JP2002305395A - 表面処理をした軟磁性体粉末を含有する電磁波吸収シートとその製造方法 - Google Patents

表面処理をした軟磁性体粉末を含有する電磁波吸収シートとその製造方法

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JP2002305395A
JP2002305395A JP2001107276A JP2001107276A JP2002305395A JP 2002305395 A JP2002305395 A JP 2002305395A JP 2001107276 A JP2001107276 A JP 2001107276A JP 2001107276 A JP2001107276 A JP 2001107276A JP 2002305395 A JP2002305395 A JP 2002305395A
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powder
soft magnetic
electromagnetic wave
sheet
wave absorbing
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JP2001107276A
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Kazuhisa Tsutsui
和久 筒井
Hiroshi Endo
博司 遠藤
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟磁性金属の粉末をゴムのマトリクス中に分
散させたものをシート状に成形してなる電磁波吸収シー
トにおいて、高い透磁率を維持したまま誘電率を低下さ
せたものを提供する。製品は高い反射減衰を示し、放射
ノイズ抑制用のシールド材としてとくに有用である。 【解決手段】 軟磁性金属のフレーク状粉末を、A)リ
ン酸、B)MgO,CaOおよびZnOから選んだ1種
または2種以上、およびC)ホウ酸の水溶液または水分
散液と混合し、粉末を水切りして乾燥することにより、
軟磁性金属の粉末の表面に、リン酸塩被膜を形成する。
このようにリン酸塩処理した粉末を、塩素化ポリエチレ
ンゴムと混練し、シートに成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟磁性金属の粉末
をマトリクス材料中に分散させてシート状に成形してな
る電磁波吸収シートにおいて、高い透磁率と低い誘電率
を有するものに関する。本発明はまた、このような電磁
波吸収シートの製造方法にも関する。
【0002】
【従来の技術】各種の電子機器における電磁波シールド
を行なうための材料として、軟磁性金属の粉末をゴムま
たはプラスチックのマトリクスの中に分散させた複合材
料を、シートそのほか任意の形状に成形してなる電磁波
吸収体が使用されている。軟磁性金属の粉末としては、
センダスト、パーマロイ、Fe−Cr−Al合金などの
アトマイズ粉末が使用され、マトリクス材料としては、
塩素化ポリエチレンゴムが、成形性のよさと、それ自体
がもつある程度の難燃性を買われて、好んで用いられて
いる。
【0003】こうした電磁波吸収シートにおいて、3G
Hz以下の周波数帯域に適用するものは、軟磁性金属の
粉末として、噴霧粉をアトライター処理などにより扁平
化して得た、いわゆるフレーク状粉末を使用して製造し
ている。これは、球状粉末を使用すると、シートが厚く
なって好ましくないからである。フレーク状粉末を使用
し、好ましくはフレークの面をシートの面に沿うように
配向させれば、シートの透磁率を高くすることができる
から、シートの厚さが薄くて済む。しかし、一方で、フ
レーク状粉末を使用した電磁波吸収シートの吸収性能
は、球状粉末を使用したものに及ばない。
【0004】一例をあげれば、2MHzに吸収のピーク
がある吸収シートは、球状粉末を使用すると厚さ3mmに
しなければならず、このような厚さは、この種のシート
の通常の用法にとっては不都合で、受け入れられないこ
とが多い。フレーク状粉末を使用したものであれば、厚
さ1mm程度で足りる。しかし、吸収性能の尺度として反
射減衰をとったとき、図1にみるように、球状粉末では
−20dBという高い値が得られるものが、フレーク状
粉末では−10dBと、半分でしかない。
【0005】フレーク状粉末を使用した場合に反射減衰
の値が低いのは、軟磁性金属の粉末がフレーク状である
ため、シートの透磁率が高く得られる一方で、誘電率も
高くなってしまうからである。誘電率が高いシートの表
面では、電磁波が反射して内部に入らないため、どうし
ても吸収性能が低い。
【0006】発明者らは、軟磁性金属の粉末を表面処理
することにより、それを分散させた電磁波吸収シートの
誘電率を低くすることができないかと期待し、さまざま
な表面処理を試みた。その結果、軟磁性金属の粉末の表
面を絶縁性の物質で被覆すると、誘電率を低下させる効
果があることを知った。ただし、酸化処理や窒化処理
は、誘電率を低下させるものの、それに伴って透磁率も
低下するため、電磁波吸収シートに分散させるに適した
粉末を与えないこと、その一方で、リン酸塩による表面
処理は、透磁率を維持したままで誘電率を低下させ得る
粉末を与えることを見出した。こうした効果は、フレー
ク状の粉末に限らず、球状の粉末においても認められる
ことも、あわせて確認した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、発明者らの上記した新知見を活用し、軟磁性金属
の粉末をマトリクス中に分散させてなる電磁波吸収シー
トにおいて、高い透磁率と低い誘電率を有し、従って高
い反射減衰に代表されるすぐれた吸収性能を示すものを
提供することにある。このような電磁波吸収シートを製
造する方法を提供することもまた、本発明の目的に含ま
れる。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の電磁波吸収シートは、軟磁性金属の粉末をゴムま
たはプラスチックのマトリクス材料中に分散させシート
状に成形してなる電磁波吸収シートにおいて、軟磁性金
属の粉末として、その表面をリン酸塩で処理したものを
使用することにより、高い透磁率と低い誘電率を有する
ことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施形態】軟磁性金属の粉末としては、任意の
ものが使用できるが、常用のPCパーマロイ、Fe−C
r合金、Fe−Si系合金、Fe−Si−Al系合金、
Fe−Co系合金、Fe−Ni系合金の粉末が好適であ
る。これらの金属の溶湯を水またはガスを用いた噴霧に
より粉末化し、その粉末をアトライターで扁平化するこ
とにより、フレーク状の粉末が得られる。
【0010】前述のように、軟磁性金属の粉末がフレー
ク状である場合にに限らず、球状であっても誘電率低下
の効果が得られるので、本発明の電磁波吸収体には、粉
末の形状が球状のものも、フレーク状のものも包含され
る。球状粉末を使用した場合は、フレーク状粉末を使用
した場合にくらべ、相対的には誘電率が低くて済むか
ら、発明の意義が低いかのように見えるが、一方で、高
い周波数領域で使用する電磁波吸収シートは、フレーク
状粉末でなく球状粉末を分散させたものの方が好適であ
り、誘電率を低減させるという効果は、やはり利用した
い場面が少なくない。
【0011】高い透磁率と低い誘電率を示す電磁波吸収
シートを製造する本発明の方法は、軟磁性金属の粉末を
ゴムまたはプラスチックのマトリクス材料と混練し、シ
ート状に成形することからなる電磁波吸収シートの製造
方法において、軟磁性金属の粉末として、粉末をリン酸
塩で処理して、その表面に被膜を形成したものを使用す
ることを特徴とする。
【0012】マトリクスとしては、前記した塩素化ポリ
エチレンのほか、アクリルゴムやエチレンアクリルゴム
が有用である。軟磁性金属の粉末マトリクス材料との混
練およびシートへの成形は、この分野ですでに確立され
た技術に従って実施することができる。
【0013】リン酸塩による処理は、下記の成分のうち
(A+B)または(A+B+C)の水溶液または水分散
液を、軟磁性金属の球状またはフレーク状の粉末と混合
し、粉末を水切りして乾燥することにより実施する: A)リン酸、 B)MgO,CaOおよびZnOから選んだ1種または
2種以上、および C)ホウ酸。
【0014】上記の組成物は、磁性材料の粉末を圧粉成
形して圧粉磁心を製造するときに使用する絶縁処理用の
薬剤として市販されているから、それを利用してもよ
い。リン酸塩処理をすると、リン酸塩が軟磁性金属の粉
末の表面に、おそらくは金属との化学的な反応を伴う形
で強固に結合し、薄くて均一な絶縁被膜を形成する。軟
磁性体粉末に対するリン酸塩の量は、表面に連続した被
膜ができればよいので、重量にして2%程度あれば足り
る。過大な被膜の形成は、マトリクス材料との混練にと
って不利になるから、リン酸塩の量は、多い場合でも1
0%以下に止めるのがよい。後記する実施例のデータか
ら見て、3%あれば十分である。
【0015】リン酸塩処理は、上記の成分(A+B)す
なわちリン酸と金属酸化物との二成分系でもよいが、
(A+B+C)すなわち、上記にホウ酸を加えた三成分
系の方がより大きな効果を与えるから、三成分系の使用
が好ましい。各成分の割合は、重量にして、それぞれつ
ぎの範囲が好適である。 二成分の場合は、A:B=1:0.2〜0.4 三成分の場合は、A:B:C=1:0.1〜0.3:
0.1〜0.3の範囲
【0016】本発明の電磁波吸収シートは、高い透磁率
と低い誘電率という目的にとってマイナスにならないな
い限り、その他の添加剤、たとえば難燃剤、酸化防止
剤、安定剤などを、任意に加えることができる。
【0017】
【実施例および比較例】[実施例1]Fe−13Cr合
金の溶湯を水噴霧し、平均粒径8μmの球状粉末を得
た。これをアトライターで処理し、厚さ1〜2μm、粒
径10〜15μmのフレーク状粉末とした。この軟磁性
金属粉末を、組成が リン酸:MgO=43.3:6.7(重量比) のリン酸塩処理剤水溶液で処理し、粉末の水切りをし
て、200℃に1時間、大気中で加熱して乾燥させた。
粉末に対するリン酸塩の量は、約3重量%である。
【0018】マトリクス材料として塩素化ポリエチレン
(昭和電工製の「エラスレン」)を選び、これに対して
上記のリン酸塩処理ずみ軟磁性体粉末を、容積にして5
5%になるように配合し、ニーダーで混練してから、カ
レンダーロールで成形して、厚さが1.0mmのシートに
した。
【0019】[実施例2・1〜2・4]実施例1で得た
軟磁性金属のフレーク状粉末を、組成が リン酸:MgO:ホウ酸=38:5.9:6.1(重量
比) のリン酸塩処理剤水溶液で処理し、粉末の水切りをし
て、200℃に1時間、大気中で加熱して乾燥させた。
この例では、粉末に対するリン酸塩の量(重量%)を、
1.8%,3.2%,6.6%または10.0%と変化
させた。これらのリン酸塩処理軟磁性体粉末を使用し
て、実施例1と同様に、塩素化ポリエチレンのマトリク
ス中に分散させたシートを製造した。(それらのシート
を、それぞれ実施例2・1,2・2,2・3および2・
4とする。)
【0020】[比較例]実施例1で用意した軟磁性体の
フレーク状粉末を、リン酸塩処理をせずそのままの形で
使用し、同様な電磁波吸収シートを製造した。
【0021】上記の各電磁波吸収シートについてつぎの
特性を測定し、得られたデータを、併記した図番のグラ
フに示した。 体積抵抗率:比較例および実施例2・1〜2・4 図2 誘電率(1GHz):比較例および実施例2・1〜2・4 図3 誘電率(0〜10GHz):実施例2・2 図4 透磁率(0〜10GHz):実施例2・2 図5 反射減衰(0〜10GHz):比較例および実施例2・2 図6
【0022】図3から、リン酸塩処理は、軟磁性体粉末
に対して3重量%程度を与え、被膜を形成すればよいこ
とがわかる。図6からは、本発明の電磁波吸収シート
は、従来品と厚さが同じもので、反射減衰を−10dB
から−15dBに増大できることがわかる。
【0023】
【発明の効果】軟磁性体金属の粉末をゴムなどのマトリ
クス中に分散させてなる電磁波吸収シートにおいて、軟
磁性体金属の粉末として球状粉末を使用したものは、た
とえば数MHzの範囲に吸収のピークを有する電磁波吸
収体を製造しようとすると、シートの厚さが数mmと厚く
なりがちであって、通常の用途に対しは適切でないとい
う問題があり、これはフレーク状の粉末を使用すること
により解決するが、一方で、反射減衰の到達レベルが低
く、吸収性能に関して不満足であった。本発明の電磁波
吸収シートは、高い透磁率と低い誘電率とをあわせて持
たせることにより高い反射減衰を実現した。この電磁波
吸収シートは、とくに放射ノイズを抑制するシールド材
として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 軟磁性金属の粉末をゴムのマトリクス中に分
散させた電磁波吸収シートであって、2GHzに吸収の
ピークを有するものの反射減衰の値を、粉末の形状の差
異(球状とフレーク状)に関して比較したグラフ。
【図2】 本発明の実施例2で製造した電磁波吸収シー
トの体積抵抗率の値を、リン酸塩処理の量に基づいて示
したグラフ。
【図3】 本発明の実施例2で製造した電磁波吸収シー
トの1GHzにおける誘電率の値を、リン酸塩処理の量
に基づいて示したグラフ。
【図4】 本発明の実施例2で製造した電磁波吸収シー
トの誘電率の値を、0〜10GHzの周波数領域で示し
たグラフ。
【図5】 本発明の実施例2で製造した電磁波吸収シー
トの透磁率の値を、0〜10GHzの周波数領域で示し
たグラフ。
【図6】 本発明の実施例1および2で製造した電磁波
吸収シートの反射減衰を、0〜10GHzの周波数領域
で、従来品と比較して示したグラフ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年4月10日(2001.4.1
0)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
フロントページの続き Fターム(参考) 5E040 CA13 5E321 BB33 BB53 GG07 GG11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軟磁性金属の粉末をゴムまたはプラスチ
    ックのマトリクス材料中に分散させシート状に成形して
    なる電磁波吸収シートにおいて、軟磁性金属の粉末の表
    面をリン酸塩で処理したものを使用することにより、高
    い透磁率と低い誘電率を示すことを特徴とする電磁波吸
    収シート。
  2. 【請求項2】 軟磁性金属の粉末として、Fe−Si系
    合金、Fe−Si−Al系合金、Fe−Co系合金また
    はFe−Ni系合金の粉末を使用した請求項1の電磁波
    吸収シート。
  3. 【請求項3】 軟磁性金属の粉末として、フレーク状の
    粉末を使用した請求項1の電磁波吸収シート。
  4. 【請求項4】 軟磁性金属の粉末をゴムまたはプラスチ
    ックのマトリクス材料と混練し、シート状に成形するこ
    とからなる電磁波吸収シートの製造方法において、軟磁
    性金属の粉末として、粉末をリン酸塩で処理して、その
    表面に被膜を形成したものを使用することを特徴とす
    る、高い透磁率と低い誘電率を示す電磁波吸収シートの
    製造方法。
  5. 【請求項5】 リン酸塩による処理を、下記成分の(A
    +B)または(A+B+C)の水溶液または水分散液を
    軟磁性金属の粉末と混合し、粉末を水切りして乾燥する
    ことにより実施する請求項4の電磁波吸収シートの製造
    方法: A)リン酸、 B)MgO,CaOおよびZnOから選んだ1種または
    2種以上、および C)ホウ酸。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015050360A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 山陽特殊製鋼株式会社 磁性部材用絶縁被覆粉末
JP2018073932A (ja) * 2016-10-27 2018-05-10 株式会社トーキン 複合磁性シート

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