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TW201935491A - 複合粒子、粉末、樹脂組合物及成形體 - Google Patents

複合粒子、粉末、樹脂組合物及成形體 Download PDF

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TW201935491A
TW201935491A TW108104593A TW108104593A TW201935491A TW 201935491 A TW201935491 A TW 201935491A TW 108104593 A TW108104593 A TW 108104593A TW 108104593 A TW108104593 A TW 108104593A TW 201935491 A TW201935491 A TW 201935491A
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ferrite
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安賀康二
石井一隆
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日商保德科技股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種具備由Mn鐵氧體所構成之母粒子、和包含選自由Au、Ag、Pt、Ni及Pd所組成的群組中至少1種的材料所構成之披覆層的複合粒子、一種包含複數個上述複合粒子的粉末、一種包含上述粉末、和樹脂材料的樹脂組合物、以及一種使用包含上述粉末、和樹脂材料之材料所製造而成的成形體。

Description

複合粒子、粉末、樹脂組合物及成形體
本發明係有關於複合粒子、粉末、樹脂組合物及成形體。
近年來隨著電子設備的小型化、輕量化(例如,智慧型手機等),對於安裝在電子設備中的電子部件(包含模組、基板等),在小型化的同時以高密度組裝於電子設備的殼體內部並以高頻率運作的情況也增加了。
由於以高密度組裝於殼體內,電子部件之間的距離縮短,變得容易受到從電子電路產生的電磁波雜訊(noise)的影響,而且容易變成從電子部件產生的熱能難以散出之結構,因此需要可以在較高溫度下操作的電子部件和能夠抑制電磁波雜訊的材料。而且,電動汽車、混合動力(hybrid)車等也朝向電氣化發展,需要可抑制在高溫下長時間操作的部件周圍的雜訊之材料。
已知可使用銀粉作為電磁波屏蔽(shield)材料(例如,請參照專利文獻1)。
然而,在使用銀粉的情況下,存在電磁波的屏蔽性不充分的問題。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開第2016-076444號公報
[發明所欲解決的課題]
本發明的目的係提供電磁波的屏蔽性優異之複合粒子、粉末,也提供電磁波的屏蔽性優異之成形體,而且還提供可適用於製造前述成形體的樹脂組合物。
[用於解決課題的手段]
可藉由下列的發明達成上述目的。
[1]一種複合粒子,其具備:由Mn鐵氧體所構成之母粒子、和包含選自由Au、Ag、Pt、Ni及Pd所組成的群組中至少1種的材料所構成之披覆層。
[2]如[1]所述之複合粒子,其中前述Mn鐵氧體具有Mn的含量為3.5質量%以上20.0質量%以下、Fe的含量為50.0質量%以上70.0質量%以下的組成。
[3]如[1]或[2]所述之複合粒子,其中前述Mn鐵氧體的居禮點為200℃以上500℃以下。
[4]如[1]〜[3]中任一項所述之複合粒子,其中前述披覆層的厚度為10nm以上500nm以下。
[5]如[1]〜[4]中任一項所述之複合粒子,其中前述母粒子的形狀為真球狀。
[6]一種粉末,其包含複數個[1]~[5]中任一項所述之複合粒子。
[7]如[6]所述之粉末,其中前述複合粒子的體積平均粒徑為1.0μm以上20μm以下。
[8]一種樹脂組合物,其包含[6]或[7]所述之粉末、和樹脂材料。
[9]一種成形體,其使用包含[6]或[7]所述之粉末、和樹脂材料之材料所製造而成。
[本發明的效果]
根據本發明,能夠提供電磁波的屏蔽性優異之複合粒子、粉末,也提供電磁波的屏蔽性優異之成形體,而且還提供可適用於製造前述成形體的樹脂組合物。
以下,針對本發明優選的實施形態進行詳細說明。
《複合粒子及粉末》
首先,針對本發明的複合粒子及粉末進行說明。
本發明的複合粒子,具備由Mn鐵氧體(ferrite)所構成之母粒子、和包含選自由Au、Ag、Pt、Ni及Pd所組成的群組中至少1種的材料所構成之披覆層。
而且,本發明的粉末包含複數個本發明的複合粒子。
藉此,能夠提供電磁波的屏蔽性優異之複合粒子、粉末。藉由具備電磁波的吸收性優異之母粒子、和電磁波的反射性優異的披覆層,以及上述兩者相乘作用之下,能夠得到這種優異的效果。
再者,藉由具備由Mn鐵氧體所構成之母粒子,相較於僅使用由以上所記載的金屬材料所構成之粒子的情況,能夠減輕重量。因此,可以適用於例如行動電話、智慧型手機、平板電腦等行動裝置。
再者,能夠抑制昂貴金屬的使用量,整體上可以降低成本。
再者,母粒子特別由各種鐵氧體之中的Mn鐵氧體所構成,因此不僅容易具有低電阻,還能夠得到以下效果,由於Mn的離子半徑與Fe的離子半徑相近,因此容易有規則性地進入晶體結構中,即使暴露於在形成披覆層時所使用的電鍍液、酸或鹼溶液,經過相對較長的時間也幾乎不會溶出Mn。再者,由於母粒子由Mn鐵氧體所構成,因此能夠使得母粒子與後續描述的披覆層之間的密合性變得優異,能夠長時間地穩定得到藉由本說明書中記載的本發明之效果。
再者,可以將複合粒子或粉末調整為除了黑色以外的顏色。更具體而言,藉由具備由包含Au的材料所構成之披覆層,可以將複合粒子、粉末的顏色調整為金色。再者,藉由具備包含選自由Ag、Pt、Ni及Pd所組成的群組中至少1種的材料所構成之披覆層,能夠將複合粒子、粉末的顏色適當地調整為白色至銀色之間的顏色。由此,例如,不僅可以將包含複合粒子、粉末的成形體的顏色適當地調整為白色至銀色之間的顏色,還可以使成形體包含著色劑(包括設置印刷層),進而將成形體調整為所需的顏色。
再者,可以製備出導電性優異之包含複合粒子和粉末的成形體。特別是當與樹脂混合並成形時,控制外部磁場的同時施加電壓,使得粒子沿著磁力線配向排列,選擇性地在特定的方向上形成導電的路徑(通路),因此樹脂成形體的電阻能夠具有異向性。
再者,例如,在使用本發明的粉末所製造的成形體中,粒子(複合粒子)可以在相對溫和的條件下適當地彼此接合。藉此,能夠更佳地兼顧成形體的電磁波之屏蔽性及機械強度。
再者,藉由控制由包含高導電性的貴金屬的材料所構成之披覆層的厚度,能夠控制複合粒子的磁導率的頻率特性。
相對於此,沒有上述組成結構的粒子,無法得到上述優異的效果。
例如,在不具有如以上所述的披覆層之粒子(單純為鐵氧體粒子)的情況下,無法充分地得到如以上所述的電磁波的反射效果,整體而言電磁波的屏蔽性不夠優異。再者,在使用包含粉末的組合物製造作為燒結體的成形體的情況下,為了充分地提高粒子的接合強度,通常需要設定比鐵氧體的居禮溫度更高的溫度,使得最終得到的成形體難以充分地發揮特性。再者,在比居禮溫度更低的溫度下進行燒結處理的情況下,成形體的強度變得不足。再者,由於粒子的顏色為亮度低的黑色,因此變得難以調整包含粉末的成形體的顏色。而且,包含粒子或粉末的成形體無法具有足夠優異的導電性。
再者,即使在Mn鐵氧體粒子的表面上設置披覆層的情況下,當此披覆層的構成材料並非如以上所述時,也不能充分地得到如以上所述之電磁波的反射效果,無法使得電磁波整體的屏蔽性足夠優異。
再者,在單純使用金屬粒子(不具有由Mn鐵氧體所構成的母粒子之粒子)的情況下,不能充分地得到如以上所述之吸收電磁波的效果,無法使得電磁波整體的屏蔽性足夠優異。再者,粒子整體的比重增加,變得難以減輕粉末和成形體的重量。而且,一般而言,粉末和成形體的製造成本會增加。
再者,當由其他的鐵氧體代替Mn鐵氧體構成母粒子時,相較於Mn鐵氧體粒子,體積電阻容易變高,且即使設置披覆層,電阻也難以降低,或者由於渦電流損耗所引起的低頻電磁波屏蔽效果也會降低。
(母粒子)
母粒子由Mn鐵氧體所構成。
而且,Mn鐵氧體一般是軟鐵氧體。
因此,藉由調整披覆層的厚度等,可以在寬頻範圍(例如,1MHz~1GHz)中容易地控制磁導率。
特別是,構成母粒子的Mn鐵氧體以具有Mn的含量為3.5質量%以上20.0質量%以下、Fe的含量為50.0質量%以上70.0質量%以下的組成為佳。
藉此,體積電阻變低,而且即使在低頻區域也可以容易得到由於渦電流損耗所引起的電磁波屏蔽效果。
相對於此,在Mn的含量小於3.5質量%的情況下,雖然取決於製造條件,但不僅會變得容易氧化和變得容易減少磁化,體積電阻也會變高,由於渦電流損耗所引起的低頻電磁波屏蔽效果有可能會變小。
再者,在Mn的含量大於20.0質量%的情況下,Fe的含量相對降低,體積電阻容易變高,由於渦電流損耗所引起的低頻電磁波屏蔽效果有可能會變小。
再者,在Fe的含量小於50.0質量%的情況下,體積電阻容易變高,由於渦電流損耗所引起的低頻電磁波屏蔽效果有可能會變小。
再者,在Fe的含量大於70.0質量%的情況下,雖然取決於製造條件,但不僅會變得容易氧化和變得容易減少磁化,體積電阻也會變高,由於渦電流損耗所引起的低頻電磁波屏蔽效果有可能會變小。
在前述Mn鐵氧體中,Mn的含量以3.5質量%以上20.0質量%以下為佳,以5.0質量%以上19.0質量%以下為較佳,且以6.4質量%以上18.0質量%以下為更佳。
如此一來,可以更顯著地發揮前述效果。
再者,在前述Mn鐵氧體中,Fe的含量以50.0質量%以上70.0質量%以下為佳,以51.0質量%以上66.0質量%以下為較佳,且以52.0質量%以上65.0質量%以下為更佳。
如此一來,可以更顯著地發揮前述效果。
構成母粒子的金屬元素(Fe、Mn等)的含量如以下所述進行測量。
亦即,秤量0.2g的母粒子,在60ml的純水中加入20ml的1N的鹽酸以及20ml的1N的硝酸並進行加熱,製備出鐵氧體粒子完全溶解的水溶液,藉由使用ICP分析裝置(由島津製作所製造的ICPS-1000IV)進行測量,可以求得金屬元素的含量。
Mn鐵氧體,以僅包含Fe和Mn作為金屬成分為佳。從上述觀點來看,Mn鐵氧體中所包含的除了Fe、Mn和O以外的所有成分(元素)的含量,以不超過雜質的含量為佳。
具體而言,Mn鐵氧體中所包含的除了Fe、Mn和O以外的所有成分(元素)的含量,以未滿0.1質量%為佳,以未滿0.05質量%為較佳,且以未滿0.01質量%為更佳。
構成母粒子的Mn鐵氧體的居禮點(也稱為居禮溫度),以200℃以上500℃以下為佳,且以250℃以上480℃以下為較佳。
藉此,可以得到具有優異耐熱性之複合粒子和使用複合粒子所製造出的成形體等,例如,也可以適當地應用於在高溫環境下使用的成形體。
相對於此,當居禮溫度過低時,複合粒子和使用複合粒子所製造出的成形體等的耐熱性下降,可能導致可應用的部件、構件、環境等受到限制。
再者,雖然居禮溫度過高本身並不會造成問題,然而鐵氧體的居禮溫度由其組成決定,前述鐵氧體組合物的居禮溫度通常不超過500℃。
上述的居禮點係藉由使用振動樣品型磁力計(VSM)(由東英工業所製造的VSM-5型),根據溫度變化測量鐵氧體粉末的磁化之變化所求得的。在所得到的磁化的溫度變化曲線中,可將從磁化正變成0之前一刻的低溫側之曲線的切線與磁化變成0的線交叉時的溫度設定為居禮點。
再者,關於鐵氧體,可以使用振動樣品型磁性測量裝置,以測量飽和磁化強度、剩餘磁化強度、保磁力等的磁性特性。
可以如下列所述求得上述磁性特性。亦即,首先,將內徑為5mm、高度為2mm的電池填充待測量的鐵氧體粉末,並放置於振動樣品型磁性測量裝置(由東英工業公司所製造的VSM-C7-10A)之中。接著,施加磁場並掃描至5kOe,然後減少施加的磁場,以產生遲滯曲線(Hysteresis curve)。之後,由此曲線的數據求得鐵氧體粉末的飽和磁化強度、剩餘磁化強度和保磁力。另外,關於作為後續描述的複合粒子的聚集體之粉末,也以相同的方式求得磁性特性。
母粒子的飽和磁化強度的優選範圍為70~95emu/g,剩餘磁化強度的優選範圍為0.5~10emu/g,且保磁力的優選範圍為10~80Oe。
作為複合粒子的聚集體之粉末(複合粒子)的飽和磁化強度的優選範圍為30~90emu/g,剩餘磁化強度的優選範圍為0.5~9emu/g,且保磁力的優選範圍為10~80Oe。
母粒子的形狀並沒有特別限定,以真球狀為佳。
藉此,在使用根據本發明的粉末所製造出的成形體中,能夠進一步提高粉末的填充率,且能夠進一步提升電磁波的屏蔽性(吸收性、反射性)。
另外,在本說明書中,所謂真球狀,意味著真球狀或非常接近真球狀的形狀,具體而言,意味著形狀係數SF-1為100以上120以下。
再者,母粒子的形狀係數SF-1以100以上120以下為佳,且以100以上115以下為較佳。
可以如下列所述求得粒子的形狀係數SF-1。
首先,使用掃描電子顯微鏡(FE-SEM(SU-8020,由日立先端科技(High-Technologies)公司所製造))及能量色散型X射線分析裝置(EDX)(由堀場製作所所製造的E-MAX),將放大倍率設定成大約3~50個粒子落入1個視野之中(例如,在後續描述的實施例及比較例中,放大倍率設定為1000~2000倍),並使用EDX附帶的功能之粒子分析功能,自動測量1000個以上的粒子之等效圓直徑、圓周、長度、寬度、面積。
在所得到的數據中,明顯彼此重疊的粒子(圓周長度為從等效圓直徑所計算出的圓周長度的1.8倍以上的粒子),除了細粉末(等效圓直徑比1μm更小的粉末)以外,將粒子的最大長度(水平費雷特(Feret)徑)設為R,面積設為投影面積S,以下列式計算出SF-1的值。粒子形狀越接近球形,則此值越接近100。
SF-1=(R2 /S)×(π/4)×100(式中的R表示粒子的最大長度(水平費雷特徑)(μm),且S表示面積(投影面積,單位為μm2 ))。
SF-1可以每1粒子計算200個粒子以上,並採用平均值作為粉末的SF-1。
構成單一的複合粒子之母粒子,例如,可以是由單一的粒子所構成,或者也可以是由複數微粒子的接合物(包含凝集體)。
(披覆層)
披覆層係覆蓋母粒子的至少一部分的膜層。而且,披覆層由包含選自由Au、Ag、Pt、Ni及Pd所組成的群組中至少1種的材料所構成。
上述金屬元素(Au、Ag、Pt、Ni、Pd)可以作為單一金屬或者也可以作為合金的構成成分而包含於披覆層中。
披覆層可以由包含選自由Au、Ag、Pt、Ni及Pd所組成的群組中至少1種的材料所構成,而其中,作為披覆層的構成材料,以Au及Ag之中的至少一者為佳。
在構成前述群組的金屬之中,Au、Ag具有相對較低的熔點,在製造作為燒結體的成形體的情況下,即使在相對較低的溫度下進行燒結,複合粒子也能夠適當地彼此接合。再者,藉由控制披覆層的厚度,能夠更適當地控制複合粒子的磁導率的頻率特性。
披覆層中Au及Ag的含量之和,以80質量%以上為佳,且以90質量%以上為較佳。
如此一來,可以更顯著地發揮前述效果。
雖然披覆層的厚度並沒有特別限定,但以10nm以上且500nm以下為佳,以10nm以上400nm以下為較佳,且以10nm以上300nm以下為更佳。
如此一來,能夠在抑制金屬的使用量的同時更有效地反射電磁波。
可以藉由以下所述之方法求得披覆層的厚度。
亦即,將粒子嵌入樹脂之中,使用離子研磨(Ion milling)裝置進行粒子的剖面處理,並製作所得到的拍攝用樣本。
可以利用FE-SEM拍攝所得到的拍攝用樣本,並使用影像分析軟體或影像之中比例尺的長度(所記載的值)、以及根據在SEM影像中的比例尺的標尺之實際測量值和根據披覆層的厚度的標尺之實際測量值計算得到。使用了由日立先端科技所製造的SU-8020作為Fe-SEM。使用了由日立先端科技所製造的IM-4000作為離子研磨裝置。使用了環氧樹脂作為嵌入用樹脂。
假設複合粒子的粒徑為D[μm]、披覆層的厚度為T[μm],則以滿足0.0010≤T/D≤0.10的關係式為佳,且以滿足0.0030≤T/D≤0.080的關係式為較佳,且以滿足0.0050≤T/D≤0.050的關係式為更佳。
另外,上述複合粒子的粒徑為體積平均粒徑。可以藉由後續描述的方法測量體積平均粒徑。
如此一來,能夠使得電磁波的吸收與電磁波的反射兩者之間的平衡更佳,且整體上的電磁波屏蔽效果特別優異。
本發明的複合粒子,可以如前述具有母粒子和披覆層,且也可以具有其他的組成成分。
例如,複合粒子也可以在母粒子與披覆層之間具有至少1層的中間層。
再者,在前述披覆層的表面上,也可以設置由除了Au、Ag、Pt、Ni及Pd以外的材料所構成的塗佈層。作為這種塗佈層,例如,可列舉出使用矽烷偶合劑等的各種偶合劑之表面處理層。
再者,在母粒子的表面上,除了由包含選自由Au、Ag、Pt、Ni及Pd所組成的群組中至少1種的材料所構成之披覆層(第1披覆層)以外,也可以設置由Au、Ag、Pt、Ni及Pd以外的材料所構成之其他披覆層(第2披覆層)。
複合粒子的體積平均粒徑以1.0μm以上20μm以下為佳,以1.5μm以上18μm以下為較佳,且以2.0μm以上15μm以下為更佳。
如此一來,在將複合粒子和樹脂混合以製作成形體時,粒子之間的空隙變小,且容易產生磁性材料(母粒子)被緻密地填充的狀態。
藉由以下所述之測量方法求得體積平均粒徑。亦即,首先,將10g作為試驗材料的粉末和80ml的水放置於100ml的燒杯中,並加入2滴分散劑(六偏磷酸鈉(Sodium hexametaphosphate))。接著,使用超音波均化器(homogenizer,由SMT股份有限公司所製造的UH-150型)進行分散。此時,將超音波均化器的輸出程度設定為4,並進行20秒的分散。之後,去除燒杯表面上形成的泡沫,並將其放置於雷射衍射型粒度分佈測量裝置(由島津製作所製造的SALD-7500nano)中進行測量。此時的測量條件為泵速為7,折射率為1.70-0.50i,且內部超音波照射時間為30。
在由Mn鐵氧體所構成的母粒子上形成披覆層之複合粒子,容易在水中聚集,有時無法進行高精準度的測量。在這種情況下,可以使用上述粒子的影像分析數據計算體積平均粒徑。
亦即,可以在粒子分析結果中利用計算SF-1時所使用的粒子數據,將第i個粒子的等效圓直徑設為di ,且粒子的體積設為Vi ,以Vi = 4/3×π×(di /2)3 算出Vi ,且以D50=Σ(Vi ‧di )/Σ(Vi )算出體積平均直徑。
本發明的粉末(複合粒子的聚集體)的BET比表面積,以1m2 /g以上9m2 /g以下為佳,以1m2 /g以上8m2 /g以下為較佳,且以3m2 /g以上8m2 /g以下為更佳。
如此一來,能夠更加提升電磁波的屏蔽性,且同時進一步提升本發明的成形體中的複合粒子與樹脂材料之間的密合性,使得成形體能夠具有特別優異的耐久性。
另外,可藉由使用比表面積測量裝置(型號:Macsorb HM model-1208(由MOUNTECH公司所製造))測量得到BET比表面積。
本發明的粉末(複合粒子的聚集體)的振實(Tap)密度,以1.8g/cm3 以上3.0g/cm3 以下為佳,且以2.0g/cm3 以上3.0g/cm3 以下為較佳。
如此一來,變得容易提高本發明的成形體中複合粒子的填充率。
另外,在本說明書中,振實密度係指根據JIS R1628的測量方法所求得的密度。
作為振實(Tapping)裝置,可以使用USP振實密度測量裝置(粉末測試儀(Powder tester)PT-X,由細川密克朗(Hosokawa Micron)公司所製造)。
本發明的粉末在25℃下的電阻率(體積電阻率),以1.0×10-5 以上10Ω‧cm以下為佳,以1.0×10-5 以上1.0×10-1Ω ‧cm以下為較佳,且以1.0×10-5 以上1.0×10-2Ω ‧cm以下為更佳。
本發明的母粒子在25℃下的電阻率(體積電阻率),以1.0×102 ~5.0×108 Ω‧cm為佳,以1×102 ~1.0×107 Ω‧cm為較佳,且以1.0×103 ~1.0×106 Ω‧cm為更佳。
如此一來,在將複合粒子和樹脂混合以製作成形體時(雖然也取決於與樹脂的混合比),變得容易形成導電路徑,能夠更有效地降低樹脂成形體的電阻。
再者,本發明的粉末可以包含複數個本發明的複合粒子,而且也可以還包含除了本發明的複合粒子以外的粒子。
在這種情況下,在本發明的粉末中本發明的複合粒子以外的粒子的含量,以10質量%以下為佳,以5.0質量%以下為較佳,且以1.0質量%以下為更佳。
如此一來,可以更加確實地發揮前述本發明的效果。
《複合粒子的製造方法》
接著,針對根據本發明的複合粒子的製造方法進行說明。
可以在以預定的方法所製造出的Mn鐵氧體粒子的表面上,藉由各種電鍍方法形成披覆層,以製造出本發明的複合粒子。
作為用於形成披覆層的電鍍方法,例如,可列舉出電解電鍍、無電鍍等的濕式電鍍法、和真空氣相沉積、濺射(sputtering)、離子電鍍(ion plating)等的乾式電鍍法等,其中以濕式電鍍法為佳,且以無電鍍法為較佳。
作為母粒子的Mn鐵氧體粒子,可以藉由任何方法製造,例如可以藉由如以下所述之方法適當地製造。
例如,藉由將以預定的成分所調配出的鐵氧體原料,在大氣中熱噴塗然後急速冷卻凝固(第1方法),可以適當地製造出作為母粒子的Mn鐵氧體粒子。
在此方法中,可以適當地使用造粒物作為鐵氧體原料。
鐵氧體原料的調配方法並沒有特別限定,例如,可以使用乾式方法,或者也可以使用濕式方法。再者,可以組合乾式和濕式使用。
以下列舉出鐵氧體原料(造粒物)的調配方法的一範例。
亦即,以對應於待製造出的Mn鐵氧體粒子(母粒子)的成分,將包含金屬元素的複數種原料稱重並混合之後,加入水並粉碎而製成漿料。將所製成的粉碎漿料用噴霧乾燥器(Spray dryer)造粒並分級,以調配出具有預定的粒徑的造粒物。
再者,以下列舉出氧體原料(造粒物)的調配方法的另一範例。
亦即,以對應於待製造出的Mn鐵氧體粒子(母粒子)的成分,將包含金屬元素的複數種原料稱重並混合之後,進行乾式粉碎,以粉碎分散各原料,並將此混合物用造粒機(Granulator)造粒並分級,以調配出具有預定的粒徑的造粒物。
將如以上所述調配的造粒物在大氣中進行熱噴塗進而鐵氧體化。
對於熱噴塗,可以使用燃燒氣體和氧氣之混合氣體作為可燃性氣體燃燒火焰。
燃燒氣體與氧氣的體積比,以1:3.5以上1:6.0以下為佳。
如此一來,可以適當地促進由於揮發材料的冷凝而形成粒徑相對較小的粒子。再者,可以適當地調整所得到的Mn鐵氧體粒子(母粒子)的形狀。再者,可以省略或者簡化後續的製程中的分級等的處理步驟,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子(母粒子)的生產率。再者,可以減少在後續的製程中藉由分級而去除的粒子的比例,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子(母粒子)的產率。
例如,相對於燃燒氣體為10Nm3 hr,氧氣的使用比例為35Nm3 hr以上60Nm3 hr以下。
作為用於熱噴塗的燃燒氣體,可列舉出丙烷氣體、丙烯氣體、乙炔氣體等。其中,可以適合使用丙烷氣體。
再者,為了將造粒物輸送至可燃性氣體之中,可以使用氮氣、氧氣、空氣等作為造粒物的輸送氣體。
輸送造粒物的流速,以20m/秒以上60m/秒以下為佳。
再者,前述熱噴塗以在1000℃以上3500℃以下的溫度下進行為佳,且以在2000℃以上3500℃以下的溫度下進行為較佳。
藉由滿足上述的條件,可以更加適當地促進由於揮發材料的冷凝而形成粒徑相對較小的粒子。再者,可以更加適當地調整所得到的Mn鐵氧體粒子(母粒子)的形狀。再者,可以省略或者簡化後續的製程中的分級等的處理步驟,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子(母粒子)的生產率。再者,可以減少在後續的製程中藉由分級而去除的粒子的比例,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子(母粒子)的產率。
如此一來,熱噴塗且鐵氧體化的粒子,在水中或在大氣中急速冷卻凝固,並藉由旋風分離器(cyclone)及/或過濾器(filter)收集。
之後,藉由旋風分離器及/或收集用過濾器所回收的Mn鐵氧體粒子,根據需求進行分級。作為分級方法,可使用現有的風力分級、篩網(mesh)過濾法、沉降法等,調整所需的粒徑。另外,也可以使用旋風分離器等,將粒徑大的粒子分離並回收。
再者,可以藉由以下所述之方法(第2方法)適當地製造Mn鐵氧體粒子(母粒子)。
亦即,例如可以藉由具有將包含鐵氧體原料的組合物造粒(pellet)且預煅燒以得到預煅燒體之預煅燒步驟、和將預煅燒體粉碎並分級之後對預煅燒粉進行煅燒之主要煅燒步驟的方法,製造Mn鐵氧體粒子(母粒子)。
如此一來,能夠有效地製造出用於製造具有如以上所述之形狀、尺寸的複合粒子之Mn鐵氧體粒子。再者,在製造過程中,不同於使用酸或鹼的濕式造粒法,能夠有效地防止源自酸或鹼的雜質等殘留於Mn鐵氧體粒子(母粒子)之中,可以進一步提高複合粒子和使用複合粒子所製造的樹脂組合物、成形體的耐久性、可靠性。
可以藉由使用壓力成型機適當地進行粒子的製作。
預煅燒步驟中的加熱溫度並沒有特別限定,但以600℃以上1200℃以下為佳,以650℃以上1000℃以下為較佳,且以700℃以上900℃以下為更佳。
由此,可以適當地進行預煅燒體的粉碎,能夠更加適當地製造出用於製造具有如以上所述之形狀、尺寸的複合粒子之Mn鐵氧體粒子。
在預煅燒步驟中,也可以進行2階段以上的加熱處理(煅燒處理)。
在主要煅燒步驟中,提供經過粉碎處理且為不固定形狀的預煅燒體及/或經過粉碎處理(在較高溫度下煅燒)的燒結體。
主要煅燒步驟所提供的預煅燒體及/或燒結體的體積平均粒徑,以0.5μm以上30μm以下為佳,且以0.5μm以上且20μm以下為較佳。或者,在不固定形狀的預煅燒體及/或燒結體的粒徑小的情況下,以使用聚集了複數粒子之造粒物為佳。在使用造粒物的情況下,也可以調整造粒物的黏合劑(binder)的量,使得原料粒子容易分散於熱噴塗框架(frame)。
如此一來,能夠有效地製造出用於製造具有如以上所述之形狀、尺寸的複合粒子之Mn鐵氧體粒子。再者,可以省略或者簡化後續的製程中的分級等的處理步驟,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子(母粒子)的生產率。再者,可以減少在後續的製程中藉由分級而去除的粒子的比例,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子(母粒子)的產率。
例如,以對藉由將預煅燒體的粉末(藉由粉碎、分級處理所得到的粉末)造粒所得到的造粒物進行主要煅燒步驟為佳。
如此一來,能夠有效地製造出用於製造具有如以上所述之形狀、尺寸的複合粒子之Mn鐵氧體粒子。再者,可以省略或者簡化後續的製程中的分級等的處理步驟,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子的生產率。再者,可以減少在後續的製程中藉由分級而去除的粒子的比例,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子的產率。
可以藉由在大氣中熱噴塗預煅燒體的粉末,以適當地進行主要煅燒。
對於熱噴塗,可以使用燃燒氣體和氧氣之混合氣體作為可燃性氣體燃燒火焰。
燃燒氣體與氧氣的體積比,以1:3.5以上1:6.0以下為佳。
如此一來,可以適當地促進由於揮發材料的冷凝而形成粒徑相對較小的Mn鐵氧體粒子。再者,可以更加適當地調整所得到的Mn鐵氧體粒子的形狀。再者,可以省略或者簡化後續的製程中的分級等的處理步驟,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子的生產率。再者,可以減少在後續的製程中藉由分級而去除的粒子的比例,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子的產率。
例如,相對於燃燒氣體為10Nm3 hr,氧氣的使用比例為35Nm3 hr以上60Nm3 hr以下。
作為用於熱噴塗的燃燒氣體,可列舉出丙烷氣體、丙烯氣體、乙炔氣體等。其中,可以適合使用丙烷氣體。
再者,為了將造粒物輸送至可燃性氣體之中,可以使用氮氣、氧氣、空氣等作為造粒物的輸送氣體。
輸送造粒物的流速,以20m/秒以上60m/秒以下為佳。
再者,前述熱噴塗以在1000℃以上3500℃以下的溫度下進行為佳,且以在2000℃以上3500℃以下的溫度下進行為較佳。
藉由滿足上述條件,可以更加適當地促進由於揮發材料的冷凝而形成粒徑相對較小的Mn鐵氧體粒子。再者,可以更加適當地調整所得到的Mn鐵氧體粒子的形狀。再者,可以省略或者簡化後續的製程中的分級等的處理步驟,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子的生產率。再者,可以減少在後續的製程中藉由分級而去除的粒子的比例,因而能夠進一步提高Mn鐵氧體粒子的產率。
接著,將藉由熱噴塗進行主要煅燒所形成的Mn鐵氧體粒子,在大氣中藉由空氣供給而乘於氣流之上進行輸送,使其急速冷卻凝固之後,收集並回收預定的粒徑範圍之Mn鐵氧體粒子。
將急速冷卻凝固的Mn鐵氧體粒子藉由空氣供給而乘於氣流之上進行輸送,粒徑大的粒子在氣流輸送的過程中從氣流落下,而除此以外的其他粒子則被氣流輸送至氣流的下游處,並利用設置於氣流的下游處之旋風分離器及/或過濾器收集預定的粒徑範圍之Mn鐵氧體粒子,藉由此方法可以進行前述收集的步驟。
藉由將前述氣流輸送時的流速設定為20m/秒以上60m/秒以下,能夠以特別高的選擇性刪選掉粒徑大的粒子,進而能夠更有效率地回收預定的粒徑範圍之Mn鐵氧體粒子。如果流速太小,則連粒徑相對較小的粒子也會在氣流輸送的過程中落下,造成氣流的下游處所回收到的Mn鐵氧體粒子的平均粒徑變得太小,或者,氣流的下游處所回收到的Mn鐵氧體粒子的絕對量變少,導致生產率降低。另一方面,如果流速太大,則連粒徑相對較大的粒子也會被輸送至下游處,造成氣流的下游處所回收到的Mn鐵氧體粒子的平均粒徑會容易變得過大。
之後,可以根據需求對所回收到的Mn鐵氧體粉末進行分類。
《樹脂組合物》
接著,針對本發明的樹脂組合物進行說明。
本發明的樹脂組合物包含前述本發明的粉末和樹脂材料。
藉此,能夠提供適合用於製造電磁波屏蔽性優異的成形體之樹脂組合物。
作為構成樹脂組合物的樹脂材料,例如,可列舉出環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、矽氧樹脂、各種改性矽氧樹脂(丙烯酸改性、氨基甲酸酯改性、環氧改性、氟)、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、氟、聚乙烯醇等,可以從以上選擇1種或者組合2種以上使用。
再者,樹脂組合物也可以包含本發明的粉末和樹脂材料以外的成分(其他成分)。
作為這種其他成分,例如,可列舉出溶劑、填料(有機填料、無機填料)、增塑劑、抗氧化劑、分散劑、顏料等的著色劑、導熱粒子(導熱係數高的粒子)等。
相對於樹脂組合物中的總固體成分,本發明的粉末的比例(含量)以50質量%以上95質量%以下為佳,且以80質量%以上95質量%以下為較佳。
藉此,能夠提升本發明的粉末在樹脂組合物中的分散穩定性、樹脂組合物的儲存穩定性、樹脂組合物的成形性等,而且能夠使得使用樹脂組合物所製造出的成形體的機械強度、電磁波的屏蔽性等更加優異。
相對於樹脂組合物中的總固體成分,樹脂材料的比例(含量)以5質量%以上50質量%以下為佳,且以5質量%以上20質量%以下為較佳。
藉此,能夠提升本發明的粉末在樹脂組合物中的分散穩定性、樹脂組合物的儲存穩定性、樹脂組合物的成形性等,而且能夠使得使用樹脂組合物所製造出的成形體的機械強度、電磁波的屏蔽性等更加優異。
《成形體》
接著,針對本發明的成形體進行說明。
本發明的成形體,使用包含本發明的粉末和樹脂材料之材料所製造而成。
藉此,能夠提供電磁波的屏蔽性優異之成形體。
本發明的成形體可以用於任何用途,而以作為電磁波屏蔽材料為佳。
如此一來,可以更顯著地發揮前述根據本發明的效果。
藉由使用如以上所述的本發明的樹脂組合物,可以適當地製造本發明的成形體。
作為成形體的成形方法,例如,可列舉出壓縮成型、擠出成型、注塑成型、吹塑(blow)成型、壓延(calendar)成型、各種塗佈方法等。再者,例如,可以藉由在將要形成成形體的部件上直接塗覆樹脂組合物,以形成成形體,或者也可以在單獨製作成形體之後,將其設置於目標的部件(例如,印刷線路基板或金屬箔(例如,銅箔等))上。
另外,根據本發明的粉末,也可以在不進行混合或分散於樹脂等之中並煅燒的步驟之情況下使用,例如,也可以在進行將粉末成形為所需形狀、造粒、塗覆等的步驟之後,進行煅燒(在複合粒子的披覆層不變質的相對低溫之下),以用於製造作為燒結體的成形體。
另外,本發明的成形體,可以至少一部分包含根據本發明的複合粒子,例如,也可以具有不包含複合粒子的區域。
以上,已針對本發明的適當實施形態進行了說明,然而本發明並不限定於此。
例如,在本發明的複合粒子的製造方法中,除了前述步驟以外,也可以根據需求包括其他步驟(預處理步驟、中間步驟、後處理步驟)。
再者,本發明的複合粒子,並不限定於藉由前述方法所製造出的複合粒子,也可以是藉由任何方法所製造出的複合粒子。
再者,在前述實施形態中,已針對將本發明的複合粒子、粉末、樹脂組合物應用於製造電磁波屏蔽材料的情況進行了代表性的說明,然而本發明的複合粒子、粉末、樹脂組合物也可以應用於除了電磁波屏蔽材料以外的製程。例如,本發明的複合粒子、粉末,也可以作為磁芯材料或填料(特別是磁性填料)使用。
再者,本發明的複合粒子、粉末,具有可以適當地藉由金屬探測器檢測出的性質。
因此,本發明的複合粒子、粉末、樹脂組合物及成形體,也可以應用於使用金屬探測器進行檢測的目的。
特別是,根據本發明,如以上所述,可以將複合粒子或粉末調整為除了黑色以外的顏色(例如,白色至銀色之間的顏色)。因此,例如,可以將包含複合粒子、粉末的成形體的顏色調整成除了對應於複合粒子、粉末的黑色以外的顏色(例如,白色至銀色之間的顏色),或者藉由使得成形體包含著色劑(包括設置印刷層),可以將成形體調整成所需的顏色。結果,能夠適用於應用在金屬探測器的各種成形體。
在本發明的成形體應用於金屬探測器的情況下,此成形體也可以具有例如使用除了本發明的樹脂組合物以外的材料所形成的基底部分、和設置在此基底部分的表面上使用本發明的樹脂組合物所形成的表面層。
在本發明的成形體應用於金屬探測器的情況下,此成形體以至少在其表面附近包含複合粒子為佳。
更具體而言,成形體以在厚度方向上距離其表面1.0mm以內的區域中包含複合粒子為佳,且以在厚度方向上距離其表面0.5mm以內的區域中包含複合粒子為較佳。
在本發明的成形體應用於金屬探測器的情況下,作為此成形體的用途,例如,可列舉出食品之製造、加工和包裝(包括外箱包裝,以下亦相同)的應用領域、化妝品和準藥品之製造、加工和包裝的應用領域、醫藥品之製造、加工和包裝的應用領域、除了上述以外的產品之製造、加工和包裝的應用領域、醫療應用領域、細胞培養、組織培養、器官培養和基因重組等的進行生物學處理的應用領域、進行化合物的合成等的化學處理的應用領域等。其中,以應用於食品之製造、加工和包裝的領域為佳。
食品要求具有高安全性,但一般是在容易混入異物的環境中進行製造、加工和包裝。因此,藉由適當地使用將本發明應用於食品之製造、加工和包裝的領域之物品,能夠適當地檢測出此物品的一部分分離的情況、或此物品的至少一部分混入其他物品的情況等。
另外,在本說明書中,食品的形態除了固態、半固態(果凍、布丁等的膠狀等)以外,還包括液態,且食品也包括飲料等。再者,食品添加劑和營養補充劑(supplement)(保健品)也包含在食品之中。再者,除了源自動物的肉類、海鮮類、源自植物的蔬菜、水果、種子、穀物、豆類、海藻等天然物及上述的加工產品以外,人工甜味劑、人工調味料等人工的合成物也包含在食品之中。
用於食品之製造、加工的成形體,例如,可列舉出烹飪設備類、烹飪器具類、烹飪用具類、餐具類、衣物類(人體上穿著的物品)、用於包裝食品的包裝部件、及與上述一併使用的物品、以及用於對上述進行保養(maintenance)、修理等的物品等。
更具體而言,例如,可列舉出加熱板(hot plate)、爐灶、煤氣爐(gas burner)、烤箱(oven)、烤麵包機(toaster)、微波爐、洗碗機、烘碗機、磅秤(scale)、廚房計時器(kitchen timer)、溫度計、淨水器、淨水過濾器(濾芯,cartridge)等的烹飪設備類;鍋、平底鍋(frying pan)、水壺、上述的蓋子、菜刀、剪刀、湯杓(ladle)、抹刀、削皮器(peeler)、切片機(slicer)、攪拌機(mixer)、切碎機(chopper)、搗碎器(masher)、桿麵棍、攪拌器(muddler)、打蛋器、網篩、碗(bowl)、瀝水器、砧板、地墊(mat)、飯匙、模具、模切、去浮沫杓、磨碎機(食品分級機,food grader)、鍋鏟(turner)、插籤(pick)、瀝水器、篩子、研磨機(mill)、鍋內蓋、製冰盒、燒烤網、夾子(tong)、切蛋器、量杯、量匙等的烹飪器具類;抹布、廚房紙巾(kitchen paper)、手帕、毛巾(towel)、紙巾、排水板(sheet)、保鮮膜(wrap film)、烘焙紙(oven paper)、擠壓袋、鍋架、鍋墊等的烹飪用具類;盤子、杯子(cup)、碗、筷子(包括公筷)、湯匙(spoon)、叉子(fork)、刀子(knife)、甲殼類動物的腿部足部之取出器具(蟹鉗(crab spoon)、蟹叉(crab fork))等的餐具類;圍裙(apron)、白大衣、面具(mask)、手套、鞋子、襪子、內衣、帽子、眼鏡等的衣物類(人體上穿著的物品);用於食品的層壓膜(laminated film)等的食品用包裝部件、包裝用管材(tube)、食品用儲存瓶(bottle)、塑料密封容器等的食品包裝部件;其他、瀝乾網、水槽管(hose)、砧板架、餐具架、海綿(sponge)、鋼刷、洗劑容器、磨刀石、磨刀器(sharpener)、或上述的構成部件,然而並不限定於此。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例詳細說明地本發明,然而本發明並不限定於此。在以下的說明中,對於未提及溫度條件的處理、測量,係在室溫(25℃)下進行。
《1》複合粒子、粉末的製造
如以下所述製造各實施例及各比較例的複合粒子、粉末。
(實施例1)
首先,將作為原料的Fe2 O3 及Mn3 O4 以預定的比例混合,並用亨舍爾攪拌機(Henschel mixer)混合15分鐘。
將以上所得到的混合物使用乾式造粒機(roll compactor)加以造粒化之後,使用旋轉窯(rotary kiln)在空氣中以1000℃進行5小時的預煅燒。
在進行預煅燒之後,使用球磨機(ball mill)粉碎,得到體積平均粒徑為1.8μm的粉末狀的預煅燒體(煅燒粉末)。
接著,使用所得到的粉末狀的預煅燒體,在丙烷:氧氣=10Nm3 /hr:35Nm3 /hr之可燃性氣體的燃燒火焰中,以流速為40m/秒的條件進行熱噴塗。此時,由於在將造粒物連續地流動的同時進行熱噴塗,因此使得熱噴塗和淬火後的粒子是獨立的,而不會彼此結合。之後,藉由設置在氣流的下游側之旋風分離器,將冷卻的粒子回收。如此一來,可得到由複數個Mn鐵氧體粒子所構成的鐵氧體粉末(Mn鐵氧體粉末)(體積平均粒徑:27.5μm)。對所得到的鐵氧體粉末進行氣流分級,以得到體積平均粒徑為4.7μm。
另外,粉末的體積平均粒徑可藉由以下所述的測量方法求得。亦即,首先,將10g作為樣品的粉末和80ml的水置於100ml的燒杯中,並加入2滴分散劑(六偏磷酸鈉)。然後,使用超音波均化器(homogenizer)(由SMT股份有限公司所製造的的UH-150型)進行分散。此時,超音波均化器的輸出程度設定為4,並進行20秒的分散。之後,去除形成於燒杯表面上的泡沫,並引入雷射衍射型粒度分佈測量裝置(由島津製作所製造的SALD-7500 nano)以進行測量。此時的測量條件為泵速為7,折射率為1.70-0.50i,且內部超音波照射時間為30。另外,對於後續描述的其他實施例及比較例,也以相同的方式求得。
再者,鐵氧體粉末的SF-1的平均值為106。
可如以下所述求得形狀係數SF-1。
亦即,首先,使用掃描電子顯微鏡(FE-SEM(SU-8020,由日立先端科技公司所製造))及能量色散型X射線分析裝置(EDX)(由堀場製作所所製造的E-MAX),將放大倍率設定為1000倍,並使用EDX附帶的功能之粒子分析功能,自動測量1000個以上的粒子之等效圓直徑、圓周、長度、寬度、面積。
在所得到的數據中,明顯彼此重疊的粒子(圓周長度為從等效圓直徑所計算出的圓周長度的1.8倍以上的粒子),除了細粉末(等效圓直徑比1μm更小的粉末)以外,將粒子的最大長度(水平費雷特徑)設為R,面積設為投影面積S,以上述式計算出SF-1的值。
計算每個粒子的SF-1,採用200個以上粒子的平均值定義為鐵氧體粉末的SF-1。另外,對於後續描述的其他實施例及比較例,也以相同的方式求得。
再者,所得到的鐵氧體粉末的BET比表面積為0.68m2 /g。
可藉由使用比表面積測量裝置(型號:Macsorb HM model-1208(由MOUNTECH公司所製造))進行測量,以求得BET比表面積。更具體而言,將大約5g的測量樣品放入專用於比表面積測量裝置的標準樣本池(sample cell)中,用精密天平精確地秤量重量,並將樣品(鐵氧體粉末)放置於測量點,以開始測量。利用單點法進行測量且在測量結束時輸入樣品的重量,則會自動計算出BET比表面積。另外,作為測量前的預處理,在藥品包裝紙上量取出大約20g的測量樣品之後,利用真空乾燥機脫氣至-0.1MPa,並在確認真空度達到-0.1MPa以下之後,將其在200℃下加熱2小時。測量環境設定為不會冷凝的條件,溫度:10~30℃,濕度:相對濕度為20~80%。
再者,關於鐵氧體粉末,使用振動樣品型磁性測量裝置進行測量,可得知飽和磁化強度為87.1emu/g,剩餘磁化強度為2.8emu/g,保磁力為42Oe。
可以如下列所述求得上述的磁性特性。亦即,首先,將內徑為5mm、高度為2mm的電池填充待測量的鐵氧體粉末,並放置於振動樣品型磁性測量裝置(由東英工業公司所製造的VSM-C7-10A)之中。接著,施加磁場並掃描至5kOe,然後減少施加的磁場,以產生遲滯曲線。之後,根據此曲線的數據,求出關於鐵氧體粉末的飽和磁化強度、剩餘磁化強度及保磁力。另外,關於作為後續描述的複合粒子的聚集體之粉末,也以相同的方式求得磁性特性。再者,對於後續描述的其他實施例及比較例,也以相同的方式求得。
秤量0.2g所得到的鐵氧體粉末,在60ml的純水中加入20ml的1N的鹽酸以及20ml的1N的硝酸並進行加熱,製備出鐵氧體粉末完全溶解的水溶液,藉由使用ICP分析裝置(由島津製作所製造的ICPS-1000IV)進行測量,求得Fe、Mn、Mg及Sr的含量。再者,對於後續描述的其他實施例及比較例,也以相同的方式求得。
之後,藉由對所得到的鐵氧體粉末進行無電鍍,以得到在由Mn鐵氧體所構成的母粒子的表面上包含複數個具有由Ag所構成的披覆層的複合粒子之粉末。
(實施例2、3)
在作為母粒子使用的Mn鐵氧體粒子(鐵氧體粉末)的製造過程中,除了藉由調整原料的比例、預煅燒的條件、熱噴塗處理條件、分級條件的同時,也調整披覆層的形成條件,使得粉末(複數個複合粒子的聚集體)的條件如表1、表2所示以外,其餘以與前述實施例1相同的方式製造出粉末(複數個複合粒子的聚集體)。
(比較例1)
在本比較例中,將包含複數個由Mn-Mg-Sr類鐵氧體所構成的粒子的聚集體,直接作為目標的粉末使用。亦即,構成本比較例的粉末之粒子由Mn-Mg-Sr類鐵氧體所構成,而並沒有設置披覆層。
(比較例2)
除了使用由Mn-Mg-Sr類鐵氧體所構成的粒子取代由Mn鐵氧體所構成的粒子作為母粒子以外,其餘以與前述實施例1相同的方式製造出粉末。亦即,在本比較例中,構成粉末之複合粒子具有由Mn-Mg-Sr類鐵氧體所構成的母粒子、和設置於其表面上由Ag所構成的披覆層。
(比較例3)
除了省略在鐵氧體粉末上形成披覆層以外,其餘以與前述實施例1相同的方式製造出粉末。亦即,在本比較例中,將鐵氧體粉末直接作為目標的粉末使用。
前述各實施例及各比較例的粉末的成分統整於表1、表2中。
另外,相對於前述各實施例的粉末的顏色為白色至銀色之間的顏色,比較例1、3的粉末的顏色為黑色。
再者,在前述各實施例及比較例2中,母粒子中除了鐵氧體以外的成分的含量為0.1質量%以下。
再者,在前述各實施例及比較例2中,披覆層中除了Ag以外的成分的含量為0.1質量%以下。藉由使用螢光X射線的測量方法來求得披覆層中Ag的含量。亦即,將100質量份的鐵氧體粒子作為母粒子,將Ag粉末以0.1質量份、0.5質量份、1質量份的比例,利用球磨機(100rpm)混合30分鐘之後,使用螢光X射線測量裝置(由理學(Rigaku)有限公司所製造的ZSX100s),測量Ag的強度以製作校準曲線,然後對前述各實施例及比較例2的粉末(複數個複合粒子的聚集體),使用螢光X射線測量裝置測量Ag的強度,並計算出Ag的含量。
再者,在前述各實施例及比較例2中,粉末中除了前述複合粒子以外的成分的含量為0.1質量%以下。
再者,藉由與前述鐵氧體粉末相同的測量方法,求出前述各實施例及各比較例的粉末整體的體積平均粒徑、磁性特性、SF-1的值。
再者,根據JIS R1628,使用USP振實密度測量裝置(粉末測試儀PT-X,由細川密克朗公司所製造),測量出振實密度。
再者,根據JIS Z 8807:2012,使用MUNTECH公司所製造的全自動真密度測量裝置Macpycno,測量出真密度。
分別藉由上述的方法測量出表1中的居禮溫度、披覆層的厚度T。
再者,圖1繪示出實施例1的複合粒子的SEM剖面圖,圖2繪示出實施例2的複合粒子的SEM剖面圖,且圖3繪示出實施例3的複合粒子的SEM剖面圖。
[表1]
[表2]
《2》藉由KEC方法評價電磁波屏蔽能力
分別秤量出70質量份的在前述各實施例及各比較例中所得到的粉末和使得黏合劑樹脂(PVA)為30質量份的固體成分之10質量%的PVA水溶液,並利用自轉公轉混合裝置進行5分鐘的分散和混合。
將所得到的混合溶液倒入模塑用的模具中,並使水分蒸發,以得到厚度為1mm的片狀模塑體。
利用KEC法,測量出所得到的片狀模塑體的磁場的電磁波屏蔽能力(衰減率)。另外,在0.1MHz~1GHz的範圍內,進行磁場的電磁波屏蔽能力(衰減率)的測量。
《3》電阻率
使用在前述各實施例及各比較例中所得到的粉末,如以下所述進行對於電阻率的評價。
首先,在剖面面積為4cm2 的氟樹脂製成之圓筒(cylinder)內填充出高度為4mm的粉末作為樣品之後,在兩端連接電極,並在其上放置1kg的重物,以測量出電阻。電阻的測量係利用Keithley公司所製造的2182A型奈米伏特計,施加1V的測量電壓並測量經過60秒之後的阻抗,以計算出體積電阻。
對於各實施例及各比較例,藉由KEC方法的電磁波屏蔽效果的評價結果顯示於圖4,而電阻率的結果顯示於表3。
[表3]
從圖4中明顯得知,可以確認在本發明中,電磁波屏蔽能力(衰減率)的頻率依賴性根據披覆層的厚度轉移到低頻側,也確認了由於Mn鐵氧體粒子(母粒子)表面上存在金屬披覆膜(披覆層)因而屏蔽了電磁波,相對於此,在比較例1、3中,由於沒有金屬披覆層,因此沒有得到令人滿意的結果。再者,在比較例2中,不僅電磁波屏蔽能力的上升轉移到高頻側,而且電磁波屏蔽能力的結果也比實施例1更差。
[產業上的可利性]
本發明能夠提供電磁波的屏蔽性優異之複合粒子、粉末,也提供電磁波的屏蔽性優異之成形體,而且還提供可適用於製造前述成形體的樹脂組合物。
雖然已經參照特定的實施例詳細地說明了本發明,然而對於本領域技術人員來說顯而易見的是在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可以進行各種變更和修改。
本申請以2018年2月13日在日本提出申請的日本專利申請(專利申請第2018-023566號)作為基礎,並將其內容引用於此。
無。
[圖1]係實施例1的複合粒子之SEM剖面圖。
[圖2]係實施例2的複合粒子之SEM剖面圖。
[圖3]係實施例3的複合粒子之SEM剖面圖。
[圖4]係藉由KEC法評價電磁波屏蔽效果的結果之曲線圖。

Claims (9)

  1. 一種複合粒子,其具備: 由Mn鐵氧體所構成之母粒子、 和包含選自由Au、Ag、Pt、Ni及Pd所組成的群組中至少1種的材料所構成之披覆層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之複合粒子,其中前述Mn鐵氧體具有Mn的含量為3.5質量%以上20.0質量%以下、Fe的含量為50.0質量%以上70.0質量%以下的組成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之複合粒子,其中前述Mn鐵氧體的居禮點為200℃以上500℃以下。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項所述之複合粒子,其中前述披覆層的厚度為10nm以上500nm以下。
  5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所述之複合粒子,其中前述母粒子的形狀為真球狀。
  6. 一種粉末,其包含複數個申請專利範圍第1~5項中任一項所述之複合粒子。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之粉末,其中前述複合粒子的體積平均粒徑為1.0μm以上20μm以下。
  8. 一種樹脂組合物,其包含申請專利範圍第6或7項所述之粉末、和樹脂材料。
  9. 一種成形體,其使用包含申請專利範圍第6或7項所述之粉末、和樹脂材料之材料所製造而成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI820157B (zh) * 2018-06-25 2023-11-01 日商積水化學工業股份有限公司 導電性粒子、導電材料及連接構造體
TWI875831B (zh) * 2019-10-07 2025-03-11 日商保德科技股份有限公司 鐵氧體粉末、鐵氧體樹脂複合材料、電磁波遮蔽材、電子材料或電子構件

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7686282B2 (ja) * 2020-01-24 2025-06-02 パウダーテック株式会社 フェライト粉末及びその製造方法
WO2021153612A1 (ja) 2020-01-27 2021-08-05 パウダーテック株式会社 フェライト粉末及びその製造方法
JP2024143932A (ja) * 2023-03-31 2024-10-11 パウダーテック株式会社 フェライト粉末

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11228142A (ja) * 1998-02-18 1999-08-24 Katsuhiko Yamada フェライトの製造方法
JP4300747B2 (ja) * 2002-04-24 2009-07-22 戸田工業株式会社 電波吸収材用球状フェライト粒子及びその製造方法
KR100874357B1 (ko) * 2006-03-28 2008-12-16 신경자 전자파 차폐 및 흡수용 프라이머 도료 및 그 제조방법
JP6127324B2 (ja) * 2015-01-28 2017-05-17 パウダーテック株式会社 磁性フィラー
CN107275023B (zh) * 2016-04-08 2019-03-01 中国人民解放军国防科学技术大学 金壳磁珠及其制备方法和应用
US10938220B2 (en) * 2016-08-26 2021-03-02 Nucurrent, Inc. Wireless connector system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI820157B (zh) * 2018-06-25 2023-11-01 日商積水化學工業股份有限公司 導電性粒子、導電材料及連接構造體
TWI875831B (zh) * 2019-10-07 2025-03-11 日商保德科技股份有限公司 鐵氧體粉末、鐵氧體樹脂複合材料、電磁波遮蔽材、電子材料或電子構件

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