備え、
   前記樹脂層に用いる樹脂として線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いた磁性材。
2. 前記磁性材は、１．１０Ｔ以上の磁束密度（Ｂ８０）を有する、請求項１に記載の磁性材。
3. 前記樹脂層は、一対の主面の両面に配置された場合は合計で、片面のみに配置された場合は片面で、１．０μｍ以上５．０μｍ以下の厚さを有する、請求項１または２に記載の磁性材。
4. 前記軟磁性アモルファス合金リボンは、１０μｍ以上５０μｍ以下の厚さを有する、請求項１から３のいずれかに記載の磁性材。
5. 前記樹脂層は、前記軟磁性アモルファス合金リボンの一対の主面の両面に配置される、請求項１から４のいずれかに記載の磁性材。
6. 前記軟磁性アモルファス合金リボンは、
   Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂの合計量を１００原子％としたとき、
   Ｓｉが、０原子％以上１０原子％以下、
   Ｂが、１０原子％以上２０原子％以下、
   Ｆｅが、残部である組成を有する合金からなる、請求項１から５のいずれかに記載の磁性材。
7. 複数の軟磁性アモルファス合金リボンの層間に樹脂層が配置された積層磁性体であって、
   前記樹脂層に用いる樹脂として線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂を用いた、積層磁性体。
8. 前記積層磁性体は、０．８Ｔ以上の磁束密度（Ｂ８０）を有する、請求項７に記載の積層磁性体。
9. 前記軟磁性アモルファス合金リボンの層間の樹脂層は１．０μｍ以上５．０μｍ以下の厚さを有する、請求項７または８に記載の積層磁性体。
10. 前記軟磁性アモルファス合金リボンは、１０μｍ以上５０μｍ以下の厚さを有する、請求項７から９のいずれかに記載の積層磁性体。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の磁性材、または、積層磁性体が、巻回、または、積層された積層コア。
12. 軟磁性アモルファス合金リボンを用意し、
    前記軟磁性アモルファス合金リボンに、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂と溶媒とを含む接着剤を塗布し、
    前記接着剤から溶媒を蒸発させて前記軟磁性アモルファス合金リボンに配置された樹脂層を形成する、
    磁性材の製造方法。
13. 複数の軟磁性アモルファス合金リボンを用意し、
    前記軟磁性アモルファス合金リボンに、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のポリアミドイミド樹脂と溶媒とを含む接着剤を塗布し、
    前記接着剤が塗布された軟磁性アモルファス合金リボンを積層して熱圧着し、前記軟磁性アモルファス合金リボンの層間に樹脂層を形成する、
    積層磁性体の製造方法。