KR101076555B1 - 시트상 연자성 재료 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시트상 연자성 재료에 대하여, 도포법으로 제조한 복수개의 얇은 경화성의 연자성 시트를 적층하여 제조한 경우에도, 고온 또는 고온고습 환경하에서도 시트 두께 변화가 억제되고 투자율의 변동도 작아지는 구성을 부여한다. 시트상 연자성 재료는 적어도 편평 연자성 분말과, 아크릴 고무와, 에폭시 수지와, 에폭시 수지용 경화제와, 용제를 혼합하여 이루어지는 연자성 조성물로부터 형성된다. 편평 연자성 분말은 시트상 연자성 재료의 면내 방향으로 배열되어 있다. 아크릴 고무로서 글리시딜기를 갖는 것을 사용한다. 아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 수지용 경화제와의 합계량에 대한 편평 연자성 분말의 중량비는 3.7 내지 5.8이다.
시트상 연자성 재료, 편평 연자성 분말, 아크릴 고무, 에폭시 수지, 에폭시 수지용 경화제, 용제

Description

시트상 연자성 재료 및 그의 제조 방법{SHEET-FORM SOFT-MAGNETIC MATERIAL AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 자기 특성이 우수하고, 두께 변화가 작다는 특성을 갖는 시트상 연자성 재료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
여러가지 전자 기기에 사용되고 있는 연자성 시트의 제조는 일반적으로 혼련 압연법에 의해 행해지고 있다. 이 방법에서는, 편평 연자성 분말과 고무와 염소화폴리에틸렌 등의 결합제를 소정의 비율로 혼련기로 혼련하고, 얻어진 혼합물을 캘린더 롤 등의 장치로 소정 두께로 압연하며, 추가로 필요에 따라서 결합제를 가열 가교시킴으로써 단층의 연자성 시트를 얻고 있다. 이 방법은, 고밀도로 연자성 분말을 충전할 수 있고, 압연에 의해 연자성 분말을 면내 방향으로 배향할 수 있으며, 시트 두께의 조정이 용이하다는 이점을 갖는다.
그러나 혼련 압연법의 경우, 혼련시에 연자성 분말에 왜곡이 발생하기 때문에, 연자성 분말 자체의 자기 특성이 저하되고, 연자성 시트의 투자율(透磁率)을 크게 할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 고온 또는 고온고습 환경하에서 시트 두께가 두꺼워지는 방향으로 변화하고, 투자율이 저하된다는 문제가 있었다.
따라서, 혼련 압연법 대신에 연자성 분말에 왜곡이 발생하기 어려운 도포법 에 의해 연자성 시트를 제조하는 것이 행해지고 있다(특허 문헌 1). 이 방법에서는, 편평 연자성 분말과 고무와 수지와 용제를 포함하는 연자성 시트 형성용 액상 조성물을 박리 기재 상에 도포하고, 건조함으로써, 고온 또는 고온고습 환경하에서도 시트 두께 변화가 작은 연자성 시트를 얻고 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2000-243615호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그러나 도포법은 시트 두께가 비교적 얇은 연자성 시트를 제조하는 경우에 적합하지만, 비교적 두꺼운 연자성 시트를 제조하기에는 부적합하다. 이는 두껍게 도포하면 도포 두께 불균일이 발생하기 쉽고, 건조도 곤란해지기 때문이다. 이 때문에, 본 발명자들은 연자성 시트 형성용 액상 조성물에 경화성 수지와 그의 경화제를 배합하고, 도포법으로 경화성이 얇은 연자성 시트를 제조하며, 그의 복수매를 경화시키면서 압축함으로써 적층형의 시트상 연자성 재료를 제조하는 것을 시도하였다. 그러나 도포법으로 제조된 얇은 연자성 시트를 적층하여 제조된 적층형 연자성 시트는, 각각의 얇은 연자성 시트의 시트 두께 변화는 작지만, 혼련 압연법으로 제조된 비교적 두꺼운 단층의 연자성 시트와 마찬가지로, 고온 또는 고온고습 환경하에서 시트 두께가 두꺼워지는 방향으로 변화하여, 투자율이 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명은 이상 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 시트상 연자성 재료에 대하여, 도포법으로 제조한 복수개의 얇은 경화성의 연자성 시트 를 적층하여 제조한 경우에도, 고온 또는 고온고습 환경하에서도 시트 두께 변화가 억제되며 투자율의 변동도 작아지는 구성을 부여하는 것을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
이 목적을 달성한 본원 발명은, 적어도 편평 연자성 분말과, 아크릴 고무와, 에폭시 수지와, 에폭시 수지용 경화제와, 용제를 혼합하여 이루어지는 연자성 조성물로부터 형성된 시트상 연자성 재료이며,
상기 편평 연자성 분말이 상기 시트상 연자성 재료의 면내 방향으로 배열하고 있고,
아크릴 고무가 글리시딜기를 갖고 있으며,
아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 수지용 경화제와의 합계량에 대한 편평 연자성 분말의 중량비가 3.7 내지 5.8인 것을 특징으로 하는 시트상 연자성 재료이다.
여기서 본원 발명의 시트상 연자성 재료의 바람직한 양태는, 편평 연자성 분말로서 Fe-Si-Cr-Ni 합금 분말 및/또는 Fe-Si-Al 합금 분말을 사용하는 양태이다. 또한, 별도의 바람직한 양태는, 에폭시 수지용 경화제로서 잠재성을 나타내는 경화제를 사용하는 양태이다. 또 다른 바람직한 양태는, 시트상 연자성 재료가 압연 이력이 없는 양태나, 인장 강도가 20 Mpa 이상 50 MPa 이하인 양태, 또는 입사각 60도에서의 광택도가 20 ％ 이상 50 ％ 이하인 양태이다.
또한, 본 발명은 적어도 편평 연자성 분말과, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무와, 에폭시 수지와, 에폭시 수지용 경화제와, 용제를 혼합하여 이루어지는 연자 성 조성물을, 경화 반응이 실질적으로 진행되지 않는 온도에서 박리 기재 상에 도포하고 건조하여 경화성 연자성 시트를 제조하고, 이 경화성 연자성 시트를 2매 이상 적층하여 적층물을 취득하고, 경화 반응이 발생하는 온도에서 적층물을 압연하지 않도록 압축하는 것을 특징으로 하는 시트상 연자성 재료의 제조 방법을 제공한다.
<발명의 효과>
본 발명의 시트상 연자성 재료는, 편평 연자성 분말과 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 수지용 경화제와 용제를 포함하는 연자성 조성물로부터 형성되어 있다. 여기서 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무는, 에폭시 수지에 반응하기 때문에, 시트상 연자성 재료를 구성하는 분자의 응집력을 한층 더 높일 수 있다. 또한, 결합제로서 사용하는 아크릴 고무와 에폭시 수지는 내열성과 내습성도 우수하다. 따라서, 본 발명의 시트상 연자성 재료는, 고온고습 환경하에서 장기간에 걸쳐 양호한 치수 안정성을 실현할 수 있다. 또한, 편평 연자성 분말이 시트상 연자성 재료의 면내 방향으로 배열되어 있기 때문에, 자기 특성이 양호해진다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
본 발명의 시트상 연자성 재료는, 적어도 편평 연자성 분말과, 아크릴 고무와, 에폭시 수지와, 에폭시 수지용 경화제와, 용제를 혼합하여 이루어지는 연자성 조성물로부터 형성된 것이다.
본 발명에 있어서는, 연자성 분말로서 편평한 것(편평 연자성 분말)을 사용한다. 편평 연자성 분말을 2차원의 면내 방향으로 배열시킴으로써, 높은 투자율과 큰 비중을 실현할 수 있다.
편평 연자성 분말의 원재료로는 임의의 연자성 합금을 사용할 수 있고, 예를 들면 자성 스테인리스(Fe-Cr-Al-Si 합금), 센더스트(Fe-Si-Al 합금), 퍼멀로이(Fe-Ni 합금), 규소 구리(Fe-Cu-Si 합금), Fe-Si 합금, Fe-Si-B(-Cu-Nb) 합금, Fe-Si-Cr-Ni 합금, Fe-Si-Cr 합금, Fe-Si-Al-Ni-Cr 합금, 페라이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 자기 특성의 관점에서 Fe-Si-Al 합금 또는 Fe-Si-Cr-Ni 합금을 바람직하게 사용할 수 있다.
이들 연자성 합금에 관해서, RFID 통신용에 이용하는 경우에는, 복소비 투자율의 실수부(투자율) μ'의 수치가 비교적 크고, 복소비 투자율의 허수부(자기 손실) μ"의 수치가 비교적 작은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, RFID 통신용의 안테나 코일로부터 방출되는 자계가 금속체에서 와전류 손실로 변환되는 것이 방지되어, 통신 성능이 개선된다.
또한, 편평 연자성 합금으로는, 와전류 손실의 감소를 목적으로 μ"의 값을 작게 하기 위해서, 비교적 저항이 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 연자성 합금의 조성을 변경함으로써 저항을 크게 할 수 있다. 예를 들면, Fe-Si-Cr계 합금이나 Fe-Si-Al계 합금의 경우, Si의 비율을 9 내지 15 중량％로 하는 것이 바람직하다.
편평 연자성 분말로는, 편평한 형상의 연자성 분말을 이용하지만, 바람직하게는 평균 입경이 3.5 내지 100 ㎛, 평균 두께가 0.3 내지 3.0 ㎛, 보다 바람직하게는 평균 입경이 10 내지 100 ㎛, 평균 두께가 0.5 내지 2.5 ㎛이다. 따라서, 편평율(편평도)을 바람직하게는 8 내지 80, 보다 바람직하게는 15 내지 65로 설정한다. 여기서 편평율은, 50 ％ 입경(D50)의 수치(㎛)에 후술하는 비표면적의 수치(㎠/g)를 곱하여 산출되는 수치이다. 또한, 편평 연자성 분말의 크기를 일치시키기 위해서는, 필요에 따라서 체 등을 사용하여 분급할 수 있다. 또한, 연자성 재료의 투자율을 크게 하기 위해서는, 편평 연자성 분말의 입자 크기를 크게 하고, 입자끼리의 간격을 작게 하고, 또한 편평한 연자성 분말의 종횡비를 높여서 연자성 분말에 있어서의 반자계의 영향을 작게 하는 것이 유효하다.
편평 연자성 분말의 탭 밀도(JIS K-5101)와 비표면적(BET법)은 서로 반비례하는 관계에 있지만, 비표면적이 지나치게 커지면 μ'의 값 뿐만아니라, 크게 하고 싶지 않은 μ"의 값도 지나치게 커지는 경향이 있고, 반대로 지나치게 작으면 μ'의 값이 지나치게 작아지는 경향이 있다. 또한, 탭 밀도가 지나치게 작으면 용제를 다량으로 사용하여도 연자성 분말의 도공 조성물이 도포하기 어려워지고, 지나치게 크면 μ'이 작아지는 경향이 있다. 따라서, 이들의 수치 범위를 바람직한 범위로 설정한다. 구체적으로는 탭 밀도를 바람직하게는 0.55 내지 1.45 g/㎖, 보다 바람직하게는 0.65 내지 1.40 g/㎖로 설정하고, 한편 비표면적을 바람직하게는 0.40 내지 1.20 ㎡/g, 보다 바람직하게는 0.65 내지 1.00 ㎡/g으로 설정한다.
또한, 편평 연자성 분말로서, 예를 들면 실란 커플링제 등의 커플링제를 이용하여 커플링 처리한 연자성 분말을 이용하도록 할 수도 있다. 커플링 처리한 연자성 분말을 이용함으로써, 편평 연자성 분말과 결합제와의 계면의 보강 효과를 높이고, 비중이나 내식성을 향상시킬 수 있다. 커플링제로는, 예를 들면 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 등을 사용할 수 있다. 또한, 이 커플링 처리는 미리 연자성 분말에 대하여 실시할 수도 있고, 편평 연자성 분말과 결합제 수지를 혼합할 때에 동시에 혼합하여, 그 결과 커플링 처리가 행해지도록 할 수도 있다.
연자성 조성물에 있어서의 편평 연자성 분말의 사용량은, 지나치게 적으면 의도한 자기 특성이 얻어지지 않고, 지나치게 많으면 상대적으로 결합제 수지량이 적어져 성형성이 저하되기 때문에, 바람직하게는 용제를 제외한 연자성 조성물 중 70 내지 90 중량％, 보다 바람직하게는 80 내지 85 중량％이다.
연자성 조성물은, 시트상 자성 재료에 양호한 유연성 및 내열성을 부여하기 위해서, 고무 성분으로서 아크릴 고무를 사용한다. 이 아크릴 고무는, 에폭시 수지와의 반응성을 향상시키기 위해서 반드시 1 이상의 글리시딜기를 갖는다. 또한, 아크릴 고무에는, 추가로 히드록시기가 존재하는 것이 바람직하다. 얇은 연자성 시트를 복수매 적층할 때의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 이러한 아크릴 고무의 수 평균 분자량은 50000 내지 300000이 바람직하고, 중량 평균 분자량은 10만 내지 45만이 바람직하다. 또한, 유리 전이 온도는 -10 내지 15 ℃가 바람직하다. 용융 점도는 1500 내지 15000 mPa·s(25 ℃)가 바람직하다. 수산기가는 6 내지 10 mgKOH/g이 바람직하다. 이러한 아크릴 고무의 구체예로는 EA-AN, BA-EA-AN, BA-MMA, BA-AN 등을 들 수 있다.
연자성 조성물에 있어서의 아크릴 고무의 사용량은, 지나치게 적으면 유연성이 나빠지고, 지나치게 많으면 고무 탄성이 커져 압축성이 악화(열가공성 저하)되므로, 바람직하게는 용제를 제외한 연자성 조성물 중 9 내지 16 중량％, 보다 바람직하게는 12 내지 14 중량％이다.
연자성 조성물은 시트상 연자성 재료에 양호한 가열 가공성 및 치수 안정성을 부여하기 위해서 에폭시 수지를 사용한다. 에폭시 수지로는, 종래부터 연자성 시트에 있어서 이용되고 있는 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 구체예로는, 페놀노볼락, 테트라글리시딜페놀, O-크레졸노볼락, 테트라글리시딜아민, 비스페놀 A, 비스 A 글리시딜에테르, 비스페놀 F 등을 들 수 있다. 이들 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 180 내지 220 g/eq이다.
연자성 조성물에 있어서의 에폭시 수지의 사용량은, 지나치게 적으면 충분한 열가공성이 얻어지지 않고, 지나치게 많으면 유연성이 손상되기 때문에, 바람직하게는 용제를 제외한 연자성 조성물 중 1.0 내지 6.0 중량％, 보다 바람직하게는 1.5 내지 4.0 중량％이다.
또한, 연자성 조성물은 에폭시 수지를 경화시키기 위해서 에폭시 수지용 경화제를 사용한다. 에폭시 수지용 경화제로는, 종래부터 연자성 시트에 있어서 이용되고 있는 에폭시 수지용 경화제를 사용할 수 있다. 구체예로는, 아민류, 이미다졸, 폴리아미드, 페놀산 무수물 등을 들 수 있다. 이들은 잠재성인 것이 바람직하다.
연자성 조성물에 있어서의 에폭시 수지용 경화제의 사용량은, 지나치게 적으면 제품의 신뢰성이 저하(보존 특성 저하)되고, 지나치게 많으면 도료의 수명 저하, 도포 시트의 수명 저하, 비용 상승을 초래하기 때문에, 바람직하게는 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 3 내지 100 중량부, 보다 바람직하게는 10 내지 40 중량부이다.
용제로는, 통상의 범용 용매를 사용할 수 있고, 예를 들면 에탄올, n-프로판올, 이소프로필알코올(IPA), n-부틸알코올 등의 알코올류, 아세트산에틸, 아세트산 n-부틸 등의 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 시클로헥사논 등의 케톤류, 테트라히드로푸란(THF) 등의 에테르류, 에틸셀로솔브, n-부틸셀로솔브, 셀로솔브아세테이트 등의 셀로솔브류, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등의 방향족계 탄화수소류 등의 범용 용매를 사용할 수 있다. 그의 사용량은 연자성 조성물의 조성의 종류나 도포법 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 상술한 아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 수지용 경화제와의 합계량에 대한 편평 연자성 분말의 중량비는 3.7 내지 5.8, 바람직하게는 4.0 내지 5.3이다. 3.7 미만이면 μ'이 충분히 커지지 않으며, 5.8을 초과하면 결합제 성분 부족에 의한 도포면에 두께의 변동이 발생하고, 열가공성이 악화되며, 도포시에 줄무늬가 발생하기 때문이다. 또한, 에폭시 수지의 양에 대하여 아크릴 고무의 양을 상대적으로 많게 하면 시트상 연자성 재료가 부드러워지고, 에폭시 수지의 양을 상대적으로 많게 한 경우에는 반대로 딱딱해진다. 따라서, 에폭시 수지를 아크릴 고무에 대하여 상대적으로 많이 사용하면 고신뢰성의 시트상 연자성 재료를 얻을 수 있다.
또한, 연자성 조성물의 제조는, 상술한 성분을 통상법에 의해 균일하게 혼합함으로써 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 시트상 연자성 재료에 있어서는, 편평 연자성 분말이 시트상 연자성 재료의 면내 방향으로 배열되어 있다. 이에 따라 자기 특성을 개선하고, 비중을 크게 할 수 있다. 면내 방향으로 배열시키는 것은, 상술한 연자성 조성물로부터 시트상 연자성 재료를 제조할 때에, 연자성 조성물을 박리 기재 상에 도포하여 얻어진 경화성 연자성 시트(2층 이상 적층한 경우도 포함함)를 압축함으로써 달성할 수 있다. 이 경우, 압축하지만, 2차원 방향으로 연장되지 않도록 하는, 즉 압연하지 않도록 한다. 구체적으로는, 평면 방향에서의 선 신장율이 1 ％를 초과하지 않도록 한다. 1 ％를 초과하는 압연을 하면 두께에 변동이 발생하고, μ'이나 비중에도 변동이 발생하며, 주름이나 균열 등의 형상 불량, 연자성 분말의 충전 부족, 배향 불량 등이 발생하고, 이 때문에 μ'이 커지지 않게 되기 때문이다.
본 발명의 시트상 연자성 재료의 인장 강도는, 지나치게 작으면 압축이 불충분하고, 조밀하게 연자성 분말이 가득차 있지 않기 때문에, 시트 내부에 공기가 혼입되어 있고, 두께 변화가 커지는 것이 염려되며, 반대로 지나치게 크면 시트가 지나치게 압축되어 있고, 시트가 딱딱해지며, 유연성이 손상될 우려가 있기 때문에, 바람직하게는 20 MPa 이상 50 MPa 이하, 보다 바람직하게는 25 MPa 이상 45 MPa 이하이다. 그 결과, 인장 강도가 이 범위에 있으면, 적절한 유연성을 가지면서도 시트 자체에 탄력이 있어, 작업성과 취급성이 우수하며, 시트상 연자성 재료를 전자 기기 등에 조립할 때의 수율을 저하시키지 않는다는 이점이 얻어진다. 인장 강도를 이 범위로 설정하는 수법으로는, 프레스 압력이나 연자성 분말의 배합량을 조정함으로써 행할 수 있다. 또한, 인장 강도의 측정은 공지된 방법에 의해 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 시트상 연자성 재료의 광택도가 지나치게 작으면, 시트 단면뿐만 아니라, 시트 표면에서도 연자성 분말이 탈락할 우려가 있고, 또한 충분히 압축되어 있지 않기 때문에 시트 내부에 공기가 혼입되어, 수분이 시트 내에 침입하기 쉬우며, 고온 또는 고온고습 환경하에서 시트 두께가 두꺼워지기 때문에, 자기 특성이 저하될 우려가 있다. 반대로 지나치게 크면 시트가 충분히 압축되어 표면이 평활해지지만, 시트가 딱딱해진다. 따라서, 그의 광택도는 입사각 60도에서 바람직하게는 20 ％ 이상 50 ％ 이하, 보다 바람직하게는 23 ％ 이상 48 ％ 이하이다. 그 결과, 광택도가 이 범위에 있으면, 시트에 유연성을 가진 상태에서, 고온고습 환경하에서도 두께 변화나 자기 특성의 변화를 작게 할 수 있다는 이점이 얻어진다. 광택도를 이 범위로 설정하는 수법으로는, 프레스시에 이용하는 완충재 종류의 선택, 요철의 크기, 압력의 크기 등을 조정함으로써 행할 수 있다. 또한, 광택도의 측정은 JIS Z8741 또는 JIS P8142에 따라서 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 시트상 연자성 재료의 선팽창 계수는, 지나치게 크면 시트가 지나치게 부드러워지는 경향이 있고, 너무 작으면 시트가 지나치게 딱딱해지는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 15 내지 22 ppm/℃, 보다 바람직하게는 16 내지 21 ppm/℃이다. 또한, 피착체와 시트상 연자성 재료와의 선팽창 계수의 차를 10 ppm/℃ 이하가 되도록 한다. 이에 따라, 양자의 선팽창 계수를 대략 동등하게 할 수 있고, 가열과 냉각을 반복하여도 박리하기 어렵게 할 수 있다. 예를 들면, 안테나와 시트상 자성 재료를 점착제를 이용하여 적층한 경우, 박리 문제의 발생을 크게 억제할 수 있어, 양호한 평면성을 실현할 수 있다. 또한, 아크릴 고무와 에폭시 수지와 잠재성 경화제를 포함하는 시트상 연자성 재료의 흡습성은 낮기 때문에, 본 발명의 시트상 연자성 재료를 피착체인 도체에 접착하여도, 녹의 발생을 억제할 수 있다.
이어서, 본 발명의 시트상 연자성 재료의 제조 방법의 바람직한 예를 설명한다. 이 제조 방법은, 적어도 편평 연자성 분말과, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무와, 에폭시 수지와, 에폭시 수지용 경화제와, 용제를 혼합하여 이루어지는 연자성 조성물을, 경화 반응이 실질적으로 진행되지 않는 온도에서 박리 기재 상에 도포하고 건조시켜 경화성 연자성 시트를 제조하고, 이 경화성 연자성 시트를 2매 이상 적층하여 적층물을 취득하고, 경화 반응이 발생하는 온도에서 적층물을 압연하지 않도록 압축함으로써 시트상 연자성 재료를 제조하는 것이다.
이 제조 방법으로는, 우선 연자성 조성물을 경화 반응이 실질적으로 진행되지 않는 온도에서 박리 기재 상에 도포하고 건조하여 경화성 연자성 시트를 얻는다. 연자성 조성물을 박리 기재 상에 도포하는 수법으로는, 닥터 블레이드 코팅법, 코머 코터 코팅법 등 공지된 수법을 이용할 수 있다. 도포 두께는, 시트상 연자성 재료의 용도나 적층수에 따라서 적절하게 결정할 수 있지만, 통상 건조 두께가 50 내지 200 ㎛가 되는 두께로 도포한다. 또한, 200 ㎛를 초과하는 두께로 도포하면 건조하기 어렵고, 건조시에 시트가 부푸는 경우가 있기 때문에 주의가 필요하다.
연자성 조성물의 경화 반응이 실질적으로 진행되지 않는 온도에서 도포 건조하는 이유는, 경화 반응이 진행되면 압축성이 악화되고, μ'이 커지지 않으며, 경화 반응이 진행된 것을 압축하면 고온고습 환경하에서의 두께 변화가 커지기 때문이다. 여기서 "경화 반응이 실질적으로 진행되지 않는다"란, 가교 반응을 최종 공정에서 균일하게 형성할 수 있는 것을 의미한다. 구체적인 온도는 연자성 조성물의 조성에 따라 상이하지만, 통상 130 ℃ 이하이다. 건조의 구체적인 수법으로는, 온풍 건조로, 전기 가열로, 적외선 가열 등을 사용한 공지된 수법을 채용할 수 있다.
박리 기재로는, 통상의 박리 기재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 표면을 실리콘 박리 처리한 폴리에스테르 시트 등을 들 수 있다.
이어서, 경화성 연자성 시트를 2매 이상 준비하고, 이들을 적층하여 적층물을 취득한다. 적층수는 시트상 연자성 재료의 용도 등에 따라서 결정된다. 또한, 적층할 때에, 연자성 시트의 적층물의 양측에 박리 시트를 배치하는 것이 바람직하다. 이 경우의 박리 시트로는, 표면을 실리콘 박리 처리한 폴리에스테르 시트 등을 사용할 수 있다. 또한, 2층 이상을 적층하는 경우, 시트 전체를 일체적으로 가압하는 프레스기를 사용할 수 있다. 이 경우, 프레스압을 지나치게 높게 하면 광택도와 인장 강도가 상승하지만, 유연성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 프레스기 대신에 선압을 인가하는 라미네이터를 사용하면, 광택도와 인장 강도가 낮아지는 경향이 있다.
이어서, 상술한 바와 같이 얻어진 적층물을 경화 반응이 발생하는 온도에서 압연하지 않도록 압축한다. 이에 따라 시트 두께 변화가 억제되고 투자율의 변동도 작은 시트상 연자성 재료가 얻어진다.
압연하지 않도록 압축하는 이유는, 상술한 바와 같이 압연하면 두께에 변동이 발생하고, μ'이나 비중에도 변동이 발생하며, 주름이나 균열 등의 형상 불량, 연자성 분말의 충전 부족, 배향 불량에 의해서 μ'이 커지지 않기 때문이다. 또한, "적층물의 경화 반응이 발생하는 온도"로 가열하는 이유는, 고충전 고배향 상태에서 가교시키기 때문이다. 구체적인 온도는, 연자성 조성물의 조성에 따라 다르지만, 통상 100 내지 200 ℃, 바람직하게는 140 내지 180 ℃이다.
또한, 압축하는 수법으로는, 2개의 롤로 선압을 가하는 라미네이터를 사용할 수도 있지만, 연신을 억제하는 관점에서 평탄한 면을 갖고 가열할 수도 있는 프레스기를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 압축 압력의 값은 경화성 연자성 시트의 소재, 적층수 등에 따라 상이하지만, 바람직하게는 10 내지 50 kgf/㎠, 보다 바람직하게는 20 내지 40 kgf/㎠이다. 또한, 적층과 압축을 동시에 행할 수도 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.
실시예 1
하기 표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입 경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 500 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조; 중량 평균 분자량 35만, Tg 7.5 ℃) 75.5 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 21 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.3 중량부와, 톨루엔 270 중량부와 아세트산에틸 120 중량부를 균일하게 혼합하여 얻은 연자성 조성물을, 코터를 이용하여 표면에 박리 처리가 실시된 폴리에스테르 필름(박리 PET) 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트의 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트로부터 박리 PET를 박리 제거한 것을 4매 준비하여 이들을 적층하고, 그 적층물의 양면을 박리 PET로 끼우고, 추가로 그의 양면에 100 ㎛ 두께의 상질지를 완충재로서 배치하고, 그의 양측을 2매의 스테인리스(SUS)판으로 끼워 진공 프레스(기타가와 세이끼 제조)에서 24.9 kgf/㎠의 압력으로 165 ℃에서 10 분간 압축하고, 시트상 연자성 재료를 얻었다.
(평가)
얻어진 시트상 연자성 재료에 대하여 내열 시험(온도 85 ℃, 습도 60 Rh％의 오븐에 96 시간 동안 정치)을 실시한 바, 내열 시험 후의 시트상 연자성 재료의 두께는 얇아지도록 변화하였지만, 그 변화율은 내열 시험 전의 시트상 연자성 재료를 기준으로 하여 2 ％ 미만이었다. 또한, 실효 투자율 μ'의 값은 34 이상 38 미만 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에는 아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 수지용 경화제와의 합계량에 대한 편평 연자성 분말의 중량비(자분(磁粉)/수지분의 중량비)를 함께 나타낸다.
또한, 외경 7.05 mm, 내경 2.945 mm로 제거 가공한 링상 샘플을 제조하고, 이것에 도선 코일을 5회 권취한 후, 단자에 납땜을 하였다. 단자의 근원으로부터 링상 샘플의 아래까지의 길이를 20 mm로 하였다. 실효 투자율 μ'에 관해서는, 임피던스 분석기(4294A, 애질런트 테크놀로지사)를 이용하여 캐리어 주파수(13.56 MHz)에 있어서의 인덕턴스와 저항값을 측정하고, 투자율을 산출하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 얻어진 시트상 연자성 재료에 대해서, 입사각 60도(-60도)에서의 광택도를 JIS Z8741 또는 JIS P8142에 기초하여 광택계(VG2000, 닛본 덴쇼꾸 고교사)를 이용하여 측정하였다. 광택도는 20 내지 50 ％인 것이 요망된다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
얻어진 시트상 연자성 재료의 인장 강도에 대해서는, 인장 시험기(텐실론, 오리엔텍사)를 이용하여 두께 250 ㎛, 폭 25 mm, 길이 100 mm의 샘플을, 하중 50 kgf에서 인장 속도 10 mm/분의 조건으로 측정하였다. 인장 강도는 20 내지 50 MPa인 것이 요망된다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
얻어진 시트상 연자성 재료의 전기 저항에 대해서는, 전기 저항 측정 장치(하이레스터P MCP HP260, (주)다이아 인스트루먼트사)를 이용하여 측정하였다. 전 기 저항은 1×104 Ω 이상인 것이 요망된다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 얻어진 시트상 연자성 재료의 분말 탈락(자성 시트를 접촉했을 때에 연자성 분말이 탈락하여 부착되는 현상)의 유무를 육안으로 관찰하고, 관찰 결과를 표 1에 나타내었다. 분말 탈락은 관찰되지 않는 것이 요망된다.
또한, 얻어진 시트상 연자성 재료의 유연성에 대해서는, 250 mm 변(角)의 시트를 절반으로 절곡하는 시험을 행하고, 절곡된 경우를 "불량", 절곡되지 않은 경우를 "양호"라고 평가하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 절곡되지 않는 것이 요망된다.
얻어진 시트상 연자성 재료의 선팽창 계수에 대해서는, 열·응력·왜곡 측정 장치(EXSTA6000 TMA/SS, SSI·나노테크놀로지사)를 이용하여 측정하였다. 선팽창 계수는 15 내지 22 ppm/℃인 것이 요망된다. 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
얻어진 시트상 연자성 재료에 대해서, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 2
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 425 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사 히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하여 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후의 시트 두께는 얇아지도록 변화하였지만, 변화율은 2 ％ 미만이었다. 투자율 μ'의 값은 34 이상 38 미만이고, 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 3
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 450 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후의 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하였지만, 변화율은 1 ％ 미만이었다. 투자율 μ'의 값은 38 이상 40 미만이고, 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 4
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 475 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후의 시트 두께는 얇아지도록 변화하였지만, 변화율은 1 ％ 미만이었다. 투자율 μ'의 값은 38 이상 40 미만이고, 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미 만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 5
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 510 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에도 시트 두께는 변화하지 않았다. 투자율 μ'의 값은 40 이상 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 6
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편 평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 530 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하였지만, 변화율은 1 ％ 미만이었다. 투자율 μ'의 값은 40 이상이고, 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 7
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 550 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사 히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하였지만, 변화율은 1 ％ 미만이었다. 투자율 μ'의 값은 40 이상이고, 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 8
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 575 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하였지만, 변화율은 1 ％ 미만이었다. 투자율 μ'의 값은 40 이상이고, 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 9
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 600 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하여, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하였지만, 변화율은 2 ％ 미만이었다. 투자율 μ'의 값은 38 이상 40 미만이고, 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
실시예 10
편평 연자성 분말로서, 표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 제무코 제조)을 사용하는 것 이외에는, 실시예 5와 동일한 조작을 반복함으로써 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하였지만, 변화율은 2 ％ 미만이었다. 투자율 μ'의 값은 40 이상이고, 또한 자기 손실 μ"이 1.5 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
비교예 1
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 500 중량부와, 글리시딜기를 갖지 않는 아크릴 고무(SG700AS, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조; 중량 평균 분자량 35만, Tg 4.9 ℃) 75.5 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 21 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.3 중량부와, 톨루엔 270 중량부와 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후의 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하고, 변화율은 2 ％ 이상이었다. 투자율 μ'의 값은 34 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성은 모두 양호한 결과를 나타내었지만, 선팽창 계수는 22 ppm/℃를 초과하고 있었다.
비교예 2
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 500 중량부와, 부티랄 수지(BL-1, 세키스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조; 중량 평균 분자량 19000, Tg 66 ℃) 77.1 중량부와, 블록이소시아네이트(콜로네이트 2507, 닛본 폴리우레탄 가부시끼가이샤 제조) 25.7 중량부와, MEK(메틸에틸케톤) 390 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 115 ℃에서 건조하여 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후의 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하고, 변화율은 2 ％ 이상이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락은 모두 양호한 결과를 나타내었지만, 선팽창 계수는 22 ppm/℃를 초과하고 있고, 유연성의 평가는 불량이었다.
비교예 3
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 500 중량부와, 아세탈 수지(KS-1,세키스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조; 중량 평균 분자량 27000, Tg 107 ℃) 77.1 중량부와, 블록이소시아네이트(콜로네이트 2507, 닛본 폴리우레탄 가부시끼가이샤 제조) 25.7 중량부와, MEK 390 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 115 ℃에서 건조하여 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후의 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하고, 변화율은 2 ％ 이상이었다. 또한, 투자율 μ'의 값은 34 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락은 모두 양호한 결과를 나타내었지만, 선팽창 계수는 22 ppm/℃ 를 초과하고 있고, 유연성의 평가는 불량이었다.
비교예 4
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 400 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량과, 톨루엔 270 중량과, 아세트산에틸 120 중량을 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하고, 변화율은 2 ％ 이상이었다. 또한, 투자율 μ'의 값은 34 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성은 모두 양호한 결과를 나타내었지만, 선팽창 계수는 22 ppm/℃를 초과하고 있었다.
비교예 5
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 650 중량부와, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무(SG80H-3, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하고, 변화율은 2 ％ 이상이었다. 또한, 결합제에 대한 편평 연자성 분말의 양의 최적 범위를 초과한 경우, 유동성이 저하되기 때문에 배향 상태가 나빠져 투자율 μ'의 값은 커지지 않았다. 구체적으로 투자율 μ'의 값은 38 이상 40 미만이고, 또한 μ"가 1.5 미만이었다. 또한, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성은 모두 양호한 결과를 나타내었지만, 선팽창 계수는 15 ppm/℃를 하회하고 있고, 광택도의 평가는 불량이었다.
비교예 6
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 500 중량부와, 글리시딜기를 갖지 않는 니트릴부타디엔 고무(1072J, 니혼제온사 제조; 중량 평균 분자량 34만, Tg -24 ℃) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피 코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하고, 변화율은 2 ％ 이상이었다. 또한, 결합제에 대한 편평 연자성 분말의 양의 최적 범위를 초과한 경우, 유동성이 저하되기 때문에 배향 상태가 나빠져 투자율 μ'의 값은 커지지 않았다. 구체적으로 투자율 μ'의 값은 34 미만이고, 또한 μ"이 1.5 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성은 모두 양호한 결과를 나타내었지만, 선팽창 계수는 22 ppm/℃를 초과하고 있었다.
비교예 7
표 1에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평율 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Cr-Ni(가부시끼가이샤 메이트 제조) 650 중량부와, 글리시딜기를 갖지 않는 아크릴 수지(WS-023, 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤 제조; 중량 평균 분자량 50만, Tg 15 ℃) 80.8 중량부와, 에폭시 수지(에피코트 1031S, 재팬 에폭시레진 가부시끼가이샤 제조) 22.5 중량부와, 에폭 시 수지용 잠재성 경화제(HX3748, 아사히카세이 케미컬즈 가부시끼가이샤 제조) 6.7 중량부와, 톨루엔 270 중량부와, 아세트산에틸 120 중량부를 포함하는 연자성 조성물을 코터로 박리 PET 상에 도포하고, 80 ℃ 미만의 온도에서 건조하고, 계속해서 100 ℃에서 건조하고, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하고, 변화율은 2 ％ 이상이었다. 또한, 결합제에 대한 편평 연자성 분말의 양의 최적 범위를 초과한 경우, 유동성이 저하되기 때문에 배향 상태가 나빠져 투자율 μ'의 값은 커지지 않았다. 구체적으로 투자율 μ'의 값은 34 미만이고, 또한 μ"이 1.5 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성은 모두 양호한 결과를 나타내었지만, 선팽창 계수는 22 ppm/℃를 초과하고 있었다.
Figure 112009026066249-pct00001
Figure 112009026066249-pct00002
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 9의 시트상 연자성 재료는, 모두 내열 시험 후에도 시트 두께 변화율이 작고, 자기 특성도 양호하였다. 또한, 실시예 10의 시트상 연자성 재료의 경우, 탭 밀도가 작기 때문에, 실시예 5의 경우에 비해 시트 두께 변화율이 큰 것이었다.
이에 대하여, 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1, 7의 경우에는 글리시딜기를 갖지 않는 아크릴 고무는 에폭시 수지와의 상용성이 나쁘고, 또한 고무 탄성이 크고 압축성이 충분하지 않기 때문에 두께 변화도 크다. 비교예 2의 경우에는, 부티랄 수지를 사용하고 있기 때문에, 가요성이 없고, 경화물의 가공이 불가능하며, 비교예 3의 경우에는 Tg가 높은 아세탈 수지를 사용하고 있기 때문에, 가공성이 나쁘고 두께 변화도 크다. 또한, 비교예 4의 경우에는 결합제에 대하여 편평 연자성 분말의 양이 적기 때문에, 두께의 수축이 커지고, 비교예 5의 경우에는 편평 연자성 분말의 양이 많고, 편평 연자성 분말의 배향이 나빠지기 때문에 μ'이 작아지고, 공극이 많아짐에 따라 두께 변화가 커진다. 또한, 비교예 6의 경우에는, 니트릴부타디엔 고무를 사용하고 있기 때문에, 두께가 두꺼워지도록 변화가 커진다.
실시예 12 내지 18
하기 표 3에 나타낸 비표면적, 탭 밀도, 10 ％ 입경, 50 ％ 입경, 90 ％ 입경, 편평도 및 보자력을 나타내는 편평 연자성 분말 Fe-Si-Al(메이트 사)을 사용하는 것 이외에는, 실시예 12, 14 내지 18의 경우는 실시예 7의 조작을 반복하고, 실시예 13의 경우는 실시예 8의 조작을 반복함으로써, 건조 후의 시트 두께가 100 ㎛ 전후인 경화성 연자성 시트를 얻었다.
얻어진 경화성 연자성 시트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트상 연자성 재료를 얻고, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다. 그 결과, 내열 시험 후에 시트 두께는 두꺼워지도록 변화하였지만, 변화율은 2 ％ 미만이었다. 또한, 광택도, 인장 강도, 전기 저항, 분말 탈락, 유연성, 선팽창 계수는 모두 양호한 결과를 나타내었다.
Figure 112009026066249-pct00003
표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 연자성 분말로서 Fe-Si-Al을 사용한 실시예 12 내지 18의 시트상 연자성 재료는, 모두 내열 시험 후에도 시트 두께 변화율이 작고, 자기 특성도 양호하였다.
실시예 19
실시예 15와 마찬가지의 조작을 반복함으로써 경화성 연자성 시트를 얻었다. 얻어진 경화성 연자성 시트로부터 박리 PET를 박리 제거한 것을 4매 준비하고, 이들을 적층하여, 그 적층물의 양면을 박리 PET로 끼우고, 추가로 그의 양면에 100 ㎛ 두께의 상질지를 완충재로서 배치하고, 그의 양측을 2매의 스테인리스(SUS)판으로 끼워 진공 프레스(기타가와 세이끼 제조)에서 24.9 kgf/㎠의 압력으로 온도를 변경하여 10 분간 압축하고, 시트상 연자성 재료를 얻었다. 얻어진 시트상 연자성 재료에 대하여 내열 시험(온도 85 ℃, 습도 60 Rh％의 오븐에 96 hr 정치)을 실시한 바, 내열 시험 후의 시트상 연자성 재료의 두께는 두꺼워지도록 변화하였다. 그 변화율을 하기 표 4에 나타낸다.
Figure 112009026066249-pct00004
표 4로부터, 본 실시예의 조건하에서는, 프레스시의 온도는 140 ℃ 내지 180 ℃가 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 시트상 연자성 재료는, 편평 연자성 분말과 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 수지용 경화제와 용제를 포함하는 연자성 조성물로부터 형성되어 있다. 여기서 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무는, 에폭시 수지와 반응하기 때문에, 시트상 연자성 재료를 구성하는 분자의 응집력을 한층 더 높일 수 있다. 또한, 결합제로서 사용하는 아크릴 고무와 에폭시 수지는 내열성과 내습성도 우수하다. 따라서, 본 발명의 시트상 연자성 재료는, 고온고습 환경하에서도 장기간에 걸쳐 양호한 치수 안정성을 실현할 수 있다. 또한, 편평 연자성 분말이 시트상 연자성 재료의 면내 방향으로 배열되어 있기 때문에, 자기 특성이 양호해진다. 또한, 본 발명의 시트상 연자성 재료는, 아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 수지용 경화제를 결합제로서 이용하고 있기 때문에, 프레스 후에 시트 표면 전체에 금속 광택과는 상이한 광택을 갖고 있고, 게다가 장기간에 걸쳐 표면 광택을 유지할 수 있다. 따라서, 이 시트상 연자성 재료는, 비접촉식 IC 카드나 IC 태그 등의 RFID 시스템 등에 있어서의 자속 수속체로서, 또는 일반 전파 흡수체로서 유용하다. 즉, RFID용 연성 실드재, 휴대용 디지털 카메라 등의 전자 기기의 노이즈 전자파 흡수체로서 유용하다.

Claims (8)

  1. 적어도 편평 연자성 분말과, 아크릴 고무와, 에폭시 수지와, 에폭시 수지용 경화제와, 용제를 혼합하여 이루어지는 연자성 조성물로부터 형성된 시트상 연자성 재료이며,
    상기 편평 연자성 분말이 상기 시트상 연자성 재료의 면내 방향으로 배열되어 있고,
    상기 아크릴 고무가 글리시딜기를 갖고 있으며,
    아크릴 고무와 에폭시 수지와 에폭시 수지용 경화제와의 합계량에 대한 편평 연자성 분말의 중량비가 3.7 내지 5.8인 것을 특징으로 하는 시트상 연자성 재료.
  2. 제1항에 있어서, 편평 연자성 분말이 Fe-Si-Cr-Ni 합금 분말인 시트상 연자성 재료.
  3. 제1항에 있어서, 편평 연자성 분말이 Fe-Si-Al 합금 분말인 시트상 연자성 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 에폭시 수지용 경화제가 잠재성을 나타내는 시트상 연자성 재료.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압연 이력이 없는 시트상 연자성 재료.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 인장 강도가 20 Mpa 이상 50 MPa 이하인 시트상 연자성 재료.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 입사각 60도에서의 광택도가 20 ％ 이상 50 ％ 이하인 시트상 연자성 재료.
  8. 적어도 편평 연자성 분말과, 글리시딜기를 갖는 아크릴 고무와, 에폭시 수지와, 에폭시 수지용 경화제와, 용제를 혼합하여 이루어지는 연자성 조성물을 경화 반응이 실질적으로 진행하지 않는 온도에서 박리 기재 상에 도포하고 건조하여 경화성 연자성 시트를 제조하고, 이 경화성 연자성 시트를 2매 이상 적층하여 적층물을 취득하고, 경화 반응이 발생하는 온도에서 적층물을 압연하지 않도록 압축하는 것을 특징으로 하는 시트상 연자성 재료의 제조 방법.
KR1020097008864A 2006-10-31 2007-10-22 시트상 연자성 재료 및 그의 제조 방법 KR101076555B1 (ko)

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