JPH02192799A - 磁気シールド材、軟磁性粉末およびその製造方法ならびに水アトマイズ粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は磁気シールド材と、この磁気シールド材に好適
に用いられる軟磁性粉末およびその製造方法と、この軟
磁性粉末の製造に用いられる水アトマイズ粉末とに関す
る。

〈従来の技術〉 磁化物体等の磁界発生源が他の物体や電気回路等に影響
を与えないようにするために、磁気シールド材が用いら
れている。　磁気シールド材としては高透磁率の金属板
がシールド特性からは望ましいが、金属板は性質・コス
トなどの面で用途が著しく制限される。

一方、粉末材料の場合には、これを有機結合剤に分散し
て塗料の形でシールドの必要な個所に塗布したり、ある
いは適当な可撓性支持体などに塗布してシールド板とし
たり、様々な利用が可能である。

高透磁率の粉末を用いた磁気シールド材に関しては、各
種の提案がなされている。　例えば特開昭５８−５９２
６８号には高透磁率合金の扁平状粉末を高分子化合物の
結合剤中に混合した磁気シールド塗料が、また特開昭５
９−２０１４９３号には軟磁性アモルファス合金を粉砕
した扁平状粉末を高分子化合物の結合剤中に混合した磁
気シールド塗料が示されている。

これらの扁平状粉末を含有する塗料を塗布して形成され
る磁気シールド材は、塗膜面と平行な平面内で等方向な
シールド特性を有している。

また、特開昭５９−２０１４９３号に示されるような扁
平状粉末は、遷移金属−半金属（メタロイド）系の合金
を高温溶融状態から冷却ロール表面に接触させて高速急
冷することにより得られた薄帯を粉砕したものである。

しかし、アモルファス薄帯を粉砕し、磁気シールド粉に
適する扁平形状に加工することは、粉砕工程コストが高
いので、合理的工法とは言えない。　また、粉砕を助長
するため、素材自体が脆いアモルファス薄帯を用いたり
、あるいは素材自体が延性、靭性に富む場合には熱処理
し、わざわざ素材を脆化させてから粉砕する等、コスト
・アップと扁平化に逆行するような脆性素材を用いる必
要がある。　さらに、粉砕工程で磁気特性が大きく劣化
する欠点がある。

このような欠点を解決するため、扁平化する一歩手前の
微粉砕粉の段階まで一工程で出来る水アトマイズ法とい
う手法が一般的に知られている。

この水アトマイズ法は冷却ロールで急冷する場合と比較
すると、急冷速度が遅い欠点があり、一般的には用いら
れていない。　しかしながら、−工程で微粉化出来、延
性素材も微粉化出来るので、扁平化し易いという大きな
利点がある。

従って、アモルファス化しに（い点を解決することによ
り、磁気シールド材として最適な扁平粉を得ることが出
来る可能性がある。

この水アトマイズ法は、粉末冶金用の合金粉末等の製造
に用いられる金属溶湯粉末化方法であり、ノズルから流
下された合金溶湯に高圧水を噴射し、冷却して粉化・凝
固させるものである。　　しかし、高圧水によって粉化
された粉末は四方へ飛散し、粉末周囲には熱伝導率の低
い水蒸気膜が形成されるため、通常の水アトマイズ法で
は１０３〜１０’に／ｓ程度の冷却速度しか得られない
。　このため、得られる合金粉末のアモルファス化の程
度は合金粉末の粒径に依存し、広範囲の粒径に亙るアモ
ルファス化は困難であった。

このような事情から、日本金属学会会報第２４巻第６号
（１９８５）ｒ新技術・新製品」別冊の［アモルファス
合金粉末の製造法の開発」では、粉化点近傍に管を設置
し、その中で強制的に乱流を作り、粉末が四方へ飛散す
るのを防止すると同時に粉末の周囲に生じる水蒸気膜を
破壊し、水と粉末を強く作用させることにより水アトマ
イズ法の冷却速度の低さを改善するという提案がなされ
ている。　この方法によって得られる合金粉末は、約１
００戸前後の粒径のものまでアモルファス化しており、
アモルファス化の程度は高いものの、同文献記載のＳＥ
Ｍ写真および見掛密度から明らかなように極めて不規則
な形状であり、Ｆ　ｅ　ａ。Ｐ□。−ＸＣＸの組成にお
いて１００メツシユ以下の粉末の見掛密度（嵩密度と同
義）は０．６〜１．３ｇ　／　ｃ　ｒｒｒである。

ところで、合金粉末を結合剤と混合して塗布型の磁気シ
ールド材として用いる場合、合金粉末の形状は扁平状で
あることが好ましい。　扁平状の合金粉末は、その主面
が塗布膜面内方向となるように配向するため、磁気シー
ルド材どして使用する方向に扁平方向が一致し、扁平形
状に由来する反磁界の小ささから素材自体の高い透磁率
を活用できる。　このため反磁界による塗布膜面内方向
の磁気特性の低下が防止され、良好な磁気シールド特性
が得られるからである。

上記のような水アトマイズ法により得られた不規則形状
のアモルファス合金粉末を扁平（フレーク状）化するた
めに、スタンプミル、振動ミル、アトライター等の各種
粉砕機を用いる旨が、特開昭６３−１１４９０１号公報
に記載されている。　なお、特開昭６３−１１４９０１
号公報に記載されている不規則形状のアモルファス合金
粉末の見掛密度は、１．４〜２．０ｇ／ｃイである。

しかし、本発明者らの研究によれば、上記文献および特
開昭６３−１１４９０１号公報に記載されているような
不規則形状の合金粉末は、スタンプミル、振動ミル、ア
トライター等の粉砕手段では扁平化が困難である。

特に、本発明者らが特願昭６２−３３１２２４号等にお
いて、磁気シールド材としての磁気特性が良好となるよ
うな扁平化が行なえる手段として提案している媒体撹拌
ミルを用いた場合、不規則形状の粉末は直ちに破断が生
じ、好ましい粒度分布の粉末を得ることができない。

また、特開昭５４−７６４６９号公報に記載されている
合金粉末は水アトマイズ法により作製されており、この
ものは約３６μｍ以下の粒径であればほぼアモルファス
化している。　この合金粉末の形状に関する記載はない
が、本発明者らの研究によれば、この程度の粒径の合金
粉末を水アトマイズ法により製造しかつアモルファス状
態とするためには、粉末の比表面積が極めて大きい必要
がある。　すなわち、粉末の形状が不規則であることが
必要である。　従って、この合金粉末においても、上記
と同様に良好な扁平状化は困難である。

また、アモルファス合金等の磁性材料は上記したように
脆い性質を有するか、あるいは扁平状化を容易にするた
めの脆化処理としての熱処理もしくは磁気特性向上のた
めの熱処理が施されるが、このような磁性粉末は、結合
剤と混練して塗料化する際に受ける応力により粉砕され
易い。　このため磁気特性が劣化してしまい、目的とす
る磁気特性が得られなくなることがしばしば発生する。

さらに、軟磁性粉末として磁歪が大きい合金を用いた磁
気シールド材では、上記のような混線時に受ける応力に
より磁気特性が低下してしまうため安定した磁気シール
ド効果を得ることができず、耐久性が劣る。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は上記したような事情からなされたものであり、
シールド効果が高（、応力が加わった場合でも磁気特性
、特にシールド比の安定性が高く、また、薄膜化して用
いた場合であっても膜面と平行な方向の磁気シールド性
が高い磁気シールド材と、この磁気シールド材に含有さ
れ、このような効果を実現する軟磁性粉末およびその製
造方法と、この軟磁性粉末の原料として好適な水アトマ
イズ粉末とを提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは研究を重ねた結果、欧州特許公開０２７１
６５７号に記載されているような微結晶相を含有する軟
磁性合金を扁平状の粉末とした場合に上記目的が達成さ
れることを知見し、下記（１）〜（１３）の本発明を完
成した。

（１）下記式で表わされる組成を有し、かつ、微結晶相
を有する扁平状軟磁性粒子から構成される軟磁性粉末と
、結合剤とを含有することを特徴とする磁気シールド材
。

［式］ ％式％（ だし、上記式において　ＭｌはＮｂ、Ｗ、ＴａおよびＭ
ｏから選択される１種以上の元素を表わし、Ｍ８はＶ、
ＣｒおよびＭｎから選択される１種以上の元素を表わし
、 Ｏ≦ａ≦０．５． ０．１≦Ｘ≦３． ０≦ｙ≦３０゜ ０≦Ｚ≦２５． ５≦３ｙ＋Ｚ≦３０． ０．１≦ｐ≦３０． ０≦ｑ≦１０、 である。） （２）最大透磁率μ、が１００以上の磁気特性を有する
上記（１）に記載の磁気シールド材。

（３）前記軟磁性粉末の重量平均粒径Ｄ５０が５〜３０
μｍであり、平均厚さがｌＬＬｍ以下である上記（１）
または（２）に記載の磁気シールド材。

（４）前記扁平状軟磁性粒子において、微結晶相の占め
る割合が５０％以上である上記（１）ないしく３）のい
ずれかに記載の磁気シールド材。

（５）前記微結晶相を構成する微結晶粒の平均結晶粒径
が１０００Å以下である上記（１）ないしく４）のいず
れかに記載の磁気シールド材・ （６）０．１５≦ａ≦０．４５である上記（１）ないし
く５）のいずれかに記載の磁気シールド材。

（７）微結晶相を有する扁平状軟磁性粒子から構成され
、この扁平状軟磁性粒子の組成が下記式で表わされるこ
とを特徴とする軟磁性粉末。

［式］ ％式％（ だし、上記式において、ＭｌはＮｂ、Ｗ、ＴａおよびＭ
ｏから選択される１種以上の元素を表わし、Ｍ２は■、
ＣｒおよびＭｎがら選択される１種以上の元素を表わし
、 ０≦ａ≦０，５． ０．１≦Ｘ≦３． ０≦ｙ≦３０． ０≦Ｚ≦２５． ５≦、ｙ＋ｚ≦３０． ０．１≦ｐ≦３０． ０≦ｑ≦１０、 である。） （８）上記（７）に記載の軟磁性粉末の製造方法であっ
て、 前記式で表わされる組成を有する合金溶湯を高速急冷し
、合金粉末を製造する第１工程と、 この合金粉末を扁平状化するとともにアモルファス化す
る第２工程と、 得られた扁平状合金粉末に熱処理を施し、微結晶相を形
成する第３工程とを含むことを特徴とする軟磁性粉末の
製造方法。

（９）前記第２工程において、合金粉末の扁平状化が媒
体撹拌ミルにより行なわれる上記（８）に記載の軟磁性
粉末の製造方法。

（１０）前記第１工程において、合金溶湯の高速急冷が
水アトマイズ法により行なわれる上記（８）または（９
）に記載の軟磁性粉末の製造方法。

（１１）前記第３工程において、４５０〜７００℃にて
５分間〜２４時間熱処理が施される上記（８）ないしく
１０）のいずれかに記載の軟磁性粉末の製造方法。

（１２）水アトマイズ法により製造される合金粉末であ
って、重量平均粒径Ｄ　ｓｏが５〜３０μｍであり、下
記式で表わされる組成を有することを特徴とする水アト
マイズ粉末。

［式］ （Ｆｅｌ−ａＮ１ａンｔｏｏ−ｘ−ｙ−ｇ−ｐ−ａｃＬ
Ｉｍｓ１ｙＢＪ’ｐＭＺ　　　（ただし、上記式におい
て、ＭｌはＮｂ、Ｗ％ＴａおよびＭｏから選択される１
種以上の元素を表わし、Ｍ２は■、ＣｒおよびＭｎから
選択される１種以上の元素を表わし、 ０≦ａ≦０．５． ０．１≦Ｘ≦３． ０≦ｙ≦３０、 Ｏ≦Ｚ≦２５． ５≦ｙ＋ｚ≦３０． ０．１≦ｐ≦３０． ０≦ｑ≦１０゜ である。） （１３）嵩密度が２　ｇ　／　ｃ　ｒｒｒ以上である上
記（１２）に記載の水アトマイズ粉末。

〈作用〉 本発明では、まず、上記組成を有する原料合金の溶湯を
水アトマイズ法により粉末化し、重量平均粒径Ｄｓｏが
５〜３０μｍであり、好ましくは嵩密度が２ｇ／ｃｒｔ
ｒ以上である水アトマイズ粉末を製造する。　この水ア
トマイズ法は、合金溶湯に高圧水を噴射して凝固・粉末
化した後、水中で冷却するものである。　このようにし
て得られた水アトマイズ粉末は、へロー／ビーク比で表
わされるアモルファス化度が、５０〜１００％程度であ
る。

次いで、得られた水アトマイズ粉末を媒体撹拌ミルによ
り扁平状化する。　水アトマイズ粉末は、媒体撹拌ミル
の圧延・剪断作用により磁気シールド材用として好適な
程度の粒径および扁平状とされ、同時に、へロー／ビー
ク比９０〜１００％程度までアモルファス化される。　
本発明の水アトマイズ粉末は上記組成を有するため延性
および展性に富んでおり、媒体攪拌ミルによる扁平状化
の際、微粉末にまで破断されることなく、良好な扁平状
化がなされる。

次いで、所定の熱処理を施すことにより、粉末に微結晶
相を形成する。　この微結晶相の占める割合は、好まし
くは５０％以上であり、残部は実質的にアモルファスで
ある二　また、微結晶粒の平均結晶粒径は、好ましくは
１０００Å以下である。

このようにして、磁気シールド材としての磁気特性が良
好な軟磁性粉末が得られる。

このようにして得られた軟磁性粉末を結合剤と混合し、
結合剤中に軟磁性粉末が分散された磁気シールド材を得
る。

媒体撹拌ミルにおける扁平状化に際し、粉末形状が不定
形のものは、扁平化されず粉砕されてしまう。　一方お
おむね球状に近いものは、容易に扁平化される。

おおむね球状の水アトマイズ粉末を作る条件は従来作ら
れていた水アトマイズ粉末とは、全（逆に、なるべ（遅
い急冷速度で水アトマイズ化すればよい。

即ち、水アトマイズされた溶湯粉末が、その表面張力に
より、球体になるまで固化されないような状態を作るも
のである。

これに対し、従来は、なるべくアモルファス化しようと
して、水アトマイズ化の際の水による冷却速度をかせぐ
ため、溶湯の比表面積を太き（し、溶湯と水との接触面
積を多（とることを考久て、水アトマイズによる方法で
も、その冷却速度を大きなものとする。　しかし、その
結果、粉末形状は、不均一性の高い不定形にならざるを
得ない結果となり、シールドあるいはシールド原料粉と
して使用できないものとなっていたのである。

〈具体的構成〉 以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明の軟磁性粉末は、微結晶相を有する扁平状軟磁性
粒子から構成される。

この扁平状軟磁性粒子の組成は、下記式で表わされる。

［式］ （Ｆｅ＋−ａＮｉ、）＋ｏｏ−ｍ−ｙ−ｘ−ｐ−ｑ（：
ｕ＋＋５ｉｙＢＪ’ｐＭ”ｑ　　（ただし、上記式にお
いて、ＭｌはＮｂ、Ｗ、ＴａおよびＭｏから選択される
１種以上の元素を表わし、Ｍ２はＶ、ＣｒおよびＭｎか
ら選択される１種以上の元素を表わし、 Ｏ≦ａ≦０．５． ０．１≦Ｘ≦３． ０≦ｙ≦３０． ０≦Ｚ≦２５． ５≦ｙ＋ｚ≦３０． ０．１≦ｐ≦３０゜ ０≦ｑ≦１０、 である。） Ｎｉの含有量を表わすａが上記範囲を外れると延性およ
び展性が低下し、望ましい扁平状化が困難とな、る。　
また、磁気特性、特に磁歪が増加する。　なお、好まし
い延性および展性を示すａの範囲は、０．１５〜０．４
５である。

Ｎｉの含有量をこのような範囲とすることにより、後述
する媒体撹拌ミルにて好ましい扁平状化を行なうことが
できる。

Ｃｕは、後述する熱処理により微結晶相を形成する際に
、必須の元素である。　Ｃｕの含有量を表わすＸが上記
範囲を外れると、磁気特性、特に透磁率が低下し、良好
な磁気シールド効果が得られない。

Ｍｌは、粗大結晶粒を生じさせず均一な微結晶相を得る
ために含有される。　また、Ｍｌを含有することにより
、極めて高い透磁率が得られる。

Ｍｌとしては、磁気特性が高くなることからＮｂおよび
／またはＭｏを用いることが好ましく、特にＮｂを必須
とすることが好ましい。

また、耐食性が向上することから、Ｗおよび／またはＭ
ｏを用いることが好ましい。

Ｍ’の含有量を表わすｐが上記範囲を外れると、磁気特
性が低下する。

ＳＩおよびＢは合金をアモルファス化するために含有さ
れる。　本発明では合金溶湯の高速急冷により、あるい
はさらに媒体撹拌ミルにより扁平状化することによりア
モルファス合金を製造し、このアモルファス合金に熱処
理を施すことにより微結晶相を形成するため、Ｓｉおよ
びＢの少なくとも一方の含有は必須とされる。

Ｓｉの含有量を表わすｙ、Ｂの含有量を表わすＺおよび
ｙ＋２が上記範囲を外れると、合金のアモルファス化が
困難となる他、磁気特性が低下する。

なお、ＳｉおよびＢの他、ガラス化元素としてＣ，Ｇｅ
、Ｐ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｉｎ、ＢｅおよびＡｓから選ばれる
元素の１種以上が含有されていてもよい。　これらのガ
ラス化元素は、ＳｉおよびＢと共にアモルファス化を助
長する作用を示し、また、キュリー温度および磁歪の調
整作用も有する。　これらガラス化元素は、ＳｉとＢの
含有量の合計、すなわちｙ＋Ｚの３０％以下を置換する
ように含有されることが好ましい。

Ｍ２は、軟磁性粉末の耐食性、磁気特性等の向上および
磁歪の調整のために含有される。

Ｍ２の含有量を表わすｑが上記範囲を超えると、飽和磁
束密度が低下する。

Ｍ２のうち、ＣｒおよびＶは耐食性向上効果が高く、こ
れらのうちの１種以上を含有することが好ましく、特に
、Ｃｒを必須とすることが好ましい。　なお、耐食性を
有意に向上させるためには、ｑは２以上、特に３以上で
あることが好ましい。

以上に挙げた元素の他、本発明の軟磁性粉末には、Ｚｒ
、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｆｆ、白金族元素、Ｓｃ、Ｙ、希土類
元素、Ａｕ％Ｚｎ％ＳｎおよびＲｅから選択される１種
以上の元素が含有されていてもよい。　これらの元素の
うちＺｒ、ＨｆおよびＴｉは、上記したＭｌと同様な作
用を有する。　また、Ａ℃、白金族元素、Ｓｃ、Ｙ、希
土類元素、Ａｕ、Ｚｎ、ＳｎおよびＲｅは、上記したＭ
２と同様な作用を有する。　これらの元素が含有される
場合、その含有量の合計は、上記式で表わされる組成に
対して１０％以下であることが好ましい。

なお、上記式において、ａ、ｘ、ｙ％２、ｙ＋ｚ、ｐお
よびｑは下記範囲であることが好ましい。

０．１５≦ａ≦０．４５． ０．１≦Ｘ≦３． ６≦ｙ≦２５． ２≦Ｚ≦２５． １４≦ｙ＋ｚ≦３０． ０．１≦ｐ≦１０ ｑ≦６ また、ａ、ｘ、ｙ、ｚ、ｙ＋ｚ、ｐおよびｑのより好ま
しい範囲を下記に示す。

０．１５≦ａ≦０．４５． ０．５≦Ｘ≦２． １０≦ｙ≦２５． ３≦Ｚ≦１８． １８≦ｙ＋ｚ≦２８． ２≦ｐ≦８ ｑ≦６ さらに、ａ、ｘ、ｙ、ｚ、３’＋Ｚ、ｐおよびｑの特に
好ましい範囲を下記に示す。

０．１５≦ａ≦０．４５． ０、　５　≦Ｘ　≦２． １１≦ｙ≦２４． ３　≦　Ｚ　≦９． １８≦ｙ＋ｚ≦２７． ２≦ｐ≦８ ｑ≦６ 上記式で表わされる組成を有する扁平状軟磁性粒子は、
微結晶相を含有する。

本発明では、この微結晶相の占める割合が扁平状軟磁性
粒子の５０％以上であることが好ましく、扁平状軟磁性
粒子全体が微結晶相で構成されている場合、特に高い磁
気特性が得られる。　なお、扁平状軟磁性粒子の微結晶
相以外の部分は、実質的にアモルファスで構成される。

本発明において良好な磁気特性を得るためには、微結晶
の平均粒径を好ましくは１０００Å以下、より好ましく
は５００Å以下、さらに好ましくは２００Å以下、特に
好ましくは５０〜２００人とすることがよい、　この場
合の平均粒径は、各結晶粒の最大径の平均とする。　平
均粒径は透過型電子顕微鏡により測定することができる
。

なお、扁平状軟磁性粒子には、磁気特性に悪影響を与え
ない限り、Ｎ、Ｏ，Ｓ等の不可避的不純物が含有されて
いてもよい。

以下、扁平状軟磁性粒子の寸法および形状について説明
する。

扁平状軟磁性粒子の平均厚さは１μｍ以下、特に０．０
１〜１μｍであることが好ましい。

平均厚さが０．０１μｍ未満となると、磁気シールド材
とする場合に結合剤への分散性が低下する。　また、透
磁率等の磁気特性が低下し、シールド特性が不十分とな
る。

一方、１μｍを超えると、磁気シールド材を薄く塗布す
る場合に軟磁性粉末が均一に分散された塗膜を形成する
ことができず、また、塗膜の厚さ方向の扁平状軟磁性粒
子の存在数が少なくなるため、シールド特性が不十分と
なる。

なお、平均厚さが０．０１〜０．６μｍとなると、より
好ましい結果を得る。

平均厚さは、分析型走査型電子顕微鏡で測定すればよい
。

扁平状軟磁性粒子の平均アスペクト比は１０〜３０００
、特に１０〜５００であることが好ましい。　本発明に
おいて平均アスペクト比とは、扁平状軟磁性粒子の平均
粒径をその平均厚さで除した値である。

平均アスペクト比が１０未満であると反磁界の影響が大
きくなり、透磁率などの磁気特性が低下し、シールド特
性が不十分となる。

方、上記した範囲内の平均厚さを有する扁平状軟磁性粒
子において平均アスペクト比が３０００を超える場合、
平均粒径が大きくなりすぎるので、結合剤と混練する際
に破断が生じ易（なり磁気特性が劣化する。

なお、この場合の平均粒径とは重量平均粒径Ｄ５０を意
味し、軟磁性粉末を構成する扁平状軟磁性粒子の重量を
粒径の小さい方から積算し、この値が軟磁性粉末全体の
重量の５０％に達したときの扁平状軟磁性粒子の粒径で
ある。　また、この場合の粒径は、光散乱法を用いた粒
度分析計で測定した粒径である。　より具体的には、光
散乱法を用いた粒度分析とは、試料を例えば循環しなが
らレーザー光やハロゲンランプ等を光源としてフランホ
ーファ回折あるいはミイ散乱の散乱角を測定し、粒度分
布を測定するものである。　この詳細は、例えば「粉体
と工業Ｊ　ＶＯＬ、１９　Ｎｏ、７（１９８７）に記載
されている。

上記のＤ　ｓｏは、このような粒度分析計により得られ
た粒度分布により決定することができる。

本発明の軟磁性粉末は、このようにして決定されるＤｓ
ａが、５〜３０μｍであることが好ましい。

このような扁平状軟磁性粒子の主面形状において、その
長軸の長さ（最大径）をａ、短軸の長さ（最小径）をｂ
としたとき、軸比の平均ａ／ｂは、磁気シールドに方向
性が要求される場合には１．２以上のできるだけ大きい
値が望ましい。　磁界源が方向性を有する場合には、そ
の方向へ配向磁場を作用させながら磁性塗料を硬化させ
ればその方向の透磁率の向上ができ、磁気シールド効果
を太き（することができる。

この場合、ａ　／　ｂが１．２〜５となると、より好ま
しい結果を得る。　そして、後述する媒体撹拌ミルによ
れば、このような軸比を容易に実現することができる。

粒子の長軸および短軸は、分析型透過型電子顕微鏡によ
り測定すればよい。

このような扁平状軟磁性粒子からなる軟磁性粉末は、磁
気シールド特性向上のために以下のような磁気特性を有
することが好ましい。

直流磁界での最大透磁率μヨは、２０〜８０、より好ま
しくは２５〜６０であり、保磁力Ｈｃは１〜２００ｅ、
より好ましくは１〜１４０ｅである。

以下、本発明の軟磁性粉末の製造方法を説明する。

本発明の製造方法は、上記式で表わされる組成の合金溶
湯を高速急冷して合金粉末を製造する第１工程と、この
合金粉末を扁平状化するとともにアモルファス化する第
２工程と、得られた扁平状合金粉末に熱処理を施して微
結晶相を形成する第３工程とを含む。

第１工程では、高速急冷に水アトマイズ法を用いること
が好ましい。　本発明では、水アトマイズ法により得ら
れた合金粉末を、水アトマイズ粉末と称する。

第１図は、水アトマイズ法を説明する模式図である。

原料合金は誘導加熱などにより溶湯とされ、溶解炉ｌ底
部のノズルから噴霧タンク２内に流下される。　流下さ
れた合金溶湯に噴霧ノズル３から高圧水を噴射し、冷却
して凝固・粉末化する。　なお、粉末の酸化を防ぐため
、噴霧タンク２内は、不活性ガス雰囲気とすることが好
ましい。　次いで、噴霧タンク２および排水タンク５内
から粉末を回収し、乾燥して水アトマイズ粉末を得る。

このような水アトマイズ法を用いると、合金溶湯は薄帯
形状などを経ることなく直接粒子化される。

このような水アトマイズ法において、溶湯の流下量、噴
霧ノズルからの高圧水の加圧圧力、噴射量、噴射速度、
噴射方向、噴霧ノズルの形状等を適当に制御・調整する
ことにより、後述する嵩密度および寸法の水アトマイズ
粉末を得ることができる。　本発明における水アトマイ
ズ法のこれら各種条件の好適例を、下記に示す。

溶湯の流下量は１０〜１０００ｇ／ｓ程度であることが
好ましい。

噴霧ノズルからの高圧水の加圧圧力はｌＯ〜ｉ　ｏｏｏ
気圧程度、噴射量は５０〜１００ρ／　ｓ　ｅ　ｃ程度
であることが好ましい。

なお、本発明において好ましい冷却速度は１０”　〜１
０’℃／Ｓ程度である。

また、原料合金の組成は、目的とする本発明の軟磁性粉
末の組成とすればよ（、具体的には、上記式で表わされ
る組成から選択される。

本発明の水アトマイズ粉末は、重量平均粒径Ｄ６゜が５
〜３０μｍであり、好ましくは７〜２０μｍである。　
この範囲未満となると扁平化しにくくなり、この範囲を
超えるとアモルファス化度が低下する。

また、本発明の水アトマイズ粉末は、嵩密度が２　ｇ　
／　ｃｄ以上、特に２．１〜５　ｇ　／　ｃｄ、さらに
は２．５〜４．５ｇ／ｃｒｒｒであることが好ましい。

なお、嵩密度と粉末形状の規則性とは相関する。　具体
的には、嵩密度が小さい場合、粉末形状の不規則性が高
く、嵩密度が大きい場合、粉末形状の不規則性は低い、
　そして、嵩密度が上記範囲を超える水アトマイズ粉末
はアモルファス化度が低いため、媒体撹拌ミルにより扁
平状化を行なっても、後述するアモルファス化度を達成
することが困難である。　また、嵩密度が上記範囲未満
である水アトマイズ粉末は形状不規則性が高いため、媒
体攪拌ミルによって扁平状化する際に粉末の不規則な破
断が生じ、前述した寸法、形状および粒度分布を有する
軟磁性粉末とすることが困難である。

嵩密度が上記範囲内である水アトマイズ粉末はほぼ球状
であるため、第２工程において媒体撹拌ミルにより扁平
状化を行なった場合、媒体撹拌ミルの圧延・剪断作用が
有効にはたらき、上記したような扁平状軟磁性粒子の形
状および寸法を容易に得ることができる。

また、本発明の水アトマイズ粉末は、へロー／ビーク比
で表わされるアモルファス化度が５０〜１００％程度で
ある。

本発明の軟磁性粉末を得るためには、このような水アト
マイズ法によらず、通常の片ロール法等の高速冷却法に
より薄帯を製造し、この薄帯を粗粉砕した後に媒体撹拌
ミルによる扁平状化を行ない、扁平状合金粉末を得ても
よい。

しかし、この場合、最終的に得られる軟磁性粉末の磁気
特性、特に透磁率は、水アトマイズ法を用いた場合に比
べ低下する。

第２工程における合金粉末の扁平状化は、媒体撹拌ミル
により行なうことが好ましい。

媒体攪拌ミルはビン型ミル、ビーズミルあるいはアジテ
ータ−ボールミルとも称される撹拌機であり、例えば特
開昭６１−２５９７３９号公報などに記載がある。

第２図は、媒体撹拌ミルの構造を示す部分縦断面図であ
る。

媒体撹拌ミル１１は、円筒容器１２の内周側面およびこ
の円筒容器１２内に設けられた回転体１３の外周側面に
多数のロッド１４が植立されており、円筒容器１２内周
側面と回転体１３の外周側面との間には媒体としてビー
ズと、被攪拌物が充填される。

そして、円筒容器１２と回転体１３とが相対的に高速回
転されることにより、ロッド１４がビーズを撹拌し、被
撹拌物は主としてビーズにより圧延・剪断される。

水アトマイズ粉末は、このような媒体撹拌ミルが有する
圧延・剪断作用により扁平化され、前述したような磁気
シールド材として好適な扁平形状が得られ、同時にアモ
ルファス化が進められる。

本発明において、媒体撹拌ミルを用いて圧延・剪断する
際の好ましい条件としては、例えば、ビーズ径１〜５ｍ
ｍ、ビーズ充填率２０〜８０％、回転体１３外周側面に
設けられたロッド１４先端での周速１〜２０　ｍ　／　
ｓ程度である。

なお、媒体攪拌ミル以外の手段、例えば、スタンプミル
、振動ミル、アトライター等では、前述したような形状
の扁平状粉末を得ることはできない。

媒体撹拌ミルにより攪拌されることにより、水アトマイ
ズ粉末のアモルファス化度はハロー／ビーク比で９０〜
１００％程度まで向上し、また、上記のような扁平形状
となる。

媒体撹拌ミルにより所定形状および寸法とされ、さらに
アモルファス度が向上した扁平状合金粉末は、第３工程
において熱処理が施される。　この熱処理により、扁平
状合金粉末には前述した微結晶相が形成され、本発明の
軟磁性粉末が得られる。

熱処理は、真空中、あるいは窒素、水素、Ａｒ等の不活
性ガス雰囲気中で行なうことが好ましい。

熱処理の温度および時間は、熱処理される扁平状合金粉
末の組成、寸法などによっても変わるが、４５０〜７０
０℃にて５分間〜２４時間であることが好ましい。

熱処理温度が上記範囲未満であると、微結晶相を形成す
ることが困難となり、上記範囲を超えると結晶粒が粗大
となり、いずれも高い磁気特性を有する軟磁性粉末が得
られない。

熱処理時間が上記範囲未満であると均一な加熱を行なう
ことが困難となり、また、上記範囲を超えると結晶粒が
粗大化し、いずれも高い磁気特性の軟磁性粉末が得られ
ない。

なお、より好ましい熱処理温度および熱処理時間は、５
００〜６５０℃にて５分間〜６時間である。

なお、この熱処理は、磁場中にて行なわれてもよい。

本発明の磁気シールド材は、このようにして得られる軟
磁性粉末と結合剤とを含有し、結合剤中に軟磁性粉末が
分散されているものである。

本発明の磁気シールド材は、素材１００％に換算した場
合の直流磁界での最大透磁率μ、が５０以上、好ましく
は１００以上、特に１５０〜４００、さらには１８０〜
３５０であり、保磁力Ｈｃが２〜２００ｅ、特に２〜１
５０ｅであることが好ましい。

このように、本発明に従い、磁気特性が向上する。　こ
れは、粉砕等の加工工数が少なく、導入される加工歪が
減少するからである。

このため、大きなμ、かえられ、十分な磁気シールド効
果かえられる。

また、Ｈｃは２００８以下となり、この点でも十分な磁
気シールド効果かえられる。

また、本発明では、軟磁性粉末の磁気シールド材中で充
填率が、６０〜９５ｗｔ％であることが好ましい。

充填率が６０ｗｔ％未満であると磁気シールド効果が急
激に減少し、９５ｖｔ％を超えると軟磁性粉末が結合剤
によって強固に結び付くことができず、磁気シールド材
の強度が低下する。

充填率が７０〜９０ｗｔ％であると、特に良好な磁気シ
ールド効果が得られ、シールド材の強度も十分である。

本発明に用いる結合剤に特に制限はなく、公知の熱可塑
性樹脂、熱硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂等から適当に
選択することができる。

なお、磁気シールド材は、軟磁性粉末および結合剤の他
、硬化剤、分散剤、安定剤、カップリング剤等を含有し
てもよい。

このような磁気シールド材は、通常、所望の形状に成形
され、あるいは必要な溶媒を用いて塗布用組成物とされ
た後に塗布され、次いで、必要に応じて加熱硬化されて
用いられる。

なお、硬化は、一般に、加熱オーブン中で５０〜８０℃
にて６〜１００時間程度加熱すればよい。

本発明の磁気シールド材を、膜状あるいは薄板状に成形
して磁気シールド用に用いる場合、磁気シールド材の厚
さは５〜２００μｍであることが好ましい。

このような厚さ範囲とするのは、本発明の磁気シールド
材は前記したような磁気特性を有するため、５μｍの厚
さでも高い磁気シールド効果を示し、また、シールド材
が磁気飽和しない程度の強度を有する磁界のシールドを
する場合、２００ＬＬｍを超える厚さに形成しても磁気
シールド効果は顕著には向上せず、２００μｍ以下とす
ればコスト的にも有利だからである。

なお、本発明の磁気シールド材を所要の形状に成形ある
いは塗布する際に、配向磁界をかけたりあるいは機械的
に配向することにより、方向性の高い磁気シールド材と
することができ、特に、磁気シールド材を板状あるいは
膜状としたときには、膜面と平行な方向の磁界に対して
高い磁気シールド効果を示し、上記のような厚さ範囲に
て十分な効果を示すものである。

なお、磁気シールド材に適用するに際し、軟磁性粉末に
は、Ｃｕ、Ｎｉ等の導電性被膜を形成してもよい。

〈実施例〉 以下、具体的実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説
明する。

［水アトマイズ法を用いたサンプルの作製Ｉ］第１図に
示すような水アトマイズ装置を用いて種々の水アトマイ
ズ粉末を得た。　原料合金の組成は、（Ｆｅｏ、　ａＪ
ｉｏ、５）ｙ４ｃｌＩ＋Ｎｂ５ｓＬｉＢｔとした。

水アトマイズ粉末のＤ５０、嵩密度およびα−Ｆｅのハ
ロー／ビーク比を表１に示す。

次いで、水アトマイズ粉末を表１に示す種々の条件にて
媒体撹拌ミルで扁平状化し、同時にアモルファス化を進
めた。　扁平状化された水アトマイズ粉末のα−Ｆｅの
へロー／ビーク比を測定した。　結果を表１に示す。

さらに、扁平状化された水アトマイズ粉末に熱処理を施
し、軟磁性粉末を得た。　熱処理は５３０℃にて１時間
行なった。

なお、軟磁性粉末を透過型電子顕微鏡により観察した結
果、平均粒径１０００Å以下の結晶粒からなる微結晶相
だけから構成されていた。

軟磁性粉末のＩ）ｓｏ、平均厚さおよび平均アスペクト
比を表１に示す。

なお、平均厚さは分析型走査型電子顕微鏡により測定し
、Ｄ、。は光散乱を利用した粒度分析計により測定した
。

また、軟磁性粉末の磁気特性として、直流磁界での最大
透磁率（μ、）および保磁力（Ｈａ）を表１に示す。

次に、得られた軟磁性粉末を下記の結合剤、硬化剤およ
び溶剤と混合し、磁気シールド材を作製した。

（結合剤） 塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体 ［エスレックＡ（種水化学社製）］ １１００重量 部リウレタン［ニラポラン２３０４　（日本ポリウレタ
ン社製）］　　　　　　　１１００重量部固型分換算） （硬化剤） ポリイソシアネート［コロネートＨＬ（日本ポリウレタ
ン社製）］　　　　　１１０重量部溶　剤） ＭＥＫ　　　　　　　　　　　８５０重量部磁気シール
ド材中の軟磁性粉末の充填率は８０ｗｔ％とじた。

得られた磁気シールド材を、厚さ７５μｍの長尺ＰＥＴ
基板に１００μｍ厚に塗布し、ロール状に巻き取った後
、６０℃にて６０分間加熱して硬化した。　これをシー
ト状に切断し、シールド板サンプルＮｏ、１〜５を得た
。

シールド板サンプルの磁気特性として、素材１００％に
換算した場合の直流磁界での最大透磁率（μｍ）および
保磁力（Ｈｃ）を、表１に示す。

作製したシールド板サンプルについてシールド比を測定
した。

シールド比は、シールド板サンプルを磁石上に設置し、
シールド板サンプルから０．５ｃｍの位置での漏れ磁束
φを測定し、これとシールド板がない場合の磁束φ。と
を比較した比φ／φ。で表わした。　なお、測定の際に
は、シールド板すンプ°ルを曲率半径７０ｍｍに湾曲さ
せて応力を加えた。

結果を表１に示す。

［水アトマイズ法を用いたサンプルの作製■］原料合金
の組成を変えた他は上記と同様にして、水アトマイズ粉
末、軟磁性粉末および磁気シールド板サンプル（サンプ
ルＮｏ、１１〜１５）を作製した。

これらサンプルに用いた原料合金の組成を表２に、サン
プルの製造条件および各種特性を、表３に示す。　なお
、各種特性の測定条件は、上記と同じである。　また、
以下に示すサンプルも同様である。

［水アトマイズ法を用いたサンプルの作製■］磁気シー
ルド板サンプルＮｏ、１１に用いた原料合金のＮｉをす
べてＦｅに置換し、その他はサンプルＮｏ、１１と同様
にして、水アトマイズ粉末、軟磁性粉末および磁気シー
ルド板サンプル（サンプルＮｏ、２１）を作製した。

これらに用いた原料合金の組成を表２に、サンプルの製
造条件および各種特性を、表３に示す。

［片ロール法を用いたサンプルの作製］原料合金溶湯の
高速急冷に片ロール法を用いて磁気シールド板サンプル
（サンプルＮｏ。

３１および３２）を作製した。

まず、片ロール法により得られた薄帯状のアモルファス
合金を３５０℃にて１時間熱処理することにより脆化し
、次いでスタンプミルにより粗粉砕を行ない、さらにボ
ールミルにより３０μｍ以下の粒径まで微粉砕した。　
この微粉砕粉を媒体撹拌ミルにて扁平状化した。

次いで、得られた扁平状粉末に熱処理を施し、軟磁性粉
末を得た。　熱処理は、サンプルＮｏ、３１では上記各
サンプルと同じとし、サンプルＮｏ、３２では、４００
℃にて１時間行なった。

さらに、これらの軟磁性粉末を用い、上記と同様にして
磁気シールド板サンプルを作製した。

これらに用いた原料合金の組成を表２に、サンプルの製
造条件および各種特性を、表３に示す。

なお、上記サンプルＮｏ、１１〜１５．２１．３１．３
２のうち、サンプルＮｏ、３２に用いた粉末は熱処理後
もα−Ｆｅのハロー／ビーク比が１００％であったが、
その他のサンプルに用いた粉末は、熱処理後にはサンプ
ルＮｏ、１〜５に用いた粉末と同様に微結晶相から構成
される装置 以上の実施例から本発明の効果が明らかである。

〈発明の効果〉 本発明の軟磁性粉末は、所定の組成を有しかつ微結晶相
を有する扁平状軟磁性粒子から構成されるため、透磁率
等の磁気特性が高く、磁歪が小さい。　このため、この
軟磁性粉末を含有する本発明の磁気シールド材は、シー
ルド効果が高く、応力印加に対する磁気特性の安定性が
高い。　また、扁平状軟磁性粒子は配向性を有するため
、磁気シールド材を塗布して使用する場合に塗膜面と平
行な方向の磁気シールド性を高（することができる、　
特に、扁平状軟磁性粒子のＤ５゜および平均厚さを所定
範囲内とすれば、塗膜が薄い場合であっても高い磁気シ
ールド効果が得られ、また、シールド材塗膜の全面にお
いて均一なシールド効果が得られる。　そして、塗膜面
と平行な方向の磁界に対しては５〜２００μｍ程度の厚
さで所期の効果を得ることができる。　このため本発明
の磁気シールド材は、スピーカ、ＣＲＴ等の磁気シール
ドの他、極めて適用範囲が広く、また、コストも低くす
ることができる。

本発明の軟磁性粉末の製造方法において、原料合金の高
速急冷に水アトマイズ法を用いる場合、原料合金は薄帯
形状などを経ることなく直接粉末化することができるた
め、製造工数が少なく低コストである。　そして、この
場合に得られる水アトマイズ粉末は所定範囲のＤ８゜で
あり、また、形状不規則性が低いので、媒体撹拌ミルに
より扁平状化する際に破断が生じることがなく望ましい
扁平形状および寸法とすることができる。　しかも、本
発明の水アトマイズ粉末は所定の組成を有するので延性
および展性が高く、好ましい扁平状化が容易である。

また、このような水アトマイズ粉末には一部結晶相が存
在し、このままでは熱処理により微結晶相を形成するこ
とが困難であるが、本発明では媒体攪拌ミルにより扁平
状化する際、同時にアモルファス化することができるの
で、本発明によれば微結晶相の形成を容易に行なうこと
ができる。

また、水アトマイズ法を用いた場合、最終的に得られる
軟磁性粉末の磁気特性は、片ロール法等の冷却速度が高
い高速急冷法を用いた場合に比べ向上する。

４・・・水 ５・・・排水タンク １１・・・媒体撹拌ミル １２・・・円筒容器 １３・・・回転体 １４・・・ロッド

【図面の簡単な説明】

第１図は、水アトマイズ法を説明するための模式図であ
る。 第２図は、媒体撹拌ミルの構造を示す部分縦断面図であ
る。 符号の説明 １・・・溶解炉 ２・・・噴霧タンク ３・・・噴霧ノズル ＦＩＧ、１ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）下記式で表わされる組成を有し、かつ、微結晶相
   を有する扁平状軟磁性粒子から構成される軟磁性粉末と
   、結合剤とを含有することを特徴とする磁気シールド材
   。 ［式］ （Ｆｅ＿１＿−＿ａＮｉ＿ａ）＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿
   −＿ｙ＿−＿ｚ＿−＿ｐ＿−＿ｑＣｕ＿ｘＳｉ＿ｙＢ＿
   ｚＭ＾１＿ｐＭ＾２＿ｑ（ただし、上記式において、Ｍ
   ＾１はＮｂ、Ｗ、ＴａおよびＭｏから選択される１種以
   上の元素を表わし、Ｍ＾２はＶ、ＣｒおよびＭｎから選
   択される１種以上の元素を表わし、 ０≦ａ≦０．５、 ０．１≦ｘ≦３、 ０≦ｙ≦３０、 ０≦ｚ≦２５、 ５≦ｙ＋ｚ≦３０、 ０．１≦ｐ≦３０、 ０≦ｑ≦１０、 である。） （２）最大透磁率μ＿ｍが１００以上の磁気特性を有す
   る請求項１に記載の磁気シールド材。 （３）前記軟磁性粉末の重量平均粒径Ｄ＿５＿０が５〜
   ３０μｍであり、平均厚さが１μｍ以下である請求項１
   または２に記載の磁気シールド材。 （４）前記扁平状軟磁性粒子において、微結晶相の占め
   る割合が５０％以上である請求項１ないし３のいずれか
   に記載の磁気シールド材。 （５）前記微結晶相を構成する微結晶粒の平均結晶粒径
   が１０００Å以下である請求項１ないし４のいずれかに
   記載の磁気シールド材。 （６）０．１５≦ａ≦０．４５である請求項１ないし５
   のいずれかに記載の磁気シールド材。 （７）微結晶相を有する扁平状軟磁性粒子から構成され
   、この扁平状軟磁性粒子の組成が下記式で表わされるこ
   とを特徴とする軟磁性粉末。 ［式］ （Ｆｅ＿１＿−＿ａＮｉ＿ａ）＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿
   −＿ｙ＿−＿ｚ＿−＿ｐ＿−＿ｑＣｕ＿ｘＳｉ＿ｙＢ＿
   ｚＭ＾１＿ｐＭ＾２＿ｑ（ただし、上記式において、Ｍ
   ＾１はＮｂ、Ｗ、ＴａおよびＭｏから選択される１種以
   上の元素を表わし、Ｍ＾２はＶ、ＣｒおよびＭｎから選
   択される１種以上の元素を表わし、 ０≦ａ≦０．５、 ０．１≦ｘ≦３、 ０≦ｙ≦３０、 ０≦ｚ≦２５、 ５≦ｙ＋ｚ≦３０、 ０．１≦ｐ≦３０、 ０≦ｑ≦１０、 である。） （８）請求項７に記載の軟磁性粉末の製造方法であって
   、 前記式で表わされる組成を有する合金溶湯 を高速急冷し、合金粉末を製造する第１工程と、 この合金粉末を扁平状化するとともにアモルファス化す
   る第２工程と、 得られた扁平状合金粉末に熱処理を施し、微結晶相を形
   成する第３工程とを含むことを特徴とする軟磁性粉末の
   製造方法。 （９）前記第２工程において、合金粉末の扁平状化が媒
   体撹拌ミルにより行なわれる請求項８に記載の軟磁性粉
   末の製造方法。 （１０）前記第１工程において、合金溶湯の高速急冷が
   水アトマイズ法により行なわれる請求項８または９に記
   載の軟磁性粉末の製造方法。 （１１）前記第３工程において、４５０〜 ７００℃にて５分間〜２４時間熱処理が施される請求項
   ８ないし１０のいずれかに記載の軟磁性粉末の製造方法
   。 （１２）水アトマイズ法により製造される合金粉末であ
   って、重量平均粒径Ｄ＿５＿０が５〜３０μｍであり、
   下記式で表わされる組成を有することを特徴とする水ア
   トマイズ粉末。 ［式］ （Ｆｅ＿１＿−＿ａＮｉ＿ａ）＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿
   −＿ｙ＿−＿ｚ＿−＿ｐ＿−＿ｑＣｕ＿ｘＳｉ＿ｙＢ＿
   ｚＭ＾１＿ｐＭ＾２＿ｑ（ただし、上記式において、Ｍ
   ＾１はＮｂ、Ｗ、ＴａおよびＭｏから選択される１種以
   上の元素を表わし、Ｍ＾２はＶ、ＣｒおよびＭｎから選
   択される１種以上の元素を表わし、 ０≦ａ≦０．５、 ０．１≦ｘ≦３、 ０≦ｙ≦３０、 ０≦ｚ≦２５、 ５≦ｙ＋ｚ≦３０、 ０．１≦ｐ≦３０、 ０≦ｑ≦１０、 である。） （１３）嵩密度が２ｇ／ｃｍ＾３以上である請求項１２
   に記載の水アトマイズ粉末。