特開 2024-121988 磁性体含有シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121988

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】磁性体含有シート

(51)【国際特許分類】

   H05K 9/00 20060101AFI20240902BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240902BHJP

   H01F 1/34 20060101ALI20240902BHJP

   H01F 1/375 20060101ALI20240902BHJP

   H01L 23/00 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

H05K9/00 W

H05K9/00 U

H05K7/20 F

H01F1/34 140

H01F1/375

H01L23/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023029268

(22)【出願日】2023-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000155229

【氏名又は名称】株式会社明治ゴム化成

(74)【代理人】

【識別番号】100118119

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 大典

(72)【発明者】

【氏名】菅原 孝大

(72)【発明者】

【氏名】劉 嘉偉

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 輝一

(72)【発明者】

【氏名】河野 祐希

(72)【発明者】

【氏名】堀 浩之

【テーマコード（参考）】

5E041

5E321

5E322

【Ｆターム（参考）】

5E041AB02

5E041BC05

5E041CA13

5E041HB14

5E321AA23

5E321BB04

5E321BB32

5E321BB44

5E321BB51

5E321CC16

5E321GG05

5E321GH03

5E322AB06

5E322EA11

5E322FA04

(57)【要約】

【課題】電子機器から発生する電磁波や電子機器に影響する外部からの電磁波を低減、制御するための磁性体含有シートにおいて、電磁波吸収能力と充分な可撓性を両立させた磁性体含有シートを提供することを目的とする。
【解決手段】可撓性を有する高分子材料製シートの内部に複数の粉状又は／及び粒状の磁性体としてのフェライトを含有していることを特徴とする磁性体含有シート。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高分子材料製シートの内部に複数の粉状又は／及び粒状の磁性体を含有していることを特徴とする磁性体含有シート。

【請求項2】

前記磁性体はフェライトであることを特徴とする請求項１に記載の磁性体含有シート。

【請求項3】

前記高分子材料製シートの高分子材料はゴムであることを特徴とする請求項１に記載の磁性体含有シート。

【請求項4】

前記磁性体はフェライトであり、前記高分子材料製シートの高分子材料はゴムであることを特徴とする請求項１に記載の磁性体含有シート。

【請求項5】

前記高分子材料製シートに基布が設置されていることを特徴とする請求項１から４のうち何れか１項に記載の磁性体含有シート。

【請求項6】

前記高分子材料製シートは放熱体を備えていることを特徴とする請求項１から４のうち何れか１項に記載の磁性体含有シート。

【請求項7】

前記高分子材料製シートに基布が設置されていると共に、放熱体を備えていることを特徴とする請求項１から４のうち何れか１項に記載の磁性体含有シート。

【請求項8】

前記放熱体は粉状又は／及び粒状の熱伝導性物質であることを特徴とする請求項６に記載の磁性体含有シート。

【請求項9】

前記放熱体はシート状であることを特徴とする請求項６に記載の磁性体含有シート。

【請求項10】

前記高分子材料製シートはシート状の高分子材料製シート用基材と接着剤が積層されて構成され、前記高分子材料製シート用基材上に設置された粉状又は／及び粒状の磁性体が接着剤で封入されていることを特徴とする請求項１から４のうち何れか１項に記載の磁性体含有シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器から発生する電磁波や電子機器に影響する電磁波を低減、制御するための磁性体含有シートに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電磁波対策には電磁波を吸収するフェライト等の電磁波吸収体が用いられ、電磁波対策の部品として、平板状のフェライトコアを保護シートに貼り付けたフェライトシートが用いられていた（特許文献１）。

【0003】

しかし、平板状のフェライトを用いたフェライトシートでは、設置する部品や部材の曲面、凹凸、柔軟性のある部分に対応することが出来ないので、フレキシブル性を備えた電磁波抑制のシートが望まれていた。

【0004】

そこで、シートの内部に、複数枚の小さな板状のフェライト板を水平方向に並べた電磁波抑制シートが提案されている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－２７３６７１号公報

【特許文献2】特開２００９－１７０５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献２に記載の電磁波抑制シートは、小さな板状のフェライト板をシート内に並べて設置して構成されているため、可撓性が充分ではないという問題点があった。

【0007】

そこで、本発明は、固形の板状フェライトでは両立が難しい、電磁波を吸収、遮蔽、低減、制御する能力と充分な可撓性を両立させたシートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するための手段としての本発明は、高分子材料製シートの内部に複数の粉状又は／及び粒状の磁性体を含有している磁性体含有シートである。

【0009】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記磁性体はフェライトである磁性体含有シートである。

【0010】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記高分子材料製シートの高分子材料はゴムである磁性体含有シートである。

【0011】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記磁性体はフェライトであり、前記高分子材料製シートの高分子材料はゴムである磁性体含有シートである。

【0012】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記高分子材料製シートに基布が設置されている磁性体含有シートである。

【0013】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記高分子材料製シートは放熱体を備えている磁性体含有シートである。

【0014】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記高分子材料製シートに基布が設置されていると共に、放熱体を備えている磁性体含有シートである。

【0015】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記放熱体は粉状又は／及び粒状の熱伝導性物質である磁性体含有シートである。

【0016】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記放熱体はシート状である磁性体含有シートである。

【0017】

又、上記磁性体含有シートにおいて、前記高分子材料製シートはシート状の高分子材料製シート用基材と接着剤が積層されて構成され、前記高分子材料製シート用基材上に設置された粉状又は／及び粒状の磁性体が接着剤で封入されている磁性体含有シートである。

【発明の効果】

【0018】

以上のような本発明によれば、磁性体含有シートに充分な可撓性を備えさせることが可能となった。又、電磁波を吸収、遮蔽、低減、制御する能力と充分な可撓性を両立させた磁性体含有シートを提供することが可能となった。又、充分な可撓性を備えているため、自由な形状で電磁波を吸収、遮蔽、低減、制御する機能を付与することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明一実施例斜視図

【図2】図１Ａ－Ａ断面図

【図3】本発明一実施例製造工程図

【図4】本発明他実施例断面図

【図5】本発明基布を備えた実施例断面図

【図6】本発明基布を備えた実施例製造工程図

【図7】本発明熱伝導体を備えた実施例断面図

【図8】本発明他実施例断面図

【図9】本発明接着剤を用いた実施例側面図

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の磁性体含有シートは、高分子材料製シートの内部に複数の粉状又は／及び粒状の磁性体を含有させた磁性体含有シートである。

【0021】

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１及び図２に示すように、磁性体含有シート１は、高分子材料製シート２の内部に複数の粉状又は／及び粒状の磁性体３が設置されて構成されている。

【0022】

磁性体含有シート１の厚さは、曲げられる程度の厚さであれば特に限定されないが、柔軟性、可撓性が高く、平坦以外の使用箇所に対応し易いので、０．１～２０ｍｍが好ましく、１～１０ｍｍがより好ましい。

【0023】

高分子材料製シート２は、柔軟性、可撓性を備えたシートであって、原材料の高分子材料はゴム、合成樹脂、シリコン樹脂等を用いることが出来るが、柔軟性、可撓性、弾性、価格、配合内容を変えることにより様々な機能を付加することが可能であること等の観点からゴムが好ましい。

【0024】

ゴムは特に限定されず、天然ゴムでも、合成ゴムでもよく、ジエン系ゴム、非ジエン系ゴムのどちらでもよく、可撓性を有する範囲内の配合で構成されたゴムであればよい。

【0025】

合成樹脂は柔軟性を備える合成樹脂であり、これらに限定されないが、熱可塑性樹脂の共重合体エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂、ポリ塩化ビニル、熱硬化性樹脂のポリウレタン等を用いることが出来る。又、合成樹脂はゴム的弾性を備えるものが好ましい。

【0026】

磁性体３は粉状又は／及び粒状の形状で、高分子材料製シート２から露出せず、高分子材料製シート２の内部に分散して設置されている。磁性体としては、軟質磁性体であれば特に限定されず、フェライト、鉄、パーマロイ、ケイ素鉄等を用いることが出来る。

【0027】

磁性体３は、粉状又は／及び粒状であり、高分子材料製シート２から露出せず、高分子材料製シート２の内部に位置出来ればその大きさは特に限定されないが、特にフェライトの場合は、粒径が０．３５～５ｍｍ程度の粒子が好ましく、粒径が１～２ｍｍ程度の粒子がより好ましい。粒径が０．３５ｍｍ以上の方が、電磁波を吸収、制御する性能が周波数に関係なくよく、５ｍｍより大きく粗過ぎる場合には、磁性体含有シート１の可撓性が不十分となるからである。又、高分子材料製シート２内に設置する複数の磁性体３の粒径は全て同じでもよいが、異ならせてもよい。

【0028】

磁性体３は電磁波吸収能力が高く、電気抵抗が高いことから、フェライト（ソフトフェライト）で構成されていることが好ましい。又、フェライトは、電気抵抗が高いので、電流が流れ難く、絶縁体に近い物質であり、このため、発熱が少ない、言い換えれば発熱ロスが少ないという特徴があり、電磁波の磁気エネルギーの損失が少ないので、効率よく磁力（エネルギー）を伝達することも出来る。そのためフェライトは、ＥＶ向けやＡＧＶ向けの充電用装置等においても好適に用いることが出来る。近年特にワイヤレス給電用コイルと共に使用する電磁波調整部材としてフェライトが使用されている場合が多いことからも、磁性体としては、フェライトを選定することが好ましい。

【0029】

フェライトは磁束をよく吸収する材料であるが、フェライトの中でも、比較的低周波数（１ＭＨｚ以下）の電磁波に対して効果が高く、透磁率が高く、磁束密度も高いので、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライトがより好ましい。

【0030】

磁性体３の充填率は、体積比で、高分子材料製シート２の高分子材料が１００に対して、磁性体３は１０～１５０ｖｏｌ％が好ましい。高分子材料に対する磁性体３の比率がこれより少なければ電磁波を吸収、制御する能力が不十分となり、これより多ければ柔軟性、可撓性及び弾性が低く、充分に曲げることが出来ず、又、コストアップになるからである。又、これらの観点から、磁性体３の充填率は、より好ましくは、体積比で、高分子材料製シート２の高分子材料が１００に対して、磁性体は４０～１２５ｖｏｌ％、更には、６０～１０５ｖｏｌ％が好ましい。

【0031】

ここで、磁性体含有シート１の製造方法について、高分子材料製シート２がゴムの場合を例に説明する。図３に示すように、高分子材料製シート２と同じ材質であって、未加硫ゴムのシート状の高分子材料製シート用基材２１を２枚と複数の磁性体３を準備し（図３（ａ））、一方の高分子材料製シート用基材２１上に磁性体３を分散させて設置し（図３（ｂ））、その上に他方の高分子材料製シート用基材２１を被せて設置し、磁性体３を２枚の高分子材料製シート用基材２１で挟み込む（図３（ｃ））。そして、ゴムを加硫し、磁性体３を高分子材料製シート２内に分散させた状態で固定する（図３（ｄ））。このようにして、フェライト粒子等の磁性体３含有の磁性体含有シート１が完成する。尚、このようにして製造された磁性体含有シート１は、磁性体３が略同一平面上に分散している。

【0032】

又、図４に示すように、磁性体含有シート１０は、高分子材料製シート２内において、磁性体３が略同一平面上に分布しているのではなく、３次元方向に分散して設置された構成としてもよい。このような磁性体含有シート１０の製造方法としては、図示はしないが、有機溶剤にゴムを溶解させた、スラリー状のゴム溶液中に磁性体３の粒子を分散させ、平坦な台上に流して板状にし、溶剤を揮発させてシート状にした後に、そのまま加硫して製造する方法を採用することが出来る。又、所定の大きさの磁性体３の粒子を未加硫ゴム中に配合して混練し、シート状に加工した後に加硫して製造する方法を採用することも出来る。

【0033】

又、図５に示すように、磁性体含有シート１１は基布４を備えて構成することとしてもよい。磁性体含有シート１１に基布４は必ずしも設置する必要はないが、磁性体含有シート１１に強度が要求される場合に使用することが出来る。基布４は磁性体含有シート１１の強度を向上させるための部材であり、織物、編物、不織布のいずれでもよく、材質は、綿、麻、絹等の天然繊維、ポリエステル、レーヨン、ナイロン等の合成繊維のいずれでもよい。尚、基布の材質としては、シートの所定の可撓性を確保するために、炭素繊維、ガラス繊維、シリカ繊維は除外される。

【0034】

基布４の厚さは、磁性体含有シート１１の所定の可撓性を確保することが出来れば特に限定されず、０．１～１ｍｍ程度の厚さのものを使用することが出来るが、０．３～０．４ｍｍ程度の厚さのもので充分に強度を向上させることが出来る。又、基布４は、高分子材料製シート２の全面に設置してもよいが、一部に設置してもよい。又、基布４の設置数は特に限定されず、設置する基布４は、１枚でもよいが、必要に応じて複数枚を設置することとしてもよく、複数枚を設置する場合、略同一平面上に設置してもよく、積層して設置してもよい。又、基布４の設置位置は磁性体含有シート２の内部でも表面でもよい。

【0035】

基布４を備えた磁性体含有シート１１の製造方法について、高分子材料製シート２がゴムの場合を例に説明する。図６に示すように、高分子材料製シート２と同じ材質であって、未加硫ゴムの高分子材料製シート用基材２１を２枚と１枚の基布４と複数の磁性体３を準備し（図６（ａ））、一方の高分子材料製シート用基材２１上に磁性体３を分散させて設置し（図６（ｂ））、磁性体３の上に基布４を被せて設置し（図６（ｃ））、更に基布４の上に他方の高分子材料製シート用基材２１を被せて設置し、磁性体３及び基布４を２枚の高分子材料製シート用基材２１で挟み込む（図６（ｄ））。そして、ゴムを加硫し、磁性体３を高分子材料製シート２内に分散させた状態で固定すると共に、基布４を磁性体含有シート２の内部に固定設置する（図６（ｅ））。このようにして、フェライト粒子等の磁性体３及び基布４含有の磁性体含有シート１１が完成する。尚、このようにして製造された磁性体含有シート１は、磁性体３が略同一平面上に分散している。

【0036】

又、図７（ａ）に示すように、磁性体含有シート１２は放熱体５を備えることとしてもよい。粉状又は／及び粒状の放熱体５は磁性体含有シート１２に放熱性を付与するための部材であり、粉状や粒状の熱伝導性物質を用いて構成することが出来る。熱伝導性物質としては、例えばアルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム等の熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］が２桁以上のセラミックス系固体物質を好適に用いることが出来る。一方、金属や合金は導電性があり、電流が流れやすいため本発明において放熱体へ使用されることはない。

【0037】

放熱体５は、高分子材料製シート２の高分子材料１００重量部に対し、１～２００重量部を配合することが好ましい。これより配合量が少ないと熱伝導性が充分でなく、これより配合量が多いと磁性体含有シートの可撓性が悪化するからである。又、熱伝導性と可撓性のバランスよい両立のため高分子材料製シートの高分子材料１００重量部に対し、放熱体を５～１００重量部配合することがより好ましい。放熱体５は高分子材料製シート２の内部又は／及び表面に分散して設置されている。

【0038】

又、図７（ｂ）に示すように、放熱体６はシート状に形成された公知の熱伝導シートを用いて構成することとしてもよい。シート状に形成された放熱体６の設置位置は磁性体含有シート２の内部でも表面でもよいが、放熱性の観点から表面への設置が好ましい。

【0039】

又、図８（ａ）に示すように、磁性体含有シート１４は、高分子材料製シート２に磁性体３、基布４及び、粉状又は／及び粒状の放熱体５を備える構成や、図８（ｂ）に示すように、磁性体含有シート１５は、高分子材料製シート２に磁性体３、基布４及びシート状の放熱体６を備える構成としてもよい。

【0040】

更に、高分子材料製シートに難燃性物質を含有させて磁性体含有シートに難燃性を付与することとしてもよい。難燃性物質としては、例えば、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＰＡ）等のハロゲン系化合物、トリフェニルホスフェート等のリン系化合物、三酸化アンチモン等のアンチモン系化合物等を用いることが出来る。尚、難燃性物質としては、金属箔、めっき等の金属や合金は導電性があり、電流が流れやすいため本発明においては除外される。又、磁性体含有シートには、公知の物質を配合して耐熱性、耐オゾン性等を付与することとしてもよい。

【0041】

磁性体含有シートに、粉状や粒状の放熱体、難燃性物質、耐熱性物質、耐オゾン性物質を含有させる場合、その製造方法としては、磁性体含有シート又は高分子材料製シート用基材に含有させる。具体的には、図示はしないが、有機溶剤にゴムを溶解させた、スラリー状のゴム溶液中に磁性体３と共にそれらの物質の粒子を分散させ、平坦な台上に流して板状にし、溶剤を揮発させてシート状にした後に、そのまま加硫して製造することが出来、又、磁性体３と共にそれらの物質の粒子を未加硫ゴム中に配合して混練し、シート状に加工した後に加硫して製造することも出来る。

【0042】

又、図９に示すように、磁性体含有シート１８は、シート状の高分子材料製シート用基材２１と接着剤が積層されて構成され、高分子材料製シート用基材２１上に複数の磁性体３を載置し、接着剤７を塗布して、高分子材料製シート用基材２１上に磁性体３を固定すると共に、磁性体３を接着剤７で被覆して構成することも出来る。又、接着剤７は、磁性体３の酸化防止、塩素系ガスの金属腐食防止の作用も備えている。接着剤７は柔軟性、可撓性を有する合成樹脂製のものを用いることが出来る。

【0043】

接着剤７を用いて磁性体含有シート１８を構成する場合、図９（ａ）に示すように、接着剤７が高分子材料製シート用基材２１の上面をすべて略均一の厚みで被覆している構成としてもよく、図９（ｂ）に示すように、接着剤７が高分子材料製シート用基材２１の上面の磁性体３の凹凸に沿って被覆している構成としてもよい。

【0044】

又、図示はしないが、磁性体含有シートの下面又は上面に粘着剤や接着剤等で構成される接着層を設けて、磁性体含有シートを電子機器や電子部品に接着可能に構成することとしてもよい。

【0045】

本発明の磁性体含有シートは、これらに限定されないが、ケーブルや基盤パターンからのノイズ輻射防止、基板間でのノイズの誘導防止、ワイヤレス給電システムの伝送効率低下の防止等に用いることが出来る。

【実施例0046】

表１に示す磁性体含有シートを作製し、磁力エネルギーの散逸の少なさと可撓性を測定した。磁性体含有シートの作製は、図３に示すように、高分子材料製シート２と同じ材質であって、未加硫ゴムのシート状の高分子材料製シート用基材２１を２枚と複数の磁性体３としてのＭｎ－Ｚｎ系フェライトＰＣ９５（ＴＤＫ株式会社製）の粒子を準備し（図３（ａ））、一方の高分子材料製シート用基材２１上に磁性体３を分散させて設置し（図３（ｂ））、その上に他方の高分子材料製シート用基材２１を被せて設置し、磁性体３を２枚の高分子材料製シート用基材２１で挟み込み（図３（ｃ））、ゴムを加硫し、磁性体３を高分子材料製シート２内に分散させた状態で固定し（図３（ｄ））、フェライト粒子の磁性体含有シート１を作製した。比較例として、板状のフェライトＰＣ９５を用いて測定した。

【0047】

測定装置は、ＩＭ３５７０（日置電機株式会社製）
測定条件は、測定周波数：１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚ、定電圧：５．０Ｖ、測定電流：１０ｍＡ
使用コイルは、 大きさ：５３．５×５３．５×６．５ｍｍ、Ｑ値：１００、（ウルトエレクトロニクス社製）
測定方法は、アルミ板の上に作製した磁性体含有シートを置き、さらにその上にコイルを置いて、Ｑ値を測定した。

【0048】

Ｑ値は、磁力エネルギーの散逸の少なさの値であり、大きいほど効率がよい。表１においては、比較例の測定値を１００とした場合の指数で表示した。可撓性は、手で容易に曲げることが出来る場合に合格として、表１中○で示し、手で曲げることが出来ず、無理に曲げようとすると破損する場合に不合格として、表１中×で示した。結果を表１に示す。

【0049】

【表1】

【0050】

表１から明らかなように、フェライトの粒径を１～１．９ｍｍにした実施例１では、１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚにおいて比較例よりもＱ値が大きいと共に、可撓性も優れていた。フェライトの粒径を０．３４ｍｍにした実施例２では、１００ｋＨｚにおいて比較例よりもＱ値が少なかったが、１ＭＨｚにおいて比較例よりもＱ値が大きいと共に、可撓性も優れていた。従って、実施例２も１ＭＨｚ程度の低周波数帯においては、充分に効果があり、好適に使用出来ることが分かる。

【産業上の利用可能性】

【0051】

以上のような本発明の磁性体含有シートは、電磁波を吸収、遮蔽、低減、制御することが出来ると共に、充分な可撓性を備えているので、電子部品、電子機器の部品として極めて有用に利用することが出来る。

【符号の説明】

【0052】

１ 磁性体含有シート
２ 高分子材料製シート
２１ 高分子材料製シート用基材
３ 磁性体
４ 基布
５ 粉粒状の放熱体
６ シート状の放熱体
７ 接着剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】